适用于狭窄巡检工作空间的巡检机器人机构制造技术

本实用新型专利技术涉及移动机器人机构，具体地说是一种适用于狭窄巡检工作空间的巡检机器人机构，包括前箱体、后箱体、第一导轨及结构相同的前手臂和后手臂，其中前手臂和后手臂上均安装有行走机构及夹持机构，所述行走机构和夹持机构分别位于架空地线的上方及下方；所述第一导轨至少为两根，各第一导轨相互平行，在第一导轨的两端分别设有可旋转的前箱体及后箱体，所述前手臂和后手臂分别安装在最外侧的两根第一导轨上；所述前手臂和后手臂均具有沿第一导轨移动、在竖直方向升降及在竖直方向旋转的三个自由度。本实用新型专利技术采用轮臂复合机构，结合了轮式和手臂式机构的特点，既具有沿线行走的功能，还具有跨越障碍的功能。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及移动机器人机构，具体地说是一种适用于狭窄巡检工作空间的巡检机器人机构。
技术介绍
在现有的超高压输电线路巡检机器人机构中，大多采用轮式移动和复合连杆组合而成的复合移动机构(参见文献Jun Sawada, Kazuyuki Kusumoto, et al. A MobileRobot for Inspection of Power Transmission LinesRobotics and Automation, 2009. ICRA 1 09. IEEE International Conference on,pp.1034-1040, 12-17May 2009;WU Gongping, ZHENG Tuo, XIAO Hua, etal. Navigation, location and non-collision obstacles overcoming for high-voltagepower transmission-line inspection robot//Mechatronics and Automation, 2009.ICMA 2009. International Conference, pp. 2014-2020, 9_12Aug. 2009.)，这些机构的结构复杂、重量大、能耗高，难以适应猫头塔狭小空间的输电线路巡检作业情况。
技术实现思路
为了克服上述机构结构复杂、重量大、能耗高、并且在行走时安全保护性差等不足之处，本技术的目的在于提供一种越障能力强、安全保护性好的适用于狭窄巡检工作空间的巡检机器人机构。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的本技术包括前箱体、后箱体、第一导轨及结构相同的前手臂和后手臂，其中前手臂和后手臂上均安装有行走机构及夹持机构，所述行走机构和夹持机构分别位于架空地线的上方及下方；所述第一导轨至少为两根，各第一导轨相互平行，在第一导轨的两端分别设有可旋转的前箱体及后箱体，所述前手臂和后手臂分别安装在最外侧的两根第一导轨上；所述前手臂和后手臂均具有沿第一导轨移动、在竖直方向升降及在竖直方向旋转的三个自由度。其中所述前手臂包括第一前移动关节、第一前旋转关节及第二前移动关节，所述前手臂整体通过第二前移动关节安装在第一导轨上，通过该第二前移动关节实现沿第一导轨移动的自由度；所述第一前旋转关节安装在第二前移动关节上，第一前移动关节与第一前旋转关节的输出端相连；前手臂上分别安装有前行走机构及前夹持机构，所述前行走机构及前夹持机构均安装在第一前移动关节上；所述第一前移动关节、前行走机构及前夹持机构通过第一前旋转关节的驱动实现在竖直方向旋转的自由度，前行走机构及前夹持机构通过第一前移动关节实现在竖直方向升降的自由度；所述后手臂包括第一后移动关节、第一后旋转关节及第二后移动关节，所述后手臂整体通过第二后移动关节安装在第一导轨上，通过该第二后移动关节实现沿第一导轨移动的自由度；所述第一后旋转关节安装在第二后移动关节上，第一后移动关节与第一后旋转关节的输出端相连；后手臂上分别安装有后行走机构及后夹持机构，所述后行走机构及后夹持机构均安装在弟一后移动关节上；所述弟一后移动关节、后彳了走机构及后夹持机构通过第一后旋转关节的驱动实现在竖直方向旋转的自由度，后行走机构及后夹持机构通过第一后移动关节实现在竖直方向升降的自由度；所述行走机构包括行走轮驱动电机、支架及行走轮，所述夹持机构包括升降机构、夹紧驱动电机、连杆机构及夹紧轮，其中支架安装在前手臂或后手臂上，行走轮驱动电机设置在所述支架上，所述行走轮位于架空地线的上方，与行走轮驱动电机的输出轴相连，由行走轮驱动电机驱动在架空地线上行走；所述升降机构安装在支架上，并与夹紧驱动电机相连，由该夹紧驱动电机驱动升降；所述夹紧轮位于架空地线的下方，通过连杆机构与升降机构连接，由升降机构带动夹紧或松开架空地线；所述连杆机构包括夹紧连杆及驱动连杆，其中夹紧连杆铰接在所述支架上，所述夹紧轮连接于夹紧连杆一端，夹紧连杆的另一端与驱动连杆的一端铰接，驱动连杆的另一端与所述升降机构相连；所述升降机构包括丝杠及丝母，其中丝杠的一端转动安装在所述支架上，另一端与所述夹紧驱动电机相连，由夹紧驱动 电机驱动旋转；所述丝母螺纹连接在丝杠上，所述驱动连杆的另一端与丝母固接；所述支架上安装有第二导轨，丝母上固接有沿第二导轨上下升降的滑块，所述驱动连杆的另一端与该滑块固接；所述升降机构为气缸，所述驱动连杆的另一端与该气缸的活塞连接；所述前箱体及后箱体分别通过第二前旋转关节及第二后旋转关节安装在第一导轨上。本技术的优点与积极效果为I.本技术采用轮臂复合机构，结合了轮式和手臂式机构的特点，既具有沿线行走的功能，还具有跨越障碍的功能。2.适应狭窄工作空间。本技术的前后箱体采用分体式结构设计，置于第一导轨两端的上部，并且箱体与第一导轨通过旋转关节连接，可适应工作空间小的线路环境。3.越障性能好。本技术利用行走轮、夹持机构、手臂和箱体的协调运动，可实现巡检机器人机构跨越超高压输电线路中的多种类型障碍(防震锤、悬垂金具及线夹、压接管、耐张导轨等)。4.本技术夹持机构的夹紧轮通过连杆机构夹紧或松开，不仅减小了所需的运动空间，而且有利于减小巡检机器人的尺寸和重量。5.安全保护性好。本技术的夹紧轮在架空地线的下方夹紧，越障过程中也有至少一个夹紧轮夹紧，因此安全保护性好。6.应用范围广。本技术适用于超高压输电线路环境下的机器人巡检机构。附图说明图I为本技术的结构示意图；图2为图I中前(后)夹持机构处于夹紧状态的结构示意图；图3为图I中前(后)夹持机构处于松开状态的结构示意图；图4为超高压输电线路的障碍环境示意图；图5a为本技术跨越防震锤过程第一个动作描述示意图；图5b为本技术跨越防震锤过程第二个动作描述示意图；图5c为本技术跨越防震锤过程第三个动作描述示意图；图5d为本技术跨越防震锤过程第四个动作描述示意图；图6a为本技术跨越悬垂金具及线夹过程第一个动作描述示意图；图6b为本技术跨越悬垂金具及线夹过程第二个动作描述示意·0027]图6c为本技术跨越悬垂金具及线夹过程第三个动作描述示意图；图6d为本技术跨越悬垂金具及线夹过程第四个动作描述示意图；其中1为前行走机构，2为后行走机构，3为前夹持机构，4为后夹持机构，5为前手臂，501为第一前移动关节,502为第一前旋转关节,503为第二前移动关节,6为后手臂，601为第一后移动关节，602为第一后旋转关节，603为第二后移动关节，7为前箱体，701为第二前旋转关节，8为后箱体,801为第二后旋转关节,9为第一导轨,10为行走轮驱动电机，11为支架，12为行走轮,13为夹紧连杆，14为驱动连杆，15为丝杠，16为丝母,17为夹紧驱动电机，18为夹紧轮，19为转动支撑点，20为架空地线，21为滑块，22为第二导轨，23为绝缘子，24为第一防振锤，25为悬垂金具及线夹，26为第二防振锤。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步详述。如图I所示，本技术包括前箱体7、后箱体8、第一导轨9及结构相同的前手臂5和后手臂6，其中前手臂5上分别安本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于狭窄巡检工作空间的巡检机器人机构，其特征在于：包括前箱体(7)、后箱体(8)、第一导轨(9)及结构相同的前手臂(5)和后手臂(6)，其中前手臂(5)和后手臂(6)上均安装有行走机构及夹持机构，所述行走机构和夹持机构分别位于架空地线(20)的上方及下方；所述第一导轨(9)至少为两根，各第一导轨相互平行，在第一导轨(9)的两端分别设有可旋转的前箱体(7)及后箱体(8)，所述前手臂(5)和后手臂(6)分别安装在最外侧的两根第一导轨(9)上；所述前手臂(5)和后手臂(6)均具有沿第一导轨(9)移动、在竖直方向升降及在竖直方向旋转的三个自由度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪光，凌烈，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：实用新型
国别省市：