本實用新型涉及機器人技術領域，特別是指一種基于剖分輪和機械臂的巡線機器人機械結構。

背景技術：

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,因受到持續的機械張力、電氣閃烙、材料老化的影響而容易產生斷股、磨損、腐蝕等損傷,如不及時修復更換,原本微小的破損和缺陷就可能擴大,最終導致嚴重事故,造成大面積的停電和巨大的經濟損失。當前輸電導線巡檢、維護的方法主要有兩種:地面目測法與航測法。目測法采用人工巡檢,這種方法勞動強度大,工作效率和探測精度低,可靠性差，存在檢查盲區；航測法采用直升飛機巡線,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境因素的制約，同時巡檢的技術難度高,運行費用較高。巡線機器人技術的發展,為高壓輸電線的檢查工作提供了新的技術手段。

現有巡線機器人的技術研發已經取得了一定的相應成果，但對于輸電線路上存在的障礙物或引流線無法跨越，不能實現超高壓輸電線路的連續巡檢。因此，有必要提供一種既能減輕勞動強度、降低運行成本，又能夠跨越障礙物或引流線的巡線機器人機械結構。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是提供一種既能減輕勞動強度、降低運行成本，又能夠跨越障礙物或引流線的基于剖分輪和機械臂的巡線機器人機械結構。

為解決上述技術問題，本實用新型提供技術方案如下：

一方面，提供一種基于剖分輪和機械臂的巡線機器人機械結構，包括機架，其中：

所述機架的四個角分別設置有可沿所述機架的行走方向前后屈伸的第一機械臂、第二機械臂、第三機械臂和第四機械臂；

所述第一機械臂、第二機械臂、第三機械臂和第四機械臂上分別設置有用于從兩側抓持線路的第一機械手、第二機械手、第三機械手和第四機械手；

各機械臂和各機械手之間設置有可旋轉的機械手腕；

所述機架的中間位置設置有可沿所述機架的行走方向收縮的第一滾輪臂和第二滾輪臂；

所述第一滾輪臂和第二滾輪臂上分別設置有可兩側開合的第一滾輪和第二滾輪。

本實用新型具有以下有益效果：

本實用新型中的第一機械臂、第二機械臂、第三機械臂和第四機械臂均為可屈伸結構，第一機械手、第二機械手、第三機械手和第四機械手分別可以在第一機械臂、第二機械臂、第三機械臂和第四機械臂的作用下從兩側抓持線路或張開、脫離線路，各機械手可以在各機械臂的作用下旋轉，第一滾輪和第二滾輪分別可以在第一滾輪臂和第二滾輪臂的作用下根據運動形式不同自如收縮進出機架。

綜上，與現有技術相比，本實用新型具有減輕勞動強度、降低運行成本、且能夠翻越障礙物或引流線的優點。

附圖說明

圖1為本實用新型的基于剖分輪和機械臂的巡線機器人機械結構的結構示意圖；

圖2-圖4為本實用新型的基于剖分輪和機械臂的巡線機器人機械結構的越障方法的狀態示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結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基于剖分輪和機械臂的巡線機器人機械結構，如圖1所示，包括機架1，其中：

機架1的四個角分別設置有可沿機架1的行走方向前后屈伸的第一機械臂2、第二機械臂4、第三機械臂12和第四機械臂14；

第一機械臂2、第二機械臂4、第三機械臂12和第四機械臂14上分別設置有用于從兩側抓持線路的第一機械手5、第二機械手6、第三機械手11和第四機械手8；

各機械臂和各機械手之間設置有可旋轉的機械手腕7。

機架1的中間位置設置有可沿所述機架的行走方向收縮的第一滾輪臂16和第二滾輪臂17；

第一滾輪臂16和第二滾輪臂17上分別設置有可兩側開合的第一滾輪18和第二滾輪19。

本實用新型的基于剖分輪和機械臂的巡線機器人機械結構，第一機械臂2、第二機械臂4、第三機械臂12和第四機械臂14均為可屈伸結構，第一機械手5、第二機械手6、第三機械手11和第四機械手8分別可以在第一機械臂2、第二機械臂4、第三機械臂12和第四機械臂14的作用下從兩側抓持線路或張開、脫離線路，各機械手可以在各機械臂的作用下旋轉，且分別可以通過各機械臂的屈伸實現移動，從而跨越障礙物。第一滾輪18和第二滾輪19在第一滾輪臂16和第二滾輪臂17的作用下可以根據運動形式自如收縮進出機架，與現有技術相比，本實用新型具有減輕勞動強度、降低運行成本、且能夠翻越障礙物或引流線的優點。

優選的，各機械臂分別包括依次鉸接的第一連桿13和第二連桿15。這種設計能夠使各機械臂實現屈伸運動，從而帶動各機械手向前運動，提高巡線機器人的行走速度。

進一步的，各機械手均包括一對可張開可對合的機械手指，機械手指 包括上機械手指9和下機械手指10，另外，上機械手指9和下機械手指10均為L鉤型結構。這種結構設計能使各機械手的動作更加精細，提高抱抓的準確性。

作為本實用新型的進一步改進，機架1和第一連桿13之間、第一連桿13和第二連桿15之間、第二連桿15和機械手腕7之間、上機械手指9和機械手腕7之間、以及下機械手指10和機械手腕7之間的鉸接軸3均通過電機驅動。這種結構設計可以保證巡線機器人在行走時不易碰撞導線，提高巡線機器人行走時的靈活性和安全性。

高壓輸電過程是一個多樣化的過程，根據輸電電壓的不同以及輸電地形特征的不同，整個輸電線路結構也不盡相同。本實用新型的巡線機器人機械結構僅僅介紹了機器人本體的機械結構，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)的設計。另外，在控制系統方面，本實用新型可以采用地面遠程控制平臺或者機器人自身智能化控制兩種方式。

本實用新型的基于剖分輪和機械臂的巡線機器人機械結構在越障時可以有多種動作方法，效果較佳、控制較為方便的至少有以下兩種，下面分別進行詳細介紹。

越障方法一，為方便畫圖，將輸電線路畫為方形，實際為圓形截面，包括：

步驟1：未遇到障礙物時，所述第一機械手5、第二機械手6、第三機械手11和第四機械手8張開，所述第一滾輪18和第二滾輪19夾持住線路帶動所述機架實現快速行走；

步驟2：當遇到障礙物時，如圖2-4所示，所述第一滾輪臂16和第二滾輪17臂收縮進機架內，第一機械手5和第三機械手11分別在第一機械臂2和第三機械臂12的作用下同時張開、脫離線路后帶動機架1前移，此時，第一機械手5在第一機械臂2屈伸的作用下位于機架1的前端避開障礙物并重新抓持住線路，第二機械手6和第四機械手8分別位于機架1的前端和后端；

步驟3：第三機械臂12屈伸使得第三機械手11位于機架1的后端避開障礙物并重新抓持住線路，然后，機架1在各機械臂的共同屈伸作用下前移；

步驟4：第二機械手6和第四機械手8張開、脫離線路后在第二機械臂4和第四機械臂14的屈伸作用下分別位于機架1的前方和中部避開障礙物且重新抓持住線路。

越障方法二：為方便畫圖，將輸電線路畫為方形，實際為圓形截面，包括：

步驟1：未遇到障礙物時，所述第一機械手5、第二機械手6、第三機械手11和第四機械手8張開，所述第一滾輪18和第二滾輪19夾持住線路帶動所述機架實現快速行走；

步驟2：步驟2：當遇到障礙物時，如圖2-4所示，所述第一滾輪臂16和第二滾輪17臂收縮進機架內，第一機械手5和第三機械手11分別在第一機械臂2和第三機械臂12的作用下同時張開、脫離線路后帶動機架1前移，此時，第二機械手6和第四機械手8分別位于機架1的前端和后方，第一機械手5和第三機械手11分別在第一機械臂2和第三機械臂12的作用下位于機架1的前端和后方避開障礙物并重新抓持住線路；

步驟3：第二機械手6和第四機械手8張開、脫離線路后分別在第二機械臂4和第四機械臂14的屈伸作用下位于機架1的前方和中部避開障礙物并重新抓持住線路；

步驟4：第一機械手5和第三機械手11分別在第一機械臂2和第三機械臂12的作用下同時張開、脫離線路后帶動機架1前移，此時，機架1與水平面傾斜，第二機械手6和第四機械手8分別位于機架1的前端和后方，第一機械手5和第三機械手11分別在第一機械臂2和第三機械臂12的作用下位于機架1的前端和后方避開障礙物并重新抓持住線路；

步驟5：第一機械手5和第三機械手11分別在第一機械臂2和第三機械臂12的作用下同時張開、脫離線路后帶動機架1前移，此時，第二機械手6和第四機械手8分別位于機架1的中部和后方，第一機械手5位于 機架1的前端避開障礙物并重新抓持住線路，第三機械手11位于機架1的中部并且由機械手腕7帶動旋轉后避開障礙物重新抓持住線路；

步驟6：第二機械手6和第四機械手8分別張開、脫離線路后在第二機械臂4和第四機械臂14的作用下帶動機架1向前運動，此時，第一機械手5和第三機械手6分別位于機架1的中部和后方，第二機械手6在第二機械臂4的作用下避開障礙物重新抓持住線路，第四機械手8在第四機械臂14的屈伸作用下位于機架1的后方并且由機械手腕7帶動旋轉后避開障礙物重新抓持住線路；

步驟7：第一機械手5和第三機械手11同時張開、脫離線路后，第一機械手5在第一機械臂2的屈伸作用下位于機架1的前端并重新抓持住線路，第三機械手11在第三機械臂12的屈伸作用下位于機架1的中部并由機械手腕7帶動旋轉后避開障礙物重新抓持住線路。

本實用新型在遇到障礙物時，越障方法一是位于對角線上的兩組機械手同時張開、脫離線路，且分別在相對應的機械臂屈伸的作用下向前運動，該越障方法行走速度較高；為了避免巡線機器人在翻越引流線時與輸電線路碰撞，提高安全性，越障方法二中的巡線機器人在遇到引流線時，各機械手可以在各機械手腕的作用下旋轉后重新從兩側抓持線路，機架可以在各機械臂的屈伸作用下與水平面傾斜從而避免與輸電線路碰撞，減少磨損。綜上本實用新型中的兩種越障方法都解決了現有技術中，人工巡線勞動強度大和飛機巡線運行成本高的問題，并能翻越常規障礙物(如引流線、絕緣子串、壓接管，懸垂線夾等)，實現了對線路的連續巡檢。與現有技術相比，具有減輕勞動強度、降低運行成本、提高巡線機器人安全性，且能夠翻越障礙物的優點。

以上所述是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，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視為本實用新型的保護范圍。