本发明专利技术设计一种输电线路自动巡检机器人伸缩手臂传动装置。该装置由手臂伸缩机构、手臂旋转机构和支架机构组成。手臂伸缩机构由内、外丝杠螺母传动机构、内外升降筒、升降电机和升降齿轮等组成，手臂旋转机构由转臂电机、蜗轮蜗杆机构和转臂箱组成。支架机构主要由转臂支架、转臂箱和转臂箱箱盖组成。该装置采用类似伸缩天线的内外升降筒组成的伸缩机构，使手臂的有效伸长长度升至单臂有效伸长长度的两倍，而手臂整体的长度尺寸却没有变化，从而在达到相同的伸长范围下，采用伸缩手臂的机器人可使整个机构的尺寸大大紧缩。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机器人
，旨在提供一种用于沿高压输电线路地线自动巡检机器人的伸縮手臂传动装置。
技术介绍
电力工业关系国计民生，是现代社会赖以生存和发展的生命线，高压输电线做为 电力传输的载体，它的安全稳定运行直接关系到整个电力系统的可靠性，定期的巡查必不 可少，目前，高压巡检主要有二种方式一是人工巡检，人工巡检劳动强度大、危险系数高、 巡检周期长、很多地方也由于地理条件的限制无法巡检到而出现巡检盲区，造成了一定的 安全隐患，二是飞机巡检，飞机巡检速度快、劳动强度小，但是检测成本高，检测精度难以保 证，而且受到部分特殊地貌和恶劣天气的影响，很难做到时时巡检，所以采用机器人自动巡 检将成为以后发展的必然趋势，为了实现完全自动巡检，机器人除了要具备输电线上自动 行走外，必须具备跨越各种障碍的能力，这就需要机器人不紧能在不同的水平面进行移动， 更要实现在不同铅垂面间的移动，对于巡检机器人来说，手臂传动机构的设计合理与否直 接关系到机器人的越障能力，所以手臂机构是决定整个机器人性能的关键。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种输电线路自动巡检机器人伸縮手臂传动装置，该装置能 够使机器人自主灵活的跨越输电线上的各种障碍，在没有增大机构尺寸的前提下成倍的增 加机器人手臂的有效伸长范围，亦即在达到相同的伸长范围的前提下，可以成倍的縮小机 器人的手臂长度尺寸，从而使整个机器人更紧凑，更小巧。 为达到上述目的，本专利技术的构思是 本专利技术由手臂伸縮机构、手臂旋转机构和支架机构组成的高压输电线路自动巡检 机器人伸縮手臂传动装置。 该装置作为自动巡检机器人的伸縮手臂， 一端通过升降筒和末端执行机构机械手 连接， 一端通过转臂支架和机器人水平滑移系统连接，实现末端执行机构相对于机器人箱 体的运动。为了达到本专利技术的目的，本装置一方面采用内外升降筒嵌套的手臂伸縮机构实 现机械手相对于水平滑移系统的升降，另一方面采用手臂旋转机构的机械手能沿手臂旋转 中心旋转，从而实现机器人的从容越障。 手臂伸縮机构由升降电机驱动带动内丝杠旋转，内丝杠通过升降齿轮箱固连在外 升降筒上。内丝杠一端通过和内升降筒固连的下螺母啮合实现内升降筒相对于外升降筒的 升降运动，另一端再通过和内丝杠固连的升降主动齿轮把旋转运动传递到从动齿轮上，从 动齿轮和外丝杠固连，外丝杠再通过和固连在旋转箱的的上螺母啮合传动从而实现外升降 筒相对于旋转箱升降。这样，内升降筒通过丝杠螺母传动实现相对于外升降筒的升降运动， 外升降筒又相应的通过丝杠螺母传动实现相对于旋转箱升降，亦即实现了内升降筒以双倍 的速度相对于旋转箱做升降运动，而这个运动是以一个电机驱动的。达到了类似伸縮天线的伸縮效果，伸縮手臂的优点就是在达到相同运动范围的前提下，手臂的长度尺寸可以减 少一半，这样就大大的紧縮了机器人的尺寸，对对尺寸和重量有严格要求的高压输电线巡 检机器人来说，这样的机构无疑是个很大的创新。 手臂旋转机构通过转臂电机带动蜗轮蜗杆机构使和转臂蜗轮固连的外升降筒可 以绕转臂蜗轮中心线实现355度旋转，从而实现机器人的手臂和机器人的其他部件的相对 转动。采用大减速比的蜗轮蜗杆机构可以实现很大的旋转扭矩，提放大转臂电机的相对负 载能力。 本专利技术采用的伸縮手臂传动装置在实现相同的伸縮范围的前提下，整个系统的尺 寸可以减为普通手臂的一半，这样在单倍增加整个手臂机构尺寸的情况下就可以实现双倍 的移动范围，从而是机器人的越障能力更强，同时该手臂还可以沿导轨相对滑动，延伸手臂 的作业范围。 根据上述技术构思，本专利技术采用下述技术方案 —种输电线路自动巡检机器人伸縮手臂传动装置，包括一个支架，其特征在于所 述支架上装有一个手臂旋转机构和一个手臂升降机构，所述手臂旋转机构的转臂蜗轮和升 降机构的正多边形外升降筒通过滚针保证其相对升降运动。 上述手臂旋转机构的机构是一个与转臂箱固连的转臂电机带动转臂蜗杆，转臂 蜗杆和转臂蜗轮啮合，转臂蜗轮通过滚珠置于转臂箱内，转臂蜗轮内部为正多边形轮廓，通 过和同为正多边形轮廓的外升降筒套装限制其相对转动，通过滚针保证其相对移动。 上述手臂升降机构的结构是一个与升降齿箱固连的升降电机带动内丝杠和主动 齿轮旋转。升降齿箱固连在外升降筒上。内丝杠和连接在内升降筒内的下螺母啮合。主动 齿轮和从动齿轮啮合，从动齿轮和外丝杠固连，外丝杠和上螺母啮合，上螺母固连在转臂蜗 轮上。 上述支架的结构是转臂支架和旋转机构的转臂箱固连，转臂箱和转臂箱箱盖固 连。 本专利技术与现有技术专利技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优 点 1.内、外升降筒的外形均采用正多边形，一方面使内升降筒易于安装机械手，另一方面也使手臂重量轻盈，结构紧凑便于装配，同时中空的内升降筒也方便走线。2.该装置采用类似伸縮天线的内外升降筒组成的伸縮机构，使手臂的有效伸长长度升至单臂有效伸长长度的两倍，而手臂整体的长度尺寸却没有变化，从而在达到相同的伸长范围下，采用伸縮手臂的机器人可使整个机构的尺寸大大縮小。 附图说明 图1是本专利技术一个实施例的斜视图。 图2是图1的俯视图。 图3是图2中A-A处剖视图。 图4是图3中B-B处剖视图。具体实施例方式本专利技术的优选实施例结合附图详述如下 实施例一 参见图1、图2、图3和图4，本输电线路自动巡检机器人伸縮手臂传动 装置，包括一个支架，其特征在于所述支架上装有一个手臂旋转机构和一个手臂升降机构， 所述手臂旋转机构的转臂蜗轮和升降机构的正多边形外升降筒通过滚针保证其相对升降 运动， 实施例二 本实施例与实施例一相同，特别之处如下所述手臂旋转机构的机构 是一个与转臂箱固连的转臂电机带动转臂蜗杆，转臂蜗杆和转臂蜗轮啮合，转臂蜗轮通过 滚珠置于转臂箱内，转臂蜗轮内部为正多边形轮廓，通过和同为正多边形轮廓的外升降筒 套装限制其相对转动，通过滚针保证其相对移动。 所述手臂升降机构的结构是一个与升降齿箱固连的升降电机带动内丝杠和主动 齿轮旋转。升降齿箱固连在外升降筒上。内丝杠和连接在内升降筒内的下螺母啮合。主动 齿轮和从动齿轮啮合，从动齿轮和外丝杠固连，外丝杠和上螺母啮合，上螺母固连在转臂蜗 轮上。 所述支架的结构是转臂支架和旋转机构的转臂箱固连，转臂箱和转臂箱箱盖固 连。 采用本专利技术的机器人在高压输电线地线上巡检的典型动作过程如下 巡检机器人在输电线无障碍行驶时，伸縮手臂处于收紧状态，机器人正常前进。 当巡检机器人遇到防震锤、悬垂线夹等障碍物时，在距离障碍物一定的范围内，光 电开关感知到障碍物，机器人停止前进，机器人在滑移台电机的控制下调整前后手臂的距 离和配重箱的位置。前伸縮手臂展开，使前机械手滚轮脱离输电线，接着整个手臂在转臂电 机的带动下沿转臂蜗轮中心旋转180度，使机械手背离输电线，然后整个前臂在水平滑移 台电机的带动下前进，当前臂完全越过障碍物时，滑移台电机停止转动，手臂转臂电机带动 机械手反方向旋转180度，使机械手从新位于输电线的正上方，接着前手臂内縮到正常状 态，机械手前滚轮从新压在输电线上，后伸縮手臂重复前臂的动作，这样便实现了一次完整 的越障过程。当机器人需要两手臂连接的末端执行机构一滚轮处于平行且异面的状态时， 可使机器人一手臂A挂吊在输电线上，手爪夹紧输电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种输电线路自动巡检机器人伸缩手臂传动装置，包括一个支架，其特征在于所述支架上装有一个手臂旋转机构和一个手臂升降机构，所述手臂旋转机构的转臂蜗轮（７）和升降机构的正多边形外升降筒（１６）通过滚针保证其相对升降运动。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张国贤，张维磊，金健，林海斌，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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