專利名稱:用于架空輸電線路的自動修剪樹枝機器人的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于架空輸電線路的自動修剪樹枝機器人，其包括控制系統(tǒng)和移動機體，移動機體上設(shè)有電源、行走系統(tǒng)和修剪系統(tǒng)；修剪系統(tǒng)包括刀口相對應(yīng)設(shè)置且上下水平布設(shè)的第一刀片和第二刀片，以及驅(qū)動所述第一、第二刀片反向轉(zhuǎn)動的修剪機器手驅(qū)動機構(gòu)。工作時，第一、第二刀片反向轉(zhuǎn)動形成“剪刀”對樹枝進行修剪，不管是軟的還是硬的樹枝，均是雙向夾攻一剪即斷，可有效剪斷樹枝，修剪效率較高。而且，第一、第二刀片反向轉(zhuǎn)動，它們的反扭矩可以互相抵消，架空輸電線路不會受第一、第二刀片帶來的扭矩力的影響。
【專利說明】
用于架空輸電線路的自動修剪樹枝機器人
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及架空輸電線路通道維護領(lǐng)域，具體是一種用于架空輸電線路帶電作業(yè)的修剪樹枝機器人。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城鄉(xiāng)工、農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，輸電線路通道內(nèi)新增植樹等危及線路安全運行的行為仍將會不斷出現(xiàn)。電力部門線路通道維護工作仍將面臨嚴峻的挑戰(zhàn)，林電矛盾一直是輸電線路安全可靠運行的最大隱患，近年來由于優(yōu)質(zhì)供電的要求以及砍伐樹木的排場費用越來越高，造成林電矛盾問題越來越凸出，給輸電線路的安全穩(wěn)定運行帶來很大的隱患。
[0003]隨著電網(wǎng)密度逐年增大，樹線矛盾已日益突出，每年因樹障造成的直接經(jīng)濟損失越來越大，帶來的安全問題越來越嚴重，這一老難題，正引來越來越多的新關(guān)注。
[0004]而現(xiàn)有的人工砍伐樹木的困難如下:
[0005]1、村民的協(xié)調(diào)難度大:村民索取高額賠償造成了協(xié)調(diào)難，一些村民為了一己之私不服協(xié)調(diào)，置人身與電網(wǎng)安全于不顧，不管是先有線路后有樹，還是先有樹后有線路，他們都態(tài)度蠻橫地百般阻撓電力部門砍伐線下樹木，并漫天要價，謀求高額賠償。
[0006]2、賠付費用高昂:每株樹木數(shù)十到數(shù)千元不等。
[0007]3、人員安全得不到保障:有些樹枝接近輸電線路，安全距離不夠，在沒有停電作業(yè)條件下，人員的生命安全得不到保障;樹林經(jīng)常會有馬蜂窩，一旦驚動，就會出現(xiàn)重大人員傷亡事故。
[0008]4、砍伐難度很高:很多地方斗篷車無法到達，人工砍伐很難。
[0009]為了解決上述的各種問題，中國專利201510277573.3公開了一種架空高壓輸電線路帶電作業(yè)樹枝修剪機器人，以代替人工作業(yè)，解決高壓線路通道維護問題。其包括機器人作業(yè)平臺，固定在機器人作業(yè)平臺上的主軸驅(qū)動箱，與主軸驅(qū)動箱固定連接的重心調(diào)節(jié)裝置，與重心調(diào)節(jié)裝置連接的操作臂擺動關(guān)節(jié)以及設(shè)置在操作臂擺動關(guān)節(jié)末端的末端工具；其中:所述機器人作業(yè)平臺，包括機體，機械臂，行走輪，夾持夾爪，等電位輪，壓緊輪;所述機械臂以反對稱等距離形式布置在機體兩側(cè)，上端連接行走輪和夾線夾爪;等電位輪布置在夾線夾爪的一側(cè);所述壓緊輪布置在機械臂上與絲桿螺母結(jié)構(gòu)連接，電機驅(qū)動絲桿螺母機構(gòu)，帶動壓緊輪，在機械臂縱向方向進行直線運動，壓緊導線;所述驅(qū)動箱通過螺釘連接懸掛在機體的中間；所述主軸驅(qū)動箱包括驅(qū)動箱箱體，主軸，主軸傳動渦輪，蝸桿，鍵，主軸驅(qū)動電機，重心調(diào)節(jié)渦輪，重心調(diào)節(jié)電機，傳動齒輪，齒輪端蓋，軸承端蓋，主軸偏心套，箱體蓋板;所述主軸垂直于箱體地面布置于主軸驅(qū)動箱中，通過鍵與渦輪連接，由蝸輪蝸桿機構(gòu)驅(qū)動主軸的旋轉(zhuǎn);所述蝸桿橫向布置于主軸傳動箱中，通過一對外嚙合齒輪傳動，由電機驅(qū)動;蝸桿兩端由箱體側(cè)壁通過一對角接觸球軸承托起，將承受的反作用力直接傳遞到機體上;所述渦輪被主軸穿透，由圓錐滾子軸承隔離主軸并托起主軸，保證渦輪在蝸桿驅(qū)動下，可以繞主軸獨立旋轉(zhuǎn)與主軸無摩擦;所述主軸偏心套穿透箱體蓋板，與機體通過螺釘固接；偏心套在主軸上端通過滾動軸承，限定主軸不會兩側(cè)傾倒。
[0010]所述末端工具包括俯仰關(guān)節(jié)，夾持關(guān)節(jié)，橫移關(guān)節(jié)，直流電鋸;所述末端工具通過螺釘連接在絕緣臂末端;隨絕緣臂一起擺動;俯仰關(guān)節(jié)安裝在絕緣操作臂的末端，俯仰關(guān)節(jié)的連桿末端安裝有夾持機構(gòu)，由與之相連的絲桿螺母機構(gòu)上的俯仰電機驅(qū)動，橫移關(guān)節(jié)和直流電鋸安裝在夾持關(guān)節(jié)末端;所述俯仰關(guān)節(jié)包括俯仰電機，俯仰絲桿，俯仰螺母，電機接盤，俯仰拉桿，俯仰基座;所述的俯仰拉桿由絲桿螺母結(jié)構(gòu)驅(qū)動，隨著螺母的縱向移動做伸縮運動;所述夾持關(guān)節(jié)包括夾持基座，傳感器貼片，夾爪電機，夾爪絲桿，電機端蓋，電機接盤，夾持銷，夾爪螺母，夾持連桿，夾持夾爪組成;夾持絲桿螺母機構(gòu)由電機驅(qū)動，進行直線運動;夾持夾爪通過夾爪連桿與夾爪螺母連接，并隨著螺母的前后移動，進行夾爪張開與夾持動作;夾持基座尾端和俯仰基座鉸接，前端和俯仰拉桿鉸接;并隨著俯仰拉桿的伸縮運動實現(xiàn)夾持關(guān)節(jié)的俯仰，實現(xiàn)末端姿態(tài)調(diào)整;所述橫移關(guān)節(jié)包括橫移基座，橫移電機，橫移絲桿，橫移螺母，傳動齒輪，齒輪端蓋，導軌，滑臺，橫移滑座;橫移關(guān)節(jié)由電機通過外嚙合齒輪傳動，驅(qū)動絲桿螺母做橫向直線移動;螺母帶動滑臺，實現(xiàn)滑臺的橫向移動;橫移基座連接夾持基座和橫移滑座，橫移基座內(nèi)安裝有橫移絲桿和橫移螺母，絲桿與電機之間通過一對齒輪傳動，由齒輪端蓋密封;橫移基座上安裝有導軌，橫移滑座在橫移螺母的帶動下沿導軌做橫向移動;所述電鋸為直流電鋸，通過末端自帶的直流電源驅(qū)動;所述電鋸固接在橫移滑臺下端，隨著滑臺橫移實現(xiàn)電鋸的進給運動。
[0011]另外，中國專利201510279013.1公開了一種架空輸電線路通道內(nèi)樹竹自動削剪系統(tǒng)，其包括無人直升機模塊(I)、油鋸模塊(3)和地面控制模塊(4);所述無人直升機模塊(I)包括機身、激光測距單元和機上控制單元;所述激光測距單元與機上控制單元相連;所述油鋸模塊(3)包括油鋸主體及油鋸控制單元;所述無人直升機模塊(I)的機身的底部通過連接構(gòu)架(2)吊接油鋸模塊(3)，所述無人直升機模塊(I)的機上控制單元通過數(shù)據(jù)線連接油鋸模塊(3)的油鋸控制單元;所述地面控制模塊(4)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)與無人直升機模塊(I)的機上控制單元通信連接;所述地面控制模塊(4)用于遠程控制或地面遙控無人直升機模塊(I)的飛行狀態(tài)和油鋸模塊(3)的工作狀態(tài)。
[0012]上述架空高壓輸電線路帶電作業(yè)樹枝修剪機器人和一種架空輸電線路通道內(nèi)樹竹自動削剪系統(tǒng)，采用直流電鋸或油鋸作為修剪樹枝的工具，這種鋸類的工具在使用上存在如下問題:
[0013]1、若樹枝較細較柔軟，電鋸或油鋸會拂過樹枝前進，無法有效剪斷樹枝。
[0014]2、若樹枝較粗較堅硬時，電鋸或油鋸沒有保護措施，一味地往前鋸，容易導致電鋸或油鋸損壞，甚至損壞修剪機器人的其他部件。
[0015]3、電鋸或油鋸在修剪樹枝時進給速度具有一定的局限性，修剪效率較低。
[0016]4、電鋸或油鋸工作時是單向運動，架空輸電線路易受電鋸或油鋸所帶來的扭矩力的影響。
[0017]鑒于現(xiàn)有的樹枝修剪機器人的上述缺陷，
【申請人】對樹枝修剪機器人進行深入的研究，遂有本案產(chǎn)生。
【實用新型內(nèi)容】
[0018]本實用新型的目的是提供一種用于架空輸電線路的自動修剪樹枝機器人，其具有可有效剪斷樹枝、修剪效率較高的特點，并且架空輸電線路不受修剪工具所帶來的扭矩力的影響。
[0019]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0020]用于架空輸電線路的自動修剪樹枝機器人，包括控制系統(tǒng)和移動機體，所述控制系統(tǒng)包括地面控制系統(tǒng)和設(shè)置于所述移動機體上的機載控制系統(tǒng)，所述機載控制系統(tǒng)通過無線數(shù)傳單元與所述地面控制系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互和通信;所述移動機體上還設(shè)有第一電源和驅(qū)動所述移動機體在架空輸電線路上行走的行走系統(tǒng)，用于修剪樹枝的修剪系統(tǒng)安裝于所述移動機體的下方；由所述第一電源為所述行走系統(tǒng)、所述修剪系統(tǒng)和所述機載控制系統(tǒng)供電；由所述機載控制系統(tǒng)控制所述行走系統(tǒng)和所述修剪系統(tǒng)的工作;所述修剪系統(tǒng)包括刀口相對應(yīng)設(shè)置且上下水平布設(shè)的第一刀片和第二刀片，以及驅(qū)動所述第一、第二刀片反向轉(zhuǎn)動的修剪機器手驅(qū)動機構(gòu)。
[0021 ]所述修剪機器手驅(qū)動機構(gòu)包括第一轉(zhuǎn)軸、第二轉(zhuǎn)軸、第一刀盤和第二刀盤，所述第二轉(zhuǎn)軸同軸活動穿套于所述第一轉(zhuǎn)軸內(nèi)且下端伸出所述第一轉(zhuǎn)軸的下端部，所述第一、第二轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動方向相反，所述第一、第二刀盤上下水平設(shè)置且分別與所述第一、第二轉(zhuǎn)軸的下端固定連接;所述第一、第二刀片分別安裝于所述第一、第二刀盤的周沿。
[0022]所述第一、第二刀片均呈半月形，均具有安裝端和自由端，且所述第一、第二刀片的安裝端分別對應(yīng)鉸接于所述第一、第二刀盤的周沿，所述第一、第二刀盤的周沿分別開設(shè)有供容置所述第一、第二刀片的容置槽。
[0023]所述安裝端的刀面寬度比所述自由端的刀面寬度窄。
[0024]所述第一、第二刀片均有兩片或兩片以上，各所述第一刀片刀口方向一致，各所述第二刀片也刀口方向一致，且各所述第一刀片與各所述第二刀片于水平面上依次交錯設(shè)置。
[0025]各所述第一刀片于所述第一刀盤上對稱分布，各所述第二刀片于所述第二刀盤上對稱分布。
[0026]所述修剪系統(tǒng)通過V型絕緣臂活動懸掛于所述移動機體的下部。
[0027]所述行走系統(tǒng)設(shè)有行走單元和與此行走單元的行走輪共同壓緊架空輸電線路的壓緊單元;所述壓緊單元包括至少一個位于架空輸電線路下方的壓緊輪和將此壓緊輪壓在架空輸電線路下側(cè)的彈力壓緊機構(gòu)。
[0028]所述行走單元的行走輪具有前行走輪和后行走輪，所述壓緊輪有一個，此壓緊輪于前后方向上位于所述前行走輪與后行走輪之間的中部位置。
[0029]所述彈力壓緊機構(gòu)包括壓縮彈簧和與所述壓緊輪的輪軸同軸設(shè)置的連桿，所述連桿具有與所述移動機體相鉸接的鉸接部，此鉸接部位于所述連桿的兩端之間；所述壓縮彈簧的一端固定安裝在所述移動機體上且位于所述連桿的下方，所述壓縮彈簧的另一端連接于所述連桿的一端，所述壓緊輪的輪軸樞接于所述連桿的另一端。
[0030]所述行走系統(tǒng)設(shè)有防止所述移動機體從架空輸電線路上跌落的防跌落機構(gòu)。
[0031]所述移動機體具有掛鉤，所述掛鉤具有鉤部和桿部，所述掛鉤的鉤部高出所述移動機體，所述掛鉤的桿部下端與所述連桿連接有所述壓縮彈簧的一端相鉸接。
[0032]所述移動機體的上部設(shè)置有攝像單元，此攝像單元與所述機載控制系統(tǒng)相連接。
[0033]采用上述方案后，本實用新型用于架空輸電線路的自動修剪樹枝機器人，工作時，由地面控制系統(tǒng)發(fā)出工作指令，通過機載控制系統(tǒng)控制行走系統(tǒng)和修剪系統(tǒng)工作，由行走系統(tǒng)帶動移動機體和修剪系統(tǒng)在架空輸電線路行走，由修剪系統(tǒng)對位于架空輸電線路通道內(nèi)的樹枝進行修剪。本實用新型中，修剪系統(tǒng)包括刀口相對應(yīng)設(shè)置且上下水平布設(shè)的第一刀片和第二刀片，以及驅(qū)動第一、第二刀片反向轉(zhuǎn)動的修剪機器手驅(qū)動機構(gòu)。本實用新型中的修剪系統(tǒng)，工作時，第一、第二刀片反向轉(zhuǎn)動形成“剪刀”對樹枝進行修剪，不管是軟的還是硬的樹枝，均是雙向夾攻一剪即斷，可有效剪斷樹枝，修剪效率較高。而且，第一、第二刀片反向轉(zhuǎn)動，它們的反扭矩可以互相抵消，架空輸電線路不會受第一、第二刀片帶來的扭矩力的影響。
[0034]作為進一步的改進，半月形的第一、第二刀片不用時可收置于第一、第二刀盤的周沿的容置槽內(nèi)。而且，第一、第二刀片鉸接式安裝，工作時通過轉(zhuǎn)動的離心力自動張開刀片，當遇到較粗較硬的樹枝時，若無法剪斷，刀片會自動退回自我保護，不會損壞刀片和其他部件。
[0035]作為進一步的改進，第一、第二刀片安裝端的刀面寬度比自由端的刀面寬度窄，工作時可獲得較大的慣性力，使得刀片更容易張開。
[0036]作為進一步的改進，第一、第二刀片均有兩片或兩片以上，刀盤每轉(zhuǎn)過一周，第一、第二刀片可形成四次或四次以上的“剪刀”，提高了修剪效率。
[0037]作為進一步的改進，修剪系統(tǒng)通過V型絕緣臂活動懸掛于所述移動機體的下方，一方面實現(xiàn)了修剪系統(tǒng)與架空輸電線路之間的絕緣，另一方面通過V型絕緣臂于移動機體的下方形成穩(wěn)固的三角形，起到穩(wěn)定修剪系統(tǒng)的作用。
[0038]作為進一步的改進，通過彈力壓緊機構(gòu)將壓緊輪壓在架空輸電線路的下側(cè)，可使得壓緊輪始終以合適的力度壓緊在架空輸電線路的下側(cè)，從而保證修剪樹枝機器人可牢固地架設(shè)架空輸電線路上，爬坡時不會后退。
[0039]作為進一步的改進，壓緊輪于前后方向上位于前行走輪與后行走輪之間的中部位置，一個壓緊輪即可同時對前行走輪與后行走輪進行壓緊。
[0040]作為進一步的改進，通過防跌落機構(gòu)可防止移動機體從架空輸電線路上跌落。
[0041]作為進一步的改進，在移動機體的上部設(shè)置攝像單元，通過此攝像單元可實時監(jiān)控行走系統(tǒng)和噴涂系統(tǒng)的工作情況，并將數(shù)據(jù)傳到地面控制系統(tǒng)，由地面工作人員根據(jù)傳回的數(shù)據(jù)做相應(yīng)的處理。
【附圖說明】

[0042]圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖2為本實用新型中移動機體的正面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖3為本實用新型中移動機體的背面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045]圖4為本實用新型中移動機體另一角度的背面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046]圖5為本實用新型中修剪系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047]圖6為本實用新型中修剪系統(tǒng)另一角度的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048]圖7為本實用新型的控制原理不意圖。
【具體實施方式】
[0049]本實用新型用于架空輸電線路的自動修剪樹枝機器人，如圖1-7所示，包括控制系統(tǒng)和移動機體200，控制系統(tǒng)包括地面控制系統(tǒng)11和機載控制系統(tǒng)12，機載控制系統(tǒng)12包括牽引車控制模塊121和修剪機器手控制模塊122，牽引車控制模塊121安裝于移動機體200上，修剪機器手控制模塊122安裝于下述修剪系統(tǒng)600上，牽引車控制模塊121和修剪機器手控制模塊122分別通過無線數(shù)傳單元與地面控制系統(tǒng)11實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互和通信。
[0050]移動機體200上設(shè)有第一電池組300和驅(qū)動移動機體200在架空輸電線路400上行走的行走系統(tǒng)500。由第一電池組300為行走系統(tǒng)500和牽引車控制模塊121供電；由牽引車控制模塊121控制行走系統(tǒng)500的工作，由修剪機器手控制模塊122控制下述修剪系統(tǒng)600的工作。
[0051]移動機體200具有安裝平臺21和安裝背板22，安裝平臺21水平設(shè)置，安裝背板22垂直連接于安裝平臺21與架空輸電線路400相平行的一側(cè)。第一電池組300安裝于安裝平臺21的中部。
[0052]本實用新型中，為了便于表述，以圖1中的箭頭所指方向為前，與前相背向的為后。移動機體200以圖2所示的一面為正面，以圖3所示的一面為背面。
[0053]行走系統(tǒng)500設(shè)有行走單元51和與此行走單元51的行走輪共同壓緊架空輸電線路400的壓緊單元52。
[0054]行走單元51包括分別安裝于安裝背板22上的第一直流電機511、前行走輪512、后行走輪513和齒輪組，直流電機511、前行走輪512和后行走輪513安裝于安裝背板22的正面上，齒輪組安裝于安裝背板22的背面上。齒輪組包括主動齒輪514、傳動齒輪515、第一從動齒輪516和第二從動齒輪517，第一直流電機511的輸出軸連接主動齒輪514，傳動齒輪515分別與主動齒輪514、第一從動齒輪516和第二從動齒輪517相嚙合，第一從動齒輪516和第二從動齒輪517的輪軸分別連接前行走輪512和后行走輪513的輪軸。前行走輪512和后行走輪513分別設(shè)有供架設(shè)于架空輸電線路400上V型輪槽。
[0055]壓緊單元52包括至少一個位于架空輸電線路下方的壓緊輪521和將此壓緊輪521壓在架空輸電線路400下側(cè)的彈力壓緊機構(gòu)。壓緊輪521設(shè)有供壓設(shè)于架空輸電線路400下側(cè)的V型輪槽。本實施例中，壓緊輪521有一個，此壓緊輪521于前后方向上位于前行走輪512與后行走輪513之間的中部位置。當然，也可分別為前行走輪512與后行走輪513設(shè)置壓緊輪和彈力壓緊機構(gòu)。
[0056]彈力壓緊機構(gòu)包括壓縮彈簧522和與壓緊輪521的輪軸同軸設(shè)置的連桿523，安裝背板22開設(shè)有豎向設(shè)置的條形通孔221，條形通孔221的下部具有擴徑段，連桿523活動穿設(shè)于條形通孔221內(nèi)，連桿523的第一端伸出至安裝背板22的正面，連桿523的第二端伸出至安裝背板22的背面，連桿523的第一端與第二端之間具有與安裝背板22進行鉸接的鉸接部，此鉸接部位于條形通孔221的上下兩端之間的合適位置上;壓縮彈簧522位于安裝背板22的背面，壓縮彈簧522的下端固定安裝在安裝背板22上且位于連桿523的下方，壓縮彈簧522的上端連接于連桿523的第二端，壓緊輪521的輪軸樞接于連桿523的第一端。
[0057]移動機體200具有掛鉤23，掛鉤23具有鉤部231和桿部232，掛鉤的鉤部231高出安裝背板22，掛鉤的桿部232的上部沿其長度方向開設(shè)有限位孔2321，限位孔2321的前后兩側(cè)分別設(shè)有開具穿孔的安裝片，一銷釘(圖中未示出)穿過此兩個安裝片的穿孔并活動穿設(shè)于限位孔2321內(nèi)。掛鉤的桿部232下端與連桿523的第二端相鉸接。
[0058]行走系統(tǒng)500還設(shè)有防止移動機體200從架空輸電線路400上跌落的防跌落機構(gòu)。本實施例中，防跌落機構(gòu)采用分別設(shè)置于安裝背板22前后兩側(cè)的機械手53、54，工作時，機械手53、54的手爪531、541呈閉環(huán)狀虛扣在架空輸電線路400的相應(yīng)部位上。
[0059]本實用新型中的機械手采用公知的機械手，只要其能滿足在控制指令的控制下實現(xiàn)機械手的手爪張開或閉合成環(huán)狀虛扣在輸電線路上即可。
[0060]修剪系統(tǒng)600包括刀口相對應(yīng)設(shè)置且上下水平布設(shè)的第一刀片61和第二刀片62，驅(qū)動第一、第二刀片61、62反向轉(zhuǎn)動的修剪機器手驅(qū)動機構(gòu)63，以及第二電池組64。由第二電池組64為修剪機器手控制模塊122和修剪系統(tǒng)600供電。當然，本實用新型中，也可由第一電池組300為修剪機器手控制模塊122和修剪系統(tǒng)600供電;修剪機器手控制模塊122可安裝于移動機體200上也可安裝于修剪系統(tǒng)600上。
[0061 ] 具體地:
[0062]修剪系統(tǒng)600設(shè)有安裝座60，安裝座60呈框架結(jié)構(gòu)，具有上層601和下層602，第二電池組64安裝于上層601的中部。安裝座60通過V型絕緣臂700活動懸掛于移動機體200的下方，具體地，V型絕緣臂700的兩臂的上端分別活動鉸接在安裝平臺21的底部的前后兩側(cè)，安裝座60的頂部設(shè)有活動連接組件65，活動連接組件65包括依次由下而上設(shè)置的基座651、連接座652和連接座653，連接座653呈三角狀，底邊在上，頂角在下，V型絕緣臂700的兩臂的下端分別鉸接于連接座653的底邊的兩端(連接座653的底邊的兩端之間很靠近，使得絕緣臂呈V型)，連接座653的頂角處鉸接于連接座652的上部，連接座652的下部與基座651相鉸接。
[0063]修剪機器手驅(qū)動機構(gòu)63包括第二直流電機630、第三直流電機631、第一齒輪632、第二齒輪633、第三齒輪634、第四齒輪635、第一轉(zhuǎn)軸636、第二轉(zhuǎn)軸637、第一刀盤638和第二刀盤639。
[0064]第二直流電機630和第三直流電機631安裝于上層601內(nèi)分設(shè)于第二電池組64的兩側(cè)，第二直流電機630和第三直流電機631的輸出軸分別穿過上層601的底板伸至下層602內(nèi)并分別連接第一齒輪632和第二齒輪633，第三齒輪634和第四齒輪635分別與第一齒輪632和第二齒輪633相嚙合。第二轉(zhuǎn)軸637同軸活動穿套于第一轉(zhuǎn)軸636內(nèi)且下端伸出第一轉(zhuǎn)軸636的下端部，第一、第二刀盤638、639上下水平設(shè)置且分別與第一、第二轉(zhuǎn)軸636、637的下端固定連接。第二直流電機630、第三直流電機631的輸出軸在修剪機器手控制模塊122的控制下反向轉(zhuǎn)動，通過第一齒輪632和第三齒輪634、第二齒輪633和第四齒輪635的傳動，帶動第一、第二轉(zhuǎn)軸636、637反向轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)第一、第二刀盤638、639反向轉(zhuǎn)動。
[0065]第一、第二刀盤638、639的周沿分別開設(shè)有供容置第一、第二刀片61、62的環(huán)形容置槽6381、6391。第一、第二刀片61、62均呈半月形，均具有安裝端和自由端，且安裝端的刀面寬度比自由端的刀面寬度窄。第一、第二刀片61、62的安裝端分別對應(yīng)鉸接于第一、第二刀盤的環(huán)形容置槽6381、6391內(nèi)。
[0066]本實用新型中，第一、第二刀片61、62可均只有一片，工作時，第一、第二刀盤638、639每轉(zhuǎn)過一周，第一、第二刀片61、62形成一次“剪刀”。
[0067]作為一個較佳的實施例，第一、第二刀片61、62均有兩片，各第一刀片61刀口方向一致且于第一刀盤638上對稱分布，各第二刀片62也刀口方向一致且于第二刀盤639上對稱分布，且各第一刀片61與各第二刀片62于水平面上依次交錯設(shè)置。此實施例中，工作時，第一、第二刀盤638、639每轉(zhuǎn)過一周，第一、第二刀片61、62形成四次“剪刀”。
[0068]作為改進的實施例，第一、第二刀片61、62可有兩片以上，各刀片的設(shè)置與上述各有兩片刀片的實施例類似。
[0069]本實用新型的用于架空輸電線路的自動修剪樹枝機器人，工作原理如下:
[0070]安裝時，工人通過掛鉤23吊起整個修剪樹枝機器人，此時掛鉤23將連桿523的第二端向上提，壓縮彈簧522被向上拉伸，壓緊輪512向下擺，便于工人將前行走輪512和后行走輪513架設(shè)于架空輸電線路400，當前行走輪512和后行走輪513架設(shè)完成，松開掛鉤23，此時連桿523的第二端被壓縮彈簧522的回復力向下拉，將壓緊輪512向上壓緊在架空輸電線路400下側(cè)，從而完成修剪樹枝機器人的安裝工作。拆卸時，工人再次通過掛鉤23吊起整個修剪樹枝機器人，就可松開壓緊512卸下整個修剪樹枝機器人，安裝拆卸過程十分簡單。
[0071]工作時，地面控制系統(tǒng)11通過無線數(shù)傳單元分別發(fā)出工作指令給牽引車控制模塊121和修剪機器手控制模塊122，牽引車控制模塊121和修剪機器手控制模塊122分別按照設(shè)定時序控制行走系統(tǒng)500和修剪系統(tǒng)600工作。具體地:
[0072]牽引車控制模塊121得到工作指令，輸出控制信號，第一直流電機511得到控制信號開始工作，第一直流電機511的輸出軸帶動主動齒輪514轉(zhuǎn)動，主動齒輪514通過傳動齒輪515分別帶動第一從動齒輪516和第二從動齒輪517轉(zhuǎn)動，從而帶動前行走輪512和后行走輪513在架空輸電線路400上行走，最終實現(xiàn)移動機體200在架空輸電線路400上行走。
[0073]原始狀態(tài)時，機械手53、54的手爪531、541呈松開狀態(tài)，工作時，牽引車控制模塊121輸出控制信號給機械手53、54，機械手53、54開始工作，其手爪531、541分別形成閉環(huán)狀虛扣在架空輸電線路400的相應(yīng)部位上。
[0074]修剪機器手控制模塊122得到工作指令，輸出控制信號，第二、第三直流電機630、631得到控制信號開始工作，第二、第三直流電機630、631的輸出軸反向轉(zhuǎn)動且分別帶動第一、第二齒輪632、633轉(zhuǎn)動，第一、第二齒輪632、633分別帶動第三、第四齒輪634、635轉(zhuǎn)動，從而分別帶動第一、第二轉(zhuǎn)軸636、637反向轉(zhuǎn)動，再通過第一、第二轉(zhuǎn)軸636、637帶動第一、第二刀盤638、639反向轉(zhuǎn)動，第一、第二刀盤638、639轉(zhuǎn)動時，鉸接在第一、第二刀盤638、639的環(huán)形容置槽6381、6391內(nèi)的第一、第二刀片61、62由于離心力被用出張開，在第一、第二刀盤638、639反向轉(zhuǎn)動的驅(qū)動下，每次第一、第二刀片61、62相遇時均形成一次“剪刀”，對位于架空輸電線路400通道內(nèi)的樹枝進行修剪。
[0075]由于第一、第二刀片61、62采用鉸接方式進行安裝，當遇到較粗較硬的樹枝無法剪斷時，第一、第二刀片61、62會自動退回自我保護。
[0076]進一步地，本實用新型還可以在安裝背板22的上部設(shè)置有攝像單元，此攝像單元與牽引車控制模塊121相連接。通過此攝像單元可實時監(jiān)控行走系統(tǒng)和修剪系統(tǒng)的工作情況，并將數(shù)據(jù)傳到地面控制系統(tǒng)，由地面工作人員根據(jù)傳回的數(shù)據(jù)做相應(yīng)的處理。
[0077]上面結(jié)合實施例對本實用新型做了詳細的說明，但是本實用新型的實施方式并不僅局限于上述形式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)對本實用新型做出各種形式的變形，這些均屬于本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.用于架空輸電線路的自動修剪樹枝機器人，包括控制系統(tǒng)和移動機體，所述控制系統(tǒng)包括地面控制系統(tǒng)和設(shè)置于所述移動機體上的機載控制系統(tǒng)，所述機載控制系統(tǒng)通過無線數(shù)傳單元與所述地面控制系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互和通信;所述移動機體上還設(shè)有第一電源和驅(qū)動所述移動機體在架空輸電線路上行走的行走系統(tǒng)，用于修剪樹枝的修剪系統(tǒng)安裝于所述移動機體的下方；由所述第一電源為所述行走系統(tǒng)、所述修剪系統(tǒng)和所述機載控制系統(tǒng)供電；由所述機載控制系統(tǒng)控制所述行走系統(tǒng)和所述修剪系統(tǒng)的工作;其特征在于:所述修剪系統(tǒng)包括刀口相對應(yīng)設(shè)置且上下水平布設(shè)的第一刀片和第二刀片，以及驅(qū)動所述第一、第二刀片反向轉(zhuǎn)動的修剪機器手驅(qū)動機構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于架空輸電線路的自動修剪樹枝機器人，其特征在于:所述修剪機器手驅(qū)動機構(gòu)包括第一轉(zhuǎn)軸、第二轉(zhuǎn)軸、第一刀盤和第二刀盤，所述第二轉(zhuǎn)軸同軸活動穿套于所述第一轉(zhuǎn)軸內(nèi)且下端伸出所述第一轉(zhuǎn)軸的下端部，所述第一、第二轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動方向相反，所述第一、第二刀盤上下水平設(shè)置且分別與所述第一、第二轉(zhuǎn)軸的下端固定連接；所述第一、第二刀片分別安裝于所述第一、第二刀盤的周沿。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于架空輸電線路的自動修剪樹枝機器人，其特征在于:所述第一、第二刀片均呈半月形，均具有安裝端和自由端，且所述第一、第二刀片的安裝端分別對應(yīng)鉸接于所述第一、第二刀盤的周沿，所述第一、第二刀盤的周沿分別開設(shè)有供容置所述第一、第二刀片的容置槽。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于架空輸電線路的自動修剪樹枝機器人，其特征在于:所述安裝端的刀面寬度比所述自由端的刀面寬度窄。5.根據(jù)權(quán)利要求2-4中任一項所述的用于架空輸電線路的自動修剪樹枝機器人，其特征在于:所述第一、第二刀片均有兩片或兩片以上，各所述第一刀片刀口方向一致，各所述第二刀片也刀口方向一致，且各所述第一刀片與各所述第二刀片于水平面上依次交錯設(shè)置。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于架空輸電線路的自動修剪樹枝機器人，其特征在于:各所述第一刀片于所述第一刀盤上對稱分布，各所述第二刀片于所述第二刀盤上對稱分布。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于架空輸電線路的自動修剪樹枝機器人，其特征在于:所述修剪系統(tǒng)通過V型絕緣臂活動懸掛于所述移動機體的下部。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于架空輸電線路的自動修剪樹枝機器人，其特征在于:所述行走系統(tǒng)設(shè)有行走單元和與此行走單元的行走輪共同壓緊架空輸電線路的壓緊單元;所述壓緊單元包括至少一個位于架空輸電線路下方的壓緊輪和將此壓緊輪壓在架空輸電線路下側(cè)的彈力壓緊機構(gòu)。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于架空輸電線路的自動修剪樹枝機器人，其特征在于:所述行走單元的行走輪具有前行走輪和后行走輪，所述壓緊輪有一個，此壓緊輪于前后方向上位于所述前行走輪與后行走輪之間的中部位置。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于架空輸電線路的自動修剪樹枝機器人，其特征在于:所述彈力壓緊機構(gòu)包括壓縮彈簧和與所述壓緊輪的輪軸同軸設(shè)置的連桿，所述連桿具有與所述移動機體相鉸接的鉸接部，此鉸接部位于所述連桿的兩端之間；所述壓縮彈簧的一端固定安裝在所述移動機體上且位于所述連桿的下方，所述壓縮彈簧的另一端連接于所述連桿的一端，所述壓緊輪的輪軸樞接于所述連桿的另一端。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于架空輸電線路的自動修剪樹枝機器人，其特征在于:所述行走系統(tǒng)設(shè)有防止所述移動機體從架空輸電線路上跌落的防跌落機構(gòu)。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于架空輸電線路的自動修剪樹枝機器人，其特征在于:所述移動機體具有掛鉤，所述掛鉤具有鉤部和桿部，所述掛鉤的鉤部高出所述移動機體，所述掛鉤的桿部下端與所述連桿連接有所述壓縮彈簧的一端相鉸接。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于架空輸電線路的自動修剪樹枝機器人，其特征在于:所述移動機體的上部設(shè)置有攝像單元，此攝像單元與所述機載控制系統(tǒng)相連接。
【文檔編號】A01G3/08GK205694496SQ201620345472
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月22日
【發(fā)明人】傅朝義, 洪志生, 游江平
【申請人】泉州智勇達電氣有限責任公司