本發(fā)明屬于輸電線路巡檢領(lǐng)域，尤其涉及一種步進(jìn)式巡線清障機(jī)器人及其方法。

背景技術(shù)：

高壓輸電線路是目前我國(guó)電力傳輸?shù)暮诵脑O(shè)備，擔(dān)負(fù)著保障十幾億人口正常用電的重任，電網(wǎng)的安全運(yùn)行直接關(guān)系到了人們?nèi)粘Ｉ?，影響著一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展，因此保證高壓輸電線路安全、穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行成為了社會(huì)熱門(mén)話題。

采用高壓輸電線路是進(jìn)行中長(zhǎng)距離送電的主要方式，它不僅要承擔(dān)正常機(jī)械載荷和電力負(fù)荷的內(nèi)部壓力，還要經(jīng)受污穢、雷擊、強(qiáng)風(fēng)、滑坡、沉陷以及塑料袋、鳥(niǎo)害等的外界侵害，這些因素將會(huì)使線路上各元件加速老化，如果不及時(shí)發(fā)現(xiàn)及清除，就可能導(dǎo)致各種線路故障，對(duì)電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定造成嚴(yán)重的威脅。且高壓輸電線路及桿塔附件會(huì)長(zhǎng)期暴露在野外，使線路受到持續(xù)的機(jī)械張力、材料老化、電氣閃絡(luò)的影響而產(chǎn)生斷股、磨損、腐蝕等損傷，如不及時(shí)修整更換，原本微小的破損和缺陷就會(huì)擴(kuò)大，最終會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重事故，造成大面積的停電，從而造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和惡劣的社會(huì)影響。因此通過(guò)線路巡檢對(duì)輸電線路進(jìn)行定期的巡視檢查，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的缺陷和危及線路的安全隱患，提出具體的修復(fù)意見(jiàn)，以便避免事故發(fā)生、消除線路缺陷，是電力部門(mén)一項(xiàng)重要工作。

傳統(tǒng)的高壓輸電線路巡線方法采用人工巡檢和飛機(jī)巡檢。采用人工沿線巡檢的作業(yè)方式存在著很多缺陷，其危險(xiǎn)系數(shù)高，勞動(dòng)強(qiáng)度大，需要很大的人力成本。同時(shí)也會(huì)受到高山、湖泊等惡劣自然條件的制約，造成事倍功半的結(jié)果。而后者在國(guó)內(nèi)起步較晚，需要很大的費(fèi)用，受環(huán)境制約影響大，且如果操作不當(dāng)會(huì)造成極大的人力物力的損失。因此，電力部門(mén)迫切的需要巡線機(jī)器人來(lái)取代人力進(jìn)行高壓輸電線路的維護(hù)和巡檢。

此外，由于我國(guó)電網(wǎng)覆蓋面積廣闊，所穿過(guò)的地理環(huán)境復(fù)雜，高壓輸電線路-會(huì)遭受?chē)?yán)峻的冰災(zāi)事故。輸電線路出現(xiàn)覆冰情況可能會(huì)導(dǎo)致桿塔傾斜、斷線甚至倒塌，而且線路不均勻覆冰和不同期脫冰還會(huì)引起線路舞動(dòng)等現(xiàn)象，這些會(huì)引發(fā)線路跳閘、供電中斷等事故，給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活造成嚴(yán)重影響。目前，我國(guó)還沒(méi)有成熟的除冰機(jī)器人，很多已有的機(jī)器人不具備越障功能，不能完全代替人工除冰方法。為保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高高壓輸電線路除冰的效率，開(kāi)發(fā)出既有巡線功能，還具有高效的除冰性能的機(jī)器人來(lái)取代或部分替代人工勞作一直是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。

結(jié)合國(guó)內(nèi)高壓輸電線路巡檢越障機(jī)器人的研究現(xiàn)狀，比較各機(jī)器人的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其優(yōu)缺點(diǎn)，可以得出以下結(jié)論：

第一，大多數(shù)已經(jīng)用于實(shí)際工作的巡線機(jī)器人都只能在一段高壓輸電線路上進(jìn)行連續(xù)運(yùn)動(dòng)，不能夠進(jìn)行越障，這就增加了電力工人上線的次數(shù)，增大了工作的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了效率。

第二，對(duì)于具有越障功能的機(jī)器人往往結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，穩(wěn)定性較差，越障動(dòng)作復(fù)雜，致使控制系統(tǒng)十分復(fù)雜，這就增加了成本，使其多停留于實(shí)驗(yàn)研究階段，沒(méi)有達(dá)到實(shí)際投入使用的階段。

第三，大多數(shù)機(jī)器人的功能較為簡(jiǎn)單，僅具備單一的巡檢功能，無(wú)法實(shí)現(xiàn)清障和除冰功能。這樣只能反饋線路的狀況，還需進(jìn)行清理障礙，以及必要時(shí)進(jìn)行除冰工作，增加了工人的工作量。

因此，需要設(shè)計(jì)和研究具有穩(wěn)定巡線和越障功能，并輔以清障和除冰功能的高壓輸電線路巡線清障機(jī)器人。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種步進(jìn)式巡線清障機(jī)器人，其運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定，控制簡(jiǎn)單，且越障原理簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)幾乎所有障礙物的越障，適用性強(qiáng)。

本發(fā)明的一種步進(jìn)式巡線清障機(jī)器人，包括：

行進(jìn)機(jī)構(gòu)，所述行進(jìn)結(jié)構(gòu)為可伸縮運(yùn)動(dòng)的連桿；行進(jìn)結(jié)構(gòu)的兩端分別與第一控制箱和第二控制箱相連，第一控制箱和第二控制箱用于控制連桿的伸縮運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的步進(jìn)式蠕動(dòng)行走；

第一控制箱和第二控制箱上分別安裝有第一夾線機(jī)構(gòu)和第二夾線機(jī)構(gòu)，用來(lái)分別在第一控制箱和第二控制箱的控制下實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓輸電線的夾緊和松開(kāi)；

所述第一控制箱上還安裝有清障機(jī)構(gòu)，其用于在第一控制箱的控制作用下清除高壓輸電線的障礙物；所述第一控制箱上還安裝有機(jī)械手，其用于在第一控制箱的控制作用下，一方面在機(jī)器人行進(jìn)和越障時(shí)懸掛在高壓輸電線上起輔助支撐的作用，保持機(jī)器人行走的穩(wěn)定；另一方面能夠進(jìn)行清障運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述機(jī)械手上還安裝有圖像采集裝置，所述圖像采集裝置用于采集高壓輸電線上的圖像并傳送至第一控制箱內(nèi)。

進(jìn)一步的，所述清障機(jī)構(gòu)為除冰機(jī)構(gòu)，其用于當(dāng)高壓輸電線存在覆冰狀況時(shí)，進(jìn)行除冰運(yùn)動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述第一控制箱和第二控制箱均包括殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)置有控制器，所述控制器依次與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連。

進(jìn)一步的，所述除冰機(jī)構(gòu)包括底座，所述底座上安裝有盤(pán)銑刀，所述底座在第一控制箱的作用下可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)。

本發(fā)明還提供了一種步進(jìn)式巡線清障機(jī)器人的工作方法。

本發(fā)明的步進(jìn)式巡線清障機(jī)器人的工作方法，包括步進(jìn)式巡線清障機(jī)器人的步進(jìn)式蠕動(dòng)行走過(guò)程，其具體過(guò)程為：

在所述機(jī)器人步進(jìn)式蠕動(dòng)行走的初始狀態(tài)下，第一夾線機(jī)構(gòu)和第二夾線機(jī)構(gòu)均夾緊高壓輸電線，機(jī)械手閉合卡在高壓輸電線上，起輔助支承作用，連桿處于收縮狀態(tài)；

之后，第一夾線機(jī)構(gòu)張開(kāi)，第一控制箱控制連桿伸張，第一控制箱向前運(yùn)動(dòng)；

當(dāng)連桿完全伸張后，第一夾線機(jī)構(gòu)夾緊，第二夾線機(jī)構(gòu)松開(kāi)，第二控制箱控制連桿完成收縮運(yùn)動(dòng)，第二控制箱向前移動(dòng)，第二夾線機(jī)構(gòu)最后夾緊，完成前進(jìn)運(yùn)動(dòng)的一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期；在整個(gè)行進(jìn)的周期中，始終保持有兩點(diǎn)與高壓輸電線接觸，保證了整個(gè)機(jī)器人行進(jìn)的穩(wěn)定性。

進(jìn)一步的，該方法還包括步進(jìn)式巡線清障機(jī)器人的越障過(guò)程，其具體過(guò)程為：

當(dāng)機(jī)器人檢測(cè)到高壓輸電線路上的障礙物時(shí)，第一控制箱和第二控制箱控制連桿停止轉(zhuǎn)動(dòng)，第一夾線機(jī)構(gòu)和第二夾線機(jī)構(gòu)均夾緊高壓輸電線，機(jī)器人實(shí)現(xiàn)剎車(chē)；

第二夾線機(jī)構(gòu)松開(kāi)高壓輸電線路，第二控制箱控制連桿完成收縮運(yùn)動(dòng)，第二控制箱向前移動(dòng)；

之后，第二夾線機(jī)構(gòu)夾緊高壓輸電線路，機(jī)械手臂通過(guò)各關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)，使手臂越過(guò)障礙物，并重新卡在高壓輸電線路；

然后，第一夾線機(jī)構(gòu)張開(kāi)，第一控制箱控制連桿伸張，第一控制箱向前運(yùn)動(dòng)越過(guò)障礙物；

最后，第一夾線機(jī)構(gòu)夾緊，隨后第二夾線機(jī)構(gòu)松開(kāi)，第二控制箱控制連桿完成收縮運(yùn)動(dòng)，第二控制箱向前移動(dòng)實(shí)現(xiàn)整體越障。

其中，高壓輸電線路上的障礙物包括防震錘、接續(xù)金具、懸垂線夾和耐張線夾。

進(jìn)一步的，該方法還包括步進(jìn)式巡線清障機(jī)器人的障礙清除過(guò)程，其具體過(guò)程為：

進(jìn)一步的，第一控制箱控制機(jī)械手定位于高壓輸電線路上的障礙物處，對(duì)障礙物進(jìn)行剪切、移動(dòng)和清除。

進(jìn)一步的，該方法還包括步進(jìn)式巡線清障機(jī)器人的除冰過(guò)程，其具體過(guò)程為：

第一控制箱控制除冰機(jī)構(gòu)，使盤(pán)銑刀與高壓輸電線路處于同一水平面內(nèi)；

第一控制箱控制除冰機(jī)構(gòu)的底座轉(zhuǎn)動(dòng)，使盤(pán)銑刀逐步靠近高壓輸電線路上的覆冰，直至接觸；

最后第一控制箱帶動(dòng)盤(pán)銑刀轉(zhuǎn)動(dòng)，并配合機(jī)器人的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)高壓輸電線路的除冰工作。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

(1)采用步進(jìn)式的行進(jìn)方式，可以在單根輸電線路上進(jìn)行巡檢，無(wú)需考慮滾輪和高壓輸電線路之間的摩擦變化，適用范圍廣。

(2)機(jī)械手的輔助支撐保證了機(jī)器人運(yùn)行穩(wěn)定。

(3)越障時(shí)采用三點(diǎn)式越障，且?jiàn)A線機(jī)構(gòu)存在臂式結(jié)構(gòu)，保證了機(jī)器人能夠平穩(wěn)方便的進(jìn)行防震錘、金具等的越障。

(4)對(duì)機(jī)械手的手爪部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其集卡線、夾取、剪切等功能于一體，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓輸電線路上大多數(shù)障礙物的完全清除。

(5)除冰機(jī)構(gòu)的盤(pán)銑刀可對(duì)于高壓輸電線路的覆冰進(jìn)行清除，保障了機(jī)器人可以在嚴(yán)冬中受冰雪侵害比較嚴(yán)重的地區(qū)進(jìn)行巡線清障，對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。

附圖說(shuō)明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說(shuō)明書(shū)附圖用來(lái)提供對(duì)本申請(qǐng)的進(jìn)一步理解，本申請(qǐng)的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本申請(qǐng)，并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)的不當(dāng)限定。

圖1是本發(fā)明的一種步進(jìn)式巡線清障機(jī)器人結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2(a)是步進(jìn)式巡線清障機(jī)器人步進(jìn)式蠕動(dòng)行走時(shí)的初始狀態(tài)；

圖2(b)是步進(jìn)式巡線清障機(jī)器人步進(jìn)式蠕動(dòng)行走時(shí)的第一控制箱前進(jìn)狀態(tài)；

圖2(c)是步進(jìn)式巡線清障機(jī)器人步進(jìn)式蠕動(dòng)行走時(shí)的第一夾緊機(jī)構(gòu)夾緊狀態(tài)；

圖2(d)是步進(jìn)式巡線清障機(jī)器人步進(jìn)式蠕動(dòng)行走時(shí)的第二控制箱前進(jìn)狀態(tài)；

圖2(e)是步進(jìn)式巡線清障機(jī)器人步進(jìn)式蠕動(dòng)行走時(shí)的第二夾緊機(jī)構(gòu)夾緊，完成運(yùn)動(dòng)周期；

圖3(a)是步進(jìn)式巡線清障機(jī)器人跨越防震錘時(shí)的初始狀態(tài)；

圖3(b)是步進(jìn)式巡線清障機(jī)器人跨越防震錘時(shí)的第二夾緊機(jī)構(gòu)松開(kāi)，連桿收縮狀態(tài)；

圖3(c)是步進(jìn)式巡線清障機(jī)器人跨越防震錘時(shí)的第二夾緊機(jī)構(gòu)夾緊狀態(tài)；

圖3(d)是步進(jìn)式巡線清障機(jī)器人跨越防震錘時(shí)的機(jī)械手越過(guò)障礙物；

圖3(e)是步進(jìn)式巡線清障機(jī)器人跨越防震錘時(shí)的第一夾緊機(jī)構(gòu)松開(kāi)，連桿伸張狀態(tài)；

圖3(f)是步進(jìn)式巡線清障機(jī)器人跨越防震錘時(shí)的第一夾緊機(jī)構(gòu)夾緊，第二夾緊機(jī)構(gòu)松開(kāi)，連桿收縮狀態(tài)；

圖4(a)是步進(jìn)式巡線清障機(jī)器人檢測(cè)到懸垂線夾時(shí)停車(chē)；

圖4(b)是步進(jìn)式巡線清障機(jī)器人跨越懸垂線夾時(shí)，機(jī)械手轉(zhuǎn)動(dòng)完成越障；

圖4(c)是步進(jìn)式巡線清障機(jī)器人跨越懸垂線夾時(shí)，第一夾緊機(jī)構(gòu)松開(kāi)，連桿伸張狀態(tài)，第一控制箱越障；

圖4(d)是步進(jìn)式巡線清障機(jī)器人跨越懸垂線夾時(shí)，第一夾緊機(jī)構(gòu)夾緊；

圖4(e)是步進(jìn)式巡線清障機(jī)器人跨越懸垂線夾時(shí)，第二夾緊機(jī)構(gòu)松開(kāi)，連桿收縮狀態(tài)，機(jī)器人整體完成越障；

圖5(a)是步進(jìn)式巡線清障機(jī)器人檢測(cè)到高壓輸電線路上的彩帶；

圖5(b)是步進(jìn)式巡線清障機(jī)器人的機(jī)械手剪切高壓輸電線路上的彩帶；

圖5(c)是步進(jìn)式巡線清障機(jī)器人的機(jī)械手夾緊高壓輸電線路上的殘留彩帶；

圖5(d)是步進(jìn)式巡線清障機(jī)器人的機(jī)械手清除高壓輸電線路上的殘留彩帶。

具體實(shí)施方式

應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說(shuō)明都是例示性的，旨在對(duì)本申請(qǐng)?zhí)峁┻M(jìn)一步的說(shuō)明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)具有與本申請(qǐng)所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。

需要注意的是，這里所使用的術(shù)語(yǔ)僅是為了描述具體實(shí)施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請(qǐng)的示例性實(shí)施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說(shuō)明書(shū)中使用術(shù)語(yǔ)“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

本發(fā)明通過(guò)對(duì)高壓輸電線路巡線清障機(jī)器人的工作環(huán)境進(jìn)行分析，機(jī)器人所遇到的主要障礙物有耐張線夾，防震錘，接續(xù)金具，懸垂線夾等。針對(duì)各存在的障礙物進(jìn)行越障過(guò)程分析，可以大致將巡線清障機(jī)器人的行走過(guò)程分為三類(lèi)：直線無(wú)障行走、直線越障行走、翻越耐張線塔。對(duì)于直線越障行走過(guò)程，需要跨越防震錘、金具、懸垂線夾，其跨度相對(duì)較小，坡度較小，方便進(jìn)行越障。對(duì)于翻越耐張線塔階段，由于耐張線夾處跨度大、坡度大，存在跳線，其越障過(guò)程十分復(fù)雜，大大降低了越障的效率，提高了制作成本，因此對(duì)于翻越耐張線塔階段不進(jìn)行越障設(shè)計(jì)。綜上所述，對(duì)巡線清障機(jī)器人進(jìn)行防震錘、接續(xù)金具、懸垂線夾的越障運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)。

圖1是本發(fā)明的一種步進(jìn)式巡線清障機(jī)器人結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖1所示，本發(fā)明的一種步進(jìn)式巡線清障機(jī)器人，包括：

行進(jìn)機(jī)構(gòu)，所述行進(jìn)結(jié)構(gòu)為可伸縮運(yùn)動(dòng)的連桿；行進(jìn)結(jié)構(gòu)的兩端分別與第一控制箱和第二控制箱相連，第一控制箱和第二控制箱用于控制連桿的伸縮運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的步進(jìn)式蠕動(dòng)行走；

第一控制箱和第二控制箱上分別安裝有第一夾線機(jī)構(gòu)和第二夾線機(jī)構(gòu)，用來(lái)分別在第一控制箱和第二控制箱的控制下實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓輸電線的夾緊和松開(kāi)；

所述第一控制箱上還安裝有清障機(jī)構(gòu)，其用于在第一控制箱的控制作用下清除高壓輸電線的障礙物；所述第一控制箱上還安裝有機(jī)械手，其用于在第一控制箱的控制作用下，一方面在機(jī)器人行進(jìn)和越障時(shí)懸掛在高壓輸電線上起輔助支撐的作用，保持機(jī)器人行走的穩(wěn)定；另一方面能夠進(jìn)行清障運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明的第一控制箱和第二控制箱均包括殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)置有控制器，所述控制器依次與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連。

本發(fā)明的第一控制箱和第二控制箱主要起支撐、連接和保護(hù)的作用。

在另一實(shí)施例中，所述機(jī)械手上還安裝有圖像采集裝置，所述圖像采集裝置用于采集高壓輸電線上的圖像并傳送至第一控制箱內(nèi)。

其中，圖像采集裝置可采用攝像頭予以實(shí)現(xiàn)。

在另一實(shí)施例中，所述清障機(jī)構(gòu)為除冰機(jī)構(gòu)，其用于當(dāng)高壓輸電線存在覆冰狀況時(shí)，進(jìn)行除冰運(yùn)動(dòng)。

其中，所述除冰機(jī)構(gòu)包括底座，所述底座上安裝有盤(pán)銑刀，所述底座在第一控制箱的作用下可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)。

本發(fā)明的步進(jìn)式巡線清障機(jī)器人的行走機(jī)構(gòu)采用步進(jìn)式的行走機(jī)構(gòu)，可通過(guò)多只手臂的交替移動(dòng)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)。其采用了仿生學(xué)原理，參考了蠕蟲(chóng)的蠕動(dòng)運(yùn)動(dòng)方式，通過(guò)連桿的“伸——縮——伸”運(yùn)動(dòng)并配合機(jī)械臂的夾緊松開(kāi)，實(shí)現(xiàn)高壓輸電線路上的蠕動(dòng)爬行。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定，控制簡(jiǎn)單，且越障原理簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)幾乎所有障礙物的越障，適用性強(qiáng)。行走機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程如下，原理圖如圖2(a)-圖2(e)：

本發(fā)明的步進(jìn)式巡線清障機(jī)器人的工作方法，包括步進(jìn)式巡線清障機(jī)器人的步進(jìn)式蠕動(dòng)行走過(guò)程，其具體過(guò)程為：

在所述機(jī)器人步進(jìn)式蠕動(dòng)行走的初始狀態(tài)下，第一夾線機(jī)構(gòu)和第二夾線機(jī)構(gòu)均夾緊高壓輸電線，機(jī)械手閉合卡在高壓輸電線上，起輔助支承作用，連桿處于收縮狀態(tài)，如圖2(a)所示；

之后，第一夾線機(jī)構(gòu)張開(kāi)，第一控制箱控制連桿伸張，第一控制箱向前運(yùn)動(dòng)，如圖2(b)所示；

當(dāng)連桿完全伸張后，第一夾線機(jī)構(gòu)夾緊，如圖2(c)所示；第二夾線機(jī)構(gòu)松開(kāi)，第二控制箱控制連桿完成收縮運(yùn)動(dòng)，第二控制箱向前移動(dòng)，如圖2(d)所示；第二夾線機(jī)構(gòu)最后夾緊，完成前進(jìn)運(yùn)動(dòng)的一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期，如圖2(e)所示；在整個(gè)行進(jìn)的周期中，始終保持有兩點(diǎn)與高壓輸電線接觸，保證了整個(gè)機(jī)器人行進(jìn)的穩(wěn)定性。

本發(fā)明的步進(jìn)式巡線清障機(jī)器人主要針對(duì)輸電線路上常見(jiàn)的障礙物：防震錘、接續(xù)金具、懸垂線夾、耐張線夾進(jìn)行越障。

其中，該方法還包括步進(jìn)式巡線清障機(jī)器人的越障過(guò)程：對(duì)于防震錘，由于有一部分金屬棒懸掛在輸電線的下方，需要考慮垂直方向上的干涉。其越障過(guò)程如下，如圖3(a)-3(f)：

初始狀態(tài)：當(dāng)檢測(cè)到防震錘障礙物時(shí)，第一控制箱和第二控制箱控制連桿停止轉(zhuǎn)動(dòng)，第一夾線機(jī)構(gòu)和第二夾線機(jī)構(gòu)均夾緊高壓輸電線，機(jī)器人實(shí)現(xiàn)剎車(chē)，如圖3(a)。

第二夾線機(jī)構(gòu)松開(kāi)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)連桿完成收縮運(yùn)動(dòng)，第二控制箱向前移動(dòng)，如圖3(b)。

第二夾線機(jī)構(gòu)夾緊，如圖3(c)。

機(jī)械手越過(guò)障礙，卡在輸電線路上：機(jī)械手通過(guò)各關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)，使機(jī)械手越過(guò)障礙物，并重新卡在輸電線路，起輔助支承，如圖3(d)。

第一夾線機(jī)構(gòu)張開(kāi)，之后電機(jī)驅(qū)動(dòng)連桿伸張，第一控制箱向前運(yùn)動(dòng)越過(guò)障礙，如圖3(e)。

第一夾線機(jī)構(gòu)夾緊，隨后第二夾線機(jī)構(gòu)松開(kāi)，連桿完成收縮運(yùn)動(dòng)，第二控制箱向前移動(dòng)實(shí)現(xiàn)整體越障，如圖3(f)。

由于接續(xù)金具對(duì)高壓輸電線的徑向波動(dòng)小，且在垂直方向無(wú)障礙。且機(jī)器人的行進(jìn)原理為步進(jìn)式時(shí)的蠕動(dòng)前進(jìn)，因此接續(xù)金具對(duì)于機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)影響很小，越障原理與跨越防震錘相同，其越障時(shí)的狀態(tài)與圖3(a)-3(f)相同。

對(duì)于該巡線清障機(jī)器人，跨越懸垂線夾僅需考慮線路上的障礙，其越障原理與跨越防震錘相同，其部分過(guò)程如圖4(a)-4(e)所示。

當(dāng)機(jī)器人檢測(cè)到高壓輸電線路上的懸垂線障礙物時(shí)，第一控制箱和第二控制箱控制連桿停止轉(zhuǎn)動(dòng)，第一夾線機(jī)構(gòu)和第二夾線機(jī)構(gòu)均夾緊高壓輸電線，機(jī)器人實(shí)現(xiàn)剎車(chē)，如圖4(a)。

機(jī)械手臂通過(guò)各關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)，使手臂越過(guò)障礙物，并重新卡在高壓輸電線路，如圖4(b)。

然后，第一夾線機(jī)構(gòu)張開(kāi)，第一控制箱控制連桿伸張，第一控制箱向前運(yùn)動(dòng)越過(guò)障礙物，如圖4(c)；

最后，第一夾線機(jī)構(gòu)夾緊，如圖4(d)；隨后第二夾線機(jī)構(gòu)松開(kāi)，第二控制箱控制連桿完成收縮運(yùn)動(dòng)，第二控制箱向前移動(dòng)實(shí)現(xiàn)整體越障，如圖4(e)。

高壓輸電線路上常見(jiàn)的障礙物主要為塑料袋、氣球、慶典彩帶、風(fēng)箏、廣告條幅等。現(xiàn)以彩帶為例，對(duì)清障過(guò)程進(jìn)行介紹：

其具體過(guò)程為：

第一控制箱控制接收到高壓輸電線路存在彩帶信息，如圖5(a)所示；

第一控制箱控制機(jī)械手定位于高壓輸電線路下方的彩帶處，通過(guò)機(jī)械手的剪刀對(duì)于彩帶進(jìn)行剪切，如圖5(b)所示。

對(duì)于殘留彩帶，經(jīng)定位，使機(jī)械手移動(dòng)到彩帶處，并通過(guò)手爪的夾緊部分夾緊彩帶，如圖5(c)所示。

機(jī)械手轉(zhuǎn)動(dòng)，隨后機(jī)械手松開(kāi)，清除彩帶，如圖5(d)所示。

針對(duì)嚴(yán)冬季節(jié)受冰凍災(zāi)害較嚴(yán)重的地區(qū)，機(jī)器人可對(duì)高壓線進(jìn)行除冰處理。其具體過(guò)程如下：

1)第一控制箱控制除冰機(jī)構(gòu)，使盤(pán)銑刀與高壓輸電線路處于同一水平面內(nèi)；

2)第一控制箱控制除冰機(jī)構(gòu)的底座轉(zhuǎn)動(dòng)，使盤(pán)銑刀逐步靠近高壓輸電線路上的覆冰，直至接觸；

3)最后第一控制箱帶動(dòng)盤(pán)銑刀轉(zhuǎn)動(dòng)，并配合機(jī)器人的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)高壓輸電線路的除冰工作。

本發(fā)明的步進(jìn)式巡線清障機(jī)器人采用步進(jìn)式的行進(jìn)方式，可以在單根輸電線路上進(jìn)行巡檢，無(wú)需考慮滾輪和高壓輸電線路之間的摩擦變化，適用范圍廣；機(jī)械手的輔助支撐保證了機(jī)器人運(yùn)行穩(wěn)定；越障時(shí)采用三點(diǎn)式越障，且?jiàn)A線機(jī)構(gòu)存在臂式結(jié)構(gòu)，保證了機(jī)器人能夠平穩(wěn)方便的進(jìn)行防震錘、金具等的越障；對(duì)機(jī)械手的手爪部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其集卡線、夾取、剪切等功能于一體，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓輸電線路上大多數(shù)障礙物的完全清除；除冰機(jī)構(gòu)的盤(pán)銑刀可對(duì)于高壓輸電線路的覆冰進(jìn)行清除，保障了機(jī)器人可以在嚴(yán)冬中受冰雪侵害比較嚴(yán)重的地區(qū)進(jìn)行巡線清障，對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。

上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)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(dòng)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)。