CN108512119A - 一种高压输电线路巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高压输电线路巡检机器人，属于电缆检测技术领域。该机器人包括两个结构相同的机器人单体、机架、对称设置的两个结构相同的线性模组及双目摄像头；机器人单体包括转盘、夹紧装置及机器人直线运动关节。本发明采取三条成一定角度的履带夹紧缆索增大摩擦力，提高了机器人对环境的适应性，本发明采用连杆机构节约驱动件，有利于控制设计及维护。

Description

一种高压输电线路巡检机器人

技术领域：

本发明涉及电缆检测技术领域，更具体地说，涉及一种高压输电线路巡检机器人。

背景技术：

输电线路作为传送电力的重要设备，其安全运行关系到电力***的可靠性。而输电线路及其附件由于长时间置于郊外，日晒雨淋导致原料老化、断裂、磨损、腐化等，如不能实时修复替换，将会造成严重的安全事故。因此，定期对输电线路进行巡检，及时了解电力线运行情况，发现并消除隐患极其重要。

目前主要采用的检修方式是人工巡检，工作人员步行或者骑车沿输电线走动，通过用肉眼或望远镜观察来查看输电线及其附件是否破损或存在故障。但由于输电线路分布点多、分布范围广、所处环境复杂恶劣，该方法条件艰苦，工作量大、效率低，巡检质量完全取决于人工，存在漏检和误检现象，且在山区等特殊区域实现难度较大。要实现自动化巡检，需要相应的巡检机构，而现有巡检机构虽能完成越障动作，但对环境要求较高，电缆处于高空时会出现强风，会直接影响机器人工作。因此提出一种能在恶劣环境中能稳定在电缆上工作的巡检机器人有重要意义。

中国专利CN101196551A公开的机器人不能实现越障，无法长距离巡检线路。中国专利 CN101752804A公开的机器人越障时需机器人整体绕夹紧电缆的机械臂回转，对夹紧力要求高，在高空强风环境中风险较大。

发明内容：

本发明的目的是提供一种能稳定在电缆上运行，能在电缆上完成越障(防震锤，绝缘子串等)动作，在高空强风环境中能安全、稳定工作和越障同时又一定负载能力的高压输电线路巡检机器人。

本发明所提供的高压输电线路巡检机器人包括两个结构相同的机器人单体、机架、双目摄像头8及对称设置的两个结构相同的线性模组。

所述机架包括连接板1及左右对称对称设置的第一线性模组底板4，摄像头支架2安装在所述连接板1上，所述双目摄像头8设置在所述摄像头支架2上；所述连接板1与所述第一线性模组底板4固连。

所述线性模组包括法兰3、滑块5、第一丝杠6及第一驱动电机7，所述法兰3与所述第一线性模组底板4固连，所述第一丝杠6装配在所述第一线性模组底板4上，所述滑块5装配在所述第一丝杠6上，所述第一驱动电机7与所述第一丝杠6连接用于驱动所述第一丝杠6。

所述机器人单体包括转盘9、夹紧装置及机器人直线运动关节，所述转盘9与所述滑块5 连接，所述机器人直线运动关节设置在所述转盘9上，所述机器人直线运动关节包括第二线性模组支架11、第二线性模组底板12、第二滑块13、第二丝杠14及第二驱动电机15，所述第二驱动电机15安装在所述转盘9上，所述第二丝杠14装配在所述第二线性模组底板12上，所述第二驱动电机15与所述第二丝杠14连接用于驱动所述第二丝杠14，所述第二线性模组底板12与所述第二线性模组支架11固连，所述第二滑块13装配在所述第二丝杠14上，所述机器人单体通过所述滑块5装配在所述线性模组上。

所述夹紧装置包括弹簧10、连杆16、推杆17、下夹爪装置18、上夹爪装置19、滑轨20及第三滑块21，所述下夹爪装置18包括下夹爪22及下履带23，所述下夹爪22安装在所述第二滑块13上，所述下履带23装配在所述下夹爪22内，所述推杆17安装在所述第二滑块 13的两侧，所述推杆17与所述连杆16连接，所述滑轨20安装在所述连杆16上，所述第三滑块21安装在所述滑轨20上，所述推杆17与所述第三滑块21铰连；所述上夹爪装置19包括上夹爪24、第三驱动电机25、上履带26、上支架27及弹簧导杆28，所述上履带26装配在所述上夹爪24内，所述第三驱动电机25安装在所述上夹爪24上，所述第三驱动电机25 通过传动带连接所述上履带26，所述弹簧导杆28穿过所述上支架27与所述上夹爪24相连，所述弹簧10安装在所述弹簧导杆28上。所述连杆16与所述上夹爪24通过连杆机构连接。

现有可实现越障动作的巡检机器人存在以下问题：第一，夹紧力不足，大多巡检机器人采取轮式机构实现在电缆上运行，在强风的高空环境中容易出现机器人向两侧摇摆的问题，影响机器人工作，存在安全隐患，针对此问题本发明采取三条成一定角度的履带夹紧缆索增大摩擦力，不易向两侧摆动，提高机器人对环境的适应性；第二，大多越障能力较强的巡检机器人有多个关节，控制困难，维护成本高，本发明设计连杆机构节约驱动件，方便本机器人的控制设计和维护。

附图说明：

图1是本发明机器人的整体结构示意图；

图2是本发明机器人的主视结构示意图；

图3是本发明机器人的左视结构示意图；

图4是本发明机器人的俯视结构示意图；

图5是本发明机器人中的底座结构示意图；

图6是本发明机器人中的机械夹爪结构示意图；

图7是本发明机器人中的夹紧装置结构示意图。

图中：1：连接板；2：摄像头支架；3：法兰；4：第一线性模组底板；5：滑块；6：第一丝杠；7：第一驱动电机；8：双目摄像头；9：转盘；10：弹簧；11：第二线性模组支架； 12：第二线性模组底板；13：第二滑块；14：第二丝杠；15：第二驱动电机；16：连杆；17：推杆；18：下夹爪装置；19：上夹爪装置；20：滑轨；21：第三滑块；22：下夹爪；23：下履带；24：上夹爪；25：第三驱动电机；26：上履带；27：上支架；28：弹簧导杆。

具体实施方式：

为进一步了解本发明内容，下面结合附图对本发明作详细描述。

本发明一种高压输电线路巡检机器人包括两个结构相同的机器人单体、机架、双目摄像头8及对称设置的两个结构相同的线性模组；所述机器人单体装配在机架上，所述机架包括连接板1及左右对称设置的第一线性模组底板4，所述线性模组包括法兰3、第一线性模组底板4、滑块5、第一丝杠6及第一驱动电机7，所述法兰3与第一线性模组底板4固连，所述第一丝杠6装配在第一线性模组底板4上，所述滑块5装配在第一丝杠6上，所述第一驱动电机7与第一丝杠6连接用于驱动所述第一丝杠6，所述摄像头支架2固连在连接板1上，摄像头支架2上安装有双目摄像头8。

所述机器人单体包括转盘9、夹紧装置及机器人直线运动关节，所述转盘9与滑块5连接，转盘9上装有机器人直线运动关节，所述机器人直线运动关机包括第二线性模组支架11、第二线性模组底板12、第二滑块13、第二丝杠14及第二驱动电机15，所述转盘9上安装有第二驱动电机15，所述第二丝杠14装配在第二线性模组底板12上，第二驱动电机15与第二丝杠14连接用于驱动第二丝杠14，第二线性模组底板12与第二线性模组支架11固连，所述第二滑块13装配在第二丝杠14上。

本发明机器人采用双目摄像头识别电缆上的障碍。

机器人单体上的第二驱动电机15驱动第二丝杠14，第二丝杠14推动下夹爪22上升，下夹爪22上的推杆17推动连杆16，连杆16推动上夹爪24下降，使机器人夹爪夹紧电缆。

所述机器人在电缆上未遇到障碍时，机器人正常运行，两机器人单***置一前一后，两机器人单体夹爪夹紧电缆，第三驱动电机25工作，带动上履带26，从而驱动机器人整体前进。

当机器人监测到障碍时，位于前部的机器人单体保持夹紧缆索，位于后部的机器人单体的第二驱动电机15反转，使夹爪松开，然后该位于后部的机器人单体的转盘9转动，第一驱动电机7驱动位于后部的机器人单体越过障碍并前进至机器人整体前端完成越障，完成越障的机器人单体的转盘9反向转动，此机器人单体的第二驱动电机15驱动夹爪夹紧电缆；然后两个第一驱动电机7工作，使机器人机架前进，直到已完成越障的机器人单***置处于机器人整体中部；然后未完成越障的机器人单体重复越障动作，使机器人完成越障。当机器人完成越障后，机器人整体复位到正常运行的工作状态。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种高压输电线路巡检机器人，其特征在于所述机器人包括两个结构相同的机器人单体、机架、双目摄像头(8)及对称设置的两个结构相同的线性模组；所述机架包括连接板(1)及左右对称对称设置的第一线性模组底板(4)，摄像头支架(2)安装在所述连接板(1)上，所述双目摄像头(8)设置在所述摄像头支架(2)上；所述连接板(1)与所述第一线性模组底板(4)固连；所述线性模组包括法兰(3)、滑块(5)、第一丝杠(6)及第一驱动电机(7)，所述法兰(3)与所述第一线性模组底板(4)固连，所述第一丝杠(6)装配在所述第一线性模组底板(4)上，所述滑块(5)装配在所述第一丝杠(6)上，所述第一驱动电机(7)与所述第一丝杠(6)连接；所述机器人单体包括转盘(9)、夹紧装置及机器人直线运动关节，所述转盘(9)与所述滑块(5)连接，所述机器人直线运动关节设置在所述转盘(9)上，所述机器人直线运动关节包括第二线性模组支架(11)、第二线性模组底板(12)、第二滑块(13)、第二丝杠(14)及第二驱动电机(15)，所述第二驱动电机(15)安装在所述转盘(9)上，所述第二丝杠(14)装配在所述第二线性模组底板(12)上，所述第二驱动电机(15)与所述第二丝杠(14)连接，所述第二线性模组底板(12)与所述第二线性模组支架(11)固连，所述第二滑块(13)装配在所述第二丝杠(14)上，所述机器人单体通过所述滑块(5)装配在所述线性模组上；所述夹紧装置包括弹簧(10)、连杆(16)、推杆(17)、下夹爪装置(18)、上夹爪装置(19)、滑轨(20)及第三滑块(21)，所述下夹爪装置(18)包括下夹爪(22)及下履带(23)，所述下夹爪(22)安装在所述第二滑块(13)上，所述下履带(23)装配在所述下夹爪(22)内，所述推杆(17)安装在所述第二滑块(13)的两侧，所述推杆(17)与所述连杆(16)连接，所述滑轨(20)安装在所述连杆(16)上，所述第三滑块(21)安装在所述滑轨(20)上，所述推杆(17)与所述第三滑块(21)铰连；所述上夹爪装置(19)包括上夹爪(24)、第三驱动电机(25)、上履带(26)、上支架(27)及弹簧导杆(28)，所述上履带(26)装配在所述上夹爪(24)内，所述第三驱动电机(25)安装在所述上夹爪(24)上，所述第三驱动电机(25)通过传动带连接所述上履带(26)，所述弹簧导杆(28)穿过所述上支架(27)与所述上夹爪(24)相连，所述弹簧(10)安装在所述弹簧导杆(28)上。

2.根据权利要求1所述的一种高压输电线路巡检机器人，其特征在于所述连杆(16)与所述上夹爪(24)通过连杆机构连接。