基于剖分輪和機(jī)械臂的巡線機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)及其越障方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于剖分輪和機(jī)械臂的巡線機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)及其越障方法，屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域。所述基于剖分輪和機(jī)械臂的巡線機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)包括機(jī)架，所述機(jī)架的四個(gè)角分別設(shè)置有可沿所述機(jī)架的行走方向前后屈伸的第一機(jī)械臂、第二機(jī)械臂、第三機(jī)械臂和第四機(jī)械臂；所述機(jī)架的中間位置設(shè)置有可沿所述機(jī)架的行走方向收縮的第一滾輪臂和第二滾輪臂。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、降低運(yùn)行成本，且能夠翻越障礙物的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】
基于剖分輪和機(jī)械臂的巡線機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)及其越障方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種基于剖分輪和機(jī)械臂的巡線機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)及其越障方法。
【背景技術(shù)】
[0002]采用高壓和超高壓架空電力線是長(zhǎng)距離輸配電力的主要方式。電力線及桿塔附件長(zhǎng)期暴露在野外，因受到持續(xù)的機(jī)械張力、電氣閃烙、材料老化的影響而容易產(chǎn)生斷股、磨損、腐蝕等損傷，如不及時(shí)修復(fù)更換，原本微小的破損和缺陷就可能擴(kuò)大，最終導(dǎo)致嚴(yán)重事故，造成大面積的停電和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。當(dāng)前輸電導(dǎo)線巡檢、維護(hù)的方法主要有兩種:地面目測(cè)法與航測(cè)法。目測(cè)法采用人工巡檢，這種方法勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率和探測(cè)精度低，可靠性差，存在檢查盲區(qū);航測(cè)法采用直升飛機(jī)巡線，這種方法雖然有較高的檢測(cè)效率和精度，但是這種方法受一些環(huán)境因素的制約，同時(shí)巡檢的技術(shù)難度高，運(yùn)行費(fèi)用較高。巡線機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，為高壓輸電線的檢查工作提供了新的技術(shù)手段。
[0003]現(xiàn)有巡線機(jī)器人的技術(shù)研發(fā)已經(jīng)取得了一定的相應(yīng)成果，但對(duì)于輸電線路上存在的障礙物或引流線無(wú)法跨越，不能實(shí)現(xiàn)超高壓輸電線路的連續(xù)巡檢。因此，有必要提供一種既能減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、降低運(yùn)行成本，又能夠跨越障礙物或引流線的巡線機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種既能減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、降低運(yùn)行成本，又能夠跨越障礙物或引流線的基于剖分輪和機(jī)械臂的巡線機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)及其越障方法。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供技術(shù)方案如下:
[0006]—方面，提供一種基于剖分輪和機(jī)械臂的巡線機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)，包括機(jī)架，其中:
[0007]所述機(jī)架的四個(gè)角分別設(shè)置有可沿所述機(jī)架的行走方向前后屈伸的第一機(jī)械臂、第二機(jī)械臂、第三機(jī)械臂和第四機(jī)械臂；
[0008]所述第一機(jī)械臂、第二機(jī)械臂、第三機(jī)械臂和第四機(jī)械臂上分別設(shè)置有用于從兩側(cè)抓持線路的第一機(jī)械手、第二機(jī)械手、第三機(jī)械手和第四機(jī)械手；
[0009]各機(jī)械臂和各機(jī)械手之間設(shè)置有可旋轉(zhuǎn)的機(jī)械手腕；
[0010]所述機(jī)架的中間位置設(shè)置有可沿所述機(jī)架的行走方向收縮的第一滾輪臂和第二滾輪臂；
[0011]所述第一滾輪臂和第二滾輪臂上分別設(shè)置有可兩側(cè)開(kāi)合的第一滾輪和第二滾輪。
[0012]另一方面，提供一種上述的基于剖分輪和機(jī)械臂的巡線機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)的越障方法，包括:
[0013]步驟1:未遇到障礙物時(shí)，所述第一機(jī)械手、第二機(jī)械手、第三機(jī)械手和第四機(jī)械手張開(kāi)，所述第一滾輪和第二滾輪夾持住線路帶動(dòng)所述機(jī)架實(shí)現(xiàn)快速行走；
[0014]步驟2:當(dāng)遇到障礙物時(shí)，所述第一滾輪臂和第二滾輪臂收縮進(jìn)機(jī)架內(nèi)，所述第一機(jī)械臂和第四機(jī)械臂分別屈伸使得所述第一機(jī)械手和第四機(jī)械手均位于所述機(jī)架的中部且抓持住線路，所述第二機(jī)械臂和第三機(jī)械臂分別屈伸使得所述第二機(jī)械手和第三機(jī)械手分別位于所述機(jī)架的前方和后方避開(kāi)障礙物抓持住線路；
[0015]步驟3:所述第一機(jī)械手和第三機(jī)械手分別在所述第一機(jī)械臂和第三機(jī)械臂的作用下同時(shí)張開(kāi)、脫離線路，然后，所述第一機(jī)械臂和第三機(jī)械臂帶動(dòng)所述機(jī)架前移，此時(shí)，所述第一機(jī)械手在所述第一機(jī)械臂屈伸的作用下位于所述機(jī)架的前端避開(kāi)障礙物并重新抓持住線路，第二機(jī)械手和第四機(jī)械手分別在第二機(jī)械臂和第四機(jī)械臂的屈伸作用下位于所述機(jī)架的前端和后端；
[0016]步驟4:所述第三機(jī)械臂屈伸使得所述第三機(jī)械手位于所述機(jī)架的后端避開(kāi)障礙物并重新抓持住線路，然后，所述機(jī)架在所述第一機(jī)械臂、第二機(jī)械臂、第三機(jī)械臂和第四機(jī)械臂的共同屈伸作用下前移；
[0017]步驟5:所述第二機(jī)械手和第四機(jī)械手分別在所述第二機(jī)械臂和第四機(jī)械臂的作用下張開(kāi)、脫離線路，然后，所述第二機(jī)械臂和第四機(jī)械臂分別屈伸使得所述第二機(jī)械手和第四機(jī)械手分別位于所述機(jī)架的前方和中部避開(kāi)障礙物并重新抓持住線路。
[0018]再一方面，提供另一種上述的基于剖分輪和機(jī)械臂的巡線機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)的越障方法，包括:
[0019]步驟1:未遇到障礙物時(shí)，所述第一機(jī)械手、第二機(jī)械手、第三機(jī)械手和第四機(jī)械手張開(kāi)，所述第一滾輪和第二滾輪夾持住線路帶動(dòng)所述機(jī)架實(shí)現(xiàn)快速行走；
[0020]步驟2:當(dāng)遇到障礙物時(shí)，所述第一滾輪臂和第二滾輪臂收縮進(jìn)機(jī)架內(nèi)，所述第一機(jī)械手和第三機(jī)械手分別在所述第一機(jī)械臂和第三機(jī)械臂的作用下同時(shí)張開(kāi)、脫離線路后帶動(dòng)所述機(jī)架前移，此時(shí)，所述第二機(jī)械手和第四機(jī)械手分別在第二機(jī)械臂和第四機(jī)械臂的屈伸作用下位于所述機(jī)架的前端和后方，所述第一機(jī)械手和第三機(jī)械手分別在所述第一機(jī)械臂和第三機(jī)械臂的作用下位于所述機(jī)架的前端和后方避開(kāi)引流線并重新抓持住線路；
[0021]步驟3:所述第二機(jī)械手和第四機(jī)械手張開(kāi)、脫離線路后分別在所述第二機(jī)械臂和第四機(jī)械臂的屈伸作用下位于所述機(jī)架的前方和中部避開(kāi)引流線并重新抓持住線路；
[0022]步驟4:所述第一機(jī)械手和第三機(jī)械手分別在所述第一機(jī)械臂和第三機(jī)械臂的作用下同時(shí)張開(kāi)、脫離線路后帶動(dòng)所述機(jī)架前移，此時(shí)，所述機(jī)架與水平面傾斜，所述第二機(jī)械手和第四機(jī)械手分別在第二機(jī)械臂和第四機(jī)械臂的屈伸作用下位于所述機(jī)架的前端和后方，所述第一機(jī)械手和第三機(jī)械手分別在所述第一機(jī)械臂和第三機(jī)械臂的作用下位于所述機(jī)架的前端和后方避開(kāi)引流線并重新抓持住線路；
[0023]步驟5:所述第四機(jī)械手張開(kāi)、脫離線路后在所述第四機(jī)械臂的屈伸作用下位于所述機(jī)架的后端避開(kāi)引流線并重新抓持住線路，所述第一機(jī)械手和第三機(jī)械手分別在所述第一機(jī)械臂和第三機(jī)械臂的作用下同時(shí)張開(kāi)、脫離線路后帶動(dòng)所述機(jī)架前移，此時(shí)，所述第二機(jī)械手和第四機(jī)械手分別在第二機(jī)械臂和第四機(jī)械臂的屈伸作用下位于所述機(jī)架的中部和后方，所述第一機(jī)械手在所述第一機(jī)械臂的作用下位于所述機(jī)架的前端避開(kāi)引流線并重新抓持住線路，所述第三機(jī)械手位于所述機(jī)架的中部并且由所述機(jī)械手腕帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)后避開(kāi)引流線重新抓持住線路；
[0024]步驟6:所述第二機(jī)械手和第四機(jī)械手分別張開(kāi)、脫離線路后在所述第二機(jī)械臂和第四機(jī)械臂的作用下帶動(dòng)機(jī)架向前運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，所述第一機(jī)械手和第三機(jī)械手分別在所述第一機(jī)械臂和第三機(jī)械臂的屈伸作用下分別位于所述機(jī)架的中部和后方，所述第二機(jī)械手在第二機(jī)械臂的作用下避開(kāi)引流線并重新抓持住線路，所述第四機(jī)械手在所述第四機(jī)械臂的屈伸作用下位于所述機(jī)架的后方并且由所述機(jī)械手腕帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)后避開(kāi)引流線重新抓持住線路；
[0025]步驟7:所述第一機(jī)械手和第三機(jī)械手分別在所述第一機(jī)械臂和第三機(jī)械臂的作用下同時(shí)張開(kāi)、脫離線路，所述第一機(jī)械手在所述第一機(jī)械臂的屈伸作用下位于所述機(jī)架的前端避開(kāi)引流線并重新抓持住線路，所述第三機(jī)械手在所述第三機(jī)械臂的屈伸作用下位于所述機(jī)架的中部并且由所述機(jī)械手腕帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)后避開(kāi)引流線重新抓持住線路。
[0026]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0027]本發(fā)明中的第一機(jī)械臂、第二機(jī)械臂、第三機(jī)械臂和第四機(jī)械臂均為可屈伸結(jié)構(gòu)，第一機(jī)械手、第二機(jī)械手、第三機(jī)械手和第四機(jī)械手分別可以在第一機(jī)械臂、第二機(jī)械臂、第三機(jī)械臂和第四機(jī)械臂的作用下從兩側(cè)抓持線路或張開(kāi)、脫離線路，各機(jī)械手可以在各機(jī)械臂的作用下旋轉(zhuǎn)，第一滾輪和第二滾輪分別可以在第一滾輪臂和第二滾輪臂的作用下根據(jù)運(yùn)動(dòng)形式不同自如收縮進(jìn)出機(jī)架。平直線路上，四個(gè)機(jī)械手張開(kāi)，兩對(duì)滾輪閉合，巡線機(jī)器人依靠滾輪實(shí)現(xiàn)快速行走，在遇到障礙物時(shí)，第一滾輪臂和第二滾輪臂收縮進(jìn)機(jī)架內(nèi)，位于對(duì)角線上的第一機(jī)械手和第三機(jī)械手分別張開(kāi)、脫離線路并帶動(dòng)機(jī)架前移，第一機(jī)械臂屈伸使得第一機(jī)械手移動(dòng)到機(jī)架的前端后重新從兩側(cè)抓持住線路，第二機(jī)械手和第四機(jī)械手分別在第二機(jī)械臂和第四機(jī)械臂的屈伸作用下位于機(jī)架的前端和后端，第三機(jī)械臂屈伸使得第三機(jī)械手移動(dòng)到機(jī)架的中部后重新從兩側(cè)抓持住線路，然后，機(jī)架在第一機(jī)械臂、第二機(jī)械臂、第三機(jī)械臂和第四機(jī)械臂的共同屈伸作用下前移，接下來(lái)，第二機(jī)械手和第四機(jī)械手分別在第二機(jī)械臂和第四機(jī)械臂的作用下同時(shí)張開(kāi)、脫離線路后前移分別位于機(jī)架的前方和中部且重新抓持住線路，從而實(shí)現(xiàn)越障。
[0028]綜上，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、降低運(yùn)行成本、且能夠翻越障礙物或引流線的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1為本發(fā)明的基于剖分輪和機(jī)械臂的巡線機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2-圖4為本發(fā)明的基于剖分輪和機(jī)械臂的巡線機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)的越障方法的狀態(tài)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0032]—方面，本發(fā)明提供一種基于剖分輪和機(jī)械臂的巡線機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)，如圖1所示，包括機(jī)架I，其中:
[0033]機(jī)架I的四個(gè)角分別設(shè)置有可沿機(jī)架I的行走方向前后屈伸的第一機(jī)械臂2、第二機(jī)械臂4、第三機(jī)械臂12和第四機(jī)械臂14;
[0034]第一機(jī)械臂2、第二機(jī)械臂4、第三機(jī)械臂12和第四機(jī)械臂14上分別設(shè)置有用于從兩側(cè)抓持線路的第一機(jī)械手5、第二機(jī)械手6、第三機(jī)械手11和第四機(jī)械手8;
[0035]各機(jī)械臂和各機(jī)械手之間設(shè)置有可旋轉(zhuǎn)的機(jī)械手腕7。
[0036]機(jī)架I的中間位置設(shè)置有可沿所述機(jī)架的行走方向收縮的第一滾輪臂16和第二滾輪臂17;
[0037]第一滾輪臂16和第二滾輪臂17上分別設(shè)置有可兩側(cè)開(kāi)合的第一滾輪18和第二滾輪19。
[0038]本發(fā)明的基于剖分輪和機(jī)械臂的巡線機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)，第一機(jī)械臂2、第二機(jī)械臂
4、第三機(jī)械臂12和第四機(jī)械臂14均為可屈伸結(jié)構(gòu)，第一機(jī)械手5、第二機(jī)械手6、第三機(jī)械手11和第四機(jī)械手8分別可以在第一機(jī)械臂2、第二機(jī)械臂4、第三機(jī)械臂12和第四機(jī)械臂14的作用下從兩側(cè)抓持線路或張開(kāi)、脫離線路，各機(jī)械手可以在各機(jī)械臂的作用下旋轉(zhuǎn)，且分別可以通過(guò)各機(jī)械臂的屈伸實(shí)現(xiàn)移動(dòng)，從而跨越障礙物。第一滾輪18和第二滾輪19在第一滾輪臂16和第二滾輪臂17的作用下可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)形式自如收縮進(jìn)出機(jī)架，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、降低運(yùn)行成本、且能夠翻越障礙物或引流線的優(yōu)點(diǎn)。
[0039]優(yōu)選的，各機(jī)械臂分別包括依次鉸接的第一連桿13和第二連桿15。這種設(shè)計(jì)能夠使各機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)屈伸運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)各機(jī)械手向前運(yùn)動(dòng)，提高巡線機(jī)器人的行走速度。
[0040]進(jìn)一步的，各機(jī)械手均包括一對(duì)可張開(kāi)可對(duì)合的機(jī)械手指，機(jī)械手指包括上機(jī)械手指9和下機(jī)械手指10，另外，上機(jī)械手指9和下機(jī)械手指10均為L(zhǎng)鉤型結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能使各機(jī)械手的動(dòng)作更加精細(xì)，提高抱抓的準(zhǔn)確性。
[0041]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，機(jī)架I和第一連桿13之間、第一連桿13和第二連桿15之間、第二連桿15和機(jī)械手腕7之間、上機(jī)械手指9和機(jī)械手腕7之間、以及下機(jī)械手指10和機(jī)械手腕7之間的鉸接軸3均通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以保證巡線機(jī)器人在行走時(shí)不易碰撞導(dǎo)線，提高巡線機(jī)器人行走時(shí)的靈活性和安全性。
[0042]高壓輸電過(guò)程是一個(gè)多樣化的過(guò)程，根據(jù)輸電電壓的不同以及輸電地形特征的不同，整個(gè)輸電線路結(jié)構(gòu)也不盡相同。本發(fā)明的巡線機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)僅僅介紹了機(jī)器人本體的機(jī)械結(jié)構(gòu)，并未涉及其他輔助裝置(如行走觀測(cè)用的攝像頭、垃圾清除用的機(jī)械手等)的設(shè)計(jì)。另外，在控制系統(tǒng)方面，本發(fā)明可以采用地面遠(yuǎn)程控制平臺(tái)或者機(jī)器人自身智能化控制兩種方式。
[0043]本發(fā)明的基于剖分輪和機(jī)械臂的巡線機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)在越障時(shí)可以有多種動(dòng)作方法，效果較佳、控制較為方便的至少有以下兩種，下面分別進(jìn)行詳細(xì)介紹。
[0044]越障方法一，為方便畫(huà)圖，將輸電線路畫(huà)為方形，實(shí)際為圓形截面，包括:
[0045]步驟1:未遇到障礙物時(shí)，所述第一機(jī)械手5、第二機(jī)械手6、第三機(jī)械手11和第四機(jī)械手8張開(kāi)，所述第一滾輪18和第二滾輪19夾持住線路帶動(dòng)所述機(jī)架實(shí)現(xiàn)快速行走；
[0046]步驟2:當(dāng)遇到障礙物時(shí)，如圖2-5所示，所述第一滾輪臂16和第二滾輪17臂收縮進(jìn)機(jī)架內(nèi)，第一機(jī)械手5和第三機(jī)械手11分別在第一機(jī)械臂2和第三機(jī)械臂12的作用下同時(shí)張開(kāi)、脫離線路后帶動(dòng)機(jī)架I前移，此時(shí)，第一機(jī)械手5在第一機(jī)械臂2屈伸的作用下位于機(jī)架I的前端避開(kāi)障礙物并重新抓持住線路，第二機(jī)械手6和第四機(jī)械手8分別位于機(jī)架I的前端和后端；
[0047]步驟3:第三機(jī)械臂12屈伸使得第三機(jī)械手11位于機(jī)架I的后端避開(kāi)障礙物并重新抓持住線路，然后，機(jī)架I在各機(jī)械臂的共同屈伸作用下前移；
[0048]步驟4:第二機(jī)械手6和第四機(jī)械手8張開(kāi)、脫離線路后在第二機(jī)械臂4和第四機(jī)械臂14的屈伸作用下分別位于機(jī)架I的前方和中部避開(kāi)障礙物且重新抓持住線路。
[0049]越障方法二:為方便畫(huà)圖，將輸電線路畫(huà)為方形，實(shí)際為圓形截面，包括:
[0050]步驟1:未遇到障礙物時(shí)，所述第一機(jī)械手5、第二機(jī)械手6、第三機(jī)械手11和第四機(jī)械手8張開(kāi)，所述第一滾輪18和第二滾輪19夾持住線路帶動(dòng)所述機(jī)架實(shí)現(xiàn)快速行走；
[0051]步驟2:步驟2:當(dāng)遇到障礙物時(shí)，如圖2-5所示，所述第一滾輪臂16和第二滾輪17臂收縮進(jìn)機(jī)架內(nèi)，第一機(jī)械手5和第三機(jī)械手11分別在第一機(jī)械臂2和第三機(jī)械臂12的作用下同時(shí)張開(kāi)、脫離線路后帶動(dòng)機(jī)架I前移，此時(shí)，第二機(jī)械手6和第四機(jī)械手8分別位于機(jī)架I的前端和后方，第一機(jī)械手5和第三機(jī)械手11分別在第一機(jī)械臂2和第三機(jī)械臂12的作用下位于機(jī)架I的前端和后方避開(kāi)障礙物并重新抓持住線路；
[0052]步驟3:第二機(jī)械手6和第四機(jī)械手8張開(kāi)、脫離線路后分別在第二機(jī)械臂4和第四機(jī)械臂14的屈伸作用下位于機(jī)架I的前方和中部避開(kāi)障礙物并重新抓持住線路；
[0053]步驟4:第一機(jī)械手5和第三機(jī)械手11分別在第一機(jī)械臂2和第三機(jī)械臂12的作用下同時(shí)張開(kāi)、脫離線路后帶動(dòng)機(jī)架I前移，此時(shí)，機(jī)架I與水平面傾斜，第二機(jī)械手6和第四機(jī)械手8分別位于機(jī)架I的前端和后方，第一機(jī)械手5和第三機(jī)械手11分別在第一機(jī)械臂2和第三機(jī)械臂12的作用下位于機(jī)架I的前端和后方避開(kāi)障礙物并重新抓持住線路；
[0054]步驟5:第一機(jī)械手5和第三機(jī)械手11分別在第一機(jī)械臂2和第三機(jī)械臂12的作用下同時(shí)張開(kāi)、脫離線路后帶動(dòng)機(jī)架I前移，此時(shí)，第二機(jī)械手6和第四機(jī)械手8分別位于機(jī)架I的中部和后方，第一機(jī)械手5位于機(jī)架I的前端避開(kāi)障礙物并重新抓持住線路，第三機(jī)械手11位于機(jī)架I的中部并且由機(jī)械手腕7帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)后避開(kāi)障礙物重新抓持住線路；
[0055]步驟6:第二機(jī)械手6和第四機(jī)械手8分別張開(kāi)、脫離線路后在第二機(jī)械臂4和第四機(jī)械臂14的作用下帶動(dòng)機(jī)架I向前運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，第一機(jī)械手5和第三機(jī)械手6分別位于機(jī)架I的中部和后方，第二機(jī)械手6在第二機(jī)械臂4的作用下避開(kāi)障礙物重新抓持住線路，第四機(jī)械手8在第四機(jī)械臂14的屈伸作用下位于機(jī)架I的后方并且由機(jī)械手腕7帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)后避開(kāi)障礙物重新抓持住線路；
[0056]步驟7:第一機(jī)械手5和第三機(jī)械手11同時(shí)張開(kāi)、脫離線路后，第一機(jī)械手5在第一機(jī)械臂2的屈伸作用下位于機(jī)架I的前端并重新抓持住線路，第三機(jī)械手11在第三機(jī)械臂12的屈伸作用下位于機(jī)架I的中部并由機(jī)械手腕7帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)后避開(kāi)障礙物重新抓持住線路。
[0057]本發(fā)明在遇到障礙物時(shí)，越障方法一是位于對(duì)角線上的兩組機(jī)械手同時(shí)張開(kāi)、脫離線路，且分別在相對(duì)應(yīng)的機(jī)械臂屈伸的作用下向前運(yùn)動(dòng)，該越障方法行走速度較高;為了避免巡線機(jī)器人在翻越引流線時(shí)與輸電線路碰撞，提高安全性，越障方法二中的巡線機(jī)器人在遇到引流線時(shí)，各機(jī)械手可以在各機(jī)械手腕的作用下旋轉(zhuǎn)后重新從兩側(cè)抓持線路，機(jī)架可以在各機(jī)械臂的屈伸作用下與水平面傾斜從而避免與輸電線路碰撞，減少磨損。綜上本發(fā)明中的兩種越障方法都解決了現(xiàn)有技術(shù)中，人工巡線勞動(dòng)強(qiáng)度大和飛機(jī)巡線運(yùn)行成本高的問(wèn)題，并能翻越常規(guī)障礙物(如引流線、絕緣子串、壓接管，懸垂線夾等)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)線路的連續(xù)巡檢。與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、降低運(yùn)行成本、提高巡線機(jī)器人安全性，且能夠翻越障礙物的優(yōu)點(diǎn)。
[0058]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于剖分輪和機(jī)械臂的巡線機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括機(jī)架，其中: 所述機(jī)架的四個(gè)角分別設(shè)置有可沿所述機(jī)架的行走方向前后屈伸的第一機(jī)械臂、第二機(jī)械臂、第三機(jī)械臂和第四機(jī)械臂； 所述第一機(jī)械臂、第二機(jī)械臂、第三機(jī)械臂和第四機(jī)械臂上分別設(shè)置有用于從兩側(cè)抓持線路的第一機(jī)械手、第二機(jī)械手、第三機(jī)械手和第四機(jī)械手； 各機(jī)械臂和各機(jī)械手之間設(shè)置有可旋轉(zhuǎn)的機(jī)械手腕； 所述機(jī)架的中間位置設(shè)置有可沿所述機(jī)架的行走方向收縮的第一滾輪臂和第二滾輪臂； 所述第一滾輪臂和第二滾輪臂上分別設(shè)置有可兩側(cè)開(kāi)合的第一滾輪和第二滾輪。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于剖分輪和機(jī)械臂的巡線機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)，其特征在于，各機(jī)械臂分別包括依次鉸接的第一連桿和第二連桿。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于剖分輪和機(jī)械臂的巡線機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)，其特征在于，各機(jī)械手均包括一對(duì)可張開(kāi)可對(duì)合的機(jī)械手指，所述機(jī)械手指包括上機(jī)械手指和下機(jī)械手指O4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的基于剖分輪和機(jī)械臂的巡線機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述機(jī)架和第一連桿之間、所述第一連桿和第二連桿之間、所述第二連桿和機(jī)械手腕之間、所述上機(jī)械手指和機(jī)械手腕之間、以及所述下機(jī)械手指和機(jī)械手腕之間的鉸接軸均通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于剖分輪和機(jī)械臂的巡線機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述上機(jī)械手指和下機(jī)械手指均為L(zhǎng)鉤型結(jié)構(gòu)。6.權(quán)利要求1-5任一所述的基于剖分輪和機(jī)械臂的巡線機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)的越障方法，其特征在于，包括: 步驟1:未遇到障礙物時(shí)，所述第一機(jī)械手、第二機(jī)械手、第三機(jī)械手和第四機(jī)械手張開(kāi)，所述第一滾輪和第二滾輪夾持住線路帶動(dòng)所述機(jī)架實(shí)現(xiàn)快速行走； 步驟2:當(dāng)遇到障礙物時(shí)，所述第一滾輪臂和第二滾輪臂收縮進(jìn)機(jī)架內(nèi)，所述第一機(jī)械臂和第四機(jī)械臂分別屈伸使得所述第一機(jī)械手和第四機(jī)械手均位于所述機(jī)架的中部且抓持住線路，所述第二機(jī)械臂和第三機(jī)械臂分別屈伸使得所述第二機(jī)械手和第三機(jī)械手分別位于所述機(jī)架的前方和后方避開(kāi)障礙物抓持住線路； 步驟3:所述第一機(jī)械手和第三機(jī)械手分別在所述第一機(jī)械臂和第三機(jī)械臂的作用下同時(shí)張開(kāi)、脫離線路，然后，所述第一機(jī)械臂和第三機(jī)械臂帶動(dòng)所述機(jī)架前移，此時(shí)，所述第一機(jī)械手在所述第一機(jī)械臂屈伸的作用下位于所述機(jī)架的前端避開(kāi)障礙物并重新抓持住線路，第二機(jī)械手和第四機(jī)械手分別在第二機(jī)械臂和第四機(jī)械臂的屈伸作用下位于所述機(jī)架的如端和后端； 步驟4:所述第三機(jī)械臂屈伸使得所述第三機(jī)械手位于所述機(jī)架的后端避開(kāi)障礙物并重新抓持住線路，然后，所述機(jī)架在所述第一機(jī)械臂、第二機(jī)械臂、第三機(jī)械臂和第四機(jī)械臂的共同屈伸作用下前移； 步驟5:所述第二機(jī)械手和第四機(jī)械手分別在所述第二機(jī)械臂和第四機(jī)械臂的作用下張開(kāi)、脫離線路，然后，所述第二機(jī)械臂和第四機(jī)械臂分別屈伸使得所述第二機(jī)械手和第四機(jī)械手分別位于所述機(jī)架的前方和中部避開(kāi)障礙物并重新抓持住線路。7.權(quán)利要求1-5任一所述的基于剖分輪和機(jī)械臂的巡線機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)的越障方法，其特征在于，包括: 步驟1:未遇到障礙物時(shí)，所述第一機(jī)械手、第二機(jī)械手、第三機(jī)械手和第四機(jī)械手張開(kāi)，所述第一滾輪和第二滾輪夾持住線路帶動(dòng)所述機(jī)架實(shí)現(xiàn)快速行走； 步驟2:當(dāng)遇到障礙物時(shí)，所述第一滾輪臂和第二滾輪臂收縮進(jìn)機(jī)架內(nèi)，所述第一機(jī)械手和第三機(jī)械手分別在所述第一機(jī)械臂和第三機(jī)械臂的作用下同時(shí)張開(kāi)、脫離線路后帶動(dòng)所述機(jī)架前移，此時(shí)，所述第二機(jī)械手和第四機(jī)械手分別在第二機(jī)械臂和第四機(jī)械臂的屈伸作用下位于所述機(jī)架的前端和后方，所述第一機(jī)械手和第三機(jī)械手分別在所述第一機(jī)械臂和第三機(jī)械臂的作用下位于所述機(jī)架的前端和后方避開(kāi)引流線并重新抓持住線路； 步驟3:所述第二機(jī)械手和第四機(jī)械手張開(kāi)、脫離線路后分別在所述第二機(jī)械臂和第四機(jī)械臂的屈伸作用下位于所述機(jī)架的前方和中部避開(kāi)引流線并重新抓持住線路； 步驟4:所述第一機(jī)械手和第三機(jī)械手分別在所述第一機(jī)械臂和第三機(jī)械臂的作用下同時(shí)張開(kāi)、脫離線路后帶動(dòng)所述機(jī)架前移，此時(shí)，所述機(jī)架與水平面傾斜，所述第二機(jī)械手和第四機(jī)械手分別在第二機(jī)械臂和第四機(jī)械臂的屈伸作用下位于所述機(jī)架的前端和后方，所述第一機(jī)械手和第三機(jī)械手分別在所述第一機(jī)械臂和第三機(jī)械臂的作用下位于所述機(jī)架的前端和后方避開(kāi)引流線并重新抓持住線路； 步驟5:所述第四機(jī)械手張開(kāi)、脫離線路后在所述第四機(jī)械臂的屈伸作用下位于所述機(jī)架的后端避開(kāi)引流線并重新抓持住線路，所述第一機(jī)械手和第三機(jī)械手分別在所述第一機(jī)械臂和第三機(jī)械臂的作用下同時(shí)張開(kāi)、脫離線路后帶動(dòng)所述機(jī)架前移，此時(shí)，所述第二機(jī)械手和第四機(jī)械手分別在第二機(jī)械臂和第四機(jī)械臂的屈伸作用下位于所述機(jī)架的中部和后方，所述第一機(jī)械手在所述第一機(jī)械臂的作用下位于所述機(jī)架的前端避開(kāi)引流線并重新抓持住線路，所述第三機(jī)械手位于所述機(jī)架的中部并且由所述機(jī)械手腕帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)后避開(kāi)引流線重新抓持住線路； 步驟6:所述第二機(jī)械手和第四機(jī)械手分別張開(kāi)、脫離線路后在所述第二機(jī)械臂和第四機(jī)械臂的作用下帶動(dòng)機(jī)架向前運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，所述第一機(jī)械手和第三機(jī)械手分別在所述第一機(jī)械臂和第三機(jī)械臂的屈伸作用下分別位于所述機(jī)架的中部和后方，所述第二機(jī)械手在第二機(jī)械臂的作用下避開(kāi)引流線并重新抓持住線路，所述第四機(jī)械手在所述第四機(jī)械臂的屈伸作用下位于所述機(jī)架的后方并且由所述機(jī)械手腕帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)后避開(kāi)引流線重新抓持住線路； 步驟7:所述第一機(jī)械手和第三機(jī)械手分別在所述第一機(jī)械臂和第三機(jī)械臂的作用下同時(shí)張開(kāi)、脫離線路，所述第一機(jī)械手在所述第一機(jī)械臂的屈伸作用下位于所述機(jī)架的前端避開(kāi)引流線并重新抓持住線路，所述第三機(jī)械手在所述第三機(jī)械臂的屈伸作用下位于所述機(jī)架的中部并且由所述機(jī)械手腕帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)后避開(kāi)引流線重新抓持住線路。
【文檔編號(hào)】H02G1/02GK105835087SQ201610321969
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年5月12日
【發(fā)明人】杜宗展, 高琦
【申請(qǐng)人】山東大學(xué)