具有越障功能的线路机器人驱动臂制造技术

本发明专利技术公开了一种具有越障功能的线路机器人驱动臂，是一种高压输电线路巡线及作业机器人驱动臂，尤其是用在沿输电导线行走、进行检测、作业的机器人驱动臂。本发明专利技术包括驱动轮机构、旋转关节和升降关节，驱动轮机构包括固定板，固定板上活动连接有驱动装置；旋转关节包括旋转轴和电磁离合器，电磁离合器套设在旋转轴上，旋转轴的中部活动连接有连接件；升降关节包括底板，底板上设有滑动装置和丝杠装置，两者通过连接板固定连接；驱动轮机构通过固定板与旋转关节的连接件连接，旋转关节旋转轴的一端与升降关节的连接板相连。本发明专利技术可根据机器人总体结构进行自由组合，每个驱动臂都可以为机器人提供驱动力，近似于模块化设计，可互换性强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种机器人驱动臂，具体涉及一种具有越障功能的线路机器人驱动 臂，尤其是用于沿输电导线行走、进行检测、作业的机器人驱动臂。属于机器人

技术介绍
超高压输电线路是高压电网的重要组成部分，为保证其在运行过程中的安全性和 稳定性，需要定期的开展巡检工作；由于输电线路分布点多，远离城镇，地形复杂，并且导线 暴漏在野外，长期风吹雨淋，且受到持续的机械张力，电气闪烙，材料老化的影响，容易引起 磨损，断股，腐蚀等损伤，若不及时修复更换，易引起严重的事故，造成大面积停电及经济财 产损失。所以，必须对输电线路进行定期的巡视检查，随时掌握和了解输电线路的安全运行 情况，以便及时发现和消除隐患，预防事故的发生；长期以来，我国对输电线路的巡检主要依靠人工，或望远镜，或红外热成像仪，边 走边看,一些特殊的巡检还需要电力工人攀上高压线路进行检查，费时费力，危险性极大， 有些原始森林、山崖线路人工根本无法巡检。利用机器人带电巡检和维护超高压输电网络， 不但可以减轻工人千里巡线和带电作业的劳动强度，而且可提高检测精度和检测效率，取 代人直接工作在高危险的场合，同时大大减少人力资源，对提高电网自动化作业水平、保障 电网安全运行具有重要意义。中国专利ZL200410061316. 8公开了一种沿架空高压输电线路行驶的机器人，包 括一对沿输电线运动的小臂机械手机构，二个小臂机械手的下端分别联接在一个能改变二 个小臂相对距离的大臂的传动机构上，各小臂分别具有4个自由度，小臂上方为末端执行 机构，该末端执行机构具有一个挂在输电线上的驱动轮及其第一驱动机构、一个从动轮和 一个可抓握输电线的夹紧机构。综合分析，此专利主要有如下缺点该专利机器人在遇到防 震锤或者绝缘子串时，通过底部的滑台将前后两个小臂相互交替，来实现越障的功能。每个 小臂都连接在底部的大臂上，并且每个小臂都分别具有4个自由度，其自由度数过多，机械 结构及控制系统都比较复杂。中国专利201010525761.0公开了一种悬挂型巡线机器人，它由，包括行走和吊舱 两部分。行走部分由两节躯干和三个驱动轮爪组成。两节型躯干成双平行四边形结构，保 证三个驱动轮爪朝向相同，躯干上的5台电机驱动躯干纵摆、横摆和伸缩，使每一个越障驱 动轮可以实现三自由度平动上下线。每个驱动轮爪包含驱动轮和夹紧装置，电机带动驱动 轮使机器人在线上移动。由电机、滚珠丝杆副、弹簧以及夹紧轮等构成的夹紧装置保证驱动 轮与线之间有足够的摩擦力。吊舱与行走部分通过两条钢带连接，吊舱上的两台电机通过 钢带调整自身相对于躯干的重心位置，以保证跨越障碍时机构的灵活性。综合分析，此专利 主要有如下缺点该专利行走机构由两节型躯干和三个驱动轮爪组成，两节型躯干成双平 行四边形结构，其机械结构复杂，并且驱动部分的躯干上需要5台电机来驱动纵摆、横摆和 伸缩，躯干机械结构复杂，不易控制；在越障过程中需要通过钢带带动吊舱来调整整个机器 人的重心位置，这种方式极易导致机器人在重心调整过程中发生倾覆，控制复杂。中国专利ZL201010580041. 4公开了一种分裂线路移动平台，主要由行走装置、驱 动臂装置、防倾倒装置以及电源控制箱组成，其中，驱动臂装置采用4臂结构，分别为驱动 臂1、驱动臂I1、驱动臂III和驱动臂IV，以驱动臂I为例，其包括机械臂、丝杠传动电机、旋 转臂和旋转驱动电机，丝杠传动电机的输出轴通过齿轮啮合方式带动丝杠运动，并进一步 的，带动机械臂实现竖直方向的移动(抬起或落下)，旋转驱动电机的输出轴通过齿轮啮合 方式带动旋转臂转动，由于旋转臂与机械臂通过螺栓固定，因此能够进一步的带动机械臂 转动。通过以上丝杠传动装置和旋转装置的配合运动，使移动轮I实现脱离和重新返回导 线的动作。从而实现跨越并避开各种障碍物(防震锤、压接管、间隔棒、悬垂线夹及绝缘子串 等)。该专利主要有如下缺点虽然采用了升降和旋转配合的方法，来实现越障的目的，具有 两个自由度，但在旋转方式上采用的是垂直旋转，这种旋转方式在自适应导线的间距变化 时，驱动轮非常容易发生偏转，导致行进方向不再与导线轴线方向平行，阻力变大，驱动电 机容易发生堵转现象。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种高压输电线路巡线及作业 机器人驱动臂，尤其是用在沿输电导线行走、进行检测、作业的机器人驱动臂。其结构简单 紧凑，模块化设计，互换性强，可互换性强，能够用在高压输电线路地线、单股导线及高压多 分裂导线巡检作业机器人上，作为机器人的越障驱动臂。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案具有越障功能的线路机器人驱动臂，包括驱动轮机构、旋转关节和升降关节，所述 驱动轮机构包括固定板，固定板上活动连接有驱动装置；所述旋转关节包括旋转轴和电磁 离合器，电磁离合器套设在旋转轴上，旋转轴的中部活动连接有连接件；所述升降关节包括 底板，底板上设有滑动装置和丝杠装置，两者通过连接板固定连接；所述驱动轮机构通过固 定板与旋转关节的连接件连接，所述旋转关节旋转轴的一端与升降关节的连接板相连。所述驱动装置包括驱动轴，驱动轴铰接在固定板上，驱动轴的两端分别设有驱动 轮和传动装置，传动装置的下端固定有驱动电机。所述驱动臂通过驱动轮悬挂在分裂导线上。所述传动装置是齿轮传动、同步带传动或涡轮蜗杆传动。所述电磁离合器包括顺次设置的电磁离合器法兰、电磁离合器转子和电磁离合器 定子，所述电磁离合器法兰固定在连接件上，电磁离合器转子与旋转轴键连接。所述旋转轴的两端设有旋转轴承座，一端的旋转轴承座与升降关节的连接板相 连，另一端的旋转轴承座内侧固定电磁离合器定子，外侧固定旋转电机。所述滑动装置包括直线导轨，直线导轨上卡设自由滑动的滑块。所述丝杠装置包括丝杠，所述丝杠通过轴承座I与底板相连，丝杠的一端与直流 电机连接，所述丝杠设有丝杠螺母，丝杠通过丝杠螺母固定到连接板上。所述直流电机固定在轴承座II上，并通过轴承座II与丝杠连接。丝杠的底部还固定有限位开关。使用的驱动臂个数可根据机器人总体结构来确定。本专利技术可根据机器人总体结构 进行自由组合，每个驱动臂都可以为机器人提供驱动力，并且每个驱动臂都包括结构相同的驱动轮机构、升降关节及旋转关节，驱动轮机构通过旋转关节与升降关节相连；近似于模 块化设计，可互换性强。本专利技术的工作原理本专利技术应用在高压输电线路地线、单股导线及高压多分裂导线巡检作业机器人 上，可根据机器人总体结构方案自由组合，每个驱动臂都能为机器人提供驱动力，在机器人 遇到防震锤时无需做越障动作即可压过；在无障碍的导线段上运行时，电磁离合器法兰和 电磁离合器转子是分离的，驱动轮机构可通过与之相连的U型连接件围绕旋转轴自由转 动，这样机器人可有效适应由间隔棒、悬垂绝缘子串引起的导线间距变化；在机器人接近间隔棒、悬垂绝缘子串时，机器人停止前进，驱动臂开始进行越障动 作，旋转关节上的电磁离合器上电，电磁离合器转子将电磁离合器法兰吸合，使两者牢牢闭 合，在旋转电机的作用下保持住驱动轮机构的当前位置状态，然后升降关节的直流电机驱 动丝杠转动，通过直线导轨和滑块带动驱动轮机构向上移动，驱动轮脱离导线后，升降关节 停止动作；此时，旋转关节上的旋转电机通过旋转轴带动驱动轮机构向导线外侧摆动，从而 使本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有越障功能的线路机器人驱动臂，包括驱动轮机构、旋转关节和升降关节，其特征在于，所述驱动轮机构包括固定板，固定板上活动连接有驱动装置；所述旋转关节包括旋转轴和电磁离合器，电磁离合器套设在旋转轴上，旋转轴的中部活动连接有连接件；所述升降关节包括底板，底板上设有滑动装置和丝杠装置，两者通过连接板固定连接；所述驱动轮机构通过固定板与旋转关节的连接件连接，所述旋转关节旋转轴的一端与升降关节的连接板相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹雷，郭锐，张峰，仲亮，
申请(专利权)人：山东电力集团公司电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：