CN104485607A - 一种用单电机控制三臂运动的高压巡线机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用单电机控制三臂运动的高压巡线机器人，包括通过左支撑臂和右支撑臂固定安装在支架的左侧的第一机械臂，且位于支架的横梁的正后方。第二机械臂通过左支撑臂和右支撑臂固定安装在支架的中部，且位于支架的横梁的正前方，第三机械臂通过左支撑臂和右支撑臂固定安装在支架的右侧，且位于支架的横梁的正后方。三个机械臂底端均装有盘型凸轮和立式锥齿轮，前端装有摆动电机的转动轴固定安装在支架底部，盘型凸轮和立式锥齿轮同中心的固定安装在转动轴上。其优点是：通过凸轮运动控制机械臂的运动，遇到障碍物可以避开，并可以回归原位夹紧；是一种凸轮带动式、电机数量少、爬坡性能好的高压巡线机器人。

Description

一种用单电机控制三臂运动的高压巡线机器人

技术领域

本发明涉及高压巡线机器人技术领域，具体的说是一种用单电机控制三臂运动的高压巡线机器人。

背景技术

高压输电线路是长距离输电的主要方式，输电线路巡检是保证高压输电线路正常运行的必要措施，将巡线机器人运用于高压线路的巡检，以一定速度沿线路爬行，并可以跨越防震锤，耐张线夹，悬垂线夹，杆塔等障碍物。利用携带的仪器对杆塔，导线及避雷线，绝缘子、线路夹具，等实施检测，不仅可以减轻工人的劳动力度，降低巡检作业费用，而且可以提高巡线的质量和力度。高压巡线机器人具有强烈的市场需求和广阔的发展前景，因而受到国内外科技人员的关注。

目前使用的巡线机器人，采用轮式爬行的机器臂，电机驱动实现爬行。缺少夹紧机构且电机装载过多，机身重量大，导致电机带动爬行爬坡能力差，爬行过慢，结构复杂且不易控制。本专利通过一个摆动电机控制凸轮运动，从而控制机械臂的运动，遇到障碍物可以避开，并可以回归原位夹紧；是一种凸轮带动式、电机数量少、爬坡性能好的高压巡线机器人。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提出了一种凸轮带动式、电机数量少、结构简单、爬坡性能好、行走稳定、控制精度高的高压巡线机器人。

一种用单电机控制三臂运动的高压巡线机器人，其特征在于：包括支架、依次安装在支架的第一机械臂、第二机械臂、第三个机械臂；所述支架上设有右侧支架支撑、中部支架支撑、左侧支架支撑；支架上固定一个摆动电机，所述摆动电机的输出轴与一个转动轴的一端配接；第一机械臂、第二机械臂、第三个机械臂的底端与转动轴的轴体连接从而能够带动第一机械臂、第二机械臂、第三个机械臂摆动；

所述第一机械臂、第二机械臂和第三机械臂结构均相同：包括主臂支撑横杆和主臂摆动臂；主臂支撑横杆与主臂摆动臂成90度并通过柱销连接；主臂摆动臂与支架通过左支撑臂与右支撑臂固定安装；主臂摆动臂通过柱销杆连接一夹紧机构；夹紧机构底端的滚轮横臂上的圆形滚轮镶嵌在圆柱凸轮上的轨迹槽内；圆柱凸轮轴上端与支架的横梁固定安装，且圆柱凸轮与一个圆柱凸轮轴固定安装；

第一机械臂上的圆柱凸轮轴下端与左侧支架支撑固定安装，第二机械臂上的圆柱凸轮轴下端与中部支架支撑固定安装，第三机械臂上的圆柱凸轮轴下端与右侧支架支撑固定安装；三个机械臂的圆柱凸轮轴均与横式锥齿轮通过螺栓固定连接，横式锥齿轮与立式锥齿轮外啮合；立式锥齿轮同中心固定在转动轴的左侧、中部和右侧；

所述第一机械臂通过左支撑臂和右支撑臂固定安装在支架的左部，并且位于支架的横梁的正后方，第一机械臂底部装有盘型凸轮，第一机械臂底端的主臂支撑横杆安装位置与盘型凸轮的推程运动角a的起始点处重合；盘型凸轮同中心地固定安装在转动轴的左侧；

所述第二机械臂通过左支撑臂和右支撑臂固定安装在支架的中部，并且位于支架的横梁的正前方，第二机械臂底部装有盘型凸轮；第二机械臂底端的主臂支撑横杆安装位置位于盘型凸轮近休止角b范围内，并且与推程运动角a的起始端呈120度的位置点处重合；盘型凸轮同中心地固定安装在转动轴的中部；

所述第三机械臂通过左支撑臂和右支撑臂固定安装在支架的右部，并且位于支架的横梁的正后方，第三机械臂底部装有盘型凸轮，第三机械臂底端的主臂支撑横杆的安装位置与盘型凸轮推程运动角a的起始点处重合；盘型凸轮同中心地固定安装在转动轴的右侧，第三机械臂下端的盘型凸轮相对于第一机械臂和第二机械臂的盘型凸轮反向安装；

转动轴前端配接摆动电机，固定安装在支架底部，摆动电机带动转动轴转动，转动轴带动第一机械臂底端的盘型凸轮和立式锥齿轮运动，从而带动第一机械臂上部的主臂摆动臂及圆柱凸轮运动；同时转动轴带动第二机械臂底端的盘型凸轮和立式锥齿轮运动，从而带动第二机械臂上部的主臂摆动臂及圆柱凸轮运动；同时转动轴带动第三机械臂底端的盘型凸轮和立式锥齿轮运动，从而带动第三机械臂上部的主臂摆动臂及圆柱凸轮运动；

所述主臂摆动臂，包括设置在主臂摆动臂一端的圆形行走轮，主臂摆动臂上设有圆型孔槽、左斜行滑槽与右斜行滑槽；所述圆形行走轮同中心固定安装在主臂摆动臂顶部前端伸出轴上，压紧高压线，行走电机同中心固定安装在主臂摆动臂的顶部后端伸出轴上，带动机器人向前运动；左斜行滑槽与右斜行滑槽均为斜行向下的滚轮滑槽，左斜行滑槽开设在主臂摆动臂左侧中下部，右斜行滑槽开设在主臂摆动臂右侧中下部；圆形孔槽开设在主臂摆动臂的上部，柱销杆镶嵌在圆形孔槽内；主臂支撑横杆与主臂摆动臂成90度并通过柱销连接；主臂支撑横杆由支架进行限位支撑。

在上述的一种用单电机控制三臂运动的高压巡线机器人，所述夹紧机构包括柱销杆、圆形夹紧轮、矩形连杆、圆形滚轮、滚轮横臂；柱销杆同中心的镶嵌在主臂摆动臂上的圆形孔槽内，夹紧机构与主臂摆动臂通过柱销杆连接，并且夹紧机构可围绕柱销杆相对于主臂摆动臂摆动；圆形夹紧轮同中心固定安装在夹紧机构顶部前端的伸出轴上，与行走轮相配合夹紧高压线向前运动；矩形连杆固定安装在夹紧机构的中部并向下伸出，与竖直方向呈倾斜设置，矩形连杆底端与滚轮横臂通过螺栓固定连接在一起；圆形滚轮同中心固定安装在滚轮横臂前端伸出轴上，并镶嵌在圆柱凸轮的轨迹槽内。

在上述的一种用单电机控制三臂运动的高压巡线机器人，所述圆柱凸轮为轨迹槽环绕圆柱的圆柱形凸轮构件；圆柱凸轮同中心固定安装在圆柱凸轮轴的中部，圆柱凸轮开设的轨迹槽均分为四个部分一、二、三和四；轨迹一对应的凸轮转动角为推程运动角a为60度；轨迹二对应的凸轮转动角为远休止角b为0度；此时圆柱凸轮不转动，轨迹为0；轨迹三对应的凸轮转动角为推回程运动角c为120度；轨迹四对应的凸轮转动角为近休止角d为180度；圆柱凸轮各个转动角与相应方位上的盘型凸轮转动角大小对应一致；夹紧机构底端圆形滚轮镶嵌在圆柱凸轮的轨迹槽内，随着圆柱凸轮转动，圆形滚轮在轨迹槽中能够做上下运动，从而带动夹紧机构上下移动。

在上述的一种用单电机控制三臂运动的高压巡线机器人，所述左支撑臂和右支撑臂前端固定在支架的横梁上，左支撑臂后端装有左支撑臂滚轮，右支撑臂后端装有右支撑臂滚轮，左支撑臂滚轮镶嵌安装在左斜行滑槽内，右支撑臂滚轮镶嵌安装在右斜行滑槽内；当主臂摆动臂受到向上的作用力时，左支撑臂滚轮可在左斜行滑槽内滚动，右支撑臂滚轮可在右斜行滑槽内滚动，主臂摆动臂向斜上方运动，行走轮脱离高压线。

在上述的一种用单电机控制三臂运动的高压巡线机器人，所述横式锥齿轮自身轴上部开有螺栓孔，圆柱凸轮轴底部开有螺栓孔，横式锥齿轮水平横式放置，与圆柱凸轮轴通过螺栓固定连接在一起；同时横式锥齿轮与固定在转动轴上的立式锥齿轮成90度外啮合；摆动电机带动转动轴旋转，从而带动横式锥齿轮转动，从而带动圆柱凸轮轴转动。

在上述的一种用单电机控制三臂运动的高压巡线机器人，所述盘型凸轮为可绕固定轴线转动且有变化直径的圆盘形构件，盘型凸轮上开有键槽，键槽上开有螺钉孔，且三个盘型凸轮与转动轴均同中心通过平键与螺钉垂直固定连接，并且分别固定在转动轴的左侧、中部和右侧。

在上述的一种用单电机控制三臂运动的高压巡线机器人，盘型凸轮轮廓即运动轨迹均分为运动轨迹一、运动轨迹二、运动轨迹三和运动轨迹四；运动轨迹一对应凸轮转动角为推程运动角a为60度，运动轨迹二对应凸轮转动角为远休止角b为0度；此时盘型凸轮不转动，运动轨迹二为0；运动轨迹三对应凸轮转动角为回程运动角c为120度；运动轨迹四对应凸轮转动角为近休止角d为180度。

摆动电机带动转动轴转动，进而带动固定在转动轴上的盘型凸轮转动。摆动电机带动转动轴转动60度，固定在转动轴左侧的盘型凸轮转动，带动第一机械臂的主臂摆动臂向上斜行运动到顶端，行走轮脱离高压线，摆动电机同时带动左侧的立式锥齿轮转动60度，由于第一机械臂的横式锥齿轮与立式锥齿轮外啮合，进而带动第一机械臂的圆柱凸轮转动60度，迫使第一机械臂的夹紧机构底端圆形滚轮在轨迹槽中滚动，到达轨迹槽的底端，夹紧机构向下运动，夹紧轮脱离高压线。此时，固定在转动轴中部的盘型凸轮及中部的立式锥齿轮在摆动电机的带动下，转过60度时，第二机械臂的主臂摆动臂上下无运动，夹紧机构上下无运动；固定在转动轴右侧的盘型凸轮及右侧的立式锥齿轮在摆动电机的带动下转过60度，第三机械臂的主臂摆动臂上下无运动，夹紧机构上下无运动。行走电机带动机器人前行，第一机械臂绕过障碍物。当摆动电机继续转动120度时，第一机械臂在盘型凸轮及立式锥齿轮的带动下，主臂摆动臂下行，行走轮重新夹紧高压线，夹紧机构上行，夹紧轮夹紧高压线。此时第二机械臂在盘型凸轮及立式锥齿轮的带动下，主臂摆动臂向上斜行到达最高点，夹紧机构底端圆形滚轮在轨迹槽中滚动，到达轨迹槽的底端，夹紧机构向下运动，夹紧轮脱离高压线。此时第三机械臂的主臂摆动臂及夹紧机构上下无运动，保持夹紧高压线。行走电机带动机器人前行，第二机械臂绕过障碍物。当摆动电机继续转动120度时，第一机械臂上下无运动，主臂摆动臂及夹紧机构继续夹紧高压线。此时第二机械臂在盘型凸轮及立式锥齿轮的带动下，主臂摆动臂向下运动，行走轮夹紧高压线，夹紧机构上行，夹紧轮夹紧高压线。同时第三机械臂在盘型凸轮及立式锥齿轮的带动下，主臂摆动臂向上斜行到达最到点，夹紧机构底端圆形滚轮在轨迹槽中滚动，到达轨迹槽的底端，夹紧机构向下运动，夹紧轮脱离高压线。行走电机带动机器人前行，第三机械臂绕过障碍物。摆动电机继续转动60度，第一机械臂的主臂摆动臂上下无运动，夹紧机构上下无运动，第二机械臂的主臂摆动臂上下无运动，夹紧机构上下无运动。第三机械臂在盘型凸轮及立式锥齿轮的带动下，主臂摆动臂向下运动，行走轮夹紧高压线，夹紧机构上行，夹紧轮夹紧高压线。此时机器人整体绕过障碍物，一个工作周期完成，各部件均恢复到初始位置。

本发明具有如下优点：1、本发明的转动轴上有三个盘形凸轮，设计凸轮基圆、推程运动角、近休止角、远休止角、回程运动角，通过凸轮运动控制机械臂主臂摆动臂的升降与保持，机械臂遇到障碍物可以避开，并且可以回归原位；2凸轮转动带动主臂支撑横杆上移，由于左、右支撑臂与横梁固定，滚轮只能在滑槽内滚动，主臂摆动臂通过柱销摆动，脱离高压线；结构巧妙，零件结构也比较简单，易于加工，因此零件的加工精度容易保证；3、本发明的圆柱凸轮，圆柱凸轮固定在圆柱凸轮轴上，通过两个锥齿轮啮合，转动轴带动圆柱凸轮转动；圆柱凸轮设计推程运动角、近休止角、远休止角、回程运动角，且各个角度均与盘形凸轮相同，故盘形凸轮与圆柱凸轮的运动行程一致，即当盘形凸轮转动一定角度主臂上升时，圆柱凸轮转动相同角度保证夹紧机构同时下降，保证主臂与夹紧机构运动的同时性，当盘形凸轮转动一定角度主臂下降时，圆柱凸轮转动相同角度保证夹紧机构上升，当盘形凸轮基圆转动时主臂没位移时，圆柱凸轮转动相同角度且保证夹紧机构不运动；保证主臂与夹紧机构同时脱离高压线，同时夹紧高压线，保证运动的同时性、一致性。4、本发明上三个盘型凸轮与对应的机械臂安装角度不同，夹紧机构在轨迹槽中安装位置不同，同一个摆动电机带动转动轴转动，从而带动三个盘型凸轮及第一机械臂、第二机械臂和第三机械臂运动，互相配合，某一个机械臂遇到障碍物可以避过，同时剩余两个机械臂保持夹紧高压线且可以通过行走电机驱动向前运动，机械臂在转动轴合理分布，配合巧妙，运动衔接稳定。

附图说明

图1是发明的主视图示意图。

图2是图1的左视结构示意图。

图3是图1的俯视结构示意图。

图4是图2的A-A剖面示意图。

图5是第一、第二和第三机械臂主视图放大示意图。

图6是图5 的A-A剖面示意图。

图7是主臂摆动臂和主臂支撑横杆的主视图结构示意图。

图8是图7的俯视图结构示意图。

图9是图7的右视图结构示意图。

图10是夹紧机构主视图结构示意图。

     图11是图10的左视图结构示意图。

图12是图10的仰视图结构示意图。

图13是圆柱凸轮和圆柱凸轮轴的主视图结构示意图。

图14是图13的右视图结构示意图。

图15是图13的左视图结构示意图。

图16是图13的俯视图结构示意图。

图17是外支撑臂和内支撑臂的主视图结构示意图。

图18是图17的左视图结构示意图。

图19是横式锥齿轮主视图结构示意图。

图20是图19的右视图结构示意图。

图21是图19的左视图结构示意图。

图22是图19的俯视图结构示意图。

图23是盘型凸轮主视图示意图。

图24是图23的左视图示意图。

图25是图23的右视图示意图。

图26是图23的俯视图示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。图中，1为第一机械臂，2为第二机械臂，3为第三机械臂，4为右侧支架支撑，5为中部支架支撑，6为左侧支架支撑，7为摆动电机，8为转动轴，9为上部轴承，10为轨迹槽，11螺栓，12为右侧轴承端盖，13为右轴承，14为左轴承，15为行走电机，16为夹紧机构，17为柱销杆，18为矩形连杆，19为主臂摆动臂，20为左支撑臂，21为左斜行滑槽，22为主臂支撑横杆，23为支架，24为下部轴承端盖，25为下部轴承，26为圆柱凸轮，27为圆柱凸轮轴，28为夹紧轮，29为行走轮，30为上部轴承端盖，31为横式锥齿轮，32为立式锥齿轮，33为盘型凸轮，34为左侧轴承端盖，35为圆形孔槽， 36为滚轮横臂，37为圆形滚轮，38为圆柱凸轮轴螺栓孔，39为右支撑臂，40为左支撑臂滚轮，41为右支撑臂滚轮。42为横式锥齿轮螺栓孔，43为键槽，44为螺钉孔，45为右斜行滑槽。

本发明包括第一机械臂1、第二机械臂2、第三个机械臂3、右侧支架支撑4、中部支架支撑5、左侧支架支撑6、摆动电机7、转动轴8和支架23组成，且三个机械臂从左到右依次均匀安装在支架23上。

第一机械臂1、第二机械臂2和第三机械臂3结构相同：包括行走电机15、夹紧机构16、主臂摆动臂19、主臂支撑横杆22、左支撑臂20、右支撑臂39、盘型凸轮33、圆柱凸轮26、圆柱凸轮轴27、横式锥齿轮31和立式锥齿轮32。主臂支撑横杆22与主臂摆动臂19成90度并通过柱销连接。主臂摆动臂19与支架23通过左支撑臂20与右支撑臂39固定安装。夹紧机构16与主臂摆动臂19通过柱销杆17连接，夹紧机构16底端的滚轮横臂36上的圆形滚轮37镶嵌在圆柱凸轮26上的轨迹槽10内，圆柱凸轮26与圆柱凸轮轴27固定安装，圆柱凸轮轴27上端与支架23的横梁固定安装，第一机械臂1上的圆柱凸轮轴27下端与左侧支架支撑6固定安装，第二机械臂2上的圆柱凸轮轴27下端与中部支架支撑5固定安装，第三机械臂3上的圆柱凸轮轴27下端与右侧支架支撑4固定安装。圆柱凸轮轴27与横式锥齿轮31通过螺栓11固定连接，横式锥齿轮31与立式锥齿轮32外啮合。立式锥齿轮32同中心固定在转动轴8的左侧、中部和右侧。

第一机械臂1通过左支撑臂20和右支撑臂39固定安装在支架23的左部，并且位于支架23的横梁的正后方，第一机械臂1底部装有盘型凸轮33，且安装位置与盘型凸轮33的推程运动角a的起始点处重合。盘型凸轮33同中心地固定安装在转动轴8的左侧。第二机械臂2通过左支撑臂20和右支撑臂39固定安装在支架23的中部，并且位于支架23的横梁的正前方，第二机械臂2底部装有盘型凸轮33，第二机械臂底端的主臂支撑横杆安装位置位于盘型凸轮近休止角b范围内，并且与推程运动角a的起始端呈120度的位置点处重合，盘型凸轮33同中心地固定安装在转动轴8的中部。第三机械臂3通过左支撑臂20和右支撑臂39固定安装在支架23的右部，并且位于支架23的横梁的正后方，第三机械臂3底部装有盘型凸轮33，且安装位置与盘型凸轮33推程运动角a的起始点处重合，第三机械臂3下端的盘型凸轮相对于第一机械臂1和第二机械臂2的盘型凸轮反向安装，盘型凸轮33同中心地固定安装在转动轴8的右侧。

转动轴8前端装有摆动电机7，固定安装在支架23底部，摆动电机7带动转动轴8转动，转动轴8带动第一机械臂1底端的盘型凸轮33和立式锥齿轮32运动，从而带动第一机械臂1上部的主臂摆动臂19及圆柱凸轮26运动；同时转动轴8带动第二机械臂2底端的盘型凸轮33和立式锥齿轮32运动，从而带动第二机械臂2上部的主臂摆动臂19及圆柱凸轮26运动；同时转动轴8带动第三机械臂3底端的盘型凸轮33和立式锥齿轮32运动，从而带动第三机械臂3上部的主臂摆动臂19及圆柱凸轮26运动；

主臂摆动臂19与主臂支撑横杆22，包括圆形行走轮29，圆型孔槽35，左斜行滑槽21与右斜行滑槽45。圆形行走轮29同中心固定安装在主臂摆动臂19顶部前端伸出轴上，压紧高压线，行走电机15同中心固定安装在主臂摆动臂19的顶部后端伸出轴上，带动机器人向前运动。左斜行滑槽21与右斜行滑槽45均为斜行向下的滚轮滑槽，左斜行滑槽21开设在主臂摆动臂19左侧中下部，右斜行滑槽45开设在主臂摆动臂19右侧中下部。圆形孔槽35开设在主臂摆动臂19的上部，柱销杆17镶嵌在圆形孔槽35内。主臂支撑横杆22与主臂摆动臂19成90度并通过柱销连接。主臂支撑横杆22由支架23进行限位支撑。

夹紧机构16，包括柱销杆17、圆形夹紧轮28、矩形连杆18、圆形滚轮37、滚轮横臂36。柱销杆17同中心的镶嵌在主臂摆动臂19上的圆形孔槽35内，夹紧机构16与主臂摆动臂19通过柱销杆17连接，并且夹紧机构16可围绕柱销杆17相对于主臂摆动臂19摆动。圆形夹紧轮28同中心固定安装在夹紧机构16顶部前端的伸出轴上，与行走轮28相配合夹紧高压线向前运动。矩形连杆18固定安装在夹紧机构16的中部并向下伸出，与竖直方向呈倾斜设置，矩形连杆18底端与滚轮横臂37通过螺栓固定连接在一起。圆形滚轮37同中心固定安装在滚轮横臂36前端伸出轴上，并镶嵌在圆柱凸轮26的轨迹槽10内。

圆柱凸轮26与圆柱凸轮轴27，圆柱凸轮为轨迹槽环绕圆柱的圆柱形凸轮构件。圆柱凸轮26同中心固定安装在圆柱凸轮轴27的中部，圆柱凸轮26开设的轨迹槽均分为四个部分一、二、三和四。轨迹一对应的凸轮转动角为推程运动角a为60度，轨迹二对应的凸轮转动角为远休止角b为0度，此时圆柱凸轮不转动，轨迹为0；轨迹三对应的凸轮转动角为推回程运动角c为120度，轨迹四对应的凸轮转动角为近休止角d为180度。圆柱凸轮各个转动角与相应方位上的盘型凸轮转动角大小对应一致。夹紧机构16底端圆形滚轮37镶嵌在圆柱凸轮26的轨迹槽10内，随着圆柱凸轮26转动，圆形滚轮37在轨迹槽10中能够上下运动，从而带动夹紧机构16上下移动。

左支撑臂20和右支撑臂39，左支撑臂20和右支撑臂39前端固定在支架23的横梁上，左支撑臂20后端装有左支撑臂滚轮40，右支撑臂39后端装有右支撑臂滚轮41，左支撑臂滚轮40镶嵌安装在左斜行滑槽21内，右支撑臂滚轮41镶嵌安装在右斜行滑槽45内。当主臂摆动臂19受到向上的作用力时，左支撑臂滚轮40可在左斜行滑槽21内滚动，右支撑臂滚轮41可在右斜行滑槽45内滚动.主臂摆动臂19向斜上方运动，行走轮29脱离高压线。

横式锥齿轮31，横式锥齿轮31自身轴上部开有螺栓孔42，圆柱凸轮轴27底部开有螺栓孔38，横式锥齿轮31水平横式放置，与圆柱凸轮轴27通过螺栓11固定连接在一起。同时横式锥齿轮31与固定在转动轴8上的立式锥齿轮32成90度外啮合。摆动电机7带动转动轴8旋转，从而带动横式锥齿轮31转动，从而带动圆柱凸轮轴27转动。

盘型凸轮33，为可绕固定轴线转动且有变化直径的圆盘形构件，盘型凸轮上开有键槽43，键槽43开有螺钉孔44，盘型凸轮33与转动轴8均同中心并通过平键与螺钉垂直固定连接，并且分别固定在转动轴8的左侧、中部和右侧。盘型凸轮33轮廓即运动轨迹均分为四个部分一、二、三和 四。运动轨迹一对应凸轮转动角为推程运动角a为60度，运动轨迹二对应凸轮转动角为远休止角b为0度，此时盘型凸轮不转动，运动轨迹二为0. 运动轨迹三对应凸轮转动角为回程运动角c为120度，运动轨迹四对应凸轮转动角为近休止角d为180度。

因此，本具体实施方式具有运动平稳、可重构性好、结构简单、受力平衡和加工方便的特点。

工作时，摆动电机带动转动轴转动，进而带动固定在转动轴上的盘型凸轮转动。摆动电机带动转动轴转动60度，固定在转动轴左侧的盘型凸轮转动，带动第一机械臂的主臂摆动臂向上斜行运动到顶端，行走轮脱离高压线，摆动电机同时带动左侧的立式锥齿轮转动60度，由于第一机械臂的横式锥齿轮与立式锥齿轮外啮合，进而带动第一机械臂的圆柱凸轮转动60度，迫使第一机械臂的夹紧机构底端圆形滚轮在轨迹槽中滚动，到达轨迹槽的底端，夹紧机构向下运动，夹紧轮脱离高压线。此时，固定在转动轴中部的盘型凸轮及中部的立式锥齿轮在摆动电机的带动下，转过60

度时，第二机械臂的主臂摆动臂上下无运动，夹紧机构上下无运动，固定在转动轴右侧的盘型凸轮及右侧的立式锥齿轮在摆动电机的带动下转过60度，第三机械臂的主臂摆动臂上下无运动，夹紧机构上下无运动。行走电机带动机器人前行，第一机械臂绕过障碍物。当摆动电机继续转动120度时，第一机械臂在盘型凸轮及立式锥齿轮的带动下，主臂摆动臂下行，行走轮重新夹紧高压线，夹紧机构上行，夹紧轮夹紧高压线。此时第二机械臂在盘型凸轮及立式锥齿轮的带动下，主臂摆动臂向上斜行到达最高点，夹紧机构底端圆形滚轮在轨迹槽中滚动，到达轨迹槽的底端，夹紧机构向下运动，夹紧轮脱离高压线。此时第三机械臂的主臂摆动臂及夹紧机构上下无运动，保持夹紧高压线。行走电机带动机器人前行，第二机械臂绕过障碍物。当摆动电机继续转动120度时，第一机械臂上下无运动，主臂摆动臂及夹紧机构继续夹紧高压线。此时第二机械臂在盘型凸轮及立式锥齿轮的带动下，主臂摆动臂向下运动，行走轮夹紧高压线，夹紧机构上行，夹紧轮夹紧高压线。同时第三机械臂在盘型凸轮及立式锥齿轮的带动下，主臂摆动臂向上斜行到达最到点，夹紧机构底端圆形滚轮在轨迹槽中滚动，到达轨迹槽的底端，夹紧机构向下运动，夹紧轮脱离高压线。行走电机带动机器人前行，第三机械臂绕过障碍物。摆动电机继续转动60度，第一机械臂的主臂摆动臂上下无运动，夹紧机构上下无运动，第二机械臂的主臂摆动臂上下无运动，夹紧机构上下无运动。第三机械臂在盘型凸轮及立式锥齿轮的带动下，主臂摆动臂向下运动，行走轮夹紧高压线，夹紧机构上行，夹紧轮夹紧高压线。此时机器人整体绕过障碍物，一个工作周期完成，各部件均恢复到初始位置。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了1第一机械臂，2第二机械臂，3第三机械臂，4右侧支架支撑，5中部支架支撑，6左侧支架支撑，7摆动电机，8转动轴，9上部轴承，10轨迹槽，11螺栓，12右侧轴承端盖，13右轴承，14左轴承，15行走电机，16夹紧机构，17柱销杆，18矩形连杆，19主臂摆动臂，20左支撑臂，21左斜行滑槽，22主臂支撑横杆，23支架，24下部轴承端盖，25下部轴承，26圆柱凸轮，27圆柱凸轮轴，28夹紧轮，29行走轮，30上部轴承端盖，31横式锥齿轮，32立式锥齿轮，33盘型凸轮，34左侧轴承端盖，35圆形孔槽， 36滚轮横臂，37圆形滚轮，38圆柱凸轮轴螺栓孔，39右支撑臂，40左支撑臂滚轮，41右支撑臂滚轮。42横式锥齿轮螺栓孔，43键槽，44螺钉孔，45右斜行滑槽等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (7)

1.一种用单电机控制三臂运动的高压巡线机器人，其特征在于：包括支架（23）、依次安装在支架（23）的第一机械臂（1）、第二机械臂（2）、第三个机械臂（3）；所述支架（23）上设有右侧支架支撑（4）、中部支架支撑（5）、左侧支架支撑（6）；支架（23）上固定一个摆动电机（7），所述摆动电机（7）的输出轴与一个转动轴（8）的一端配接；第一机械臂（1）、第二机械臂（2）、第三个机械臂（3）的底端与转动轴（8）的轴体连接从而能够带动第一机械臂（1）、第二机械臂（2）、第三个机械臂（3）摆动；

所述第一机械臂（1）、第二机械臂（2）和第三机械臂（3）结构均相同：包括主臂支撑横杆（22）和主臂摆动臂（19）；主臂支撑横杆（22）与主臂摆动臂（19）成90度并通过柱销连接；主臂摆动臂（19）与支架（23）通过左支撑臂（20）与右支撑臂（39）固定安装；主臂摆动臂（19）通过柱销杆（17）连接一夹紧机构（16）；夹紧机构（16）底端的滚轮横臂（36）上的圆形滚轮（37）镶嵌在圆柱凸轮（26）上的轨迹槽（10）内；圆柱凸轮轴（27）上端与支架（23）的横梁固定安装，且圆柱凸轮（26）与一个圆柱凸轮轴（27）固定安装；

第一机械臂上（1）的圆柱凸轮轴（27）下端与左侧支架支撑（6）固定安装，第二机械臂上（2）的圆柱凸轮轴（27）下端与中部支架支撑（5）固定安装，第三机械臂上（3）的圆柱凸轮轴（27）下端与右侧支架支撑（4）固定安装；三个机械臂的圆柱凸轮轴（27）均与横式锥齿轮（31）通过螺栓（11）固定连接，横式锥齿轮（31）与立式锥齿轮（32）外啮合；立式锥齿轮（32）同中心固定在转动轴（8）的左侧、中部和右侧；所述第一机械臂（1）通过左支撑臂（20）和右支撑臂（39）固定安装在支架（23）的左部，并且位于支架（23）的横梁的正后方，第一机械臂（1）底部装有盘型凸轮（33），第一机械臂（1）底端的主臂支撑横杆安装位置与盘型凸轮（33）的推程运动角a的起始点处重合；盘型凸轮（33）同中心地固定安装在转动轴（8）的左侧；

所述第二机械臂（2）通过左支撑臂（20）和右支撑臂（39）固定安装在支架（23）的中部，并且位于支架（23）的横梁的正前方，第二机械臂（2）底部装有盘型凸轮（33）；第二机械臂（2）底端的主臂支撑横杆安装位置位于盘型凸轮（33）近休止角b范围内，并且与推程运动角a的起始端呈120度的位置点处重合；盘型凸轮（33）同中心地固定安装在转动轴（8）的中部；

所述第三机械臂（3）通过左支撑臂（20）和右支撑臂（39）固定安装在支架（23）的右部，并且位于支架（23）的横梁的正后方，第三机械臂（3）底部装有盘型凸轮（33），第三机械臂（3）底端的主臂支撑横杆的安装位置与盘型凸轮（33）推程运动角a的起始点处重合；盘型凸轮（33）同中心地固定安装在转动轴（8）的右侧，第三机械臂下端的盘型凸轮相对于第一机械臂（1）和第二机械臂（2）的盘型凸轮反向安装；

转动轴（8）前端配接摆动电机（7），固定安装在支架（23）底部，摆动电机（7）带动转动轴（8）转动，转动轴（8）带动第一机械臂（1）底端的盘型凸轮（33）和立式锥齿轮（32）运动，从而带动第一机械臂（1）上部的主臂摆动臂（19）及圆柱凸轮（26）运动；同时转动轴（8）带动第二机械臂（2）底端的盘型凸轮（33）和立式锥齿轮（32）运动，从而带动第二机械臂（2）上部的主臂摆动臂（19）及圆柱凸轮（26）运动；同时转动轴（8）带动第三机械臂（3）底端的盘型凸轮（33）和立式锥齿轮（32）运动，从而带动第三机械臂（3）上部的主臂摆动臂（19）及圆柱凸轮（26）运动；

所述主臂摆动臂（19），包括设置在主臂摆动臂（19）一端的圆形行走轮（29），主臂摆动臂（19）上设有圆型孔槽（35）、左斜行滑槽（21）与右斜行滑槽（45）；所述圆形行走轮（29）同中心固定安装在主臂摆动臂（19）顶部前端伸出轴上，压紧高压线，行走电机（15）同中心固定安装在主臂摆动臂（19）的顶部后端伸出轴上，带动机器人向前运动；左斜行滑槽（21）与右斜行滑槽（45）均为斜行向下的滚轮滑槽，左斜行滑槽（21）开设在主臂摆动臂（19）左侧中下部，右斜行滑槽（45）开设在主臂摆动臂（19）右侧中下部；圆形孔槽（35）开设在主臂摆动臂（19）的上部，柱销杆（17）镶嵌在圆形孔槽（35）内；主臂支撑横杆（22）与主臂摆动臂（19）成90度并通过柱销连接；主臂支撑横杆（22）由支架（23）进行限位支撑。

2.根据权利要求1所述的一种用单电机控制三臂运动的高压巡线机器人，其特征在于：所述夹紧机构（16）包括柱销杆（17）、圆形夹紧轮（28）、矩形连杆（18）、圆形滚轮（37）、滚轮横臂（36）；柱销杆（17）同中心的镶嵌在主臂摆动臂（19）上的圆形孔槽（35）内，夹紧机构（16）与主臂摆动臂（19）通过柱销杆（17）连接，并且夹紧机构（16）可围绕柱销杆（17）相对于主臂摆动臂（19）摆动；圆形夹紧轮（28）同中心固定安装在夹紧机构（16）顶部前端的伸出轴上，与行走轮（28）相配合夹紧高压线向前运动；矩形连杆（18）固定安装在夹紧机构（16）的中部并向下伸出，与竖直方向呈倾斜设置，矩形连杆（18）底端与滚轮横臂（36）通过螺栓固定连接在一起；圆形滚轮（37）同中心固定安装在滚轮横臂（36）前端伸出轴上，并镶嵌在圆柱凸轮（26）的轨迹槽（10）内。

3.根据权利要求1所述的一种用单电机控制三臂运动的高压巡线机器人，其特征在于：所述圆柱凸轮（26）为轨迹槽环绕圆柱的圆柱形凸轮构件；圆柱凸轮（26）同中心固定安装在圆柱凸轮轴（27）的中部，圆柱凸轮（26）开设的轨迹槽均分为四个部分一、二、三和四；轨迹一对应的凸轮转动角为推程运动角a为60度；轨迹二对应的凸轮转动角为远休止角b为0度；此时圆柱凸轮不转动，轨迹为0；轨迹三对应的凸轮转动角为推回程运动角c为120度；轨迹四对应的凸轮转动角为近休止角d为180度；圆柱凸轮各个转动角与相应方位上的盘型凸轮转动角大小对应一致；夹紧机构（16）底端圆形滚轮（37）镶嵌在圆柱凸轮（26）的轨迹槽（10）内，随着圆柱凸轮（26）转动，圆形滚轮（37）在轨迹槽（10）中能够做上下运动，从而带动夹紧机构（16）上下移动。

4.根据权利要求1所述的一种用单电机控制三臂运动的高压巡线机器人，其特征在于：所述左支撑臂（20）和右支撑臂（39）前端固定在支架（23）的横梁上，左支撑臂（20）后端装有左支撑臂滚轮（40），右支撑臂（39）后端装有右支撑臂滚轮（41），左支撑臂滚轮（40）镶嵌安装在左斜行滑槽（21）内，右支撑臂滚轮（41）镶嵌安装在右斜行滑槽（45）内；当主臂摆动臂（19）受到向上的作用力时，左支撑臂滚轮（40）可在左斜行滑槽（21）内滚动，右支撑臂滚轮（41）可在右斜行滑槽（45）内滚动，主臂摆动臂（19）向斜上方运动，行走轮（29）脱离高压线。

5.根据权利要求1所述的一种用单电机控制三臂运动的高压巡线机器人，其特征在于：所述横式锥齿轮（31）自身轴上部开有螺栓孔（42），圆柱凸轮轴（27）底部开有螺栓孔（38），横式锥齿轮（31）水平横式放置，与圆柱凸轮轴（27）通过螺栓（11）固定连接在一起；同时横式锥齿轮（31）与固定在转动轴（8）上的立式锥齿轮（32）成90度外啮合；摆动电机（7）带动转动轴（8）旋转，从而带动横式锥齿轮（31）转动，从而带动圆柱凸轮轴（27）转动。

6.根据权利要求1所述的一种用单电机控制三臂运动的高压巡线机器人，其特征在于：所述盘型凸轮（33）为可绕固定轴线转动且有变化直径的圆盘形构件，盘型凸轮上开有键槽（43），键槽（43）上开有螺钉孔（44），且三个盘型凸轮（33）与转动轴（8）均同中心通过平键与螺钉垂直固定连接，并且分别固定在转动轴（8）的左侧、中部和右侧。

7.根据权利要求6所述的一种用单电机控制三臂运动的高压巡线机器人，其特征在于：盘型凸轮（33）轮廓即运动轨迹均分为运动轨迹一、运动轨迹二、运动轨迹三和运动轨迹四；运动轨迹一对应凸轮转动角为推程运动角a为60度，运动轨迹二对应凸轮转动角为远休止角b为0度；此时盘型凸轮不转动，运动轨迹二为0；运动轨迹三对应凸轮转动角为回程运动角c为120度；运动轨迹四对应凸轮转动角为近休止角d为180度。