專利名稱：一種分裂導(dǎo)線巡檢作業(yè)機(jī)器人平臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)器人平臺，尤其涉及一種分裂導(dǎo)線巡檢作業(yè)機(jī)器人平臺。
背景技術(shù)：
超高壓輸電線路是高壓電網(wǎng)的重要組成部分，為保證其在運行過程中的安全性和穩(wěn)定性，需要定期的開展巡檢工作；由于輸電線路分布點多，遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)，地形復(fù)雜，并且導(dǎo)線暴漏在野外，長期風(fēng)吹雨淋，且受到持續(xù)的機(jī)械張力，電氣閃烙，材料老化的影響，容易引起磨損，斷股，腐蝕等損傷，若不及時修復(fù)更換，易引起嚴(yán)重的事故，造成大面積停電及經(jīng)濟(jì)財
產(chǎn)損失。所以，必須對輸電線路進(jìn)行定期的巡視檢查，隨時掌握和了解輸電線路的安全運行情況，以便及時發(fā)現(xiàn)和消除隱患，預(yù)防事故的發(fā)生；
長期以來，我國對輸電線路的巡檢主要依靠人工，或望遠(yuǎn)鏡，或紅外熱成像儀，邊走邊看，一些特殊的巡檢還需要電力工人攀上高壓線路進(jìn)行檢查，費時費力，危險性極大，有些原始森林、山崖線路人工根本無法巡檢。利用機(jī)器人帶電巡檢和維護(hù)超高壓輸電網(wǎng)絡(luò)，不但可以減輕工人千里巡線和帶電作業(yè)的勞動強(qiáng)度，而且可提高檢測精度和檢測效率，取代人直接工作在高危險的場合，同時大大減少人力資源，對提高電網(wǎng)自動化作業(yè)水平、保障電網(wǎng)安全運行具有重要意義。中國專利ZL200410061316. 8公開了一種沿架空高壓輸電線路行駛的機(jī)器人，包括一對沿輸電線運動的小臂機(jī)械手機(jī)構(gòu)，二個小臂機(jī)械手的下端分別聯(lián)接在一個能改變二個小臂相對距離的大臂的傳動機(jī)構(gòu)上，各小臂分別具有4個自由度，小臂上方為末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，該末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有一個掛在輸電線上的驅(qū)動輪及其第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)、一個從動輪和一個可抓握輸電線的夾緊機(jī)構(gòu)。綜合分析，此專利主要有如下缺點該專利機(jī)器人只能沿著單股導(dǎo)線行走，只具備檢測功能，由于機(jī)器人只能沿單股導(dǎo)線運行，再擴(kuò)展線上作業(yè)功能(清除熟料布異物、拆卸防震錘、修補(bǔ)導(dǎo)線等)時，機(jī)器人本體重心容易發(fā)生偏移，導(dǎo)致機(jī)器姿態(tài)不穩(wěn)，無法保證安全作業(yè)。中國專利ZL200410020490. 8公開了一種超高壓輸電線巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)，它由移動車體、后手臂、前手臂組成，其中移動車體由本體和行走輪組成，行走輪通過水平轉(zhuǎn)動副和移動副安裝在本體上，并與線相抓持，本體通過轉(zhuǎn)動副分別與前、后手臂相連，手臂末端為手爪；所述前手臂、后手臂結(jié)構(gòu)相同，其中每一手臂由上臂、下臂兩部分組成，上臂為連桿及滾珠絲杠與滑塊組合結(jié)構(gòu)，通過水平轉(zhuǎn)動副與下臂相連接，下臂為大行程伸縮機(jī)構(gòu)。綜合分析，此專利主要有如下缺點只能在單股導(dǎo)線上運行，跨越防震錘和絕緣子串等障礙物，但越障效率較低，其狹長的移動平臺不利于集成多種檢測和作業(yè)工具。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題，提供一種分裂導(dǎo)線巡檢作業(yè)機(jī)器人平臺，它具有利于在機(jī)器人上集成檢測工具，擴(kuò)展作業(yè)機(jī)械臂及專用工具進(jìn)行清障、線路修補(bǔ)等工作的優(yōu)點。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種分裂導(dǎo)線巡檢作業(yè)機(jī)器人平臺，它包括六個相同的驅(qū)動臂、聯(lián)板框架和電池控制箱，所述六個驅(qū)動臂對稱的安裝在聯(lián)板框架的兩側(cè)，六個驅(qū)動臂成前中后排列且左右對稱分布，所述六個驅(qū)動臂包括前臂、中臂和后臂；前臂和中臂及中臂和后臂的有效距離稍大于輸電線上最大障礙物的長度，所述電池控制箱與所有用電設(shè)備連接，所述驅(qū)動臂包括驅(qū)動輪機(jī)構(gòu)，驅(qū)動輪機(jī)構(gòu)通過旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)與升降關(guān)節(jié)連接，升降關(guān)節(jié)固定在聯(lián)板框架上。所述驅(qū)動輪機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動軸，驅(qū)動軸兩端分別設(shè)有驅(qū)動輪及傳動裝置，驅(qū)動軸與固定板鉸接，傳動裝置與驅(qū)動電機(jī)連接固定，固定板與旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)連接。所述傳動裝置為齒輪傳動或者同步帶傳動或者渦輪蝸桿傳動。
所述升降關(guān)節(jié)包括絲杠和底板，所述絲杠一端與直流電機(jī)連接，另一端通過軸承座與底板連接，絲杠上設(shè)有絲杠螺母，底板上固定有直線導(dǎo)軌，直線導(dǎo)軌上設(shè)有滑塊，滑塊通過連接板與絲杠螺母連接，絲杠底部設(shè)有限位開關(guān)，所述連接板與旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)連接。所述旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)包括旋轉(zhuǎn)軸，所述旋轉(zhuǎn)軸架設(shè)在兩端旋轉(zhuǎn)軸承座之間，旋轉(zhuǎn)軸通過軸承與U型連接件鉸接，旋轉(zhuǎn)軸端與固定在旋轉(zhuǎn)軸承座上的旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接，U型連接件上固定有離合器定子，旋轉(zhuǎn)軸上還固定有離合器轉(zhuǎn)子。 所述旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)通過兩端的旋轉(zhuǎn)軸承座與升降關(guān)節(jié)的連接板相連。所述驅(qū)動輪機(jī)構(gòu)的固定板與旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)上的U型連接件相連。所述電池控制箱固定在聯(lián)板框架內(nèi)。本發(fā)明可在任意水平相鄰的兩條分裂導(dǎo)線上運行，每個驅(qū)動臂都能為機(jī)器人提供驅(qū)動力，在機(jī)器人遇到防震錘時無需做越障動作即可壓過；在無障礙的導(dǎo)線段上運行時，離合器定子和離合器轉(zhuǎn)子是分離的，驅(qū)動輪機(jī)構(gòu)可通過與之相連的U型連接件圍繞旋轉(zhuǎn)軸自由轉(zhuǎn)動，這樣機(jī)器人可有效適應(yīng)由間隔棒、風(fēng)舞等引起的導(dǎo)線間距變化；
在機(jī)器人接近間隔棒、懸垂絕緣子串時，首先前端的兩個驅(qū)動臂開始同時進(jìn)行越障動作，離合器上電使離合器轉(zhuǎn)子和離合器定子閉合，保持住驅(qū)動輪機(jī)構(gòu)的當(dāng)前位置狀態(tài)，然后升降關(guān)節(jié)的直流電機(jī)驅(qū)動絲杠轉(zhuǎn)動，通過直線導(dǎo)軌和滑塊帶動驅(qū)動輪機(jī)構(gòu)向上移動，驅(qū)動輪脫離導(dǎo)線后，升降關(guān)節(jié)停止動作；此時，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)上的旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過旋轉(zhuǎn)軸帶動驅(qū)動輪機(jī)構(gòu)向?qū)Ь€外側(cè)擺動，從而使驅(qū)動輪擺開導(dǎo)線及障礙物。在自動控制下機(jī)器人中間和后端兩個驅(qū)動臂帶動機(jī)器人前進(jìn)，待前端兩個驅(qū)動臂越過障礙物后機(jī)器人停止前進(jìn)，前端兩個升降關(guān)節(jié)開始下降，帶動驅(qū)動輪做與之前相反的動作，使驅(qū)動輪重新騎在導(dǎo)線上后離合器掉電，使離合器定子和離合器轉(zhuǎn)子分離，驅(qū)動輪機(jī)構(gòu)又可圍繞旋轉(zhuǎn)軸自由轉(zhuǎn)動，自適應(yīng)導(dǎo)線間距變化。之后，機(jī)器人中間及后端的驅(qū)動臂都以前端驅(qū)動臂相同的方式越過障礙物。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明由于采用六個結(jié)構(gòu)相同且左右對稱的驅(qū)動臂，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，可在任意水平相鄰的兩條分裂導(dǎo)線上運行，跨越輸電導(dǎo)線上各種障礙物(防震錘、間隔棒、懸垂絕緣子串等)，在直線段上運行時機(jī)器人的驅(qū)動臂可自由調(diào)整，自適應(yīng)導(dǎo)線的間距變化。該機(jī)器人運行時橫跨在兩根分裂導(dǎo)線上，即使重心發(fā)生偏移也能保證機(jī)器人的運行姿態(tài)，安全平穩(wěn)，有利于在機(jī)器人上集成檢測工具，并且可以擴(kuò)展作業(yè)機(jī)械臂及專用工具進(jìn)行清障、線路修補(bǔ)等工作。


圖I為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明驅(qū)動臂及驅(qū)動輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意 圖3本發(fā)明升降關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)示意 圖4本發(fā)明旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)示意 其中1.驅(qū)動臂，2.聯(lián)板框架，3.電池控制箱，4.傳動裝置，5.驅(qū)動電機(jī)，6.驅(qū)動輪，
7.驅(qū)動軸，8.固定板，9.旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，10.升降關(guān)節(jié)，11.軸承座，12.絲杠，13.底板，14.絲杠螺母，15.連接板，16.限位開關(guān)，17.直流電機(jī)，18.直線導(dǎo)軌，19.滑塊，20.旋轉(zhuǎn)軸承座，21. U型連接件，22.離合器轉(zhuǎn)子，23.離合器定子，24.旋轉(zhuǎn)電機(jī)，25.旋轉(zhuǎn)軸。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖I所示，本發(fā)明在任意水平相鄰的兩條分裂導(dǎo)線上運行，能夠自適應(yīng)導(dǎo)線間距的變化，一種分裂導(dǎo)線巡檢作業(yè)機(jī)器人平臺，它包括結(jié)構(gòu)相同的驅(qū)動臂I、聯(lián)板框架2及電池控制箱3，其中每個驅(qū)動臂I都包括結(jié)構(gòu)相同的驅(qū)動輪機(jī)構(gòu)、升降關(guān)節(jié)10及旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)9 ;驅(qū)動臂I通過驅(qū)動輪6懸掛在分裂導(dǎo)線上，驅(qū)動輪機(jī)構(gòu)下端通過旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)9與升降關(guān)節(jié)10連接，升降關(guān)節(jié)10固定在聯(lián)板框架2上。如圖2所示,驅(qū)動輪機(jī)構(gòu)包括傳動裝置4、驅(qū)動電機(jī)5、驅(qū)動輪6、驅(qū)動軸7及固定板8 ;其中，驅(qū)動軸7兩端分別設(shè)有驅(qū)動輪6及傳動裝置4，并鉸接在固定板8上，傳動裝置4設(shè)置在固定板8上，驅(qū)動電機(jī)5設(shè)置在傳動裝置4外殼上；固定板8下端與旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)9相連。 如圖3所示，升降關(guān)節(jié)10包括軸承座11、絲杠12、底板13、絲杠螺母14、連接板15、限位開關(guān)16、直流電機(jī)17、直線導(dǎo)軌18及滑塊19 ;其中，絲杠12兩端通過軸承座11固定在底板13上，絲杠12 —端與直流電機(jī)17相連；在絲杠12 —側(cè)平行設(shè)置有直線導(dǎo)軌18，直線導(dǎo)軌18上有可上下自由滑動的滑塊19，滑塊19與設(shè)置在絲杠12上的絲杠螺母14通過連接板15連接固定，在連接板15上固定有旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)9 ;絲杠12底部固定有限位開關(guān)16，用于控制升降關(guān)節(jié)10下端的極限位置。如圖4所示，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)9包括旋轉(zhuǎn)軸承座20、U型連接件21、離合器轉(zhuǎn)子22、離合器定子23、旋轉(zhuǎn)電機(jī)24及旋轉(zhuǎn)軸25，旋轉(zhuǎn)軸25架設(shè)在兩端旋轉(zhuǎn)軸承座20之間，旋轉(zhuǎn)軸25中間通過軸承與U型連接件21鉸接，離合器定子23固定在U型連接件21上，離合器轉(zhuǎn)子22固定在旋轉(zhuǎn)軸25上；旋轉(zhuǎn)軸25軸端與旋轉(zhuǎn)電機(jī)24相連。本發(fā)明的工作原理
本發(fā)明可在任意水平相鄰的兩條分裂導(dǎo)線上運行，每個驅(qū)動臂I都能為機(jī)器人提供驅(qū)動力，在機(jī)器人遇到防震錘時無需做越障動作即可壓過；在無障礙的導(dǎo)線段上運行時，離合器定子23和離合器轉(zhuǎn)子22是分離的，驅(qū)動輪機(jī)構(gòu)可通過與之相連的U型連接21圍繞旋轉(zhuǎn)軸25自由轉(zhuǎn)動，這樣機(jī)器人可有效適應(yīng)由間隔棒、風(fēng)舞等引起的導(dǎo)線間距變化；
在機(jī)器人接近間隔棒、懸垂絕緣子串時，首先前端的兩個驅(qū)動臂I開始同時進(jìn)行越障動作，離合器上電使離合器轉(zhuǎn)子22和離合器定子23閉合，保持住驅(qū)動輪機(jī)構(gòu)的當(dāng)前位置狀態(tài)，然后升降關(guān)節(jié)10的直流電機(jī)17驅(qū)動絲杠12轉(zhuǎn)動，通過直線導(dǎo)軌18和滑塊19帶動驅(qū)動輪6向上移動，驅(qū)動輪6脫離導(dǎo)線后，升降關(guān)節(jié)10停止動作；此時，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)9上的旋轉(zhuǎn)電機(jī)24通過旋轉(zhuǎn)軸25帶動驅(qū)動輪機(jī)構(gòu)向?qū)Ь€外側(cè)擺動，從而使驅(qū)動輪6擺開導(dǎo)線及障礙物；
在自動控制下機(jī)器人中間和后端兩個驅(qū)動臂I帶動機(jī)器人前進(jìn)，待前端兩個驅(qū)動臂I越過障礙物后機(jī)器人停止前進(jìn)，前端兩個升降關(guān)節(jié)10開始下降，帶動驅(qū)動輪6做與之前相反的動作，使驅(qū)動輪6重新騎在導(dǎo)線上后離合器掉電，使離合器定子23和離合器轉(zhuǎn)子22分離，驅(qū)動輪機(jī)構(gòu)又可圍繞旋轉(zhuǎn)軸25自由轉(zhuǎn)動，自適應(yīng)導(dǎo)線間距變化。 之后，機(jī)器人中間及后端的驅(qū)動臂I都以前端驅(qū)動臂I相同的方式越過障礙物。上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種分裂導(dǎo)線巡檢作業(yè)機(jī)器人平臺，其特征是，它包括六個相同的驅(qū)動臂、聯(lián)板框架和電池控制箱，所述六個驅(qū)動臂對稱的安裝在聯(lián)板框架的兩側(cè)，所述六個驅(qū)動臂包括前臂、中臂和后臂；所述電池控制箱與所有用電設(shè)備連接，所述驅(qū)動臂包括驅(qū)動輪機(jī)構(gòu)，驅(qū)動輪機(jī)構(gòu)通過旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)與升降關(guān)節(jié)連接，升降關(guān)節(jié)固定在聯(lián)板框架上，所述六個驅(qū)動臂成前中后排列且左右對稱分布，前臂和中臂及中臂和后臂的有效距離大于輸電線上最大障礙物的長度。
2.如權(quán)利要求I所述一種分裂導(dǎo)線巡檢作業(yè)機(jī)器人平臺，其特征是，所述驅(qū)動輪機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動軸，驅(qū)動軸兩端分別設(shè)有驅(qū)動輪及傳動裝置，驅(qū)動軸與固定板鉸接，傳動裝置與驅(qū)動電機(jī)連接固定，固定板與旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)連接。
3.如權(quán)利要求2所述一種分裂導(dǎo)線巡檢作業(yè)機(jī)器人平臺，其特征是，所述傳動裝置為齒輪傳動或者同步帶傳動或者渦輪蝸桿傳動。
4.如權(quán)利要求I所述一種分裂導(dǎo)線巡檢作業(yè)機(jī)器人平臺，其特征是，所述升降關(guān)節(jié)包括絲杠和底板，所述絲杠一端與直流電機(jī)連接，另一端通過軸承座與底板連接，絲杠上設(shè)有絲杠螺母，底板上固定有直線導(dǎo)軌，直線導(dǎo)軌上設(shè)有滑塊，滑塊通過連接板與絲杠螺母連接，絲杠底部設(shè)有限位開關(guān)，所述連接板與旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)連接。
5.如權(quán)利要求I或2或4所述一種分裂導(dǎo)線巡檢作業(yè)機(jī)器人平臺，其特征是，所述旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)包括旋轉(zhuǎn)軸，所述旋轉(zhuǎn)軸架設(shè)在兩端旋轉(zhuǎn)軸承座之間，旋轉(zhuǎn)軸通過軸承與U型連接件鉸接，旋轉(zhuǎn)軸端與固定在旋轉(zhuǎn)軸承座上的旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接，U型連接件上固定有離合器定子，旋轉(zhuǎn)軸上還固定有離合器轉(zhuǎn)子。
6.如權(quán)利要求I所述一種分裂導(dǎo)線巡檢作業(yè)機(jī)器人平臺，其特征是，所述旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)通過兩端的旋轉(zhuǎn)軸承座與升降關(guān)節(jié)的連接板相連。
7.如權(quán)利要求I所述一種分裂導(dǎo)線巡檢作業(yè)機(jī)器人平臺，其特征是，所述驅(qū)動輪機(jī)構(gòu)的固定板與旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)上的U型連接件相連。
8.如權(quán)利要求I所述一種分裂導(dǎo)線巡檢作業(yè)機(jī)器人平臺，其特征是，所述電池控制箱固定在聯(lián)板框架內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種分裂導(dǎo)線巡檢作業(yè)機(jī)器人平臺，它包括六個相同的驅(qū)動臂、聯(lián)板框架和電池控制箱，所述六個驅(qū)動臂對稱的安裝在聯(lián)板框架的兩側(cè)，所述電池控制箱與所有用電設(shè)備連接，所述驅(qū)動臂包括驅(qū)動輪機(jī)構(gòu)，驅(qū)動輪機(jī)構(gòu)通過旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)與升降關(guān)節(jié)連接，升降關(guān)節(jié)固定在聯(lián)板框架上，所述六個驅(qū)動臂成前中后排列且左右對稱分布，前臂和中臂及中臂和后臂的有效距離稍大于輸電線上最大障礙物的長度。本發(fā)明由于采用六個結(jié)構(gòu)相同且左右對稱的驅(qū)動臂，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，在任意水平相鄰的兩條分裂導(dǎo)線上運行，跨越輸電導(dǎo)線上各種障礙物，在直線段上運行時機(jī)器人的驅(qū)動臂可自由調(diào)整，自適應(yīng)導(dǎo)線的間距變化，安全平穩(wěn)。
文檔編號B25J11/00GK102946072SQ20121051258
公開日2013年2月27日 申請日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月5日
發(fā)明者郭銳, 曹雷, 張峰, 仲亮 申請人:山東電力集團(tuán)公司電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司