一種用于鐵路線路監(jiān)測(cè)的巡線機(jī)器人的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于鐵路線路監(jiān)測(cè)的巡線機(jī)器人，由機(jī)器人本體、巡線運(yùn)動(dòng)裝置、機(jī)械臂導(dǎo)向裝置、配重平衡裝置、控制系統(tǒng)及電源組成；所述巡線運(yùn)動(dòng)裝置通過(guò)所述機(jī)械臂導(dǎo)向裝置連接機(jī)器人本體，在所述機(jī)器人本體沿供電線方向的一側(cè)設(shè)置三組結(jié)構(gòu)相同的所述巡線運(yùn)動(dòng)裝置與所述機(jī)械臂導(dǎo)向裝置，所述配重平衡裝置、控制系統(tǒng)及電源安裝在所述機(jī)器人本體內(nèi)。本發(fā)明用于鐵路線路監(jiān)測(cè)的巡線機(jī)器人輔助人工巡檢，促進(jìn)了巡檢的自動(dòng)化程度，提高了效率，同時(shí)，節(jié)約了成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種用于鐵路線路監(jiān)測(cè)的巡線機(jī)器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于鐵路線路監(jiān)測(cè)的巡線機(jī)器人，應(yīng)用與鐵路線路監(jiān)測(cè)與巡線【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]為了保證電力線路的正常運(yùn)行，需要對(duì)鐵路電力線路定期維護(hù)。而目前主要是采用人工目測(cè)檢查的方式，大大增加了人力物力的投入，浪費(fèi)了大量勞動(dòng)力與財(cái)力，同時(shí)巡檢效率低下，質(zhì)量不高。因此，迫切需要基于機(jī)器人技術(shù)的巡線機(jī)器人來(lái)輔助人工巡檢，這不僅保證了巡檢效率、巡檢質(zhì)量，也降低了巡檢成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)存在的不足，提供一種用于鐵路線路監(jiān)測(cè)的巡線機(jī)器人，利用機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)以避開(kāi)障礙物的方法，使得機(jī)器人能夠很好地避開(kāi)障礙物。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
一種用于鐵路線路監(jiān)測(cè)的巡線機(jī)器人，由機(jī)器人本體、巡線運(yùn)動(dòng)裝置、機(jī)械臂導(dǎo)向裝置、配重平衡裝置、控制系統(tǒng)及電源組成；所述巡線運(yùn)動(dòng)裝置通過(guò)所述機(jī)械臂導(dǎo)向裝置連接機(jī)器人本體，在所述機(jī)器人本體沿供電線方向的一側(cè)設(shè)置三組結(jié)構(gòu)相同的所述巡線運(yùn)動(dòng)裝置與所述機(jī)械臂導(dǎo)向裝置，所述配重平衡裝置、控制系統(tǒng)及電源安裝在所述機(jī)器人本體內(nèi)。
[0005]進(jìn)一步地，所述巡線運(yùn)動(dòng)裝置包括框架、電磁鐵、彈簧、鐵質(zhì)小輪架、小輪、大輪和第二電機(jī)；所述電磁鐵與所述框架固定相連，所述彈簧一端與所述電磁鐵固定相連，另一端與所述鐵質(zhì)小輪架固定相連，所述小輪與所述鐵質(zhì)小輪架通過(guò)軸相連，所述大輪與所述第二電機(jī)通過(guò)軸相連，所述第二電機(jī)與所述框架固定相連。
[0006]進(jìn)一步地，所述機(jī)械臂導(dǎo)向裝置包括第一機(jī)械臂、第二機(jī)械臂、第一電機(jī)；所述第一機(jī)械臂連接所述機(jī)器人本體，由固定設(shè)置在所述機(jī)器人本體內(nèi)部的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述第二機(jī)械臂與所述框架轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述第二機(jī)械臂與所述第一機(jī)械臂通過(guò)所述第一電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述第二機(jī)械臂通過(guò)所述第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述第一電機(jī)的輸出軸垂直于供電線，以控制所述第二機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)。
[0007]進(jìn)一步地，所述配重平衡裝置包括絲杠、配重塊、聯(lián)軸器和第三電機(jī)；所述第三電機(jī)固定在機(jī)器人本體的一端，所述配重塊與所述絲杠螺旋連接，所述絲杠與所述第三電機(jī)通過(guò)所述聯(lián)軸器連接。
[0008]進(jìn)一步地，所述機(jī)器人本體中還裝有傳感器，用于判斷到達(dá)障礙和越過(guò)障礙。所述電源為鋰電池。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見(jiàn)的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn): 本發(fā)明用于鐵路線路監(jiān)測(cè)的巡線機(jī)器人輔助人工巡檢，促進(jìn)了巡檢的自動(dòng)化程度，提
高了效率，同時(shí)，節(jié)約了成本?！緦?zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為本發(fā)明總體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2為本發(fā)明俯視圖。
[0012]圖3為本發(fā)明巡線運(yùn)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖4 (a、)為本發(fā)明越過(guò)障礙物示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合附圖詳述如下:
參見(jiàn)圖1?圖3，一種用于鐵路線路監(jiān)測(cè)的巡線機(jī)器人，由機(jī)器人本體1、巡線運(yùn)動(dòng)裝置
1、機(jī)械臂導(dǎo)向裝置I1、配重平衡裝置II1、控制系統(tǒng)及電源組成；所述巡線運(yùn)動(dòng)裝置I通過(guò)所述機(jī)械臂導(dǎo)向裝置II連接機(jī)器人本體1，在所述機(jī)器人本體I沿供電線方向的一側(cè)設(shè)置三組結(jié)構(gòu)相同的所述巡線運(yùn)動(dòng)裝置I與所述機(jī)械臂導(dǎo)向裝置II，所述配重平衡裝置II1、控制系統(tǒng)及電源安裝在所述機(jī)器人本體I內(nèi)。
[0015]所述巡線運(yùn)動(dòng)裝置I包括框架2、電磁鐵3、彈簧4、鐵質(zhì)小輪架5、小輪6、大輪7和第二電機(jī)11 ;所述電磁鐵3與所述框架2固定相連，所述彈簧4 一端與所述電磁鐵3固定相連，另一端與所述鐵質(zhì)小輪架5固定相連，所述小輪6與所述鐵質(zhì)小輪架5通過(guò)軸相連，所述大輪7與所述第二電機(jī)11通過(guò)軸相連，所述第二電機(jī)11與所述框架2固定相連。
[0016]所述機(jī)械臂導(dǎo)向裝置II包括第一機(jī)械臂8、第二機(jī)械臂10、第一電機(jī)9 ;所述第一機(jī)械臂8連接所述機(jī)器人本體1，由固定設(shè)置在所述機(jī)器人本體I內(nèi)部的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述第二機(jī)械臂10與所述框架2轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述第二機(jī)械臂10與所述第一機(jī)械臂8通過(guò)所述第一電機(jī)9轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述第二機(jī)械臂10通過(guò)所述第一電機(jī)9驅(qū)動(dòng)，所述第一電機(jī)9的輸出軸垂直于供電線，以控制所述第二機(jī)械臂10的運(yùn)動(dòng)。
[0017]所述配重平衡裝置III包括絲杠12、配重塊13、聯(lián)軸器14和第三電機(jī)15 ;所述第三電機(jī)15固定在機(jī)器人本體I的一端，所述配重塊13與所述絲杠12螺旋連接，所述絲杠12與所述第三電機(jī)15通過(guò)所述聯(lián)軸器14連接。
[0018]所述機(jī)器人本體I中還裝有傳感器，用于判斷到達(dá)障礙和越過(guò)障礙。所述電源為鋰電池。
[0019]本實(shí)施例的工作原理和過(guò)程如下:
如圖4所示，Ca)在越障過(guò)程中，當(dāng)巡線機(jī)器人運(yùn)動(dòng)到障礙物前某處時(shí)，由傳感器感應(yīng)到信號(hào)，控制系統(tǒng)控制前中尾巡線運(yùn)動(dòng)裝置I的第二電機(jī)11停止轉(zhuǎn)動(dòng)，巡線機(jī)器人停止前進(jìn)；(b)控制系統(tǒng)控制前部巡線運(yùn)動(dòng)裝置I的電磁鐵3工作，將前部巡線運(yùn)動(dòng)裝置I的鐵質(zhì)小輪架5吸住壓緊前部巡線運(yùn)動(dòng)裝置I的彈簧4，在前部巡線運(yùn)動(dòng)裝置I的大輪7和小輪6之間空出大于供電線直徑的間隙；同時(shí)，第三電機(jī)15啟動(dòng)，控制配重塊13沿絲杠12向右運(yùn)動(dòng)，使配重停止在中后兩個(gè)結(jié)構(gòu)之間(使重心偏到后部，確保當(dāng)前面的機(jī)械結(jié)構(gòu)脫離電線時(shí)，機(jī)器人不發(fā)生偏轉(zhuǎn));(c)前部機(jī)械臂導(dǎo)向裝置II的第一電機(jī)9控制第二機(jī)械臂10上揚(yáng)至前部巡線運(yùn)動(dòng)裝置I的兩輪能脫離導(dǎo)線的位置；(d)前部機(jī)械臂導(dǎo)向裝置II的第一機(jī)械臂8由內(nèi)置于機(jī)器人本體I的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)至一定角度，使得前部巡線運(yùn)動(dòng)裝置I能順利繞開(kāi)障礙物；(e)控制系統(tǒng)控制中部和尾部巡線運(yùn)動(dòng)裝置I的第二電機(jī)11啟動(dòng)，當(dāng)中部巡線運(yùn)動(dòng)裝置I到達(dá)障礙物前某處時(shí)，由傳感器感應(yīng)到信號(hào)，控制系統(tǒng)控制中部和尾部巡線運(yùn)動(dòng)裝置I的第二電機(jī)11停止轉(zhuǎn)動(dòng)，巡線機(jī)器人停止前進(jìn)；(f)前部巡線運(yùn)動(dòng)裝置I和前部機(jī)械臂導(dǎo)向裝置II復(fù)位，同時(shí)配重平衡裝置III也復(fù)位；(g)控制系統(tǒng)控制中部巡線運(yùn)動(dòng)裝置I的電磁鐵3工作，將中部巡線運(yùn)動(dòng)裝置I的鐵質(zhì)小輪架5吸住壓緊中部巡線運(yùn)動(dòng)裝置I的彈簧4，在中部巡線運(yùn)動(dòng)裝置I的大輪7和小輪6之間空出大于供電線直徑的間隙；由于重心本就在中間，配重平衡裝置III不工作；(h)中部機(jī)械臂導(dǎo)向裝置II的第一電機(jī)9控制第二機(jī)械臂10上揚(yáng)至中部巡線運(yùn)動(dòng)裝置I的兩輪能脫離導(dǎo)線的位置；(i)中部機(jī)械臂導(dǎo)向裝置II的第一機(jī)械臂8由內(nèi)置于機(jī)器人本體I的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)至一定角度，使得中部巡線運(yùn)動(dòng)裝置I能順利繞開(kāi)障礙物；(j)控制系統(tǒng)控制前部和尾部巡線運(yùn)動(dòng)裝置I的第二電機(jī)11啟動(dòng)，當(dāng)尾部巡線運(yùn)動(dòng)裝置I到達(dá)障礙物前某處時(shí)，由傳感器感應(yīng)到信號(hào)，控制系統(tǒng)控制中部和尾部巡線運(yùn)動(dòng)裝置I的第二電機(jī)11停止轉(zhuǎn)動(dòng)，巡線機(jī)器人停止前進(jìn)；(k)中部巡線運(yùn)動(dòng)裝置I和中部機(jī)械臂導(dǎo)向裝置II復(fù)位；(I)控制系統(tǒng)控制尾部巡線運(yùn)動(dòng)裝置I的電磁鐵3工作，將尾部巡線運(yùn)動(dòng)裝置I的鐵質(zhì)小輪架5吸住壓緊尾部巡線運(yùn)動(dòng)裝置I的彈簧4，在尾部巡線運(yùn)動(dòng)裝置I的大輪7和小輪6之間空出大于供電線直徑的間隙；同時(shí)，第三電機(jī)15啟動(dòng)，控制配重塊13沿絲杠12向左運(yùn)動(dòng)，使配重停止在前中兩個(gè)結(jié)構(gòu)之間；(m)尾部機(jī)械臂導(dǎo)向裝置II的第一電機(jī)9控制第二機(jī)械臂10上揚(yáng)至尾部巡線運(yùn)動(dòng)裝置I的兩輪能脫離導(dǎo)線的位置；(η)尾部機(jī)械臂導(dǎo)向裝置II的第一機(jī)械臂8由內(nèi)置于機(jī)器人本體I的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)至一定角度，使得尾部巡線運(yùn)動(dòng)裝置I能順利繞開(kāi)障礙物；(ο)控制系統(tǒng)控制前部和中部巡線運(yùn)動(dòng)裝置I的第二電機(jī)11啟動(dòng)，當(dāng)尾部巡線運(yùn)動(dòng)裝置I離開(kāi)障礙物一定距離時(shí)，傳感器感應(yīng)到信號(hào)，控制系統(tǒng)控制前部和中部巡線運(yùn)動(dòng)裝置I的第二電機(jī)11停止轉(zhuǎn)動(dòng)，巡線機(jī)器人停止前進(jìn)；(P)尾部巡線運(yùn)動(dòng)裝置I和尾部機(jī)械臂導(dǎo)向裝置II復(fù)位，同時(shí)配重平衡裝置III也復(fù)位；控制系統(tǒng)控制前中尾巡線運(yùn)動(dòng)裝置I的電機(jī)11啟動(dòng)，巡線機(jī)器人繼續(xù)前進(jìn)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于鐵路線路監(jiān)測(cè)的巡線機(jī)器人，其特征在于，由機(jī)器人本體(1)、巡線運(yùn)動(dòng)裝置(I)、機(jī)械臂導(dǎo)向裝置(II)、配重平衡裝置(III)、控制系統(tǒng)及電源組成；所述巡線運(yùn)動(dòng)裝置(I)通過(guò)所述機(jī)械臂導(dǎo)向裝置(I I)連接機(jī)器人本體(1)，在所述機(jī)器人本體(1)沿供電線方向的一側(cè)設(shè)置三組結(jié)構(gòu)相同的所述巡線運(yùn)動(dòng)裝置(I)與所述機(jī)械臂導(dǎo)向裝置(I I )，所述配重平衡裝置(III)、控制系統(tǒng)及電源安裝在所述機(jī)器人本體(1)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鐵路線路監(jiān)測(cè)的巡線機(jī)器人，其特征在于，所述巡線運(yùn)動(dòng)裝置(I)包括框架(2)、電磁鐵(3)、彈簧(4)、鐵質(zhì)小輪架(5)、小輪(6)、大輪(7)和第二電機(jī)(11);所述電磁鐵(3)與所述框架(2)固定相連，所述彈簧(4) 一端與所述電磁鐵(3)固定相連，另一端與所述鐵質(zhì)小輪架(5)固定相連，所述小輪(6)與所述鐵質(zhì)小輪架(5)通過(guò)軸相連，所述大輪(7 )與所述第二電機(jī)(11)通過(guò)軸相連，所述第二電機(jī)(11)與所述框架(2)固定相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鐵路線路監(jiān)測(cè)的巡線機(jī)器人，其特征在于，所述機(jī)械臂導(dǎo)向裝置(II)包括第一機(jī)械臂(8)、第二機(jī)械臂(10)、第一電機(jī)(9);所述第一機(jī)械臂(8)連接所述機(jī)器人本體(1)，由固定設(shè)置在所述機(jī)器人本體(1)內(nèi)部的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述第二機(jī)械臂(10)與所述框架(2)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述第二機(jī)械臂(10)與所述第一機(jī)械臂(8)通過(guò)所述第一電機(jī)(9 )轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述第二機(jī)械臂(10 )通過(guò)所述第一電機(jī)(9 )驅(qū)動(dòng)，所述第一電機(jī)(9 )的輸出軸垂直于供電線，以控制所述第二機(jī)械臂(10)的運(yùn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鐵路線路監(jiān)測(cè)的巡線機(jī)器人，其特征在于，所述配重平衡裝置(III)包括絲杠(12)、配重塊(13)、聯(lián)軸器(14)和第三電機(jī)(15);所述第三電機(jī)(15)固定在機(jī)器人本體(1)的一端，所述配重塊(13 )與所述絲杠(12 )螺旋連接，所述絲杠(12 )與所述第三電機(jī)(15 )通過(guò)所述聯(lián)軸器(14 )連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鐵路線路監(jiān)測(cè)的巡線機(jī)器人，其特征在于，所述機(jī)器人本體(1)中還裝有傳感器，用于判斷到達(dá)障礙和越過(guò)障礙。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鐵路線路監(jiān)測(cè)的巡線機(jī)器人，其特征在于，所述電源為鋰電池。
【文檔編號(hào)】H02G1/02GK103904585SQ201410107348
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月21日
【發(fā)明者】華凌云, 劉吉成, 江盼閣, 李斌, 崔建祥, 盧熙昌 申請(qǐng)人:上海大學(xué)