CN110116394B - 一种用于输电线路巡检机器人的剖分挂线式行走夹持机构 - Google Patents

Abstract

一种用于输电线路巡检机器人的剖分挂线式行走夹持机构，主动行走轮前后两侧分别设有从动行走轮，实现双侧支撑行走方式以降低侧向偏距；主动行走轮和从动行走轮各自安装在配套立柱上，两根立柱可沿直线相向或相对移动，使主动行走轮与从动行走轮在交错排列状态与剖分打开状态之间切换，交错排列状态用于行走，剖分打开状态用于挂线或越障；在主动行走轮和从动行走轮下方立柱间设有夹紧组件，夹紧组件为两套且均包括夹紧滚轮、滚轮支架、支架导杆和夹紧丝杠，夹紧滚轮位于支架顶端，支架导杆和夹紧丝杠平行穿装在支架上，两根夹紧丝杠旋向相反且端部采用插接结构，两套滚轮支架可沿各自夹紧丝杠相向或相对移动，用于对输电线进行夹紧或松开。

Description

一种用于输电线路巡检机器人的剖分挂线式行走夹持机构

技术领域

本发明属于输电线路巡检机器人技术领域，特别是涉及一种用于输电线路巡检机器人的剖分挂线式行走夹持机构。

背景技术

电力***作为现代社会不可缺少的组成部分，尤其是输电线路的稳定与安全，则是电能供应的重要保障条件。其中，高压输电线路作为电力运输的重要环节，其长期暴露在外部环境中，容易发生线路磨损、老化、断股等问题，从而造成电力输送障碍。因此，对输电线路进行定期巡检是十分必要的。但是，由于高压输电线路的分布与架设环境特殊，依靠人工巡检方式已经越来越难以满足实际巡检工作的需要。

为此，相关技术人员研发了种类繁多的巡检机器人，与人工巡检方式相比，其不但可以近距离检测输电线路，而且工作效率要远远高于人工巡检。但是，由于输电线路上安装有大量的用于保证线路安全的金具，巡线机器人必须跨越这些金具才能完成巡检，而现有的具备越障能力的巡线机器人，其行走轮普遍采用单侧支撑的行走模式，在巡检机器人行走过程中，容易产生侧向偏距，同时巡线机器人采用的越障方式比较复杂。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种用于输电线路巡检机器人的剖分挂线式行走夹持机构，其采用双侧支撑行走方式，可有效降低侧向偏距，同时可有效简化巡线机器人的越障方式。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于输电线路巡检机器人的剖分挂线式行走夹持机构，包括手臂接头、底座、第一支柱、第二支柱、主动行走轮及从动行走轮；所述手臂接头固装在底座底部，所述第一支柱和第二支柱均竖直安装在底座上；所述主动行走轮水平安装第一支柱上端，主动行走轮上固设有从动齿轮；在所述第一支柱顶端设置有行走驱动电机，在行走驱动电机的电机轴上安装有主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮相啮合；所述从动行走轮数量为两个，两个从动行走轮均水平安装在第二支柱上端，且两个从动行走轮位于主动行走轮的前后两侧。

在所述第一支柱和第二支柱与底座之间设置有剖分挂线开合组件，剖分挂线开合组件包括开合驱动电机、主动带轮、从动带轮、皮带、双向丝杠及导轨；所述导轨水平固装在底座上，所述双向丝杠设置在导轨正上方，双向丝杠与导轨相平行，双向丝杠两端均通过轴承与底座相连；所述从动带轮安装在双向丝杠端部，所述开合驱动电机安装在底座下部，所述主动带轮安装在开合驱动电机的电机轴上，主动带轮通过皮带与从动带轮传动连接；所述第一支柱及第二支柱的底部均采用滑块结构，第一支柱和第二支柱均通过底部滑块结构与导轨相连；在所述第一支柱底部滑块结构上方的柱体上开设有左旋螺纹孔，所述双向丝杠的左旋螺纹段穿过第一支柱上的左旋螺纹孔；在所述第二支柱底部滑块结构上方的柱体上开设有右旋螺纹孔，所述双向丝杠的右旋螺纹段穿过第二支柱上的右旋螺纹孔。

在所述主动行走轮下方的第一支柱的柱体上设置有第一夹紧组件，在所述从动行走轮下方的第二支柱的柱体上设置有第二夹紧组件；所述第一夹紧组件包括第一夹紧滚轮、第一滚轮支架、第一支架导杆及第一夹紧丝杠；所述第一夹紧丝杠采用左旋丝杠，第一夹紧丝杠一端通过轴承水平连接在第一支柱上，所述第一支架导杆位于第一夹紧丝杠上方，第一支架导杆一端固连在第一支柱上，第一支架导杆与第一夹紧丝杠相平行；所述第一夹紧滚轮设置在第一滚轮支架顶部，在第一滚轮支架下部开设有左旋螺纹孔，且该左旋螺纹孔的上方开设有第一导向孔；所述第一夹紧丝杠穿过第一滚轮支架上的左旋螺纹孔，所述第一支架导杆穿过第一滚轮支架上的第一导向孔；所述第二夹紧组件包括第二夹紧滚轮、第二滚轮支架、第二支架导杆、第二夹紧丝杠、夹紧驱动电机、主动锥齿轮及从动锥齿轮；所述第二夹紧丝杠采用右旋丝杠，第二夹紧丝杠一端通过轴承水平连接在第二支柱上，所述第二支架导杆位于第二夹紧丝杠上方，第二支架导杆一端固连在第二支柱上，第二支架导杆与第二夹紧丝杠相平行；所述第二夹紧滚轮设置在第二滚轮支架顶部，在第二滚轮支架下部开设有右旋螺纹孔，且该右旋螺纹孔的上方开设有第二导向孔；所述第二夹紧丝杠穿过第二滚轮支架上的右旋螺纹孔，所述第二支架导杆穿过第二滚轮支架上的第二导向孔；所述从动锥齿轮安装在第二夹紧丝杠端部，所述夹紧驱动电机安装在从动锥齿轮上方的第二支柱上，所述主动锥齿轮安装在夹紧驱动电机的电机轴上，主动锥齿轮与从动锥齿轮相啮合；所述第一夹紧丝杠与第二夹紧丝杠正对设置，两根丝杠的端部采用插接式对接结构，且第一夹紧丝杠与第二夹紧丝杠的中轴线相重合；所述第一支架导杆与第二支架导杆正对设置，且第一支架导杆与第二支架导杆的中轴线相重合。

所述主动行走轮和从动行走轮结构相同，均包括行走轮轮轴、行走轮轮毂、前轴承压盖及后轴承压盖；所述行走轮轮毂通过轴承套装在行走轮轮轴上，行走轮轮轴一端延伸至行走轮轮毂外部，且行走轮轮轴外伸段加工有外螺纹，行走轮轮轴通过外伸段与第一支柱或第二支柱螺纹固连在一起；所述前轴承压盖固装在行走轮轮毂外侧，所述后轴承压盖固装在行走轮轮毂内侧。

所述从动齿轮设置在主动行走轮的后轴承压盖上，且从动齿轮与后轴承压盖采用一体式结构。

本发明的有益效果：

本发明的用于输电线路巡检机器人的剖分挂线式行走夹持机构，其采用双侧支撑行走方式，可有效降低侧向偏距，同时可有效简化巡线机器人的越障方式。

附图说明

图1为本发明的一种用于输电线路巡检机器人的剖分挂线式行走夹持机构的立体图；

图2为本发明的一种用于输电线路巡检机器人的剖分挂线式行走夹持机构(主动行走轮从动行走轮处于交错排列状态)的正视图；

图3为本发明的一种用于输电线路巡检机器人的剖分挂线式行走夹持机构(主动行走轮从动行走轮处于剖分打开状态)的正视图；

图4为图3中A向视图；

图5为本发明的主动行走轮的剖视结构图；

图6为第一/第二夹紧滚轮与第一/第二滚轮支架的配装示意图；

图中，1—手臂接头，2—底座，3—第一支柱，4—第二支柱，5—主动行走轮，6—从动行走轮，7—从动齿轮，8—行走驱动电机，9—主动齿轮，10—开合驱动电机，11—主动带轮，12—从动带轮，13—皮带，14—双向丝杠，15—导轨，16—第一夹紧滚轮，17—第一滚轮支架，18—第一支架导杆，19—第一夹紧丝杠，20—第二夹紧滚轮，21—第二滚轮支架，22—第二支架导杆，23—第二夹紧丝杠，24—夹紧驱动电机，25—主动锥齿轮，26—从动锥齿轮，27—行走轮轮轴，28—行走轮轮毂，29—前轴承压盖，30—后轴承压盖，31—输电线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1～6所示，一种用于输电线路巡检机器人的剖分挂线式行走夹持机构，包括手臂接头1、底座2、第一支柱3、第二支柱4、主动行走轮5及从动行走轮6；所述手臂接头1固装在底座2底部，所述第一支柱3和第二支柱4均竖直安装在底座2上；所述主动行走轮5水平安装第一支柱3上端，主动行走轮5上固设有从动齿轮7；在所述第一支柱3顶端设置有行走驱动电机8，在行走驱动电机8的电机轴上安装有主动齿轮9，主动齿轮9与从动齿轮7相啮合；所述从动行走轮6数量为两个，两个从动行走轮6均水平安装在第二支柱4上端，且两个从动行走轮6位于主动行走轮5的前后两侧。

在所述第一支柱3和第二支柱4与底座2之间设置有剖分挂线开合组件，剖分挂线开合组件包括开合驱动电机10、主动带轮11、从动带轮12、皮带13、双向丝杠14及导轨15；所述导轨15水平固装在底座2上，所述双向丝杠14设置在导轨15正上方，双向丝杠14与导轨15相平行，双向丝杠14两端均通过轴承与底座2相连；所述从动带轮12安装在双向丝杠14端部，所述开合驱动电机10安装在底座2下部，所述主动带轮11安装在开合驱动电机10的电机轴上，主动带轮11通过皮带13与从动带轮12传动连接；所述第一支柱3及第二支柱4的底部均采用滑块结构，第一支柱3和第二支柱4均通过底部滑块结构与导轨15相连；在所述第一支柱3底部滑块结构上方的柱体上开设有左旋螺纹孔，所述双向丝杠14的左旋螺纹段穿过第一支柱3上的左旋螺纹孔；在所述第二支柱4底部滑块结构上方的柱体上开设有右旋螺纹孔，所述双向丝杠14的右旋螺纹段穿过第二支柱4上的右旋螺纹孔。

在所述主动行走轮5下方的第一支柱3的柱体上设置有第一夹紧组件，在所述从动行走轮6下方的第二支柱4的柱体上设置有第二夹紧组件；所述第一夹紧组件包括第一夹紧滚轮16、第一滚轮支架17、第一支架导杆18及第一夹紧丝杠19；所述第一夹紧丝杠19采用左旋丝杠，第一夹紧丝杠19一端通过轴承水平连接在第一支柱3上，所述第一支架导杆18位于第一夹紧丝杠19上方，第一支架导杆18一端固连在第一支柱3上，第一支架导杆18与第一夹紧丝杠19相平行；所述第一夹紧滚轮16设置在第一滚轮支架17顶部，在第一滚轮支架17下部开设有左旋螺纹孔，且该左旋螺纹孔的上方开设有第一导向孔；所述第一夹紧丝杠19穿过第一滚轮支架17上的左旋螺纹孔，所述第一支架导杆18穿过第一滚轮支架17上的第一导向孔；所述第二夹紧组件包括第二夹紧滚轮20、第二滚轮支架21、第二支架导杆22、第二夹紧丝杠23、夹紧驱动电机24、主动锥齿轮25及从动锥齿轮26；所述第二夹紧丝杠23采用右旋丝杠，第二夹紧丝杠23一端通过轴承水平连接在第二支柱4上，所述第二支架导杆22位于第二夹紧丝杠23上方，第二支架导杆22一端固连在第二支柱4上，第二支架导杆22与第二夹紧丝杠23相平行；所述第二夹紧滚轮20设置在第二滚轮支架21顶部，在第二滚轮支架21下部开设有右旋螺纹孔，且该右旋螺纹孔的上方开设有第二导向孔；所述第二夹紧丝杠23穿过第二滚轮支架21上的右旋螺纹孔，所述第二支架导杆22穿过第二滚轮支架21上的第二导向孔；所述从动锥齿轮26安装在第二夹紧丝杠23端部，所述夹紧驱动电机24安装在从动锥齿轮26上方的第二支柱4上，所述主动锥齿轮25安装在夹紧驱动电机24的电机轴上，主动锥齿轮25与从动锥齿轮26相啮合；所述第一夹紧丝杠19与第二夹紧丝杠23正对设置，两根丝杠的端部采用插接式对接结构，且第一夹紧丝杠19与第二夹紧丝杠23的中轴线相重合；所述第一支架导杆18与第二支架导杆22正对设置，且第一支架导杆18与第二支架导杆22的中轴线相重合。

所述主动行走轮5和从动行走轮6结构相同，均包括行走轮轮轴27、行走轮轮毂28、前轴承压盖29及后轴承压盖30；所述行走轮轮毂28通过轴承套装在行走轮轮轴27上，行走轮轮轴27一端延伸至行走轮轮毂28外部，且行走轮轮轴27外伸段加工有外螺纹，行走轮轮轴27通过外伸段与第一支柱3或第二支柱4螺纹固连在一起；所述前轴承压盖29固装在行走轮轮毂28外侧，所述后轴承压盖30固装在行走轮轮毂28内侧。

所述从动齿轮7设置在主动行走轮5的后轴承压盖30上，且从动齿轮7与后轴承压盖30采用一体式结构。

下面结合附图说明本发明的一次使用过程：

当巡检机器人需要进行挂线时，首先启动开合驱动电机10，带动主动带轮11正向转动，进而通过皮带13依次带动从动带轮12及双向丝杠14同步正向转动，在双向丝杠14正向转动过程中，第一支柱3会沿着双向丝杠14左旋螺纹段向外侧移动，同时第二支柱4会沿着双向丝杠14右旋螺纹段向外侧移动，直到主动行走轮5与从动行走轮6由交错排列状态变为剖分打开状态，从而在主动行走轮5与从动行走轮6之间形成挂线通道。

接下来，巡检机器人抬升手臂，使输电线31由挂线通道进入行走夹持机构的内侧，然后反向启动开合驱动电机10，带动主动带轮11反向转动，通过皮带13依次带动从动带轮12及双向丝杠14同步反向转动，第一支柱3会沿着双向丝杠14左旋螺纹段向内侧移动，同时第二支柱4会沿着双向丝杠14右旋螺纹段向外内移动，直到主动行走轮5与从动行走轮6由剖分打开状态恢复到交错排列状态，并且使第一夹紧丝杠19与第二夹紧丝杠23对接固连在一起。

之后，巡检机器人缓慢下移手臂，直到主动行走轮5和从动行走轮6落到输电线31上，然后启动夹紧驱动电机24，带动主动锥齿轮25正向转动，进而依次带动从动锥齿轮26、第二夹紧丝杠23及第一夹紧丝杠19同步正向转动，在第一夹紧丝杠19和第二夹紧丝杠23正向转动过程中，第一支架导杆18会沿着第一夹紧丝杠19向内侧移动，同时第二支架导杆22会沿着第二夹紧丝杠23向内侧移动，直到输电线31被夹紧在第一夹紧滚轮16及第二夹紧滚轮20与主动行走轮5之间，有效保证了输电线31不会从主动行走轮5上脱开。

当上述动作全部执行完毕后，便可以开始巡检工作了，此时需要启动行走驱动电机8，带动主动齿轮9转动，进而依次带动从动齿轮7和主动行走轮5的后轴承压盖30同步转动，最终通过后轴承压盖30带动主动行走轮5的行走轮轮毂28转动，此时通过行走轮轮毂28的转动实现巡检机器人在输电线31上的行走动作，而分布在主动行走轮5前后两侧的从动行走轮6也会跟随转动，以降低行走夹持机构的侧向偏距。

当巡检机器人需要进行越障时，行走夹持机构需要从挂线状态变为脱离状态，并控制手臂越过金具至金具另一侧的输电线31上，再重新通过行走夹持机构进行挂线。为此，只需反向只需挂线步骤即可，即先将第一夹紧滚轮16和第二夹紧滚轮20退回到原位，解除对输电线31的夹紧，然后缓慢上移手臂使主动行走轮5和从动行走轮6从输电线31上抬离，接下来控制双向丝杠14反向转动，第一支柱3和第二支柱4各自退回到外侧，使主动行走轮5与从动行走轮6由交错排列状态再次变为剖分打开状态，最后控制手臂下移，直到输电线31从挂线通道移出到行走夹持机构外部，此时便可执行越障动作了。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。

Claims (4)

1.一种用于输电线路巡检机器人的剖分挂线式行走夹持机构，其特征在于：包括手臂接头、底座、第一支柱、第二支柱、主动行走轮及从动行走轮；所述手臂接头固装在底座底部，所述第一支柱和第二支柱均竖直安装在底座上；所述主动行走轮水平安装第一支柱上端，主动行走轮上固设有从动齿轮；在所述第一支柱顶端设置有行走驱动电机，在行走驱动电机的电机轴上安装有主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮相啮合；所述从动行走轮数量为两个，两个从动行走轮均水平安装在第二支柱上端，且两个从动行走轮位于主动行走轮的前后两侧；在所述第一支柱和第二支柱与底座之间设置有剖分挂线开合组件，剖分挂线开合组件包括开合驱动电机、主动带轮、从动带轮、皮带、双向丝杠及导轨；所述导轨水平固装在底座上，所述双向丝杠设置在导轨正上方，双向丝杠与导轨相平行，双向丝杠两端均通过轴承与底座相连；所述从动带轮安装在双向丝杠端部，所述开合驱动电机安装在底座下部，所述主动带轮安装在开合驱动电机的电机轴上，主动带轮通过皮带与从动带轮传动连接；所述第一支柱及第二支柱的底部均采用滑块结构，第一支柱和第二支柱均通过底部滑块结构与导轨相连；在所述第一支柱底部滑块结构上方的柱体上开设有左旋螺纹孔，所述双向丝杠的左旋螺纹段穿过第一支柱上的左旋螺纹孔；在所述第二支柱底部滑块结构上方的柱体上开设有右旋螺纹孔，所述双向丝杠的右旋螺纹段穿过第二支柱上的右旋螺纹孔。

2.根据权利要求1所述的一种用于输电线路巡检机器人的剖分挂线式行走夹持机构，其特征在于：在所述主动行走轮下方的第一支柱的柱体上设置有第一夹紧组件，在所述从动行走轮下方的第二支柱的柱体上设置有第二夹紧组件；所述第一夹紧组件包括第一夹紧滚轮、第一滚轮支架、第一支架导杆及第一夹紧丝杠；所述第一夹紧丝杠采用左旋丝杠，第一夹紧丝杠一端通过轴承水平连接在第一支柱上，所述第一支架导杆位于第一夹紧丝杠上方，第一支架导杆一端固连在第一支柱上，第一支架导杆与第一夹紧丝杠相平行；所述第一夹紧滚轮设置在第一滚轮支架顶部，在第一滚轮支架下部开设有左旋螺纹孔，且该左旋螺纹孔的上方开设有第一导向孔；所述第一夹紧丝杠穿过第一滚轮支架上的左旋螺纹孔，所述第一支架导杆穿过第一滚轮支架上的第一导向孔；所述第二夹紧组件包括第二夹紧滚轮、第二滚轮支架、第二支架导杆、第二夹紧丝杠、夹紧驱动电机、主动锥齿轮及从动锥齿轮；所述第二夹紧丝杠采用右旋丝杠，第二夹紧丝杠一端通过轴承水平连接在第二支柱上，所述第二支架导杆位于第二夹紧丝杠上方，第二支架导杆一端固连在第二支柱上，第二支架导杆与第二夹紧丝杠相平行；所述第二夹紧滚轮设置在第二滚轮支架顶部，在第二滚轮支架下部开设有右旋螺纹孔，且该右旋螺纹孔的上方开设有第二导向孔；所述第二夹紧丝杠穿过第二滚轮支架上的右旋螺纹孔，所述第二支架导杆穿过第二滚轮支架上的第二导向孔；所述从动锥齿轮安装在第二夹紧丝杠端部，所述夹紧驱动电机安装在从动锥齿轮上方的第二支柱上，所述主动锥齿轮安装在夹紧驱动电机的电机轴上，主动锥齿轮与从动锥齿轮相啮合；所述第一夹紧丝杠与第二夹紧丝杠正对设置，两根丝杠的端部采用插接式对接结构，且第一夹紧丝杠与第二夹紧丝杠的中轴线相重合；所述第一支架导杆与第二支架导杆正对设置，且第一支架导杆与第二支架导杆的中轴线相重合。

3.根据权利要求1所述的一种用于输电线路巡检机器人的剖分挂线式行走夹持机构，其特征在于：所述主动行走轮和从动行走轮结构相同，均包括行走轮轮轴、行走轮轮毂、前轴承压盖及后轴承压盖；所述行走轮轮毂通过轴承套装在行走轮轮轴上，行走轮轮轴一端延伸至行走轮轮毂外部，且行走轮轮轴外伸段加工有外螺纹，行走轮轮轴通过外伸段与第一支柱或第二支柱螺纹固连在一起；所述前轴承压盖固装在行走轮轮毂外侧，所述后轴承压盖固装在行走轮轮毂内侧。

4.根据权利要求3所述的一种用于输电线路巡检机器人的剖分挂线式行走夹持机构，其特征在于：所述从动齿轮设置在主动行走轮的后轴承压盖上，且从动齿轮与后轴承压盖采用一体式结构。

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