CN109244934B - 一种地线悬挂巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地线悬挂巡检机器人，包括机器人箱体，箱体内包含控制***，箱体上携带检测装备，箱体后方有前中后三只手臂，三只手臂通过手臂底座与箱体相连；前中后臂通过驱动机构实现在输电线上的行走，通过伸缩机构实现机体在竖直方向的伸缩动作，通过开合机构实现驱动机构开合动作；由此在遇到障碍物时，三只手臂配合进行有序的动作以实现对障碍物的跨越功能。本发明具有越障能力强，越障效率高，爬坡角度大，结构稳固，重量轻，操作简单，实时性好等特点，实现了沿220kV～500kV输电线路地线稳定行驶，可跨越安装于地线上的防震锤、间隔棒、悬垂线夹、修补管等线路设备。

Description

一种地线悬挂巡检机器人

技术领域

本发明属于电力巡检设备技术领域，尤其涉及一种地线悬挂巡检机器人。

背景技术

为了保证高压输电线安全稳定的运行，必须定期对高压输电线进行检修。高压输电线的巡检检查对保护电网的安全是非常必要的，高压输电线分布广泛，部分地区地理环境较为复杂，人工巡检方式由于劳动强度大，巡检精度低，已经不再适用，因此只能寻求新的巡检方式。

移动机器人技术的发展，为架空高压输电线线的巡检提供了新的技术平台。目前研究的巡检机器人，无论是沿地线行驶还是沿导线行驶，均需要跨越障碍物，不仅极大影响机器人的巡检效率，而且机器人本身也存在安全隐患.相对沿导线行驶的机器人而言，沿地线行驶机器人“居高临下”，巡检线路的视场角大，巡检效果好，但地线的耐张塔头结构复杂，使得机器人难以逾越，机器人的实用性受到了极大制约。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种地线悬挂巡检机器人，实现了沿220kV～500kV输电线路地线稳定行驶，可跨越安装于地线上的防震锤、间隔棒、悬垂线夹、修补管等线路设备。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种地线悬挂巡检机器人，包括机器人箱体，所述机器人箱体内包含控制***，所述机器人箱体上携带检测装备，所述机器人箱体的后方有前中后三只手臂，三只手臂通过手臂底座与机器人箱体相连；

前后手臂位于机器人箱体两端，所述前后手臂分别包括位于顶部的驱动机构，中部的开合机构、转动机构和压紧机构，及下方的升降机构；所述驱动机构的下方连接开合机构，所述开合机构的下方连接转动机构，所述转动机构下方连接升降机构，所述升降机构上方连接压紧机构，所述升降机构下方连接手臂底座；

中臂位于机器人箱体中部，所述中臂包括位于顶部的驱动机构，中部的开合机构、转动机构，下方的升降机构和中臂前方的充电机构；所述驱动机构的下方连接开合机构，所述开合机构的下方连接转动机构，所述转动机构的下方连接升降机构，所述升降机构的前方设置充电机构，所述升降机构底部连接横手臂底座；

所述控制***电连接驱动机构、开合机构、升降机构、中臂充电机构。

进一步地，所述驱动机构包括驱动电机，所述驱动电机通过轴套连接驱动轮；所述驱动电机通过电机座连接开合机构。

进一步地，所述开合机构包括开合底板，所述开合底板上方安装两条导轨，导轨上安装四个滑块，滑块与所述电机座连接；所述开合底板下方安装开合电机，所述开合电机通过直齿轮与开合丝杠连接，所述开合丝杠通过丝杠螺母与丝杠螺母座连接，所述丝杠螺母座与电机座固定连接。

进一步地，所述转动机构包括回转轴承，所述回转轴承上方通过螺栓与开合底板连接，所述回转轴承下方通过螺栓与轴承底座连接，所述轴承底座上通过过盈配合与橡胶块连接，所述橡胶块通过限位长条与开合底座连接。

进一步地，所述升降机构包括手臂外管，所述手臂外管通过导向块与手臂内管连接，所述手臂内管通过轴承底座与伸缩推杆连接，所述伸缩推杆通过推杆底座与手臂外管连接。

进一步地，所述压紧机构包括压紧轮，所述压紧轮与压紧座连接，所述压紧座上与旋转压紧轮上支撑座连接，所述压紧座下与旋转压紧轮下支撑座连接，所述旋转压紧轮上支撑座与拉簧连接，所述拉簧另一端与压紧座连接。

进一步地，所述中臂充电机构包括充电插头，所述充电插头通过压簧与充电座连接，所述充电座通过螺栓与手臂内管连接。

进一步地，所述手臂底座上与前中后三臂连接，前与机器人箱体连接。

进一步地，所述检测装备包括摄像头、红外探测仪，所述摄像头、红外探测仪通过电路与信号收发器相连，所述信号收发器通过无线信号连接位于地面上的基站控制中心。

有益效果：与现有技术相比，本发明地线悬挂巡检机器人的优点为：

(1)安全保护性好：行走时三个驱动轮同时挂线，压紧轮都能起到保护的作用；越障时三臂至少两臂挂线，使机器人不会因为晃动而从输电线上掉下，保证了机器人运行的稳定。

(2)越障效率高：机器人在跨越防震锤等障碍物时，可以直接撞开压紧机构，省略了越障步骤，提高了越障效率。

(3)控制简单、精度高：实现了行走、越障时的自动控制，其越障时间短，效率高。

(4)巡检质量高、应用广泛：安置有摄像头和红外探测仪，能够将行走过的线路信息通过无线网桥清晰地传输给地面基站，保证了输电线路巡检工作的质量；还可远程控制，可广泛应用于输电线路的巡检工作。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的前后手臂剖面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

如图1和2所示，一种地线悬挂巡检机器人，包括机器人箱体5，机器人箱体内包含控制***，机器人箱体5上携带检测装备6，机器人箱体后方的前臂1、中臂9、后臂8通过手臂底座7与机器人箱体5相连，其中，前臂1、后臂8位于机器人箱体5两端。

前臂1、后臂8包括位于顶部的驱动机构，中部的开合机构、转动机构、压紧机构，以及下方的升降机构。驱动机构的下方连接开合机构，开合机构的下方连接转动机构，转动机构下方连接升降机构，升降机构上方连接压紧机构，升降机构下方连接手臂底座。

中臂9包括顶部的驱动机构，中部的开合机构、转动机构，下方的升降机构和中臂9前方的充电机构。控制***电控连接驱动机构、开合机构、升降机构、中臂充电机构。驱动机构的下方连接开合机构，开合机构的下方连接转动机构，转动机构的下方连接升降机构，升降机构的前方设置充电机构，升降机构底部连接横手臂底座。

驱动机构包括驱动电机36，驱动电机36通过轴套13连接驱动轮12，驱动电机36通过电机座35连接开合机构，驱动电机36与控制***通过电路相连。

开合机构包括开合底板32，开合底板32上方安装两条导轨11，导轨11上安装四个滑块10，滑块10与电机座37连接，开合底板32下方安装开合电机30，开合电机30通过驱动齿轮31和从动齿轮33与开合丝杠34连接，开合丝杠34通过丝杠螺母35与电机座37固定连接，开合电机30与控制***通过电路相连。

转动机构包括回转轴承29，回转轴承29上方通过螺栓与开合底板32连接，回转轴承29下方通过螺栓与轴承底座26连接，轴承底座26上通过过盈配合与橡胶块27连接，橡胶块27通过限位长条28与开合底座32连接。

升降机构包括手臂外管22，手臂外管22通过导向块与手臂内管25连接，手臂内管25通过轴承底座26与伸缩推杆24连接，伸缩推杆24通过推杆底座23与手臂外管22连接，伸缩推杆24与控制***通过电路相连。

压紧机构包括压紧轮17，压紧轮17与压紧座18连接，压紧座18上与旋转压紧轮上支撑座20连接，压紧座18下与旋转压紧轮下支撑座21连接，旋转压紧轮上支撑座20与拉簧19连接，拉簧19另一端与压紧座18连接。

中臂充电机构包括充电插头3，充电插头3通过压簧4与充电座2连接，充电座2通过螺栓与手臂内管25连接。充电插头3与控制***通过电路相连。

检测装备12包括摄像头、红外探测仪，摄像头、红外探测仪通过电路与信号收发器相连，信号收发器通过无线信号连接位于地面上的基站控制中心。检测装备12固定在机器人箱体5正下方，将拍摄的线路图像信息通过无线网桥传到地面的基站控制中心，便于地面工作人员确定损坏的输电线位置及其周围环境状况，以便进行维修。

本发明的地线悬挂巡检机器人可适用于500KV的高压输电线路。前臂1、中臂9、后臂8通过驱动机构实现在输电线上的行走；通过伸缩机构实现机体在竖直方向的伸缩动作，即伸开、收缩状态；通过开合机构实现驱动机构开合动作，即打开、闭合的状态。由此在遇到障碍物时，三只手臂配合进行有序的伸开、收缩，打开、闭合动作以实现对障碍物的跨越功能。

地线悬挂巡检机器人具体运行过程为：在输电线上行走时，前臂1、中臂9、后臂8通过驱动轮12挂线，且前臂1、中臂9、后臂8的伸缩机构处于收缩状态，开合机构处于闭合状态，压紧机构处于压紧状态。当遇到障碍物如悬垂线夹时，机器人停止行走，通过伸缩机构抬起前臂1，通过开合机构打开前臂1的驱动轮12，通过伸缩机构使前臂1下沉，机器人前行，通过伸缩机构抬起前臂1，通过开合机构关闭前臂1，通过伸缩机构使前臂1下沉，机器人前行，通过伸缩机构抬起中臂9，通过开合机构打开中臂9的驱动轮12，通过伸缩机构使中臂9下沉，机器人前行，通过伸缩机构抬起中臂9，通过开合机构关闭中臂9，通过伸缩机构使中臂9下沉，机器人前行，通过伸缩机构抬起后臂8，通过开合机构打开后臂8的驱动轮12，通过伸缩机构使后臂8下沉，机器人前行，通过伸缩机构抬起后臂8，通过开合机构关闭后臂8，通过伸缩机构使后臂8下沉，机器人前行，完成越障。当遇到障碍物如防震锤和过桥时，因为压紧轮可以撞开和充电插头与行走轮之间的距离大于障碍物的长度，所以机器人可以直接前行通过。

Claims (5)

1.一种地线悬挂巡检机器人，其特征在于，包括机器人箱体，所述机器人箱体内包含控制***，所述机器人箱体上携带检测装备，所述机器人箱体的后方有前中后三只手臂，三只手臂通过手臂底座与机器人箱体相连；

前后手臂位于机器人箱体两端，所述前后手臂分别包括位于顶部的驱动机构，中部的开合机构、转动机构和压紧机构，及下方的升降机构；

所述驱动机构的下方连接开合机构，所述开合机构的下方连接转动机构，所述转动机构下方连接升降机构，所述升降机构上方连接压紧机构，所述升降机构下方连接手臂底座；

中臂位于机器人箱体中部，所述中臂包括位于顶部的驱动机构，中部的开合机构、转动机构，下方的升降机构和中臂前方的充电机构；

所述驱动机构的下方连接开合机构，所述开合机构的下方连接转动机构，所述转动机构的下方连接升降机构，所述升降机构的前方设置充电机构，所述升降机构底部连接横手臂底座；

所述控制***电连接驱动机构、开合机构、升降机构、中臂充电机构；

所述驱动机构包括驱动电机，所述驱动电机通过轴套连接驱动轮；所述驱动电机通过电机座连接开合机构；

所述开合机构包括开合底板，所述开合底板上方安装两条导轨，导轨上安装四个滑块，滑块与所述电机座连接；所述开合底板下方安装开合电机，所述开合电机通过直齿轮与开合丝杠连接，所述开合丝杠通过丝杠螺母与丝杠螺母座连接，所述丝杠螺母座与电机座固定连接；

所述转动机构包括回转轴承，所述回转轴承上方通过螺栓与开合底板连接，所述回转轴承下方通过螺栓与轴承底座连接，所述轴承底座上通过过盈配合与橡胶块连接，所述橡胶块通过限位长条与开合底座连接；

所述升降机构包括手臂外管，所述手臂外管通过导向块与手臂内管连接，所述手臂内管通过轴承底座与伸缩推杆连接，所述伸缩推杆通过推杆底座与手臂外管连接。

2.根据权利要求1所述的地线悬挂巡检机器人，其特征在于，所述压紧机构包括压紧轮，所述压紧轮与压紧座连接，所述压紧座上与旋转压紧轮上支撑座连接，所述压紧座下与旋转压紧轮下支撑座连接，所述旋转压紧轮上支撑座与拉簧连接，所述拉簧另一端与压紧座连接。

3.根据权利要求1所述的地线悬挂巡检机器人，其特征在于，所述中臂充电机构包括充电插头，所述充电插头通过压簧与充电座连接，所述充电座通过螺栓与手臂内管连接。

4.根据权利要求1所述的地线悬挂巡检机器人，其特征在于，所述手臂底座上与前中后三臂连接，前与机器人箱体连接。

5.根据权利要求1所述的地线悬挂巡检机器人，其特征在于，所述检测装备包括摄像头、红外探测仪，所述摄像头、红外探测仪通过电路与信号收发器相连，所述信号收发器通过无线信号连接位于地面上的基站控制中心。

Images