專利名稱：高壓輸電線路巡線及作業機器人驅動臂的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種作業機器人驅動壁，尤其涉及一種高壓輸電線路巡線及作業機器人驅動壁。
背景技術：
超高壓輸電線路是高壓電網的重要組成部分，為保證其在運行過程中的安全性和穩定性，需要定期的開展巡檢工作；由于輸電線路分布點多，遠離城鎮，地形復雜，并且導線暴漏在野外，長期風吹雨淋，且受到持續的機械張力，電氣閃烙，材料老化的影響，容易引起磨損，斷股，腐蝕等損傷，若不及時修復更換，易引起嚴重的事故，造成大面積停電及經濟財產損失。所以，必須對輸電線路進行定期的巡視檢查，隨時掌握和了解輸電線路的安全運行情況，以便及時發現和消除隱患，預防事故的發生；長期以來，我國對輸電線路的巡檢主要依靠人工，或望遠鏡，或紅外熱成像儀，邊走邊看,一些特殊的巡檢還需要電力工人攀上高壓線路進行檢查，費時費力，危險性極大，有些原始森林、山崖線路人工根本無法巡檢。利用機器人帶電巡檢和維護超高壓輸電網絡，不但可以減輕工人千里巡線和帶電作業的勞動強度，而且可提高檢測精度和檢測效率，取代人直接工作在高危險的場合，同時大大減少人力資源，對提高電網自動化作業水平、保障電網安全運行具有重要意義。中國專利ZL200410061316.8公開了一種沿架空高壓輸電線路行駛的機器人，包括一對沿輸電線運動的小臂機械手機構，二個小臂機械手的下端分別聯接在一個能改變二個小臂相對距離的大臂的傳動機構上，各小臂分別具有4個自由度，小臂上方為末端執行機構，該末端執行機構具有一個掛在輸電線上的驅動輪及其第一驅動機構、一個從動輪和一個可抓握輸電線的夾緊機構。綜合分析，此專利主要有如下缺點:該專利機器人在遇到防震錘或者絕緣子串時，通過底部的滑臺將前后兩個小臂相互交替，來實現越障的功能。每個小臂都連接在底部的大臂上，并且每個小臂都分別具有4個自由度，其自由度數過多，機械結構及控制系統都比較復雜。中國專利201010525761.0公開了一種懸掛型巡線機器人，它由，包括行走和吊艙兩部分。行走部分由兩節軀干和三個驅動輪爪組成。兩節型軀干成雙平行四邊形結構，保證三個驅動輪爪朝向相同，軀干上的5臺電機驅動軀干縱擺、橫擺和伸縮，使每一個越障驅動輪可以實現三自由度平動上下線。每個驅動輪爪包含驅動輪和夾緊裝置，電機帶動驅動輪使機器人在線上移動。由電機、滾珠絲桿副、彈簧以及夾緊輪等構成的夾緊裝置保證驅動輪與線之間有足夠的摩擦力。吊艙與行走部分通過兩條鋼帶連接，吊艙上的兩臺電機通過鋼帶調整自身相對于軀干的重心位置，以保證跨越障礙時機構的靈活性。綜合分析，此專利主要有如下缺點:該專利行走機構由兩節型軀干和三個驅動輪爪組成，兩節型軀干成雙平行四邊形結構，其機械結構復雜，并且驅動部分的軀干上需要5臺電機來驅動縱擺、橫擺和伸縮，軀干機械結構復雜，不易控制；在越障過程中需要通過鋼帶帶動吊艙來調整整個機器人的重心位置，這種方式極易導致機器人在重心調整過程中發生傾覆，控制復雜。
實用新型內容本實用新型的目的就是為了解決上述問題，提供一種高壓輸電線路巡線及作業機器人驅動壁，它具有結構簡單緊湊、模塊化設計、可互換性強的優點。為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案:一種高壓輸電線路巡線及作業機器人驅動壁，它包括驅動輪機構、驅動輪機構下端通過旋轉關節與升降關節連接，升降關節固定在聯板上，所述聯板上還固定有導槽，所述驅動輪機構上還安裝有導向輪機構，所述導向輪機構中的導向輪沿導槽滑動。所述驅動輪機構包括固定板和驅動軸，固定板上固定有驅動電機，驅動電機與傳動裝置連接，驅動軸兩端分別設有驅動輪和傳動裝置，驅動軸與固定板鉸接，所述導向輪機構安裝在固定板上。所述升降關節包括底板和絲杠，底板上固定有直線導軌，直線導軌上設有滑塊，所述絲杠上設有絲杠螺母，滑塊通過連接板與絲杠螺母固定在一起，所述絲杠通過軸承座與底板連接，軸承座上固定有直流電機，直流電機與絲杠連接，所述絲杠底部設有限位開關，所述連接板還與旋轉關節連接。所述旋轉關節包括旋轉軸，旋轉軸一端固定有U型連接桿，旋轉軸通過軸承與旋轉軸承座鉸接，所述U型連接桿與固定板連接。所述導向輪機構包括導向輪，導向輪通過軸承與導向輪軸承座鉸接。本實用新型的工作原理:本實用新型應用在高壓輸電線路地線、單股導線及高壓多分裂導線巡檢作業機器人上，可根據機器人總體結構方案自由組合，每個驅動臂都能為機器人提供驅動力，在機器人遇到防震錘時無需做越障動作即可壓過；.[0015]在機器人接近間隔棒、懸垂絕緣子串時，機器人停止前進，驅動臂開始進行越障動作，升降關節的直流電機驅動絲杠轉動，通過直線導軌和滑塊帶動驅動輪機構上升，驅動輪機構可沿固定在其下端的旋轉關節左右轉動，同時，由固定在驅動輪機構上的導向輪作用下沿著導槽的固定軌跡向上移動，當導向輪移動到導槽的彎角處時，主動輪已經抬起并完全脫離導線，此時導向輪開始帶動主動輪向外側偏移，從而使主動輪擺開導線及障礙物；在自動控制下機器人繼續前進，待之前的驅動臂越過障礙物后機器人停止前進，驅動臂的升降關節開始下降，帶動主動輪做與之前相反的動作，使主動輪重新騎在導線上。從而完成驅動臂的越障動作。本實用新型的有益效果:本實用新型由于采用模塊化設計，互換性強，結構簡單緊湊，互換性強，可根據高壓線路巡線及作業機器人的總體方案自由組合搭配，可在地線、單股導線及高壓多分裂導線，跨越輸電導線上各種障礙物(防震錘、間隔棒、懸垂絕緣子串等)。由于每個臂的結構都相同，在越障時路徑規劃相對簡單，可操作性強，無需在跨越障礙的過程中手動對設備進行控制。

圖1為本實用新型驅動臂結構示意圖；圖2為本實用新型驅動輪機構結構示意圖；[0020]圖3本實用新型升降關節結構示意圖；圖4本實用新型旋轉關節結構示意圖；圖5本實用新型導向輪機構結構示意圖。其中:1驅動輪機構，2升降關節，3聯板，4旋轉關節，5導向輪機構，6導槽，7驅動軸，8驅動輪，9傳動裝置，10驅動電機，11固定板，12底板，13絲杠，14直線導軌，15連接板，16絲杠螺母，17滑塊，18限位開關，19軸承座，20直流電機，21 U型連接件，22旋轉軸，23軸承，24旋轉軸承座，25導向輪軸承座，26導向輪。
具體實施方式
以下結合附圖與實施例對本實用新型作進一步說明。如圖1所示，一種高壓輸電線路巡線及作業機器人驅動臂，它主要由驅動輪機構
1、升降關節2、旋轉關節4、導向輪機構5及導槽6組成；驅動輪機構I下端通過旋轉關節4與升降關節2連接，升降關節2固定在聯板3上；機器人驅動臂上都安裝有導向輪機構5，導向輪26可沿固定在聯板3上的導槽6滑動。如圖2所示,驅動輪機構I包括驅動軸7、驅動輪8、傳動裝置9、驅動電機10及固定板11 ;其中，驅動軸7兩端分別設有驅動輪8及傳動裝置9，且驅動軸7鉸接在固定板11上，傳動裝置9設置在固定板11上，驅動電機10設置在傳動裝置9外殼上；驅動輪機構I下端設有導向輪機構5。如圖3所示，升降關節2包括底板12、絲杠13、直線導軌14、連接板15、絲杠螺母16、滑塊17、限位開關18、軸承座19及直流電機20 ;其中，絲杠13兩端通過軸承座19固定在底板12上，絲杠13 —端通過軸承座19與直流電機20相連；在絲杠13 —側平行設置有直線導軌14，直線導軌14上有可上下自由滑動的滑塊17，滑塊17與設置在絲杠13上的絲杠螺母16通過連接板15連接固定，在連接板15上固定有旋轉關節4 ;絲杠13底部固定有限位開關18，用于控制升降關節2下端的極限位置。如圖4所示，旋轉關節4包括U型連接件21、旋轉軸22、軸承23及旋轉軸承座24 ；其中，旋轉軸22通過軸承23與旋轉軸承座24鉸接，U型連接件21固定在旋轉軸22的一端。如圖5所示，導向輪機構5包括軸承23、導向輪軸承座25及導向輪26 ;其中，導向輪26通過軸承23與導向輪軸承座25鉸接。本實用新型的工作原理:本實用新型用在高壓輸電線路地線、單股導線及高壓多分裂導線巡檢作業機器人上，可根據機器人總體結構方案自由組合，每個驅動臂都能為機器人提供驅動力，在機器人遇到防震錘時無需做越障動作即可壓過；.[0032]在機器人接近間隔棒、懸垂絕緣子串時，機器人停止前進，驅動臂開始進行越障動作，升降關節2的驅動電機10驅動絲杠13轉動，通過直線導軌14和滑塊17帶動驅動輪機構I上升，驅動輪機構I可沿固定在其下端的旋轉關節4左右轉動，同時，由固定在驅動輪機構I上的導向輪26作用下沿著導槽6的固定軌跡向上移動，當導向輪26移動到導槽6的彎角處時，驅動輪8已經抬起并完全脫離導線，此時導向輪26開始帶動驅動輪8向外側偏移，從而使驅動輪8擺開導線及障礙物；[0033]在自動控制下機器人繼續前進，待之前的驅動臂越過障礙物后機器人停止前進，驅動臂的升降關節2開始下降，帶動驅動輪8做與之前相反的動作，使驅動輪8重新回到導線上。從而完成驅動臂的越障動作。上述雖然結合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行了描述，但并非對本實用新型保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本實用新型的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范圍以內。
權利要求1.一種高壓輸電線路巡線及作業機器人驅動臂，其特征是，它包括驅動輪機構、驅動輪機構下端通過旋轉關節與升降關節連接，升降關節固定在聯板上，所述聯板上還固定有導槽，所述驅動輪機構上還安裝有導向輪機構，所述導向輪機構中的導向輪沿導槽滑動。
2.如權利要求1所述一種高壓輸電線路巡線及作業機器人驅動臂，其特征是，所述驅動輪機構包括固定板和驅動軸，固定板上固定有驅動電機，驅動電機與傳動裝置連接，驅動軸兩端分別設有驅動輪和傳動裝置，驅動軸與固定板鉸接，所述導向輪機構安裝在固定板上。
3.如權利要求1所述一種高壓輸電線路巡線及作業機器人驅動臂，其特征是，所述升降關節包括底板和絲杠，底板上固定有直線導軌，直線導軌上設有滑塊，所述絲杠上設有絲杠螺母，滑塊通過連接板與絲杠螺母固定在一起，所述絲杠通過軸承座與底板連接，軸承座上固定有直流電機，直流電機與絲杠連接，所述絲杠底部設有限位開關，所述連接板還與旋轉關節連接。
4.如權利要求1或3所述一種高壓輸電線路巡線及作業機器人驅動臂，其特征是，所述旋轉關節包括旋轉軸，旋轉軸一端固定有U型連接桿，旋轉軸通過軸承與旋轉軸承座鉸接，所述U型連接桿與固定板連接。
5.如權利要求1或2所述一種高壓輸電線路巡線及作業機器人驅動臂，其特征是，所述導向輪機構包括導向輪，導向輪通過軸承與導向輪軸承座鉸接。
專利摘要本實用新型公開了一種高壓輸電線路巡線及作業機器人驅動臂，它包括驅動輪機構、驅動輪機構下端通過旋轉關節與升降關節連接，升降關節固定在聯板上，所述聯板上還固定有導槽，所述驅動輪機構上還安裝有導向輪機構，所述導向輪機構中的導向輪沿導槽滑動。本實用新型由于采用模塊化設計，互換性強，結構簡單緊湊，互換性強，可根據高壓線路巡線及作業機器人的總體方案自由組合搭配，可在地線、單股導線及高壓多分裂導線，跨越輸電導線上各種障礙物。
文檔編號B62D57/02GK202935465SQ20122066445
公開日2013年5月15日 申請日期2012年12月5日 優先權日2012年12月5日
發明者曹雷, 郭銳, 張峰, 賈娟 申請人:山東電力集團公司電力科學研究院, 國家電網公司