本實用新型涉及機器人技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種仿昆蟲蠕動式巡線機器人機械結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

超高壓輸電線路分布地點多、面積廣，所處地形復(fù)雜，自然環(huán)境惡劣。電力線及桿塔附件長期受機械張力、電氣閃絡(luò)、材料老化等的影響，會產(chǎn)生斷股、磨損、腐蝕等損傷，如不及時修復(fù)，將導(dǎo)致嚴重事故，給電力傳輸帶來極大隱患。因此，必須對輸電線路進行定期巡視檢查，隨時掌握和了解輸電線路的運行情況以及線路周圍環(huán)境和線路保護區(qū)的變化情況，及時發(fā)現(xiàn)和消除隱患，預(yù)防事故的發(fā)生，確保供電安全。

對輸電線路的巡檢的傳統(tǒng)方式是主要采用地面人工目測巡檢和直升飛機航測。前者巡檢精度低，勞動強度大，存在巡檢盲區(qū)，森林疾病及野生動物也給巡視人員帶來安全隱患；后者存在飛行安全隱患且巡線費用昂貴，直接限制了直升機巡檢的廣泛推廣。

機器人技術(shù)的發(fā)展為輸電線路的巡檢與清障作業(yè)提供了一種新的平臺。機器人能夠帶電工作，以一定的速度沿輸電線爬行，并能跨越防震錘、耐張線夾、懸垂線夾、桿塔等障礙，利用攜帶的傳感儀器對桿塔、導(dǎo)線及避雷線、絕緣子、線路金具、線路通道等實施接近檢測，利用自身攜帶的裝置進行線路清障，代替工人進行電力線路的巡檢與清障工作。因此，輸電線路巡線清障機器人成為機器人技術(shù)研究的熱點。

目前國內(nèi)外研究的高壓、超高壓輸電線路機器人多為雙臂反對稱結(jié)構(gòu)、三臂結(jié)構(gòu)及多臂結(jié)構(gòu)，其運行環(huán)境多為架空地線。安裝于架空地線上的線路機器人不僅運行過程中易受自然環(huán)境中的外力影響，導(dǎo)致運行不穩(wěn)定，甚至從輸電線路上掉落，而且還存在巡檢清障范圍有限，工作效率低 的缺點。日本、加拿大、美國等發(fā)達國家先后開展了巡線機器人的研究工作，對于輸電線路上存在絕緣子串、壓接管和懸垂線夾等情況，無法跨越，不能實現(xiàn)超高壓輸電線路的連續(xù)巡檢。中科院沈陽自動化所、山東大學(xué)、武漢大學(xué)、北京航空航天大學(xué)等單位也針對超高壓輸電線路的連續(xù)巡檢需求開展這方面技術(shù)和設(shè)備的研制，取得了一定的相應(yīng)成果，但也都不具備越障功能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種減輕勞動強度、降低運行成本，且能夠翻越障礙的仿昆蟲蠕動式巡線機器人機械結(jié)構(gòu)。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供技術(shù)方案如下：

一種仿昆蟲蠕動式巡線機器人機械結(jié)構(gòu)，包括機架，其中：

所述機架的上部設(shè)置有可兩側(cè)打開閉合的滾輪臂，所述滾輪臂上設(shè)置分體式滾輪；

所述機架的下部設(shè)置有至少一個前向機械臂，所述前向機械臂包括依次鉸接的第一連桿、第二連桿、第三連桿和第四連桿，所述第四連桿的末端設(shè)置有用于從側(cè)面抱抓線路的第一機械手；

所述機架的下部設(shè)置有至少一個后向機械臂，所述后向機械臂包括依次鉸接的第五連桿、第六連桿、第七連桿和第八連桿，所述第八連桿的末端設(shè)置有用于從側(cè)面抱抓線路的第二機械手；

各鉸接軸處均通過電機驅(qū)動。

進一步的，所述滾輪臂通過由電機驅(qū)動的鉸接軸連接在所述機架上。

進一步的，所述分體式滾輪設(shè)置在所述滾輪臂的末端。

進一步的，所述第一機械手、第二機械手均為可旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。

進一步的，所述第一機械手、第二機械手均包括相互配合的上機械手爪和下機械手爪所述分體式滾輪設(shè)置在所述滾輪臂的末端。

進一步的，所述上機械手爪和下機械手爪均為L鉤型結(jié)構(gòu)。

本實用新型具有以下有益效果：

本實用新型基于仿昆蟲蠕動式巡線機器人機械結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)全部由鉸鏈結(jié)構(gòu)組成，機架的上部設(shè)置有可兩側(cè)打開閉合的滾輪臂，滾輪臂上設(shè)置分體式滾輪，這種設(shè)計能夠使機器人在平直線路行走時，滾輪起到支撐作用，越障時滾輪起夾持作用，增強整體的穩(wěn)定性。機架下部設(shè)置至少一個前向機械臂和至少一個后向機械臂，機械臂為連桿機構(gòu)，這種設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單緊湊，重量小，電源控制部分還可以集成在機械臂或者滾輪臂上。本實用新型能夠在平直及各種耐張線、引流線等非平直線路上行走，解決了現(xiàn)有技術(shù)中，人工巡線勞動強度大和飛機巡線運行成本高的問題，并能翻越常規(guī)障礙物(如絕緣子串、壓接管，懸垂線夾等)，實現(xiàn)了對高壓線的連續(xù)巡檢。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有減輕勞動強度、降低運行成本，且能夠翻越障礙的優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本實用新型的仿昆蟲蠕動式巡線機器人機械結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2-圖8為本實用新型的仿昆蟲蠕動式巡線機器人機械結(jié)構(gòu)的越障方法的每個步驟對應(yīng)的狀態(tài)示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例進行詳細描述。

一方面，本實用新型提供一種巡線機器人機械結(jié)構(gòu)，如圖1所示，包括機架1，其中：

機架1的上部設(shè)置兩個可兩側(cè)打開閉合的滾輪2，所述滾輪臂2上設(shè)置分體式滾輪3，機架1的下部設(shè)置至少一個前向機械臂，前向機械臂向設(shè)置有依次鉸接的第一連桿5、第二連桿6、第三連桿7和第四連桿8，第四連桿8的末端設(shè)置有用于從側(cè)面抱抓線路的第一機械手4，機架1的下部設(shè)置至少一個后向機械臂，后向機械臂設(shè)置有依次鉸接的第五連桿9、 第六連桿10、第七連桿11和第八連桿12，第八連桿12的末端設(shè)置有用于從側(cè)面抱抓線路的第二機械手13。

各鉸接軸處均通過電機驅(qū)動。

本實用新型基于仿昆蟲蠕動式巡線機器人機械結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)全部由鉸鏈結(jié)構(gòu)組成，機架上設(shè)置兩個可兩側(cè)打開閉合的滾輪臂，滾輪臂上設(shè)置分體式滾輪，這種設(shè)計能夠使機器人在平直線路行走時，滾輪起到支撐作用，越障時滾輪起夾持作用，增強整體的穩(wěn)定性。機架下部設(shè)置至少一個前向機械臂和至少一個后向機械臂，機械臂為連桿機構(gòu)，這種設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單緊湊，重量小，電源控制部分可以集成在機械臂或者滾輪臂上。

高壓輸電過程是一個多樣化的過程，根據(jù)輸電電壓的不同以及輸電地形特征的不同，整個輸電線路結(jié)構(gòu)也不盡相同。本實用新型的行走機構(gòu)應(yīng)用于巡線機器人時，巡線機器人上可以設(shè)置有一組或多組該行走機構(gòu)，或者還可以設(shè)置有其他類型的行走機構(gòu)。

優(yōu)選的，滾輪臂2通過鉸接軸連接在所述機架1上。這種設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單、控制方便。

進一步的，分體式滾輪3設(shè)置在滾輪臂2的末端。這種設(shè)計結(jié)構(gòu)易于控制滾輪的開合，而且將機架與滾輪臂、滾輪流暢的連接起來。

進一步的，第一機械手4、第二機械手13均為可旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。這種設(shè)計能夠提高巡線機器人行走和越障時的靈活性和穩(wěn)定性。

進一步的，第一機械手4、第二機械手13均包括相互配合的上機械手爪4-1、13-1和下機械手爪4-2、13-2。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計可以提高機器人在線路上運動時的牢固性。

進一步的，上機械手爪4-1、13-1和下機械手爪4-2、13-2均為L鉤型結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計能使機械手爪的動作更加精細，進一步提高抱抓的準確性。

作為本實用新型的一種優(yōu)化，電源控制部分可集成在機械臂或者滾輪臂上，這種設(shè)計，電源控制部分不僅能夠為巡線機器人的運動提供能源，還可以兼顧簡化整體結(jié)構(gòu)，減輕重量。

除了上述給出的實施方式以外，其還可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的各種其他方式，此處不再贅述。

本實用新型的巡線機器人機械結(jié)構(gòu)僅僅介紹了機器人本體的機械結(jié)構(gòu)，并未涉及其他輔助裝置(如行走觀測用的攝像頭、垃圾清除用的機械手等)的設(shè)計。在控制系統(tǒng)方面，本實用新型可以采用地面控制平臺或者機器人自身智能化控制兩種方式。

另一方面，如圖2-圖8所示，本實用新型還提供一種上述的基于仿昆蟲蠕動式巡線機器人機械結(jié)構(gòu)的越障方法，包括：

步驟1：未遇到障礙時，位于機架1前部的第一機械手4張開，第二機械手13抓住線路，滾輪3帶動機架1前移一段距離后，第一機械手4保持張開狀態(tài)前移，然后第一機械手4抓住線路，第二機械手13張開并前移，滾輪3帶動機架1前移一段距離后停止，第二機械手13抓住線路，重復(fù)執(zhí)行該步驟1；

步驟2：遇到障礙時，位于機架1前部的第一機械手4張開，第二機械手13抓住線路，然后第一機械手4前移并繞過障礙物抓住線路，滾輪3帶動機架1前移，接著第二機械手14張開前移并抓住線路，滾輪3在滾輪臂2帶動下張開帶動機架1繞過障礙物后，滾輪3重新架設(shè)在線路上，第二機械手14張開前移并繞過障礙物抓住線路，轉(zhuǎn)至步驟1，等待下一次越障。

這種工作過程使得機器人在行走和越障的過程中，始終至少一只機械手和滾輪作用在線路上，可以維持系統(tǒng)的穩(wěn)定。本實用新型能夠在平直及各種耐張線、引流線等非平直線路上行走，解決了現(xiàn)有技術(shù)中，人工巡線勞動強度大和飛機巡線運行成本高的問題，并能翻越常規(guī)障礙物(如絕緣子串、壓接管，懸垂線夾等)，實現(xiàn)了對高壓線的連續(xù)巡檢。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有減輕勞動強度、降低運行成本，且能夠翻越障礙的優(yōu)點。

需要說明的是，本實用新型的越障方法重點在于采用了上述行走機構(gòu)的巡線機器人進行越障的方法。如果巡線機器人上還設(shè)置了其他類型的可 越障的行走機構(gòu)，則該其他類型的行走機構(gòu)采用其默認的越障方法進行越障即可，不在本實用新型的關(guān)注重點以內(nèi)。

以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。