一种可变距的轮臂复合巡检机器人机构制造技术

本发明专利技术涉及移动机器人，具体地说是一种可变距的轮臂复合巡检机器人机构，包括前行走夹持机构、前回转机构、前升降机构、变距伸缩机构、后行走夹持机构、后回转机构及后升降机构，前、后行走夹持机构的一端通过行走轮及夹紧轮与地线夹持、并可在地线上行走，另一端分别与前、后回转机构相连，通过前、后回转机构的驱动实现前、后行走夹持机构的转动；前、后升降机构的一端分别与前、后回转机构相连接，另一端分别连接于变距伸缩机构，通过前、后升降机构实现前、后回转机构及前、后行走夹持机构的升降；变距伸缩机构安装在导轨支架上，通过变距伸缩机构实现前、后行走轮的间距调节。本发明专利技术适应不同尺寸障碍物，具有越障能力强，安全性好等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及移动机器人，具体地说是一种可变距的轮臂复合巡检机器人机构。
技术介绍
输电线路是电力系统极为重要的组成部分，为了保证其安全稳定的运行，需要定 期进行巡视检查。目前采用的方法主要有人工巡检和直升机巡检。人工巡检的效率低， 劳动强度大，危险性高；直升机巡检的成本高，巡检质量易受气候影响。因此，需要研制 能够携带通信和巡检仪器的机器人来代替人工对输电线路进行自动巡检，以提高效率， 确保输电线路的安全运行。在现有的超高压输电线巡检机器人机构中，大部分采用由轮 式移动和复合连杆机构组合而成的复合移动机构(参见文献1 Jun Sawada, Kazuyuki Kusumoto,Tadashi Munakata,Yasuhisa Maikawa,Yoshinobu Ishikawa,"A Mobile Robot For Inspectionof Power Transmission Lines，，，IEEE Trans. Power Delivery, 1991, Vol. 6, No. 1 :pp. . 309-315 ；文献 2 :Mineo Higuchi, Yoichiro Maeda, Sadahiro Tsutani, Shiro Hagihara,"Development of a Mobile InspectionRobot for Power Transmission Lines",J. of the Robotics Society ofJapan, Japan, Vol. 9,No. 4,pp.457-463,1991),5 者采用多组移动单元串联组成的多自由度移动机构(文献3 :Shin-ichi Aoshima, Takeshi TSujimura, Tetsuro Yabuta, "A Wire Mobile Robot withMulti-unit Structure，，，IEEE/ RSJ Intermational Workshop on IntelligentRobots and Systems' 89, Sep.4-6,1989, Tsukuba, Japan,pp. 414-421)。这些机构的结构复杂、重量大、两手臂之间距离大多固定，对 于线路环境中不同尺寸的障碍物适应性较差，越障和爬坡能力有限且不易控制，因此，难以 应用于实际的超高压输电线路巡检作业中。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述不足，本专利技术的目的在于提供一种能够调节机器人双 臂间距、以适应不同尺寸障碍物，越障能力强，爬坡角度大，行走时安全性好的可变距的轮 臂复合巡检机器人机构。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的本专利技术包括前行走夹持机构、前回转机构、前升降机构、变距伸缩机构、后行走夹 持机构、后回转机构及后升降机构，所述前、后行走夹持机构的一端通过行走轮及夹紧轮与 地线夹持、并可在地线上行走，另一端分别与前、后回转机构相连接，通过前、后回转机构的 驱动实现前、后行走夹持机构的转动；所述前、后升降机构的一端分别与前、后回转机构相 连接，另一端分别连接于变距伸缩机构，通过前、后升降机构实现前、后回转机构及前、后行 走夹持机构的升降；所述变距伸缩机构安装在导轨支架上，通过变距伸缩机构实现前、后行 走轮的间距调节。其中在导轨支架上还安装有实现机器人机构重心调节的重心移动机构；所述重 心移动机构包括移动电机、第六丝杠、第一滚轮、第六螺母、第二滚轮、电器箱及导轨支架，其中第六丝杠安装在导轨支架上，第六丝杠的一端与安装在导轨支架上的移动电机的输出 轴相连接，第六丝杠上螺纹连接有第六螺母、实现第六螺母在第六丝杠上的螺旋移动，电器 箱与第六螺母连动；所述第一、二滚轮分别与电器箱相连，并容置于导轨支架的凹槽内；所 述变距伸缩机构包括变距电机、导轨支架、第一丝杠、第一螺母、第一滑块、第一 三锥齿 轮、第二螺母、第二滑块、第二丝杠及第一导轨，其中第一、二丝杠的一端分别安装在导轨支 架上，另一端分别连接有第一、三锥齿轮，所述变距电机安装在导轨支架上，变距电机的输 出轴上连接有位于第一、三锥齿轮下方并分别与第一、三锥齿轮啮合传动的第二锥齿轮；第 一、二丝杠上分别螺纹连接有第一、二螺母，实现第一、二螺母分别在第一、二丝杠上的螺旋 移动，第一、二螺母分别与前、后升降机构的升降架相连接；所述第一导轨安装在导轨支架 上，在第一导轨上设有分别与第一、二螺母连为一体的第一、二滑块；第一、二丝杠共线；所 述变距伸缩机构包括变距电机、导轨支架、第三螺母、第三丝杠、第二导轨及第三滑块，其中 第三丝杠安装在导轨支架上，第三丝杠的一端与安装在导轨支架上的变距电机的输出轴相 连接，第三丝杠上螺纹连接有分别与前、后升降机构的升降架相连接的第三螺母，实现第三 螺母在第三丝杠上的螺旋移动；所述第二导轨安装在导轨支架上，在第二导轨上设有与第 三螺母连为一体的第三滑块；第三丝杠上的前后两段螺纹旋向相反；所述前、后行走夹持 机构的结构相同，包括行走电机、轮架、行走轮、第四丝杠、第四螺母、夹紧电机、第三导轨、 夹紧轮、第四滑块及轮轴，其中轮轴安装在轮架上，轮轴的一端与安装在轮架上的行走电机 的输出轴相连接，行走轮与轮轴相连接；所述第四丝杠安装在轮架上，第四丝杠的一端与安 装在轮架上的夹紧电机的输出轴相连接，第四丝杠上螺纹连接有第四螺母、实现第四螺母 在第四丝杠上的螺旋移动；所述第三导轨安装在轮架上，在第三导轨上设有与第四螺母连 为一体的第四滑块，所述夹紧轮安装在第四滑块上、与第四滑块及第四螺母连动；所述前、 后行走夹持机构中的轮架分别连接于前、后回转机构；所述前、后升降机构的结构相同，包 括升降电机、第一主动齿轮、第一从动齿轮、第五螺母、第五丝杠、升降架、第四导轨及第五 滑块，其中升降电机安装在升降架上，该升降电机的驱动轴上设有第一主动齿轮；所述第五 螺母安装在升降架上，第五螺母上套设有与第一主动齿轮啮合传动的第一从动齿轮，第五 丝杠与第五螺母螺纹连接、实现第五丝杠的螺旋移动；所述第四导轨安装在升降架上，在第 四导轨上设有与第五丝杠一端连动的第五滑块；所述升降架与变距伸缩机构相连，前、后升 降机构中第五丝杠的另一端分别与前、后回转机构相连接；所述前、后回转机构结构相同， 包括回转电机、第二主动齿轮、第一传动轴、第二从动齿轮、第二传动轴及支撑架，其中第 一、二传动轴分别安装在支撑架上，第一传动轴的一端与安装在支撑架上的回转电机的输 出轴相连接；在第一、二传动轴上分别设有位于支撑架内、相互啮合传动的第二主、从动齿 轮；所述前、后回转机构中的第二传动轴的一端分别连接于前、后行走夹持机构，前、后回转 机构中的支撑架分别连接于前、后升降机构。本专利技术的优点与积极效果为1.本专利技术的前、后行走夹持机构中设置了行走轮和夹紧轮，兼有行走和夹紧的作 用，有利于行走爬坡和越障；该结构具备轮式移动和蠕动爬行机构的优点，可沿线快速行走 和跨越障碍。2.对线路环境的适应性好。本专利技术机器人机构的行走轮的轮槽宽且深，能够适应 不同直径的线路；变距伸缩机构可调节前、后臂的距离，遇到不同长度尺寸的障碍物，能够调整前、后臂之间的距离，适应并跨越更多不同尺寸的障碍物。3.安全保护性好本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可变距的轮臂复合巡检机器人机构，其特征在于：包括前行走夹持机构（１）、前回转机构（２）、前升降机构（３）、变距伸缩机构（４）、后行走夹持机构（５）、后回转机构（６）及后升降机构（７），所述前、后行走夹持机构（１、５）的一端通过行走轮及夹紧轮与地线夹持、并可在地线上行走，另一端分别与前、后回转机构（２、６）相连接，通过前、后回转机构（２、６）的驱动实现前、后行走夹持机构（１、５）的转动；所述前、后升降机构（３、７）的一端分别与前、后回转机构（２、６）相连接，另一端分别连接于变距伸缩机构（４），通过前、后升降机构（３、７）实现前、后回转机构（２、６）及前、后行走夹持机构（１、５）的升降；所述变距伸缩机构（４）安装在导轨支架上，通过变距伸缩机构（４）实现前、后行走轮的间距调节。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪光，凌烈，何立波，刘爱华，孙鹏，景凤仁，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]