CN109698476A - 一种高压输电线路巡线机器人的爪部抱线机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压输电线路巡线机器人的爪部抱线机构，其包括固定架，固定架中部设置有轮毂电机，轮毂电机的输出轴与主动轮传动连接，固定架的下部对称设置有支撑轮，固定架的两侧外壁上分别设置有限位轮与限位爪，固定架的正面外壁上设置有电流取电装置。本发明能够解决现有技术中爪部抱线机构难以有效完成脱离电线、抓取电线、抱死电线等动作的问题，结构简单、效率高、可靠性强。

Description

一种高压输电线路巡线机器人的爪部抱线机构

技术领域

本发明涉及一种电力相关机器人技术领域，具体涉及一种高压输电线路巡线机器人的爪部抱线机构。

背景技术

目前，采用高压和超高压架空电力线路是长距离输配电力的主要方式，电力线路是电力***的重要组成部分。线路由于长期暴露在自然环境中，不仅要承受正常机械载荷和电力负荷的内部压力，还要经受污秽、雷击、强风、滑坡、沉陷及鸟害等外界侵害。上述因素会对电力线造成比较大的损害，所以电力线需要经常进行巡检，如有电力线损伤必须要进行及时更换。为了能够实现电力线的自主巡检，关于巡线机器人的研究现在日益增多；但现有的巡线机器人大多只能保证沿线前进，当遇到障碍需要跨越时，难以完整越障所需要的操作。

越障功能的实现，最主要需要巡线机器人的爪部抱线机构能够可靠的完成脱离电线、抓取电线、抱死电线等一系列动作，但现有爪部抱线机构难以有效完成这些动作，通常抓取动作容易存在无法有效抓取电线的问题，抱死动作则存在摩擦不足，无法保证整个机器人的位置固定。

发明内容

本发明针对现有技术中的上述不足，提供了一种能够解决现有技术中爪部抱线机构难以有效完成脱离电线、抓取电线、抱死电线等动作的问题的高压输电线路巡线机器人的爪部抱线机构。

为解决上述技术问题，本发明采用了下列技术方案：

提供了一种高压输电线路巡线机器人的爪部抱线机构，其包括固定架，固定架中部设置有轮毂电机，轮毂电机的输出轴与主动轮传动连接，固定架的下部对称设置有支撑轮，固定架的两侧外壁上分别设置有限位轮与限位爪，固定架的正面外壁上设置有电流取电装置。

上述技术方案中，优选的，主动轮通过连接法兰与固定架活动连接。

上述技术方案中，优选的，固定架的侧面外壁上铰接有限位丝杠电机，两侧的限位丝杠电机分别通过连接螺杆与限位爪和限位轮传动连接。

上述技术方案中，优选的，限位丝杠电机与丝杠支架传动连接，丝杠支架与固定架的侧壁活动连接。

上述技术方案中，优选的，丝杠支架的上部和下部分别通过悬挂弹簧与固定架连接。

上述技术方案中，优选的，丝杠支架的上部和下部分别通过悬挂弹簧与固定架连接。

上述技术方案中，优选的，限位丝杠电机的输出端通过联轴器与连接螺杆连接。

上述技术方案中，优选的，限位丝杠电机的输出端通过联轴器与连接螺杆连接。

上述技术方案中，优选的，连接螺杆套设有丝杠螺母，两侧的丝杠螺母分别与限位爪和限位轮端部铰接。

上述技术方案中，优选的，支撑轮通过支撑弹簧与固定架的侧壁连接。

上述技术方案中，优选的，固定架的外部四角分别设置有箱体连接角片。

本发明提供的上述高压输电线路巡线机器人的爪部抱线机构的主要有益效果在于：

本发明通过在爪部抱线机构上设置主动轮，从而能够直接碾过大多数电线障碍并提高越障效率；通过在固定架上设置支撑轮，利用支撑轮与主动轮配合，共同起到支撑爪部抱线机构的作用；通过设置轮毂电机，以驱动爪部抱线机构沿电线的移动；通过设置限位爪，使限位爪与支撑轮、主动轮配合，构成颚式夹紧结构，从上下两个方向实现对电线的抱死操作。

通过设置限位轮，使限位轮与支撑轮、主动轮配合，以保证夹紧电线操作的可靠性，同时又能使爪部抱线机构做相对运动时更加有效率；通过设置电流取电装置，由于电流取电装置的内径大于电线直径，可有效提高可抓取电线的范围，且通过限位轮与支撑轮、主动轮配合，首先使电线位于电流取电装置的夹持范围内，再进行抓取，有效保证抓取电线时的可靠性。

在巡线状态下实际电线的粗细有明显的变化，通过并在支撑轮两端设置支撑弹簧，利用悬挂结构使其可以更好地与电线配合，提供夹紧力，以便机器人攀爬大仰角电线。

通过设置丝杠支架和悬挂弹簧等机构，利用限位丝杠电机通过螺纹传动调节限位爪和限位轮的移动，以保证其传输足够大的扭矩，提高爪部抱线机构动作的稳定性和可靠性。

附图说明

图1是本发明爪部抱线机构的结构示意图。

图2是本发明爪部抱线机构另一角度的结构示意图。

其中，1、爪部抱线机构，11、固定架，111、箱体连接角片，112、连接法兰，12、主动轮，13、轮毂电机，14、支撑轮，141、支撑弹簧，15、电流取电装置，16、限位爪，161、限位丝杠电机，162、限位轮，163、悬挂弹簧，164、丝杠支架，165、丝杠螺母，166、连接螺杆，167、联轴器，168、丝杠电机座。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示，其为高压输电线路巡线机器人的爪部抱线机构的结构示意图。

本发明的高压输电线路巡线机器人的爪部抱线机构包括固定架11，固定架11上分别设置有主动轮12、限位轮162与限位爪16，固定架11上设置有与主动轮12的轮轴连接的轮毂电机13，以驱动主动轮12的转动；固定架11的外侧设置有电流取电装置15；电流取电装置15设置于固定架11的正面外壁上。

优选的，主动轮12和限位轮162均为内凹轮，以便增大与电线的接触面积，提高爪部抱线机构的摩擦力，以防止在运动过程中打滑。

具体地，主动轮12通过连接法兰112与固定架11活动连接，以方便其移动；固定架11的下部平行设置有两个支撑轮14；优选的，支撑轮14中心轴的两端通过支撑弹簧141与固定架11下部连接。

通过在固定架11上设置支撑轮14，并在支撑轮14两端设置支撑弹簧141，利用悬挂结构使其可以更好地与电线配合，提供夹紧力，以便机器人攀爬大仰角电线。

优选的，如图2所示，与限位轮162配合的丝杠支架164的上部和下部分别通过悬挂弹簧163与固定架11连接。通过将限位轮162配合的丝杠支架164设置悬挂弹簧163以与固定架11配合，从而使限位轮162能根据电线的不同粗细微调夹持的厚度；同时当电线出现粗细不同的变化时，通过悬挂弹簧163的活动，能保证限位轮162对电线抱紧的持续性，从而提高其可靠性。

限位丝杠电机161的下部设置有丝杠电机座168，丝杠电机座168与丝杠支架164铰接；限位丝杠电机161的输出端通过联轴器167与连接螺杆166连接；连接螺杆166上套设有丝杠螺母165，两侧的丝杠螺母165分别与限位爪16和限位轮162的端部铰接。

通过限位丝杠电机161工作，在杠杆原理作用下，推动丝杠螺母165沿连接螺杆166上下移动，使限位爪16和限位轮162绕固定架11与限位爪16和限位轮162的连接部相对转动，从而实现抱线和松开的动作，相对于普通电机输出，通过丝杠螺纹等结构，能够有效提升其输出的扭矩，保证夹持、抱紧等动作的可靠性。

可选的，固定架11的外部四角分别设置有箱体连接角片111，以保证固定架11结构的稳定性。

下面是本发明所提供的爪部抱线机构的工作原理：

在实际工作中，巡线机器人一般设置有两个爪部抱线机构1，且前后相互对称设置。巡线机器人可能遇到三种工况：一是无障碍正常行走；二是前方有障碍，如防震锤、耐张夹等小型障碍时，不离线碾压越障；三是前方有障碍，如跳线等不可碾压障碍时，越障端离线越障。

对于无障碍正常行走：爪部抱线机构1即处于正常工作状态。此时轮毂电机13作动带动整个机构前进，爪部抱线机构1的限位丝杠电机161转动使限位轮162与主动轮12将电线夹住，爪部抱线机构1在重力作用下使支撑轮14、限位轮162与主动轮12紧紧贴紧电线并提供摩擦力，此时限位爪16处于松开状态，从而使巡线机器人正常行走。

对于前方有障碍，如防震锤、耐张夹等小型障碍时，进行不离线碾压越障：即需要爪部抱线机构1进行抓取电线和脱离电线的动作。

爪部抱线机构1的所要进行的越障动作具体为：当巡线机器人识别前方有可碾压障碍时，爪部抱线机构1需要进行松开抓取然后直接碾过的动作。限位丝杠电机161转动使限位轮162和限位爪16松开，电流取电装置15的舵机转动带动两瓣磁芯打开，从而脱离电线，爪部抱线机构1的轮毂电机13驱动主动轮12，带动爪部抱线机构1碾过障碍。

同时，需要巡线机器人上的其中一个爪部抱线机构1进行夹紧电线操作，一般为在后侧的爪部抱线机构1。两个限位丝杠电机161转动使限位轮162和限位爪16夹紧电线以维持机构稳定，即进行夹紧电线动作。通过轮毂电机13转动配合爪部抱线机构1水平运动压过电线。

对于前方有障碍，如跳线等不可碾压障碍时，越障端离线越障：需要爪部抱线机构1进行脱离电线和抱死电线的动作。

首先是脱离电线的动作。当前方有不可碾压障碍时，巡线机器人上前侧的爪部抱线机构1的限位丝杠电机161驱动限位轮162和限位爪16打开，电流取电装置15的舵机转动带动两瓣磁芯打开，同时后侧爪部抱线机构1的限位丝杠电机161转动，使限位轮162和限位爪16夹紧电线，以维持机构稳定；通过巡线机器人上的电机驱动，使前侧爪部抱线机构1离开电线，从而越过障碍。

当前侧爪部抱线机构1越过障碍后，即需要前侧爪部抱线机构1进行抱死电线的动作。主动轮12钩住电线，前侧爪部抱线机构1的限位丝杠电机161驱动限位轮162和限位爪16向内转动抱死电线，从而方便后侧的爪部抱线机构1进行移动；后侧爪部抱线机构1的越线方式同前侧爪部抱线机构1前臂跨线相同。

上面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (10)

1.一种高压输电线路巡线机器人的爪部抱线机构，其特征在于，包括固定架(11)，所述固定架(11)中部设置有轮毂电机(13)，所述轮毂电机(13)的输出轴与主动轮(12)传动连接，固定架(11)的下部对称设置有支撑轮(14)，固定架(11)的两侧外壁上分别设置有限位轮(162)与限位爪(16)，固定架(11)的正面外壁上设置有电流取电装置(15)。

2.根据权利要求1所述的高压输电线路巡线机器人的爪部抱线机构，其特征在于，所述主动轮(12)通过连接法兰(112)与固定架(11)活动连接。

3.根据权利要求1所述的高压输电线路巡线机器人的爪部抱线机构，其特征在于，所述固定架(11)的侧面外壁上铰接有限位丝杠电机(161)，两侧的限位丝杠电机(161)分别通过连接螺杆(166)与限位爪(16)和限位轮(162)传动连接。

4.根据权利要求3所述的高压输电线路巡线机器人的爪部抱线机构，其特征在于，所述限位丝杠电机(161)与丝杠支架(164)传动连接，所述丝杠支架(164)与固定架(11)的侧壁活动连接。

5.根据权利要求3所述的高压输电线路巡线机器人的爪部抱线机构，其特征在于，所述丝杠支架(164)的上部和下部分别通过悬挂弹簧(163)与固定架(11)连接。

6.根据权利要求4所述的高压输电线路巡线机器人的爪部抱线机构，其特征在于，所述限位丝杠电机(161)的下部设置有丝杠电机座(168)，所述丝杠电机座(168)与丝杠支架(164)铰接。

7.根据权利要求3所述的高压输电线路巡线机器人的爪部抱线机构，其特征在于，所述限位丝杠电机(161)的输出端通过联轴器(167)与连接螺杆(166)连接。

8.根据权利要求7所述的高压输电线路巡线机器人的爪部抱线机构，其特征在于，所述连接螺杆(166)上套设有丝杠螺母(165)，两侧的丝杠螺母(165)分别与限位爪(16)和限位轮(162)的端部铰接。

9.根据权利要求1所述的高压输电线路巡线机器人的爪部抱线机构，其特征在于，所述支撑轮(14)通过支撑弹簧(141)与固定架(11)的侧壁连接。

10.根据权利要求1所述的高压输电线路巡线机器人的爪部抱线机构，其特征在于，所述固定架(11)的外部四角分别设置有箱体连接角片(111)。