无人机线路检修机器人制造技术

本发明专利技术公开无人机线路检修机器人，两个旋翼安装于机架两侧并能够改变升力方向，四个支腿安装于机架两侧并能摆动，每个支腿下端均安装有一个轮和电机，转盖转动安装于机架上侧，旋转轴安装于转盖的内部，两个涡旋簧片安装于转盖和旋转轴之间，四个支腿通过多个连杆与转盖连接，从而转盖顺时针转动可使四个支腿进行闭合转动，并使四个轮夹紧上侧的两根高压线，机架前后两端各安装有一个摄像头，机械臂具有六个空间自由度并安装于机架下侧，机械臂下端设置有一个剪刀、一个夹爪和一个摄像头，剪刀可对高压线上的附着物进行剪切分割，夹爪可对附着物进行拉拽牵扯，摄像头可实时观测高压线上附着物的处理情况。上附着物的处理情况。上附着物的处理情况。

【技术实现步骤摘要】
无人机线路检修机器人


[0001]本专利技术涉及机器人
，具体涉及无人机线路检修机器人。

技术介绍

[0002]输电安全是经济发展的基石，高压输电线路是电力能源从发电厂到达工厂和民宅所必经的途径；高压输电线路主要为采用杆塔作为支撑的架空输电线路，并依靠绝缘子和空气对线路进行绝缘；由于高压输电线路长期暴露在野外，长时间遭受刮风下雨、严寒酷暑等恶劣天气，再加之持续的机械张力、电气闪烙、材料老化等因素导致线路容易产生断股、磨损、腐蚀等损伤，如不及时修复更换，原本微小的破损和缺陷就会扩大，最终可能导致严重事故，造成大面积的停电和巨大的经济损失；另外遮阳网、塑料袋、农用地膜等会随风飞起并缠绕于高压线上，会导致短路引发断电事故，尤其在山林地区，易燃附着物被点燃后坠落于地面甚至会引发火灾事故。
[0003]为了保证输电线路安全可靠的运行，电网部门需要定期对高压输电线路进行巡检、维修和维护以确保将故障隐患消除在萌芽状态中；目前，常用的巡检方式是人工巡检，即人工沿线行走并借助望远镜、照相机或摄像机等对线路进行巡查，人工巡检劳动强度大、条件艰苦、巡检精度低，特别是对山区和跨越大江大河线路的巡检，存在很大的困难和风险；在一些人工巡检难以实现的环境中，可采用直升飞机航测的巡检方法，直升机巡检的精度和效率均较高，但巡线成本过于昂贵；另外也出现了直接在输电线路上行走进行巡检的自动化设备，但普遍存在越障能力不强、工作条件苛刻、安装卸载困难等缺点，并且不具有拆除附着物的能力；因此，研制一种安装卸载方便、越障能力强、环境适应能力强并能清除附着物的高压线路检修机器人来保障输电线路的安全运行，具有重要的研究意义和实用价值。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种无人机线路检修机器人，能跨越间隔棒，并能够自主实现在高压线路上的安装和卸载，还能有效清除高压线附着物，减轻工作人员的劳动强度，提高检修效率并降低检修成本。
[0005]本专利技术采取的技术方案为：无人机线路检修机器人，其特征在于：机架上侧中间位置设有一个圆形凹槽，圆形凹槽上方设有电机台，机架左右两侧中间位置设有两个同轴的光滑圆孔，机架下侧的前后两端安装有两个摄像头，每个摄像头上均集成有可转动的高清视觉摄像头和高清红外摄像头，无论白天和黑夜均可完成对线路的检修；两个旋翼分别安装于机架左右两侧的光滑圆孔中并构成转动副，每个旋翼内部均设有一个可转动提供升力的螺旋桨，每个旋翼均能够改变升力方向，从而保证检修机器人在空中具有灵活的机动能力；四个支腿分别对应安装于机架两侧并均能左右摆动，四个轮分别安装于四个支腿下端的横板结构上并构成转动副，每个轮上均设有六个支撑板，每个支腿下端还安装有一个电机用于实现对应轮的转动和刹车；转盖安装于机架上侧的圆形凹槽中并构成转动副，转盖
上端的左右两侧设有两个竖向圆柱，旋转轴同轴安装于转盖的内部，两个涡旋簧片的两端分别安装于转盖内侧和旋转轴外侧之间，安装于电机台上的第五电机可驱动旋转轴的转动，并通过两个涡旋簧片蓄力后驱动转盖转动；第一转板和第二转板分别转动安装于机架上侧前后两端，第一转板通过第一连杆和第二连杆分别与前侧两个支腿上端构成球面副连接，并通过第三连杆与转盖上端右侧的竖向圆柱转动连接；第二转板通过第五连杆和第六连杆分别与后侧两个支腿上端构成球面副连接，并通过第四连杆与转盖上端左侧的竖向圆柱转动连接；从而转盖顺时针转动可使四个支腿进行闭合转动，并使四个轮夹紧上侧的两根高压线；机械臂具有六个空间自由度并安装于机架下侧，机械臂下端设置有一个剪刀、一个夹爪和一个摄像头，剪刀可对高压线上的附着物进行剪切分割，夹爪可对附着物进行拉拽牵扯，摄像头可实时观测附着物的处理情况。
[0006]作为优选，四个轮结构相同，每个轮的下端均为槽轮结构。
[0007]作为优选，每个轮上均设有六个支撑板，每个支撑板外端都向上翘起，便于轮在进行旋转时高压线可流畅地进入到对应轮的回转沟槽中。
[0008]作为优选，每个支腿下端的横板结构均向上倾斜，从而使四个轮可以斜向下夹紧两根钢丝绳，有利于检修机器人的稳定行走。
[0009]作为优选，两个涡旋簧片安装的相位角为180
°
。
[0010]作为优选，两个旋翼的升力方向各自由一个电机通过蜗轮蜗杆传动结构进行独立的动态调节。
[0011]作为优选，剪刀和夹爪通过换位板安装于机械臂下端，换位板可进行360
°
回转和定位，从而可以灵活地改变夹爪和剪刀的工位。
[0012]作为优选，机械臂采用轻质薄壁材料制作，在保证机械强度的同时尽量降低重量。
[0013]本专利技术的有益效果：(1)检修机器人上设置有两个可改变升力角度的旋翼，可实现检修机器人在高压线上的自主安装和卸载，不需要人工进行攀爬和吊装，极大地减轻了工作人员的劳动强度，能有效提高巡线的效率；(2)检修机器人采用沿线行走的方式进行巡检，其自身重力由高压线进行支撑，相比于全时处于飞行状态的无人机检修，能够节省大量的电量，有效延长工作时间；相比于人工检修，能够有效提高检修效率；相比于直升飞机检修，能够极大降低检修成本；(3)针对高压线路中常见的间隔棒，本专利技术中的检修机器人可以轻松越过，而对于吊点位置，可采用飞行模式进行补充检修，从而可实现全线路无阻碍的检修，这是目前常规检修机器人难以实现的技术效果；(4)高清红外摄像头的采用可使检修机器人克服环境光线的影响，无论白天和黑夜均可完成对线路的检修，能有效应对线路突发状况的侦查和评估；(5)警示灯可闪烁红光，用于标识检修机器人在高压线上的位置；当检修机器人出现故障时，警示灯可通过不同的闪烁频率显示故障类型，直观方便，便于工作人员及时了解设备状况，及时采取有效的应对措施；(6)机械臂具有六个空间自由度，其前端的换位板可进行360
°
回转和定位，从而可以灵活地改变剪刀和夹爪的工位，其中剪刀可对附着物进行剪切分割，夹爪可对附着物进行拉拽牵扯，第三摄像头可对附着物状况进行清晰地观察，从而可使工作人员控制夹爪和剪刀实现对附着物的清理。
附图说明
[0014]图1为本专利技术的整体结构示意图。
[0015]图2为本专利技术中电机台位置的剖面结构示意图。
[0016]图3为本专利技术中转盖位置的剖面结构示意图。
[0017]图4为本专利技术整体结构的仰视图。
[0018]图5为本专利技术翻越间隔棒时的状态示意图。
[0019]图6为本专利技术中机械臂的整体结构示意图。
[0020]附图标号：1机架、1.1电机台、2第六连杆、3第二转板、4第五连杆、5第三支腿、6第五电机、7第一转板、8第一连杆、9第一旋翼、9.1第一蜗轮、10第一支腿、11第一电机、12第一轮、12.1第一支撑板、13第一摄像头、14机械臂、15第三摄像头、16夹爪、17换位板、18剪刀、19第二轮、19.1第二支撑板、20第二电机、21第二旋翼、21.1第二蜗轮、22第四轮、22.1第四支撑板、23第四电机、24第四支腿、25本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.无人机线路检修机器人，其特征在于，主要包括：机架，其上侧中间位置设有一个圆形凹槽，圆形凹槽上方设有电机台，机架左右两侧中间位置设有两个同轴的光滑圆孔，机架下侧的前后两端安装有两个摄像头，每个摄像头上均集成有可转动的高清视觉摄像头和高清红外摄像头，无论白天和黑夜均可完成对线路的检修；两个旋翼，分别安装于机架左右两侧的光滑圆孔中并构成转动副，每个旋翼内部均设有一个可转动提供升力的螺旋桨，每个旋翼均能够改变升力方向，从而保证检修机器人在空中具有灵活的机动能力；四个支腿，分别对应安装于机架两侧并均能左右摆动，四个轮分别安装于四个支腿下端的横板结构上并构成转动副，每个轮上均设有六个支撑板，每个支腿下端还安装有一个电机用于实现对应轮的转动和刹车；转盖和旋转轴，安装于机架上侧的圆形凹槽中并构成转动副，转盖上端的左右两侧设有两个竖向圆柱，旋转轴同轴安装于转盖的内部，两个涡旋簧片的两端分别安装于转盖内侧和旋转轴外侧之间，安装于电机台上的第五电机可驱动旋转轴的转动，并通过两个涡旋簧片蓄力后驱动转盖转动；第一转板和第二转板，分别转动安装于机架上侧前后两端，第一转板通过第一连杆和第二连杆分别与前侧两个支腿上端构成球面副连接，并通过第三连杆与转盖上端右侧的竖向圆柱转动连接；第二转板通过第五连杆和第六连杆分别与后侧两个支腿上端构成球面副连接，并通过第四连杆与转盖上端左侧的竖向圆柱转动连接；从而转盖顺时针转动可使四个支腿进行闭合转动，并使四个...

【专利技术属性】
技术研发人员：王庆峰，
申请(专利权)人：王庆峰，
类型：发明
国别省市：