攀爬除冰機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及除冰機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種攀爬除冰機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，高壓大容量輸電線(xiàn)路越建越多，線(xiàn)路穿越的地理環(huán)境更加復(fù)雜，如經(jīng)過(guò)大面積的水庫(kù)、湖泊和崇山峻嶺，給線(xiàn)路維護(hù)帶來(lái)很多困難。而且在嚴(yán)冬及初春季節(jié)，我國(guó)云貴高原、川陜一帶及兩湖地區(qū)常出現(xiàn)霧凇和雨凇現(xiàn)象，造成架空輸電線(xiàn)路覆冰，使線(xiàn)路舞動(dòng)、閃絡(luò)、燒傷，甚至斷線(xiàn)倒桿，使電網(wǎng)結(jié)構(gòu)遭到破壞，安全運(yùn)行受到嚴(yán)重威脅。在緊急情況下，尋道員用帶電操作桿或其它類(lèi)似的絕緣棒只能為很少的一部分覆冰線(xiàn)路除冰，人工除冰有很高的危險(xiǎn)性。嚴(yán)重的輸電線(xiàn)路覆冰會(huì)導(dǎo)致桿塔傾斜、倒塌、斷線(xiàn)及絕緣子閃絡(luò)、以及因不均勻覆冰和不同期脫冰所引起的導(dǎo)線(xiàn)擺動(dòng)等現(xiàn)象，并由此引起線(xiàn)路跳閘，供電中斷等事故。搶修十分困難，因而造成系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間的停電，給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們生活造成嚴(yán)重影響。
[0003]在國(guó)外，一些國(guó)家的地理與氣候情況與我國(guó)相似，甚至一些國(guó)家的情況更加惡劣，為了保證電力系統(tǒng)的可靠性，提高高壓輸電線(xiàn)除冰的效率，減少損失，維護(hù)工人的安全，開(kāi)發(fā)一種可以替代或部分替代工人進(jìn)行除冰作業(yè)的新型設(shè)備一直是國(guó)內(nèi)外相關(guān)研宄的熱點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)外采用的導(dǎo)線(xiàn)除冰方法主要有熱力除冰和機(jī)械除冰兩類(lèi)，而對(duì)于較為嚴(yán)重的導(dǎo)線(xiàn)覆冰，一般以人工上線(xiàn)除冰最為有效；然而人工除冰效率較低，且具有一定的危險(xiǎn)性。現(xiàn)有除冰機(jī)器人常常因?yàn)榫€(xiàn)路上的防震錘、線(xiàn)夾、懸垂線(xiàn)夾、跳線(xiàn)等障礙物而無(wú)法自由運(yùn)行，這也極大地限制了機(jī)器人的工作區(qū)間和使用效率。因此研制安全有效的除冰機(jī)械以代替人工進(jìn)行導(dǎo)線(xiàn)除冰具有較好的應(yīng)用前景。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為了解決現(xiàn)有除冰機(jī)器人存在的靠人工送到鐵塔高處、只能實(shí)現(xiàn)單一除冰功能的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種攀爬除冰機(jī)器人。
[0005]本實(shí)用新型為解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下:
[0006]本實(shí)用新型的攀爬除冰機(jī)器人，包括兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的第一機(jī)械手機(jī)構(gòu)和第二機(jī)械手機(jī)構(gòu)，還包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的第一除冰機(jī)構(gòu)和第二除冰機(jī)構(gòu)、兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的第一攀爬機(jī)構(gòu)和第二攀爬機(jī)構(gòu)；
[0007]所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括:第一固定板，與第一固定板固連的第二固定板，與第一固定板和第二固定板固連的第一電機(jī)固定板，與第一電機(jī)固定板固連的第一電機(jī)支板，與第一電機(jī)支板固連的第一大電機(jī)，通過(guò)軸承固定在第一固定板和第二固定板上的第一除冰臂旋轉(zhuǎn)軸，與第一除冰臂旋轉(zhuǎn)軸孔軸配合的第一除冰臂傳動(dòng)蝸輪，與第一大電機(jī)固連且與第一除冰臂傳動(dòng)蝸輪配合的第一除冰臂傳動(dòng)蝸桿，與第一固定板和第二固定板固連的第二電機(jī)固定板，與第二電機(jī)固定板固連的第二電機(jī)支板，與第二電機(jī)支板固連的第二大電機(jī)，通過(guò)軸承固定在第一固定板和第二固定板上的第二除冰臂旋轉(zhuǎn)軸，與第二除冰臂旋轉(zhuǎn)軸孔軸配合的第二除冰臂傳動(dòng)蝸輪，與第二大電機(jī)固連且與第二除冰臂傳動(dòng)蝸輪配合的第二除冰臂傳動(dòng)蝸桿，固定在第二電機(jī)固定板上的攝像裝置，與第一固定板和第二固定板固連且分別與第一大電機(jī)、攝像裝置、第二大電機(jī)相連的電池，固定在電池上且分別與第一大電機(jī)、電池、攝像裝置、第二大電機(jī)相連的控制器；通過(guò)控制器控制第一大電機(jī)和第二大電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)第一除冰臂傳動(dòng)蝸桿和第二除冰臂傳動(dòng)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)第一除冰臂傳動(dòng)蝸桿和第二除冰臂傳動(dòng)蝸桿分別帶動(dòng)第一除冰臂傳動(dòng)蝸輪和第二除冰臂傳動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)第一除冰臂旋轉(zhuǎn)軸和第二除冰臂旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0008]所述第一除冰機(jī)構(gòu)包括:與第二除冰臂旋轉(zhuǎn)軸或第一除冰臂旋轉(zhuǎn)軸固連的除冰臂旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，固定在除冰臂旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)內(nèi)部的第四電機(jī)，與第四電機(jī)固連的電機(jī)軸，通過(guò)軸承固定在除冰臂旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)上的除冰臂軸，與除冰臂軸孔軸配合的除冰臂軸錐齒輪，與電機(jī)軸孔軸配合且與除冰臂軸錐齒輪嚙合的電機(jī)軸錐齒輪，與除冰臂軸伸出除冰臂旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的部分通過(guò)第一軸承端蓋固連的除冰臂支座，固定在除冰臂支座上的除冰臂支桿，除冰臂頂蓋，上下端分別固定在除冰臂頂蓋安裝孔中的除冰臂頂蓋軸，所述除冰臂頂蓋軸下端伸出除冰臂頂蓋的部分安裝在除冰臂支桿上，通過(guò)螺栓固定在除冰臂頂蓋上下端的第二電機(jī)和第一電機(jī)，所述第二電機(jī)的軸與除冰臂頂蓋軸上端固連，固定在除冰臂頂蓋上的第一圓導(dǎo)軌和第二圓導(dǎo)軌，與第一圓導(dǎo)軌和第二圓導(dǎo)軌均為孔軸配合的滑輪支撐架，上端與滑輪支撐架相連且下端與第一電機(jī)的軸通過(guò)第一連軸器固連的絲杠，固定在滑輪支撐架同一側(cè)面上的第一滑輪軸和第三滑輪軸，與第一滑輪軸孔軸配合的第一滑輪，與第三滑輪軸孔軸配合的第三滑輪，所述第一滑輪和第三滑輪用于夾持電線(xiàn)同時(shí)增大摩擦力，所述第一滑輪和第三滑輪隨滑輪支撐架上下移動(dòng)，通過(guò)螺栓固定在除冰臂頂蓋中的滑輪電機(jī)，通過(guò)聯(lián)軸器與滑輪電機(jī)相連的第二滑輪軸，與第二滑輪軸孔軸配合的第二滑輪，固定在除冰臂頂蓋上端側(cè)面的第三電機(jī)固定板，通過(guò)螺栓固定在第三電機(jī)固定板上表面的第三電機(jī)，固定在第三電機(jī)固定板下表面且通過(guò)聯(lián)軸器與第三電機(jī)相連的除冰銑刀，固定在第三電機(jī)固定板下表面且靠近除冰銑刀內(nèi)側(cè)的除冰楔形塊，固定在除冰臂頂蓋上端的超聲波傳感器；
[0009]所述第一除冰機(jī)構(gòu)中的除冰臂旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)與第二除冰臂旋轉(zhuǎn)軸固連，所述第二除冰機(jī)構(gòu)中的除冰臂旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)與第一除冰臂旋轉(zhuǎn)軸固連，通過(guò)第一除冰臂旋轉(zhuǎn)軸和第二除冰臂旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)除冰臂旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)；所述第一電機(jī)、第二電機(jī)、第三電機(jī)和第四電機(jī)均與電池相連；所述第一電機(jī)、第二電機(jī)、超聲波傳感器、滑輪電機(jī)、第三電機(jī)和第四電機(jī)均與控制器相連；通過(guò)控制器控制第二電機(jī)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)通過(guò)第二電機(jī)帶動(dòng)除冰臂頂蓋相對(duì)于除冰臂支桿轉(zhuǎn)動(dòng)；通過(guò)控制器控制第一電機(jī)旋轉(zhuǎn)同時(shí)帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠帶動(dòng)滑輪支撐架沿著第一圓導(dǎo)軌和第二圓導(dǎo)軌上下移動(dòng)；通過(guò)控制器控制滑輪電機(jī)旋轉(zhuǎn)同時(shí)帶動(dòng)第二滑輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)第二滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)；通過(guò)控制器控制第三電機(jī)旋轉(zhuǎn)同時(shí)帶動(dòng)除冰銑刀轉(zhuǎn)動(dòng)，銑削冰塊，通過(guò)除冰楔形塊的楔形擠壓作用擠壓除冰銑刀銑出的冰槽，清掃電線(xiàn)上的覆冰；通過(guò)控制器對(duì)超聲波傳感器采集到的信息進(jìn)行信息處理，實(shí)現(xiàn)攀爬除冰機(jī)器人避障電線(xiàn)上的障礙物和清掃電線(xiàn)上的覆冰；
[0010]所述第一攀爬機(jī)構(gòu)包括:第一旋轉(zhuǎn)臂，通過(guò)軸承固定在第一旋轉(zhuǎn)臂上的第一攀爬臂轉(zhuǎn)向軸，所述第一攀爬臂轉(zhuǎn)向軸兩端伸出第一旋轉(zhuǎn)臂外側(cè)且分別通過(guò)第二軸承端蓋固定在第一固定板和第二固定板上，與第一攀爬臂轉(zhuǎn)向軸孔軸配合的第一錐齒輪，與第一錐齒輪嚙合的第二錐齒輪，通過(guò)螺栓固定在第一旋轉(zhuǎn)臂內(nèi)部的第五電機(jī)，與第二錐齒輪孔軸配合且通過(guò)第二連軸器固定在第五電機(jī)上的第一旋轉(zhuǎn)臂軸，通過(guò)螺栓與第一旋轉(zhuǎn)臂固定的第一回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，通過(guò)螺栓固定在第一回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)內(nèi)部的第六電機(jī)，與第六電機(jī)固連的第一回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸，通過(guò)螺栓固定在第一回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)上的第一支撐筒，依次與第一支撐筒孔軸配合的第一軸承、第一圈、第二軸承和第一擋環(huán)，第一套筒，固定在第一套筒上的第一擋圈，內(nèi)外圈分別與第一回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸和第一套筒固連的第一固定蓋，與第一固定蓋固連的第一鎖緊圈，所述第一回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸通過(guò)第一固定蓋和第一鎖緊圈與第一套筒固定相連，所述第一套筒相對(duì)于第一支撐筒旋轉(zhuǎn)，與第一套筒固連的第一回轉(zhuǎn)臂，通過(guò)螺栓固定在第一回轉(zhuǎn)臂上的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，第二旋轉(zhuǎn)臂，通過(guò)軸承固定在第二旋轉(zhuǎn)臂上的第二攀爬臂轉(zhuǎn)向軸，所述第二旋轉(zhuǎn)臂隨第二攀爬臂轉(zhuǎn)向軸軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第二攀爬臂轉(zhuǎn)向軸兩端伸出第二旋轉(zhuǎn)臂外側(cè)且分別通過(guò)第三軸承端蓋固定在旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)上，與第二攀爬臂轉(zhuǎn)向軸孔軸配合的第三錐齒輪，與第三錐齒輪嚙合的第四錐齒輪，通過(guò)螺栓固定在第二旋轉(zhuǎn)臂內(nèi)部的第七電機(jī)，與第四錐齒輪孔軸配合且通過(guò)第三連軸器固定在第七電機(jī)上的第二旋轉(zhuǎn)臂軸，通過(guò)螺栓與第二旋轉(zhuǎn)臂固定的第二回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，通過(guò)螺栓固定在第二回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)內(nèi)部的第八電機(jī)，與第八電機(jī)固連的第二回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸，通過(guò)螺栓固定在第二回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)上的第二支撐筒，依次與第二支撐筒孔軸配合的第三軸承、第二圈、第四軸承和第二擋環(huán)，第二套筒，固定在第二套筒上的第二擋圈，內(nèi)外圈分別與第二回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸和第二套筒固連的第二固定蓋，與第二固定蓋固連的第二鎖緊圈，所述第二回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸通過(guò)第二固定蓋和第二鎖緊圈與第二套筒固定相連，所述第二套筒相對(duì)于第二支撐筒旋轉(zhuǎn)，與第二套筒固連的第二回轉(zhuǎn)臂，與第二回轉(zhuǎn)臂固連的機(jī)械手連接塊；所述第一機(jī)械手機(jī)構(gòu)安裝在第一攀爬機(jī)構(gòu)上端的機(jī)械手連接塊上，所述第二機(jī)械手機(jī)構(gòu)安裝在第二攀爬機(jī)構(gòu)上端的機(jī)械手連接塊上；
[0011]所述第五電機(jī)、第六電機(jī)、第七電機(jī)和第八電機(jī)均與電池相連，所述第五電機(jī)、第六電機(jī)、第七電機(jī)和第八電機(jī)均與控制器相連；通過(guò)控制器控制第五電機(jī)旋轉(zhuǎn)同時(shí)帶動(dòng)第一旋轉(zhuǎn)臂軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)第二錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)第二錐齒輪與第一錐齒輪的嚙合作用帶動(dòng)第一錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)第一攀爬臂轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)第一旋轉(zhuǎn)臂隨著第一攀爬臂轉(zhuǎn)向軸軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，攀爬機(jī)構(gòu)下半部分整體隨著第一旋轉(zhuǎn)臂沿著第一攀爬臂轉(zhuǎn)向軸軸線(xiàn)擺動(dòng)；通過(guò)控制器控制第六電機(jī)旋轉(zhuǎn)同時(shí)帶動(dòng)第一回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)第一套筒旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)與第一套筒相連的第一回轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動(dòng)；通過(guò)控制器控制第七電機(jī)旋轉(zhuǎn)同時(shí)帶動(dòng)第二旋轉(zhuǎn)臂軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)第四錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)第四錐齒輪與第三錐齒輪的嚙合作用帶動(dòng)第三錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)第二攀爬臂轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)第二旋轉(zhuǎn)臂隨著第二攀爬臂轉(zhuǎn)向軸軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，攀爬機(jī)構(gòu)上半部分整體隨著第二旋轉(zhuǎn)臂沿著第二攀爬臂轉(zhuǎn)向軸軸線(xiàn)擺動(dòng)；通過(guò)控制器控制第八電機(jī)旋轉(zhuǎn)同時(shí)帶動(dòng)第二回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)第二套筒旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)與第二套筒相連的第二回轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0013]1、本實(shí)用新型采用滑輪與機(jī)械臂相配的方式實(shí)現(xiàn)越障，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性高。
[0014]2、本實(shí)用新型除冰機(jī)器人具有自動(dòng)攀爬鐵塔的功能，利用機(jī)械除冰代替人工方法，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械臂攀爬、除冰、越障、檢測(cè)等靈活多用的目的，減少了對(duì)輔助裝置的要求，更具實(shí)際意義。
[0015]3、刀具選用銑刀與楔形擠壓除冰刀組合使用，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，需要的動(dòng)力小，除冰效果好。
[0016]4、本實(shí)用新型攜帶了超聲波測(cè)距裝置，可檢測(cè)高壓電力電纜與地面其它物體的安全距離。如遇到安全隱患，則自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
[0017]5、本實(shí)用新型為解決電力行業(yè)除冰難度大、勞動(dòng)強(qiáng)度高和人身安全等問(wèn)題提供了解決辦法。
[0018]6、本實(shí)用新型具有省