專利名稱：雙輪臂鎖合型巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及巡檢機(jī)器人，具體地說是一種行走在高壓和超高壓輸電線路上、 用于輸電線路設(shè)施自動(dòng)巡視和檢測的雙輪臂鎖合型巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
輸電線路是電力系統(tǒng)的動(dòng)脈，輸電線路的運(yùn)行狀態(tài)關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民 的正常生活，也直接決定了電力系統(tǒng)的安全和效益。大多數(shù)的輸電線路處于野外環(huán)境之 中，分布地點(diǎn)多、面積廣，所處地形復(fù)雜，自然環(huán)境惡劣，長年經(jīng)受風(fēng)吹、雨淋和冰雪；輸電線 及桿塔附件長期受到機(jī)械張力、電氣閃絡(luò)、材料老化等影響，會(huì)發(fā)生電線散股斷股、磨損、腐 蝕、金具松脫等現(xiàn)象，如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)修復(fù)和更換，會(huì)影響到電力的正常運(yùn)輸。因此，為了保證 輸電線路安全穩(wěn)定的運(yùn)行，需要定期對輸電線路設(shè)施(如桿塔、絕緣子、金具、輸電線路和 通道等)進(jìn)行巡視檢查，以便進(jìn)行修復(fù)和更換。目前，對輸電線路設(shè)施進(jìn)行巡檢主要采用人工巡檢或直升機(jī)巡檢的方式。人工巡 檢是巡線人員采用望遠(yuǎn)鏡目測沿線逐塔巡視與登塔巡視相結(jié)合的方法，這種方法勞動(dòng)強(qiáng)度 大，效率低，危險(xiǎn)性高，特別是在山區(qū)和江河地區(qū)的巡視更為困難，并且巡檢周期長，成本 高；直升機(jī)巡檢是直升機(jī)攜帶攝像機(jī)、紅外熱像儀等檢測設(shè)備對輸電線路進(jìn)行巡檢，但是其 成本高，巡檢質(zhì)量易受氣候影響，很難達(dá)到巡視需要的精度。因此，研制能夠攜帶通信和巡 檢儀器的機(jī)器人來代替人工對輸電線路進(jìn)行自動(dòng)巡檢，成為今后的必然發(fā)展趨勢。為實(shí)現(xiàn) 機(jī)器人的自動(dòng)巡檢、適應(yīng)不同線路環(huán)境的要求，需要機(jī)器人能夠運(yùn)動(dòng)靈活，不僅要能夠在輸 電線路上自動(dòng)行走，而且還要求能夠跨越線路上的防震錘、壓接管、絕緣子、懸垂金具等障 礙物。

實(shí)用新型內(nèi)容為了滿足機(jī)器人自動(dòng)巡檢的上述要求，本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠跨越 不同障礙的雙輪臂鎖合型巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)。該巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)不僅能夠沿輸電線路自主行 走，還能夠自主跨越輸電線路上防震錘、壓接管、懸垂線夾等不同障礙，節(jié)省了巡檢成本，降 低了勞動(dòng)強(qiáng)度和人工危險(xiǎn)性，提高了工作效率，保障電力系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型包括兩個(gè)安裝在導(dǎo)軌座上，結(jié)構(gòu)相同的前、后輪臂，每個(gè)輪臂均由行走 越障機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)及回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成，其中升降機(jī)構(gòu)的一端連接有行走于輸電線上的行走 越障機(jī)構(gòu)，另一端與安裝在導(dǎo)軌座上的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相連接；所述行走越障機(jī)構(gòu)由行走機(jī)構(gòu)及 越障機(jī)構(gòu)組成，其中行走機(jī)構(gòu)包括輪架及安裝在輪架上的行走電機(jī)及行走輪，行走輪通過 行走電機(jī)在輸電線上行走；所述越障機(jī)構(gòu)包括第一連接桿、第二連接桿、開合電機(jī)、蝸桿、蝸 輪及第一減速箱，其中開合電機(jī)安裝在第一減速箱上，開合電機(jī)的輸出軸上連接有蝸桿，該 蝸桿通過與蝸輪的嚙合驅(qū)動(dòng)安裝在第一減速箱上的第一、二連接桿轉(zhuǎn)動(dòng)，第一連接桿的頂 端與輪架的一端固接，第二連接桿的頂端與輪架的另一端活動(dòng)連接，輪架與第一、二連接桿構(gòu)成封閉空間，將輸電線封閉其中。其中所述越障機(jī)構(gòu)中的第一減速箱上分別設(shè)有可轉(zhuǎn)動(dòng)的第一、二傳動(dòng)軸，其中第 一傳動(dòng)軸上依次連接有第二主動(dòng)齒輪、第二連接桿及蝸輪，第二傳動(dòng)軸上分別連接有第二 從動(dòng)齒輪及第一連接桿，第二主動(dòng)齒輪與第二從動(dòng)齒輪嚙合傳動(dòng)；所述開合電機(jī)的輸出軸 可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在第一減速箱上，在該輸出軸上安裝有與蝸輪相嚙合的蝸桿；所述第一連接 桿的下端與第二傳動(dòng)軸固接，頂端與輪架的一端固接；第二連接桿的下端與第一傳動(dòng)軸固 接，頂端與輪架的另一端通過銷孔連接；所述行走機(jī)構(gòu)中的輪架上安裝有可轉(zhuǎn)動(dòng)地行走輪 軸，在行走輪軸上分別設(shè)有第一從動(dòng)齒輪及在輸電線上行走的行走輪；所述行走電機(jī)的輸 出軸上安裝有與第一從動(dòng)齒輪嚙合傳動(dòng)的第一主動(dòng)齒輪；所述升降機(jī)構(gòu)包括升降筒、升降 絲桿、升降螺母、升降電機(jī)及支撐架，其中升降筒的頂端與第一減速箱相連，支撐架與回轉(zhuǎn) 機(jī)構(gòu)連接，升降電機(jī)安裝在支撐架上，升降電機(jī)的輸出軸與升降絲桿的一端相連接，升降絲 桿的另一端穿過支撐于升降筒內(nèi)壁的軸承，在升降絲桿上螺紋連接有固接在升降筒內(nèi)壁的 升降螺母、實(shí)現(xiàn)升降螺母在升降絲桿上的螺旋移動(dòng)；所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括回轉(zhuǎn)電機(jī)、第三傳 動(dòng)軸、第三主動(dòng)齒輪、第三從動(dòng)齒輪、第四傳動(dòng)軸及第二減速箱，其中第三、四傳動(dòng)軸分別可 轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在第二減速箱上，第三傳動(dòng)軸的一端與安裝在第二減速箱上的回轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出 軸相連接，第四傳動(dòng)軸的一端與所述升降機(jī)構(gòu)相連；在第三傳動(dòng)軸上設(shè)有第三主動(dòng)齒輪，第 四傳動(dòng)軸上設(shè)有與第三主動(dòng)齒輪嚙合傳動(dòng)的第三從動(dòng)齒輪；所述質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括移動(dòng)電 機(jī)、絲杠、滑塊螺母、第一滾輪、第二滾輪、導(dǎo)軌座及電器箱，其中絲杠安裝在導(dǎo)軌座上，絲杠 的一端與安裝在導(dǎo)軌座上的移動(dòng)電機(jī)的輸出軸相連接，絲杠上螺紋連接有滑塊螺母、實(shí)現(xiàn) 滑塊螺母在絲杠上的螺旋移動(dòng)，電器箱與滑塊螺母連動(dòng)；所述第一、二滾輪分別與電器箱相 連，并容置于導(dǎo)軌座的凹槽內(nèi)；所述電器箱上設(shè)有攝像頭。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)與積極效果為1.本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)具備輪式移動(dòng)和蠕動(dòng)爬行機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，可沿線快速行走和跨 越障礙。2.安全保護(hù)性好。本實(shí)用新型的行走越障機(jī)構(gòu)閉合后，將導(dǎo)線封閉在行走越障機(jī) 構(gòu)之中；另外，行走越障機(jī)構(gòu)的打開與閉合采用蝸輪、蝸桿驅(qū)動(dòng)，閉合后，由于蝸輪、蝸桿的 自鎖作用使其不能打開；在整個(gè)行走和越障過程中，使機(jī)器人機(jī)構(gòu)在行走和越障過程中不 至于從線上掉下來，起到安全保護(hù)作用。3.爬行越障能力強(qiáng)。本實(shí)用新型機(jī)器人機(jī)構(gòu)有兩個(gè)主動(dòng)驅(qū)動(dòng)的行走輪，行走輪的 廓線與導(dǎo)線接觸面積大，易于充分利用行走電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力矩，行走能力強(qiáng)。4.越障過程簡單，易于控制。本實(shí)用新型機(jī)器人機(jī)構(gòu)在跨越防震錘、懸垂線夾等障 礙的過程中，跨越的步驟和過程完全類似，越障過程簡單，易于控制。5.本實(shí)用新型采用模塊化設(shè)計(jì)，便于拆卸更換、包裝和運(yùn)輸。6.應(yīng)用范圍廣。本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于高壓輸電線路及電話線路的巡檢。

圖1為本實(shí)用新型巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中行走越障機(jī)構(gòu)中行走機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1中行走越障機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；[0018]圖4為圖3中行走越障機(jī)構(gòu)中越障機(jī)構(gòu)的仰視圖；圖5為圖1中升降機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖1中回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為圖1中質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為超高壓輸電線路的障礙環(huán)境(防振錘、單掛點(diǎn))示意圖；圖9為本實(shí)用新型巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)中越障機(jī)構(gòu)跨越障礙的狀態(tài)示意圖之一； 圖10為為本實(shí)用新型巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)中越障機(jī)構(gòu)跨越障礙的狀態(tài)示意圖之二 ；其中1為前行走越障機(jī)構(gòu)，2為前升降機(jī)構(gòu)，3為前回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，4為后行走越障機(jī) 構(gòu)，5為后升降機(jī)構(gòu)，6為后回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，7為導(dǎo)軌座，8為質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，9為電器箱，10為行走 電機(jī)，11為第一主動(dòng)齒輪，12為第一從動(dòng)齒輪，13為行走輪軸，14為行走輪，15為輪架，16 為第一連接桿，17為第二連接桿，18為開合電機(jī)，19為蝸桿，20為蝸輪，21為第一傳動(dòng)軸，22 為第二主動(dòng)齒輪，23為第二從動(dòng)齒輪，24為第二傳動(dòng)軸，25為第一減速箱，26為升降筒，27 為軸承，28為升降絲桿，29為升降螺母，30為升降電機(jī)，31為支撐架，32為回轉(zhuǎn)電機(jī)，33為 第三傳動(dòng)軸，34為第三主動(dòng)齒輪，35為第三從動(dòng)齒輪，36為第四傳動(dòng)軸，37為第二減速箱， 38為移動(dòng)電機(jī)，39為絲杠，40為滑塊螺母，41為第一滾輪，42為第二滾輪，43為輸電線，44 為第一防振錘，45為第一絕緣子，46為懸垂金具及線夾，47為第二防振錘，48為攝像頭。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述。如圖1所示，本實(shí)用新型包括兩個(gè)安裝在導(dǎo)軌座7上，結(jié)構(gòu)相同的前、后輪臂以及 導(dǎo)軌座7、質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)8和電器箱9，其中前輪臂由前行走越障機(jī)構(gòu)1、前升降機(jī)構(gòu)2及前 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3組成，后輪臂由后行走越障機(jī)構(gòu)4、后升降機(jī)構(gòu)5、后回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6組成。其中升降 機(jī)構(gòu)的一端連接有行走于輸電線43上的行走越障機(jī)構(gòu)，另一端與安裝在導(dǎo)軌座7上的回轉(zhuǎn) 機(jī)構(gòu)相連接，在導(dǎo)軌座7上還安裝有質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)8。本實(shí)用新型的前、后行走越障機(jī)構(gòu)1、4結(jié)構(gòu)相同，均由行走機(jī)構(gòu)及越障機(jī)構(gòu)組成。 如圖2所示，行走機(jī)構(gòu)包括行走電機(jī)10、第一主動(dòng)齒輪11、第一從動(dòng)齒輪12、行走輪軸13、 行走輪14及輪架15，行走電機(jī)10安裝在輪架15上，行走電機(jī)10的輸出軸通過軸承可轉(zhuǎn) 動(dòng)地設(shè)在輪架15上，該輸出軸上鍵連接在第一主動(dòng)齒輪11 ；行走輪軸13的兩端通過軸承 可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在輪架15上，在行走輪軸13上分別鍵連接有第一從動(dòng)齒輪12及行走輪14， 其中第一從動(dòng)齒輪12與第一主動(dòng)齒輪11互相嚙合傳動(dòng)，行走輪14用于在輸電線43上行 走。如圖3、圖4所示，越障機(jī)構(gòu)包括第一連接桿16、第二連接桿17、開合電機(jī)18、蝸桿19、 蝸輪20、第一傳動(dòng)軸21、第二主動(dòng)齒輪22、第二從動(dòng)齒輪23、第二傳動(dòng)軸24及第一減速箱 25，第一傳動(dòng)軸21的兩端及第二傳動(dòng)軸24的兩端分別通過軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在第一減速 箱25上，在第一傳動(dòng)軸21上鍵連接有第二主動(dòng)齒輪22及蝸輪20，第二連接桿17的下端固 接在第一傳動(dòng)軸21上、位于第二主動(dòng)齒輪22與蝸輪20之間，第二主動(dòng)齒輪22、第二連接桿 17及蝸輪20均隨第一傳動(dòng)軸21轉(zhuǎn)動(dòng)；在第二傳動(dòng)軸24上鍵連接有第二從動(dòng)齒輪23，第一 連接桿16的下端固接在第二傳動(dòng)軸24上，第二主動(dòng)齒輪22與第二從動(dòng)齒輪23嚙合傳動(dòng)。 所述開合電機(jī)18安裝在第一減速箱25上，開合電機(jī)18的輸出軸通過軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在 第一減速箱25上，在該輸出軸上安裝有與蝸輪20相嚙合的蝸桿19，蝸桿19位于蝸輪20的下方。通過蝸桿19與蝸輪20的嚙合驅(qū)動(dòng)安裝在第一傳動(dòng)軸21上的第二連接桿17以及安裝在第二傳動(dòng)軸24上的第一連接桿16轉(zhuǎn)動(dòng)，第一連接桿16的頂端與輪架15的一端固接， 第二連接桿17的頂端與輪架15的另一端通過銷孔連接(即輪架15上設(shè)有孔，第二連接桿 17的頂端設(shè)有銷，在封閉時(shí)第二連接桿17上的銷是插在輪架15上的孔內(nèi)的)，輪架15與 第一、二連接桿16、17構(gòu)成封閉空間，將輸電線43封閉其中；在開合電機(jī)18的驅(qū)動(dòng)下，第一 連接桿16、第二連接桿17分別繞第二傳動(dòng)軸24、第一傳動(dòng)軸21轉(zhuǎn)動(dòng)，左右打開躲避障礙， 從障礙的側(cè)面通過，實(shí)現(xiàn)越障。在第一、二連接桿16、17打開時(shí)，第一連接桿16帶動(dòng)行走機(jī) 構(gòu)中的輪架15在銷孔處與第二連接桿17分開。如圖5所示，本實(shí)用新型的前、后升降機(jī)構(gòu)2、5結(jié)構(gòu)相同，包括升降筒26、軸承27、 升降絲桿28、升降螺母29、升降電機(jī)30及支撐架31，其中升降筒26的頂端與第一減速箱 25相固接，支撐架31與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接，升降電機(jī)30安裝在支撐架31上，升降電機(jī)30的輸 出軸穿過支撐架31、與升降絲桿28的一端相連接，升降電機(jī)30的輸出軸與支撐架31之間 通過軸承連接，升降絲桿28的另一端穿過支撐于升降筒26內(nèi)壁的軸承27，在升降絲桿28 上螺紋連接有固接在升降筒26內(nèi)壁的升降螺母29、實(shí)現(xiàn)升降螺母29在升降絲桿28上的螺 旋移動(dòng)。如圖6所示，本實(shí)用新型的前、后回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3、6結(jié)構(gòu)相同，包括回轉(zhuǎn)電機(jī)32、第三 傳動(dòng)軸33、第三主動(dòng)齒輪34、第三從動(dòng)齒輪35、第四傳動(dòng)軸36及第二減速箱37，其中第三 傳動(dòng)軸33及第四傳動(dòng)軸36的兩端分別通過軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在第二減速箱37上，第三、 四傳動(dòng)軸33、36平行設(shè)置；第三傳動(dòng)軸33的下端與安裝在第二減速箱37上的回轉(zhuǎn)電機(jī)32 的輸出軸相連接，第四傳動(dòng)軸36的上端與所述升降機(jī)構(gòu)中的支撐架31相連；在第三傳動(dòng)軸 33上鍵連接有第三主動(dòng)齒輪34，第四傳動(dòng)軸36上鍵連接有與第三主動(dòng)齒輪34嚙合傳動(dòng)的 第三從動(dòng)齒輪35。如圖7所示，本實(shí)用新型的質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括移動(dòng)電機(jī)38、絲杠39、滑塊螺母40、 第一滾輪41、第二滾輪42、導(dǎo)軌座7及電器箱8，其中絲杠39的兩端通過軸承安裝在導(dǎo)軌座 7的下部，絲杠39的一端與安裝在導(dǎo)軌座7下部的移動(dòng)電機(jī)38的輸出軸相連接，絲杠39上 螺紋連接有滑塊螺母40、實(shí)現(xiàn)了滑塊螺母40在絲杠39上的螺旋移動(dòng)，滑塊螺母40的下方 固接有電器箱9，電器箱9與滑塊螺母40連動(dòng)、改變機(jī)器人機(jī)構(gòu)的重心；所述第一、二滾輪 41、42分別與電器箱9相連，并容置于導(dǎo)軌座7中支撐板上的凹槽內(nèi)。本實(shí)用新型的電器箱9上裝有攝像頭48以及驅(qū)動(dòng)裝置的控制單元、電源、無線數(shù) 據(jù)和圖像傳輸裝置，可將攝像頭48拍攝的圖像傳回到地面監(jiān)控端顯示、存儲(chǔ)，通過與地面 監(jiān)控端的無線數(shù)據(jù)傳輸，可使機(jī)器人實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退、越障等各種動(dòng)作。本實(shí)用新型的工作原理為在輸電線上行走行走電機(jī)10工作，驅(qū)動(dòng)第一主動(dòng)齒輪11轉(zhuǎn)動(dòng)，通過第一主動(dòng)齒 輪11與第一從動(dòng)齒輪12的嚙合傳動(dòng)，帶動(dòng)行走輪軸13和行走輪14轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)行走輪14 在輸電線43上行走。越障當(dāng)機(jī)器人機(jī)構(gòu)前行走越障機(jī)構(gòu)1中的行走輪遇到防震錘、懸垂線夾等障礙 時(shí)，質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)8將電器箱9向后移動(dòng)至后輪臂，前升降機(jī)構(gòu)2工作，使前行走越障機(jī)構(gòu) 1先升高設(shè)定高度，使前行走越障機(jī)構(gòu)1中的行走輪抬高，脫離輸電線43 ；然后前行走越障 機(jī)構(gòu)1中的越障機(jī)構(gòu)的開合電機(jī)18工作，驅(qū)動(dòng)蝸桿19轉(zhuǎn)動(dòng)，通過嚙合的蝸桿19、蝸輪20的傳動(dòng)，使與蝸輪20固接的第一傳動(dòng)軸21轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)固接在第一傳動(dòng)軸21上的第二連接桿17和第二主動(dòng)齒輪22轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)通過第二主動(dòng)齒輪22與第二從動(dòng)齒輪23的嚙合傳 動(dòng)，使第二傳動(dòng)軸24及固接在第二傳動(dòng)軸24上的第二從動(dòng)齒輪23和第一連接桿16轉(zhuǎn)動(dòng)， 實(shí)現(xiàn)了第一、二連接桿16、17的反向轉(zhuǎn)動(dòng)，第二連接桿17的頂端與輪架15逐漸分開，使前 行走越障機(jī)構(gòu)左右打開，到達(dá)障礙的兩側(cè)，在后行走越障機(jī)構(gòu)4中行走輪的驅(qū)動(dòng)下，前行走 越障機(jī)構(gòu)1從障礙的側(cè)面通過，實(shí)現(xiàn)了對障礙的跨越；后行走越障機(jī)構(gòu)4跨越障礙的過程與 前行走越障機(jī)構(gòu)1的跨越過程相同。升降升降電機(jī)30工作，驅(qū)動(dòng)升降絲桿28旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)與升降絲桿28旋合的升降螺 母29轉(zhuǎn)動(dòng)，使與升降螺母29固接的升降筒26上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)與升降筒26固接的行走越障 機(jī)構(gòu)的升降?；剞D(zhuǎn)回轉(zhuǎn)電機(jī)32工作，驅(qū)動(dòng)第三傳動(dòng)軸33旋轉(zhuǎn)，通過第三傳動(dòng)軸33帶動(dòng)第三主 動(dòng)齒輪34轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過第三主、從動(dòng)齒輪34、35的嚙合帶動(dòng)第三從動(dòng)齒輪35轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶 動(dòng)與第三從動(dòng)齒輪35鍵連接的第四傳動(dòng)軸36轉(zhuǎn)動(dòng)，使與第四傳動(dòng)軸36連接的升降機(jī)構(gòu)和 行走越障機(jī)構(gòu)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)前、后行走越障機(jī)構(gòu)1、4中行走輪方位的改變。質(zhì)心調(diào)節(jié)移動(dòng)電機(jī)38工作，驅(qū)動(dòng)絲杠39轉(zhuǎn)動(dòng)，滑塊螺母40沿著絲杠39左右移 動(dòng)，使電器箱9的位置改變，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人機(jī)構(gòu)質(zhì)心位置的調(diào)節(jié)；容置于導(dǎo)軌座7凹槽內(nèi)的第 一、二滾輪41、42，在電器箱9移動(dòng)的過程中，起到導(dǎo)向和承受電器箱9重量的作用。圖像傳輸及顯示電器箱9前下方安裝有攝像頭48，在機(jī)器人機(jī)構(gòu)巡檢時(shí)，攝像 頭48將拍攝到的輸電線路設(shè)施(輸電線、桿塔、金具、絕緣子及通道等)的圖像通過電器箱 9的無線圖像發(fā)射機(jī)及天線實(shí)時(shí)發(fā)送到地面基站，由地面基站的無線圖像接收機(jī)和天線接 收，經(jīng)圖像采集卡處理后，傳輸?shù)交镜墓た貦C(jī)，經(jīng)過工控機(jī)對圖像處理后，在工控機(jī)顯示 器上顯示拍攝的圖像，并存儲(chǔ)在硬盤中。無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)孛婊竞碗娖飨?內(nèi)各攜帶有一臺(tái)無線數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)，地面基 站人員通過操作界面輸入機(jī)器人機(jī)構(gòu)動(dòng)作的指令，通過地面基站的無線數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)和天 線發(fā)送至輸電線上的機(jī)器人機(jī)構(gòu)，由機(jī)器人機(jī)構(gòu)攜帶的無線數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)接收，傳送到機(jī) 器人機(jī)構(gòu)控制計(jì)算機(jī)，機(jī)器人機(jī)構(gòu)控制計(jì)算機(jī)隨即控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)機(jī)器人機(jī)構(gòu)相 關(guān)的關(guān)節(jié)進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了地面基站對機(jī)器人機(jī)構(gòu)的遙控操作。機(jī)器人機(jī)構(gòu)的狀態(tài)信 息通過機(jī)器人機(jī)構(gòu)攜帶的無線數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)及天線發(fā)送到地面基站，由地面基站的無線數(shù) 據(jù)傳輸電臺(tái)接收后，傳送到地面基站工控機(jī)，經(jīng)處理后，在地面基站顯示器上顯示，從而在 地面基站了解到機(jī)器人機(jī)構(gòu)的運(yùn)行狀態(tài)。機(jī)器人上線后，巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)的前、后行走越障機(jī)構(gòu)1、4中的兩個(gè)行走輪14都 在輸電線43上，行走電機(jī)10上電后，驅(qū)動(dòng)第一主動(dòng)齒輪11轉(zhuǎn)動(dòng)，通過與第一主動(dòng)齒輪11 嚙合的第一從動(dòng)齒輪12傳動(dòng)，帶動(dòng)行走輪軸13和行走輪14轉(zhuǎn)動(dòng)，使機(jī)器人機(jī)構(gòu)在輸電線 43上前進(jìn)或后退。如圖8所示，在輸電線43上主要的障礙物為第一防振錘44、第一絕緣子45、懸垂 金具及線夾46、第二防振錘47。本實(shí)用新型機(jī)器人機(jī)構(gòu)工作時(shí)由行走電機(jī)驅(qū)動(dòng)，帶動(dòng)機(jī)器 人機(jī)構(gòu)在輸電線43上行走，通過本實(shí)用新型的行走越障機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和質(zhì)心 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的配合運(yùn)動(dòng)，可沿線行進(jìn)并跨越輸電線43上的障礙物。跨越圖8所示的障礙環(huán)境 過程為[0043]機(jī)器人機(jī)構(gòu)掛上輸電線43后，前、后行走越障機(jī)構(gòu)1、4中的兩個(gè)行走輪14沿輸電 線43行走，在前行走越障機(jī)構(gòu)1中的行走輪前面的遇障傳感器遇到第一防震錘44后，機(jī)器 人停止行走。此后，質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)8將電器箱9向后移動(dòng)到后輪臂，在前升降機(jī)構(gòu)2的作用 下，使前行走越障機(jī)構(gòu)1升高設(shè)定高度，使前行走越障機(jī)構(gòu)1中的行走輪離開輸電線43 ；前 行走越障機(jī)構(gòu)1中的越障機(jī)構(gòu)的第一、二連接桿16、17在開合電機(jī)18的作用下旋轉(zhuǎn)打開所 需角度，到達(dá)第一防震錘44的兩側(cè)(如圖9、圖10所示)，后行走越障機(jī)構(gòu)4中的行走輪單 獨(dú)驅(qū)動(dòng)行走，使前行走越障機(jī)構(gòu)1從側(cè)面越過第一防震錘44，到達(dá)第一防震錘44的前方，前 行走越障機(jī)構(gòu)1中的越障機(jī)構(gòu)的開合電機(jī)18重新作用，使第一、二連接桿16、17旋轉(zhuǎn)閉合， 前行走越障機(jī)構(gòu)1中的行走輪重新回到輸電線43的正上方，前升降機(jī)構(gòu)2收縮，使前行走 越障機(jī)構(gòu)1中的行走輪回到輸電線43上，實(shí)現(xiàn)了前行走越障機(jī)構(gòu)1中的行走輪對第一防震 錘44的跨越。此后，后行走越障機(jī)構(gòu)4跨越第一防震錘44，以及兩個(gè)行走輪跨越懸垂金具 及線夾46、第二防振錘47，跨越過程與前行走越障機(jī)構(gòu)1中的行走輪跨越第一防震錘44的 過程相同。當(dāng)懸垂金具及線夾46兩側(cè)的輸電線43不在同一個(gè)豎直面內(nèi)時(shí)，當(dāng)前行走越障機(jī) 構(gòu)1中的行走輪遇到懸垂金具及線夾46后，機(jī)器人機(jī)構(gòu)停止行走。質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)8將電器 箱9向后移動(dòng)到后輪臂，在前升降機(jī)構(gòu)2的作用下，使前行走越障機(jī)構(gòu)1升高設(shè)定高度，使 前行走越障機(jī)構(gòu)1中的行走輪離開輸電線43 ；前行走越障機(jī)構(gòu)1中的越障機(jī)構(gòu)的第一、二 連接桿16、17在開合電機(jī)18的作用下旋轉(zhuǎn)打開所需角度，到達(dá)第一防震錘44的兩側(cè)，后行 走越障機(jī)構(gòu)4中的行走輪單獨(dú)驅(qū)動(dòng)行走，使前行走越障機(jī)構(gòu)1中的行走輪從側(cè)面越過第一 防震錘44，到達(dá)第一防震錘44的前方，前行走越障機(jī)構(gòu)1中的越障機(jī)構(gòu)的開合電機(jī)18重新 作用，使第一、二連接桿16、17旋轉(zhuǎn)閉合，前行走越障機(jī)構(gòu)1中的行走輪重新回到輸電線43 的正上方。由于懸垂金具及線夾46兩側(cè)的輸電線不在同一個(gè)豎直面內(nèi)，此后，前、后回轉(zhuǎn)機(jī) 構(gòu)3、6共同作用，調(diào)整前行走越障機(jī)構(gòu)1中的行走輪的姿態(tài)，使前行走越障機(jī)構(gòu)1中的行走 輪的輪槽對準(zhǔn)輸電線43，在前升降機(jī)構(gòu)2收縮后，輸電線43準(zhǔn)確落進(jìn)前行走越障機(jī)構(gòu)1中 的行走輪的輪槽，便于機(jī)器人機(jī)構(gòu)行走。此后，后行走越障機(jī)構(gòu)4中的行走輪也跨越懸垂金 具及線夾46，其過程與前行走越障機(jī)構(gòu)1中的行走輪跨越第一防震錘44的過程相同。在巡檢過程中，機(jī)器人機(jī)構(gòu)通過攜帶的攝像頭48對輸電設(shè)施(輸電線、桿塔、金 具、絕緣子及通道等)進(jìn)行巡檢。機(jī)器人機(jī)構(gòu)將拍攝到的輸電線路設(shè)施圖像通過電器箱9 內(nèi)的無線圖像發(fā)射機(jī)及天線實(shí)時(shí)發(fā)送到地面基站，由地面基站的無線圖像接收機(jī)和天線接 收，經(jīng)圖像采集卡處理后，傳輸?shù)交镜墓た貦C(jī)，工控機(jī)對圖像處理后，在工控機(jī)顯示器上 顯示拍攝的圖像，并存儲(chǔ)在硬盤中。地面基站人員通過操作界面輸入機(jī)器人機(jī)構(gòu)動(dòng)作的指令，通過地面基站的無線數(shù) 據(jù)傳輸電臺(tái)和天線發(fā)送至輸電線上的機(jī)器人機(jī)構(gòu)，由機(jī)器人機(jī)構(gòu)攜帶的無線數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái) 接收，傳送到機(jī)器人機(jī)構(gòu)控制計(jì)算機(jī)，機(jī)器人機(jī)構(gòu)控制計(jì)算機(jī)隨即控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng) 機(jī)器人機(jī)構(gòu)相關(guān)的關(guān)節(jié)進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了地面基站對機(jī)器人機(jī)構(gòu)的遙控操作。機(jī)器人 機(jī)構(gòu)的狀態(tài)信息通過機(jī)器人機(jī)構(gòu)攜帶的無線數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)及天線發(fā)送到地面基站，由地面 基站的無線數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)接收后，傳送到地面基站工控機(jī)，經(jīng)處理后，在地面基站顯示器上 顯示，從而在地面基站了解到機(jī)器人機(jī)構(gòu)的運(yùn)行狀態(tài)。
權(quán)利要求一種雙輪臂鎖合型巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于包括兩個(gè)安裝在導(dǎo)軌座(7)上，結(jié)構(gòu)相同的前、后輪臂，每個(gè)輪臂均由行走越障機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)及回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成，其中升降機(jī)構(gòu)的一端連接有行走于輸電線(43)上的行走越障機(jī)構(gòu)，另一端與安裝在導(dǎo)軌座(7)上的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相連接；所述行走越障機(jī)構(gòu)由行走機(jī)構(gòu)及越障機(jī)構(gòu)組成，其中行走機(jī)構(gòu)包括輪架(15)及安裝在輪架(15)上的行走電機(jī)(10)及行走輪(14)，行走輪(14)通過行走電機(jī)(10)在輸電線(43)上行走；所述越障機(jī)構(gòu)包括第一連接桿(16)、第二連接桿(17)、開合電機(jī)(18)、蝸桿(19)、蝸輪(20)及第一減速箱(25)，其中開合電機(jī)(18)安裝在第一減速箱(25)上，開合電機(jī)(18)的輸出軸上連接有蝸桿(19)，該蝸桿(19)通過與蝸輪(20)的嚙合驅(qū)動(dòng)安裝在第一減速箱(25)上的第一、二連接桿(16、17)轉(zhuǎn)動(dòng)，第一連接桿(16)的頂端與輪架(15)的一端固接，第二連接桿(17)的頂端與輪架(15)的另一端活動(dòng)連接，輪架(15)與第一、二連接桿(16、17)構(gòu)成封閉空間，將輸電線(43)封閉其中。
2.按權(quán)利要求1所述的雙輪臂鎖合型巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于所述越障機(jī)構(gòu)中 的第一減速箱(25)上分別設(shè)有可轉(zhuǎn)動(dòng)的第一、二傳動(dòng)軸(21、24)，其中第一傳動(dòng)軸(21)上 依次連接有第二主動(dòng)齒輪(22)、第二連接桿(17)及蝸輪(20)，第二傳動(dòng)軸(24)上分別連 接有第二從動(dòng)齒輪(23)及第一連接桿(16)，第二主動(dòng)齒輪(22)與第二從動(dòng)齒輪(23)嚙合 傳動(dòng)；所述開合電機(jī)(18)的輸出軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在第一減速箱(25)上，在該輸出軸上安裝 有與蝸輪(20)相嚙合的蝸桿(19)。
3.按權(quán)利要求1或2所述的雙輪臂鎖合型巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于所述第一連 接桿(16)的下端與第二傳動(dòng)軸(24)固接，頂端與輪架(15)的一端固接；第二連接桿(17) 的下端與第一傳動(dòng)軸(21)固接，頂端與輪架(15)的另一端通過銷孔連接。
4.按權(quán)利要求1所述的雙輪臂鎖合型巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于所述行走機(jī)構(gòu)中 的輪架(15)上安裝有可轉(zhuǎn)動(dòng)地行走輪軸(13)，在行走輪軸(13)上分別設(shè)有第一從動(dòng)齒輪 (12)及在輸電線(43)上行走的行走輪(14)；所述行走電機(jī)(10)的輸出軸上安裝有與第一 從動(dòng)齒輪(12)嚙合傳動(dòng)的第一主動(dòng)齒輪(11)。
5.按權(quán)利要求1所述的雙輪臂鎖合型巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于所述升降機(jī)構(gòu)包 括升降筒(26)、升降絲桿(28)、升降螺母(29)、升降電機(jī)(30)及支撐架(31)，其中升降筒(26)的頂端與第一減速箱(25)相連，支撐架(31)與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接，升降電機(jī)(30)安裝在 支撐架(31)上，升降電機(jī)(30)的輸出軸與升降絲桿(28)的一端相連接，升降絲桿(28)的 另一端穿過支撐于升降筒(26)內(nèi)壁的軸承(27)，在升降絲桿(28)上螺紋連接有固接在升 降筒(26)內(nèi)壁的升降螺母(29)、實(shí)現(xiàn)升降螺母(29)在升降絲桿(28)上的螺旋移動(dòng)。
6.按權(quán)利要求1所述的雙輪臂鎖合型巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于所述回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包 括回轉(zhuǎn)電機(jī)(32)、第三傳動(dòng)軸(33)、第三主動(dòng)齒輪(34)、第三從動(dòng)齒輪(35)、第四傳動(dòng)軸(36)及第二減速箱(37)，其中第三、四傳動(dòng)軸(33、36)分別可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在第二減速箱(37)上，第三傳動(dòng)軸(33)的一端與安裝在第二減速箱(37)上的回轉(zhuǎn)電機(jī)(32)的輸出軸相 連接，第四傳動(dòng)軸(36)的一端與所述升降機(jī)構(gòu)相連；在第三傳動(dòng)軸(33)上設(shè)有第三主動(dòng)齒 輪(34)，第四傳動(dòng)軸(36)上設(shè)有與第三主動(dòng)齒輪(34)嚙合傳動(dòng)的第三從動(dòng)齒輪(35)。
7.按權(quán)利要求1所述的雙輪臂鎖合型巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于在導(dǎo)軌座(7)上 還安裝有質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(8)，所述質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(8)包括移動(dòng)電機(jī)(38)、絲杠(39)、滑塊螺 母(40)、第一滾輪(41)、第二滾輪(42)、導(dǎo)軌座(7)及電器箱(9)，其中絲杠(39)安裝在導(dǎo)軌座(7)上，絲杠(39)的一端與安裝在導(dǎo)軌座(7)上的移動(dòng)電機(jī)(38)的輸出軸相連接，絲 杠(39)上螺紋連接有滑塊螺母(40)、實(shí)現(xiàn)滑塊螺母(40)在絲杠(39)上的螺旋移動(dòng)，電器 箱(9)與滑塊螺母(40)連動(dòng)；所述第一、二滾輪(41、42)分別與電器箱(9)相連，并容置于 導(dǎo)軌座(7)的凹槽內(nèi)。
8.按權(quán)利要求7所述的雙輪臂鎖合型巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于所述電器箱(9) 上設(shè)有攝像頭(48)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及巡檢機(jī)器人，具體地說是一種行走在高壓和超高壓輸電線路上、用于輸電線路設(shè)施自動(dòng)巡視和檢測的雙輪臂鎖合型巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)，包括兩個(gè)安裝在導(dǎo)軌座上，結(jié)構(gòu)相同的前、后輪臂，每個(gè)輪臂均由行走越障機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)及回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成，行走越障機(jī)構(gòu)位于升降機(jī)構(gòu)的頂端，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的頂端與升降機(jī)構(gòu)的下端連接、下端與導(dǎo)軌座固接，質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝在導(dǎo)軌座上；行走越障機(jī)構(gòu)構(gòu)成封閉的空間，將導(dǎo)線封閉其中，起到安全保護(hù)作用；越障時(shí)，升降機(jī)構(gòu)先使行走越障機(jī)構(gòu)升高，越障機(jī)構(gòu)的連接桿在開合電機(jī)的作用下分別轉(zhuǎn)動(dòng)，左右打開躲開障礙，從障礙的側(cè)面通過，實(shí)現(xiàn)越障。本實(shí)用新型適應(yīng)不同尺寸障礙物，具有越障能力強(qiáng)，安全性好等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02K7/116GK201766309SQ20102020723
公開日2011年3月16日 申請日期2010年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月25日
發(fā)明者何立波, 凌烈, 劉愛華, 孫鵬, 景鳳仁, 王洪光 申請人:中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所