本實用新型涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域,特別是指一種雙機(jī)械臂攀爬式巡線機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù):
采用高壓和超高壓架空電力線是長距離輸配電力的主要方式。電力線及桿塔附件長期暴露在野外,因受到持續(xù)的機(jī)械張力、電氣閃烙、材料老化的影響而容易產(chǎn)生斷股、磨損、腐蝕等損傷,如不及時修復(fù)更換,原本微小的破損和缺陷就可能擴(kuò)大,最終導(dǎo)致嚴(yán)重事故,造成大面積的停電和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。當(dāng)前輸電導(dǎo)線巡檢、維護(hù)的方法主要有兩種:地面目測法與航測法。目測法采用人工巡檢,這種方法勞動強(qiáng)度大,工作效率和探測精度低,可靠性差,存在檢查盲區(qū);航測法采用直升飛機(jī)巡線,這種方法雖然有較高的檢測效率和精度,但是這種方法受一些環(huán)境因素的制約,同時巡檢的技術(shù)難度高,運(yùn)行費用較高。巡線機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展,為高壓輸電線的檢查工作提供了新的技術(shù)手段。
現(xiàn)有巡線機(jī)器人的技術(shù)研發(fā)已經(jīng)取得了一定的相應(yīng)成果,但對于輸電線路上存在的障礙物或引流線無法跨越,不能實現(xiàn)超高壓輸電線路的連續(xù)巡檢。因此,有必要提供一種既能減輕勞動強(qiáng)度、降低運(yùn)行成本,又能夠跨越障礙物或引流線的巡線機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種既能減輕勞動強(qiáng)度、降低運(yùn)行成本,又能夠跨越障礙物或引流線的雙機(jī)械臂攀爬式巡線機(jī)器人機(jī)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:
一種雙機(jī)械臂攀爬式巡線機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu),其特征在于,包括機(jī)架,其中:
所述機(jī)架的上部設(shè)置有可沿所述機(jī)架的行走方向前后移動的機(jī)械臂滑動底座,所述機(jī)械臂滑動底座包括第一機(jī)械臂滑動底座和第二機(jī)械臂滑動底座,所述第一機(jī)械臂滑動底座和第二機(jī)械臂滑動底座上分別設(shè)置有可升降的第一機(jī)械臂和第二機(jī)械臂,所述第一機(jī)械臂和第二機(jī)械臂上分別設(shè)置有一對可張開可對合的用于抱抓四分裂線的第一機(jī)械手和第二機(jī)械手;
所述機(jī)架的下部還設(shè)置有能夠沿所述機(jī)架的行走方向前后滑動的配重。
進(jìn)一步的,所述第一機(jī)械臂和第一機(jī)械臂滑動底座之間以及所述第二機(jī)械臂和第二機(jī)械臂滑動底座之間分別設(shè)置有可水平轉(zhuǎn)動的機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)底座,所述第一機(jī)械臂和第二機(jī)械臂從下至上分別包括依次鉸接的機(jī)械上臂、機(jī)械小臂以及可使所述第一機(jī)械手和第二機(jī)械手旋轉(zhuǎn)的機(jī)械手腕。
進(jìn)一步的,所述機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)底座和機(jī)械上臂之間、所述機(jī)械上臂和機(jī)械小臂之間、以及所述第一機(jī)械手或第二機(jī)械手和機(jī)械手腕之間的鉸接軸均通過電機(jī)驅(qū)動。
進(jìn)一步的,所述機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)底座和機(jī)械臂滑動底座之間以及所述機(jī)械手腕和機(jī)械小臂之間均設(shè)置有轉(zhuǎn)盤。
進(jìn)一步的,所述第一機(jī)械臂滑動底座和第二機(jī)械臂滑動底座分別設(shè)置在所述機(jī)架的兩側(cè)。
進(jìn)一步的,所述第一機(jī)械臂滑動底座和第二機(jī)械臂滑動底座分別通過絲杠與所述機(jī)架連接,所述配重通過導(dǎo)軌與所述機(jī)架連接。
進(jìn)一步的,所述配重為電源控制箱。
本實用新型具有以下有益效果:
本實用新型中的第一機(jī)械手和第二機(jī)械手分別可以在第一機(jī)械臂、第一機(jī)械臂滑動底座和第二機(jī)械臂、第二機(jī)械臂滑動底座的作用下張開、脫離線路并沿機(jī)架前后方向移動,第一機(jī)械臂和第二機(jī)械臂為可升降結(jié)構(gòu),巡線機(jī)器人在越障過程中配重能夠沿機(jī)架的行走方向前后滑動,通過調(diào)整 重心提高機(jī)器人自身的安全性。綜上,與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實用新型具有減輕勞動強(qiáng)度、降低運(yùn)行成本、且能夠翻越障礙物或引流線的優(yōu)點。
附圖說明
圖1為本實用新型的雙機(jī)械臂攀爬式巡線機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2-圖11為本實用新型的雙機(jī)械臂攀爬式巡線機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)的越障方法的各步驟對應(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(jìn)行詳細(xì)描述。
一方面,本實用新型提供一種雙機(jī)械臂攀爬式巡線機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu),如圖1所示,包括機(jī)架1,其中:
機(jī)架1的上部設(shè)置有可沿機(jī)架1的行走方向前后移動的機(jī)械臂滑動底座,機(jī)械臂滑動底座包括第一機(jī)械臂滑動底座2和第二機(jī)械臂滑動底座13,第一機(jī)械臂滑動底座2和第二機(jī)械臂滑動底座13上分別設(shè)置有可升降的第一機(jī)械臂4和第二機(jī)械臂10,第一機(jī)械臂4和第二機(jī)械臂10上分別設(shè)置有一對可張開可對合的用于抱抓四分裂線的第一機(jī)械手6和第二機(jī)械手8;
機(jī)架1的下部還設(shè)置有能夠沿機(jī)架1的行走方向前后滑動的配重14。
本實用新型的雙機(jī)械臂攀爬式巡線機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu),第一機(jī)械手和第二機(jī)械手分別可以在第一機(jī)械臂、第一機(jī)械臂滑動底座和第二機(jī)械臂、第二機(jī)械臂滑動底座的作用下張開、脫離四分裂線并沿機(jī)架前后方向移動,第一機(jī)械臂和第二機(jī)械臂為可升降結(jié)構(gòu)(具體可以通過兩根具有直徑差的豎桿套接組成的伸縮桿或者通過鉸接軸連接的機(jī)械上臂和機(jī)械小臂),配重能夠沿機(jī)架的行走方向前后滑動,這種結(jié)構(gòu)可以調(diào)整重心從而保證機(jī)器人自身的安全。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實用新型具有減輕勞動強(qiáng)度、降低運(yùn) 行成本、且能夠翻越障礙物或引流線的優(yōu)點。
優(yōu)選的,第一機(jī)械臂4和第一機(jī)械臂滑動底座2之間以及第二機(jī)械臂10和第二機(jī)械臂滑動底座13之間分別設(shè)置有可水平轉(zhuǎn)動的機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)底座3,第一機(jī)械臂4和第二機(jī)械臂10從下至上分別包括依次鉸接的機(jī)械上臂9、機(jī)械小臂5以及可使第一機(jī)械手6和第二機(jī)械手8旋轉(zhuǎn)的機(jī)械手腕7。這種設(shè)計能夠使第一機(jī)械手和第二機(jī)械手分別抱抓住或脫離四分裂線,提高巡線機(jī)器人的行走速度。另外,第一機(jī)械手6和第二機(jī)械手8分別包括主動指和從動指,主動指和從動指分別為L鉤型結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)設(shè)計能使第一機(jī)械手和第二機(jī)械手的動作更加精細(xì),提高抱抓的準(zhǔn)確性。
進(jìn)一步的,機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)底座3和機(jī)械上臂9之間、機(jī)械上臂9和機(jī)械小臂5之間、以及第一機(jī)械手6或第二機(jī)械手8和機(jī)械手腕7之間的鉸接軸11均通過電機(jī)驅(qū)動。這種設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單,控制方便。
進(jìn)一步的,機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)底座3和機(jī)械臂滑動底座之間以及機(jī)械手腕7和機(jī)械小臂5之間均設(shè)置有轉(zhuǎn)盤12。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計可以保證巡線機(jī)器人在行走時不易碰撞導(dǎo)線,提高巡線機(jī)器人行走時的靈活性和安全性。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。
作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn),第一機(jī)械臂滑動底座2和第二機(jī)械臂滑動底座13分別設(shè)置在機(jī)架1的兩側(cè)。這種位置布局能夠提高巡線機(jī)器人行走時的穩(wěn)定性。
本實用新型中,優(yōu)選的,第一機(jī)械臂滑動底座2和第二機(jī)械臂滑動底座13分別通過絲杠與機(jī)架1連接,配重14通過導(dǎo)軌與機(jī)架1連接。另外,配重14可以為電源控制箱。該設(shè)計中,電源控制箱不僅能夠為巡線機(jī)器人的運(yùn)動提供能源,還可以兼顧作為配重,使巡線機(jī)器人在越障時重心穩(wěn)定。
需要說明的是,本實用新型的巡線機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)僅僅介紹了機(jī)器人本體的機(jī)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(jī)械手等)的設(shè)計。另外,在控制系統(tǒng)方面,本實用新型可以采 用地面遠(yuǎn)程控制平臺或者機(jī)器人自身智能化控制兩種方式。
另一方面,提供一種上述的雙機(jī)械臂攀爬式巡線機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)的越障方法,如圖2-11所示,為使圖簡單,省去了配重14調(diào)整的過程,包括:
步驟1:如圖2所示,第一機(jī)械手6和第二機(jī)械手8均位于機(jī)架1的后端且分別抓持住四分裂線,配重14位于第一機(jī)械手6和第二機(jī)械手8的下方;
步驟2:如圖3所示,第一機(jī)械手6在第一機(jī)械臂4和第一機(jī)械臂滑動底座2的作用下張開、脫離四分裂線并移至機(jī)架1的前端,第一機(jī)械手6在第一機(jī)械臂4的作用下重新抓持住四分裂線;
步驟3:如圖4-5所示,配重14移至第一機(jī)械手6的下方,第二機(jī)械手8在第二機(jī)械臂10和第二機(jī)械臂滑動底座13的作用下張開、脫離四分裂線并移至機(jī)架1的前端后重新抓持住四分裂線,此時,第一機(jī)械手6和第二機(jī)械手8均位于機(jī)架1的前端;
步驟4:如圖2所示,第一機(jī)械手6和第二機(jī)械手8分別抓持住四分裂線且固定不動,機(jī)架1向前移動,使得第一機(jī)械手6和第二機(jī)械手8均相對位于機(jī)架1的后端,然后轉(zhuǎn)至步驟1,當(dāng)遇到障礙物時第一機(jī)械手6和第二機(jī)械手8避開障礙物前行。
本實用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)中,人工巡線勞動強(qiáng)度大和飛機(jī)巡線運(yùn)行成本高的問題,并能翻越常規(guī)障礙物(如引流線、絕緣子串、壓接管,懸垂線夾等),實現(xiàn)了對四分裂線的連續(xù)巡檢。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實用新型具有減輕勞動強(qiáng)度、降低運(yùn)行成本、提高巡線機(jī)器人安全性,且能夠翻越障礙物的優(yōu)點。
為了提高巡線機(jī)器人在正常工作或翻越障礙物時行走的速度,本實用新型對雙機(jī)械臂攀爬式巡線機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)的越障方法作了進(jìn)一步改進(jìn),包括:
步驟2進(jìn)一步為:如圖6-8所示,第一機(jī)械手6和第二機(jī)械手8均位于機(jī)架1的后端,配重14位于第二機(jī)械手8的下方,第一機(jī)械手6在第一機(jī)械臂4和第一機(jī)械臂滑動底座2的作用下張開、脫離四分裂線并移至 機(jī)架1的前端,機(jī)械上臂9在機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)底座3的作用下逆時針旋轉(zhuǎn)90°,緊接著,第一機(jī)械手6在機(jī)械手腕7的作用下順時針旋轉(zhuǎn)90°;
步驟3進(jìn)一步為:如圖9-11所示,第一機(jī)械手6在第一機(jī)械臂4的作用下重新抓持住四分裂線,配重14移至第一機(jī)械手6的下方,第二機(jī)械手8在第二機(jī)械臂10和第二機(jī)械臂滑動底座13的作用下張開、脫離四分裂線并移至機(jī)架1的前端,機(jī)械上臂9在機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)底座3的作用下旋轉(zhuǎn)90°,緊接著,第二機(jī)械手8在機(jī)械手腕7的作用下順時針旋轉(zhuǎn)90°后重新抓持住四分裂線。
以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式,應(yīng)當(dāng)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(jìn)和潤飾,這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。