输电线路自动巡检机器人夹紧爬行机构.pdf

本发明设计一种输电线路自动巡检机器人夹紧爬行机构。它包括机架，机架上装有一个夹紧机构和一个滚轮机构，夹紧机构有左右两个夹爪与滚轮机构上的一个滚轮对高压线实现夹紧，并由滚轮的转动实现在高压线上的爬行。本发明即使在断电的情况下也可夹紧于高压线上，其爬行可控，行走稳定，能跨越障碍物，保障机器人在线路上的安全。本发明结构简单紧凑，成本低，易操作。

1.  一种输电线路自动巡检机器人夹紧爬行机构，包括一个机架，其特征在于所述机架上装有一个夹爪机构和一个滚轮机构，所述夹爪机构有左右两个夹爪(19、16)与滚轮机构上的一个滚轮(4)对高压线实现夹紧，并由所述滚轮(4)的转动，实现在高压线上的爬行。

2.  根据权力要求1所述的输电线路自动巡检机器人夹紧爬行机构，其特征在于所述夹紧机构的结构是：一个与机架固定连接的夹爪驱动电机(9)的输出轴固定连接一根夹紧蜗杆(14)，该夹紧蜗杆(14)与一个夹紧蜗轮(18)啮合，该夹紧蜗轮(18)固定安装在一根夹爪轴(13)上，该夹爪轴(13)的两端部分分别固定安装所述左右夹爪(19、16)。

3.  根据权力要求2所述的输电线路自动巡检机器人夹紧爬行机构，其特征在于所述滚轮机构的结构是：一个与机架固定连接的滚轮驱动电机(10)固定安装在一个滚轮座(1)之中，该滚轮座(1)与机架固定连接，该滚轮座(1)的端部通过滚针挡圈(6)与一个滚轮芯(5)滚动套装，所述滚轮芯(5)上固定套装所述滚轮(4)，滚轮(4)的外侧端面固定连接一个滚轮透盖(23)，所述滚轮驱动电机(10)的输出轴经一个行星齿轮减速器(24)连接所述滚轮透盖(23)。

4.  根据权力要求3所述的输电线路自动巡检机器人夹紧爬行机构，其特征在于所述机架的结构是：两个夹板(2、3)固定夹持所述滚轮座(1)，两个夹板(2、3)外侧固定连接一个夹爪箱(7)，所述夹爪驱动电机(9)固定安装在夹爪箱(7)上，所述夹爪轴(13)通过两个轴承(11、12)支撑于夹抓箱(7)。

输电线路自动巡检机器人夹紧爬行机构
技术领域
本发明属于机器人技术领域，旨在提供一种用于沿高压输电线路地线自动巡检机器人的夹紧爬行机构。
技术背景
电力工业关系国计民生，是现代社会赖以生存和发展的生命线，高压输电线做为电力传输的载体，它的安全稳定运行直接关系到整个电力系统的可靠性，定期的巡查必不可少，目前，高压巡检主要有二种方式：一是人工巡检，人工巡检劳动强度大、危险系数高、巡检周期长、很多地方也由于地理条件的限制无法巡检到而出现巡检盲区，造成了一定的安全隐患，二是飞机巡检，飞机巡检速度快、劳动强度小，但是检测成本高，检测精度难以保证，而且受到部分特殊地貌和恶劣天气的影响，很难做到时时巡检，所以有必要开发一种既经济实用又可以时时检测的自动巡检机器人，以期减轻巡检强度，降低巡检费用。
发明内容
本发明的目的是提供一种输电线路自动巡检机器人夹紧爬行机构。该机构能够使巡检机器人沿输电线地线行走或爬行，可以实现巡检机器人在高压输电线上行驶时对输电线的夹紧，在机器人断电或者电源不足的情况下仍能保持足够的夹紧力。
为达到上述目的，本发明的构思是：
本发明由夹紧机构、滚轮机构和连接夹板组成的高压输电线地线自动巡检机器人夹紧爬行机构。
该装置作为自动巡检机器人手臂上方的末端执行机构，通过悬挂在地线上的滚轮实现机器人在地线上的行走，该滚轮由滚轮电机驱动，为了使结构紧凑，滚轮电机和相应的行星齿轮减速箱均装在滚轮座内部，并且和滚轮同轴心。滚轮座和连接夹板固连。
夹爪机构的两对夹爪位于滚轮的两侧分别固连在夹爪轴上，夹爪电机通过蜗轮蜗杆机构带动夹爪轴两侧的夹爪沿夹爪轴轴心线旋转，通过两对夹爪的V型槽和滚轮芯工作凹面的配合实现对输电线的夹紧，控制夹爪电机的旋转方向可以控制夹爪机构的工作状态，即对输电线是夹紧还是松开。本发明采用具有大减速比的行星齿轮减速箱和蜗轮蜗杆二级减速系统保证机械手有足够大的夹紧力，具有自锁功能的蜗轮蜗杆传动可保证机器人在断电或者电源不充足情况下的安全。
本发明所采用的夹紧爬行机构可使机器人在地线上稳定行走、跨越障碍物，同时可以保障机器人在线路上的安全。
根据上述技术构思，本发明采用下述技术方案：
一种输电线路自动巡检机器人夹紧爬行机构，包括一个机架，其特征在于所述机架上装有一个夹爪机构和一个滚轮机构，所述夹爪机构有左右两个夹爪与滚轮机构上的一个滚轮对高压线实现夹紧，并由所述滚轮的转动，实现在高压线上的爬行。
上述夹紧机构的结构是：一个与机架固定连接的夹爪驱动电机的输出轴固定连接一根夹紧蜗杆，该夹紧蜗杆与一个夹紧蜗轮啮合，该夹紧蜗轮固定安装在一根夹爪轴上，该夹爪轴的两端部分分别固定安装所述左右夹爪。
上述滚轮机构的结构是：一个与机架固定连接的滚轮驱动电机固定安装在一个滚轮座之中，该滚轮座与机架固定连接，该滚轮座的端部通过滚针挡圈与一个滚轮芯滚动套装，所述滚轮芯上固定套装所述滚轮，滚轮的外侧端面固定连接一个滚轮透盖，所述滚轮驱动电机的输出轴经一个行星齿轮减速器连接所述滚轮透盖。
上述机架的结构是：两个夹板固定夹持所述滚轮座，两个夹板外侧固定连接一个夹爪箱，所述夹爪驱动电机固定安装在夹爪箱上，所述夹爪轴通过两个轴承支撑于夹抓箱。
本发明与现有技术发明相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
1.本发明采用的夹紧爬行机构，由两个夹爪之间对应着一个滚轮来夹紧高压电线，即使在断电的情况下也可夹紧于高压电线上。
2.由电机驱动滚轮实现爬行，其爬行可控，而且行走稳定。
3.由于可操控两个夹爪的张合，所述在爬行时，能跨越障碍物，保障机器人在线路上的安全。
4.本发明结构简单紧凑，成本低，易操作。
附图说明
图1是本发明一个实施例的斜视图。
图2是图1的俯视图。
图3是图2中A-A处剖视图。
图4是图3中B-B处剖视图。
具体实施方式
本发明的优选实施例结合附图详述如下：
实施例一：参见图1、图2、图3和图4，本输电线路自动巡检机器人夹紧爬行机构，包括一个机架，其特征在于所述机架上装有一个夹爪机构和一个滚轮机构，所述夹爪机构有左右两个夹爪与滚轮机构上的一个滚轮对高压线实现夹紧，并由所述滚轮的转动，实现在高压线上的爬行。
实施例二：本实施例与实施例一相同，特别之处如下：所述夹紧机构的结构是：一个与机架固定连接的夹爪驱动电机的输出轴固定连接一根夹紧蜗杆，该夹紧蜗杆与一个夹紧蜗轮啮合，该夹紧蜗轮固定安装在一根夹爪轴上，该夹爪轴的两端部分分别固定安装所述左右夹爪。
所述滚轮机构的结构是：一个与机架固定连接的滚轮驱动电机固定安装在一个滚轮座之中，该滚轮座与机架固定连接，该滚轮座(的端部通过滚针挡圈与一个滚轮芯滚动套装，所述滚轮芯上固定套装所述滚轮，滚轮的外侧端面固定连接一个滚轮透盖，所述滚轮驱动电机的输出轴经一个行星齿轮减速器连接所述滚轮透盖。
所述机架的结构是：两个夹板固定夹持所述滚轮座，两个夹板外侧固定连接一个夹爪箱，所述夹爪驱动电机固定安装在夹爪箱上，所述夹爪轴通过两个轴承支撑于夹抓箱。
采用本发明的机器人在高压输电线地线上巡检的典型动作过程如下：
当巡检机器人在输电线平缓上升段或下降段行驶时，夹爪处于松开状态，采用滚轮驱动方式工作。
当巡检机器人电气箱内的电子水平仪感知到机器人处于输电线陡坡上升段或者下降段时，机器人控制中心发出指令切换滚动行驶模式为攀爬行驶模式。此时，巡检机器人前手臂上的机械手夹爪夹紧输电线，后手臂上的夹爪仍保持松开状态，通过前后手臂的联动实现后手臂的沿输电线方向前移，然后后手臂上的机械手夹爪夹紧输电线，前臂的夹爪松开，再通过类似的前后手臂的联动使前手臂前移，然后前臂的夹爪夹紧，后臂的夹爪松开，完成一次完整的攀爬过程，如此循环往复，可实现巡检机器人在输电线陡坡上升、下降段的前进。
当巡检机器人翻越输电线地线上的防震锤、耐张塔等障碍物时，前后臂上的机械手夹爪机构也是适时的夹紧、松开，辅助机器人手臂机构完成越障工作。夹爪的夹紧力是通过驱动电机反馈电流控制的。
本发明的机械手装置由于采用了夹爪和滚轮配合实现对输电线的夹紧，故结构很紧凑，具有自锁特性的蜗轮蜗杆传动保证了巡检机器人在电源不足或断电等突发情况下的安全。