一种沿铁塔脚钉攀爬载人机器人的攀爬末端制造技术

本发明专利技术公开了一种沿铁塔脚钉攀爬载人机器人的攀爬末端，包括安装座、C形抓爪、钩式抓爪、回转驱动装置和摆动驱动装置，C形抓爪通过回转驱动装置实现绕脚钉旋转，钩式抓爪通过摆动驱动装置实现上下摆动。C形抓爪的开口朝下时与钩式抓爪配合抓紧脚钉，松开脚钉时，钩式抓爪向下摆打开，C形抓爪旋转至开口朝上位于脚钉的下侧。本攀爬末端安装座连接于机器人的两组伸缩装置上下伸缩杆的末端，机器人的两组伸缩装置对角的攀爬末端同时抓紧或者松开脚钉，左右交替沿左右两侧的脚钉实现自动向上和向下爬塔，减轻作业人员的劳动强度，提高作业安全。

【技术实现步骤摘要】
一种沿铁塔脚钉攀爬载人机器人的攀爬末端
本专利技术涉及一种输电线路作业用机器人，具体涉及一种沿铁塔脚钉攀爬载人机器人的攀爬末端。
技术介绍
输电线路主要由导线、绝缘子、杆塔、避雷线和接地装置组成。杆塔主要起到支撑作用，输电线路杆塔按材料分为铁塔和砼塔，铁塔在输电线路上的使用占比高达80％以上，特别是500kV及以上线路目前占到100％。在线路运维检修中，触电与高空坠落是危害人身安全的两大主要因素。随着电网建设的迅速发展，铁塔的呼高越来越高，特高压线路的平均呼高达到70米以上，作业人员体力越来越难以满足作业需求。在极端天气时，特别是在线路覆冰时，作业人员无法爬塔，但在出现想要进行作业就必须要爬塔这种情况时，就会严重危及到作业人员的安全。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可自动锁住和松开铁塔上脚钉的攀爬末端，实现载人机器人的自动上下塔，减轻作业人员的劳动强度，提高作业安全。本专利技术提供的这种沿铁塔脚钉攀爬载人机器人的攀爬末端，包括安装座、C形抓爪、钩式抓爪、回转驱动装置和摆动驱动装置，C形抓爪通过回转驱动装置实现绕脚钉旋转，钩式抓爪通过摆动驱动装置实现上下摆动；C形抓爪的开口朝下时与钩式抓爪配合抓紧脚钉，松开脚钉时，钩式抓爪向下摆打开，C形抓爪旋转至开口朝上位于脚钉的下侧；本攀爬末端安装座连接于机器人的两组伸缩装置上下伸缩杆的末端。上述技术方案的一种实施方式中，所述C形抓爪为C形齿环，其齿圈两侧有对称伸出的轮毂环，所述钩式抓爪为拐臂爪。上述技术方案的一种实施方式中，所述安装座包括安装盒及其一端连接的安装臂，安装臂分别垂直连接于所述上螺杆和下螺杆的端部。上述技术方案的一种实施方式中，所述回转驱动装置包括伺服电机、输出齿轮、过渡齿轮和驱动齿轮，伺服电机与安装臂平行布置，输出齿轮和过渡齿轮为一对锥齿轮，输出齿轮连接于伺服电机的输出轴上，过渡齿轮和驱动齿轮连接于驱动轴上，驱动轴垂直于输出轴布置，穿过安装盒的侧壁，过渡齿轮连接于驱动轴的外端与输出齿轮啮合，驱动齿轮位于安装盒内；驱动齿轮与所述C形抓爪啮合。上述技术方案的一种实施方式中，所述摆动驱动装置为电动推杆，其一端通过铰接座与安装臂连接，另一端与所述钩式抓爪铰接。上述技术方案的一种实施方式中，所述C形抓爪为两侧有伸出轮毂的C形齿环，C形齿环啮合于所述驱动齿轮的外侧，所述安装盒的侧壁有与轮毂相应的弧形槽，用于安装C形抓爪及给其回转运动导向。上述技术方案的一种实施方式中，所述钩式抓爪为拐臂爪，其外端与所述电动推杆的伸缩端铰接，中部拐角处与所述安装盒的侧壁铰接。上述技术方案的一种实施方式中，所述C形抓爪的内侧设置有耐磨防滑层或破冰钉齿。本专利技术的抓爪包括相互配合的C形抓爪和钩式抓爪，C形抓爪可通过回转驱动装置旋转至开口朝上状态和开口朝下状态，而钩式抓爪可通过摆动驱动装置实现上下摆动。当C形抓爪旋转至开口朝下扣住脚钉的同时钩式抓爪向上摆动钩住脚钉将脚钉锁住，当C形抓爪旋转至开口朝上的同时钩式抓爪向下摆动松开脚钉。机器人的两组伸缩装置对角的攀爬末端同时抓紧或者松开脚钉，左右交替沿左右两侧的脚钉实现自动向上和向下爬塔，减轻作业人员的劳动强度，提高作业安全。附图说明图1为本专利技术一个实施例的使用状态示意图。图2为图1的左视示意图。图3为图1中上伸缩杆连接的攀爬末端的三维放大示意图(安装座的安装盒打开一侧板)。图4为图1中下伸缩杆连接的攀爬末端的三维放大示意图(安装座的安装盒打开一侧板)。具体实施方式从图1可以看出，本实施例公开的这种沿铁塔脚钉攀爬载人机器人的攀爬末端，包括上攀爬末端3和下攀爬末端4。从图1可以看出，载人机器人包括机体1、伸缩装置2、上攀爬末端3和下攀爬末端4，机体1的可相对滑动的左右两部分结构架上分别连接有左右两组伸缩装置2，两组伸缩装置2的上伸缩杆的上端分别连接有上攀爬末端3、下伸缩杆的下端分别连接有下攀爬末端4。如图1、图2所示，机体1的右侧架体上连接有载人构件5。图1为机器人的准备爬塔的初始状态，图中左侧伸缩装置的上、下伸缩杆均处于回缩状态，右侧伸缩装置的上下伸缩杆均处于伸出状态。如图3所示，上攀爬末端3包括安装座31、C形抓爪32、钩式抓爪33、伺服电机34、输出齿轮、过渡齿轮、驱动齿轮37、驱动轴38、电动推杆39。安装座31包括安装盒311及其一端连接的安装臂312，安装臂分别垂直连接于上螺杆26和下螺杆27的端部。伺服电机34与安装臂312平行布置，输出齿轮和过渡齿轮为一对锥齿轮，输出齿轮连接于伺服电机34的输出轴上，过渡齿轮和驱动齿轮37连接于驱动轴38上，驱动轴38垂直于输出轴布置，穿过安装盒312的侧壁，过渡齿轮连接于驱动轴38的外端与输出齿轮啮合，驱动齿轮37位于安装盒312内。图3中伺服电机34的输出轴、输出齿轮和过渡齿轮均被罩壳ZK罩住，罩壳固定于安装盒311的侧板上。C形抓爪32为两侧有伸出轮毂的C形齿环，啮合于驱动齿轮37的外侧。安装盒311的侧壁有与轮毂相应的弧形槽，用于安装C形抓爪及给其回转运动导向。电动推杆39安装于安装座31的安装臂312上，钩式抓爪33为拐臂爪，其外端与电动推杆的伸缩端铰接，中部拐角处与安装盒的侧壁铰接。上攀爬末端3抓住脚钉的工作原理如下：伺服电机34工作，其输出轴上的输出齿轮旋转，带动过渡齿轮旋转，同时驱动齿轮37旋转，驱动齿轮带动C形抓爪32旋转至脚钉上侧开口朝下，从脚钉正上方扣住脚钉，同时电动推杆39工作，钩式抓爪33向上摆动钩住脚钉，即C形抓爪和钩式抓爪配合抓住脚钉。C形抓爪32的内侧与脚钉接触，在C形抓爪32的内弧面设置耐磨防滑层破冰钉齿，以更稳定的扣住脚钉。上攀爬末端3松开脚钉时，C形抓爪32反向旋转至位于脚钉正下侧的开口朝上状态，钩式抓爪33下摆打开。C形抓爪的回转角度通过伺服电机34的回转角度控制，以避免C形抓爪回转过度。伸缩装置2的上伸缩杆向上伸出，上攀爬末端3的C形抓爪碰到上方的脚钉时，伸缩装置停止工作，C形抓爪反向旋转的终止状态为位于脚钉正下侧的开口朝上。当上攀爬末端3上升到位后，使其C形抓爪32旋转至开口朝下对应于上方脚钉的正上方扣住该脚钉，同时钩式抓爪33配合钩住脚钉。即伺服电机34、输出齿轮、过渡齿轮、驱动齿轮37、驱动轴38作为C形抓爪的回转驱动装置，而电动推杆39则为钩式抓爪33的摆动驱动装置。如图4所示，下攀爬末端4和上攀爬末端3的结构基本相同，差别仅在于下攀爬末端4的钩式抓爪为一对位于C形抓爪32两侧的拐臂爪，且拐臂爪的末端上侧为弧形凹槽，抓住脚钉时，C形抓爪从脚钉上方扣住脚钉，一对钩式抓爪从脚钉外下侧托顶住脚钉，这样使下攀爬末端4比上攀爬末端3能承受更大的力。从图1可以看出，载人机器人为四足机器人，其对角的一对攀爬末端固定在脚钉上保持机器人稳定，另一对攀爬末端同时向上或者向下运动，相互交替抓住脚钉固定机器人或者向上向下伸出去抓住更高或者更低本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种沿铁塔脚钉攀爬载人机器人的攀爬末端，其特征在于：它包括安装座、C形抓爪、钩式抓爪、回转驱动装置和摆动驱动装置，C形抓爪通过回转驱动装置实现绕脚钉旋转，钩式抓爪通过摆动驱动装置实现上下摆动；C形抓爪的开口朝下位于脚钉的正上侧时与钩式抓爪配合抓紧脚钉，松开脚钉时，钩式抓爪下摆打开，C形抓爪旋转至开口朝上位于脚钉的正下侧；本攀爬末端安装座连接于机器人的两组伸缩装置上下伸缩杆的末端。/n

【技术特征摘要】
1.一种沿铁塔脚钉攀爬载人机器人的攀爬末端，其特征在于：它包括安装座、C形抓爪、钩式抓爪、回转驱动装置和摆动驱动装置，C形抓爪通过回转驱动装置实现绕脚钉旋转，钩式抓爪通过摆动驱动装置实现上下摆动；C形抓爪的开口朝下位于脚钉的正上侧时与钩式抓爪配合抓紧脚钉，松开脚钉时，钩式抓爪下摆打开，C形抓爪旋转至开口朝上位于脚钉的正下侧；本攀爬末端安装座连接于机器人的两组伸缩装置上下伸缩杆的末端。


2.如权利要求1所述的攀爬末端，其特征在于：所述C形抓爪为C形齿环，其齿圈两侧有对称伸出的轮毂环，所述钩式抓爪为拐臂爪。


3.如权利要求2所述的攀爬末端，其特征在于：所述安装座包括安装盒及其一端连接的安装臂，安装臂分别垂直连接于所述上螺杆和下螺杆的端部。


4.如权利要求3所述的攀爬末端，其特征在于：所述回转驱动装置包括伺服电机、输出齿轮、过渡齿轮和驱动齿轮，伺服电机与安装臂平行布置，输出齿轮和过渡齿...

【专利技术属性】
技术研发人员：李稳，刘兰兰，顾苏，艾伟，全武生，李江，朱伟，陈凯，唐曲，康轻波，胡康，刘艳球，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司，国网湖南省电力有限公司输电检修分公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43