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Patent Searching and Data


Title:
ROBOT WALKING AND CLIMBING ALONG OVERHEAD LINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/098090
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a robot walking and climbing along an overhead line, the robot comprising a support structure (5), the support structure having a controller provided inside same, with one side of the support structure being provided with a front, a middle and a rear cantilever device (1, 9, 8), wherein the three cantilever devices are connected to the support structure by means of a cantilever device base (7). The front and rear cantilever devices are located at two ends of the support structure, and each of the front and rear cantilever devices comprises: a walking drive mechanism located at the top of same; an unfolding mechanism, a flexible rotating mechanism and a clamping mechanism located in the middle of same; and a lifting mechanism located at a lower portion thereof. The middle cantilever device comprises a walking drive mechanism located at the top of same, an unfolding mechanism and a flexible rotating mechanism located in the middle of same, a lifting mechanism located at a lower portion thereof, and a charging mechanism located at a front side of the middle cantilever device. The robot achieves stable walking and climbing along an overhead line of 220-500 kV, and can stride over line equipment, such as vibration dampers and suspension clamps, installed on the overhead line. The robot has the characteristics of a strong obstacle-crossing capability, a high obstacle-crossing efficiency, a large climbing angle, a stable structure, a light weight, simple operation and a great real-time performance.

Inventors:
WANG JIDAI (CN)
SUN AIQIN (CN)
WANG ZHIWEI (CN)
WEI JUNYING (CN)
FU ENPENG (CN)
HAO MUXIN (CN)
LIANG MAOXUAN (CN)
GUO SHUAI (CN)
Application Number:
PCT/CN2018/123661
Publication Date:
May 22, 2020
Filing Date:
December 25, 2018
Export Citation:
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Assignee:
UNIV SHANDONG SCIENCE & TECH (CN)
International Classes:
H02G1/02
Foreign References:
CN102946072A2013-02-27
CN101859990A2010-10-13
CN101771246A2010-07-07
CN105305296A2016-02-03
CN104362547A2015-02-18
CN201075610Y2008-06-18
CN1647898A2005-08-03
CN101859989A2010-10-13
JPH01248919A1989-10-04
Attorney, Agent or Firm:
QINGDAO ZHIDILINGCHUANG PATENT AGENCY CO., LTD (CN)
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Claims:
权利要求书

[权利要求 1] 一种沿架空线路行走攀爬机器人, 包括安装有巡检设备的支撑结构; 其特征在于:

所述沿架空线路行走攀爬机器人还包括:

连接于所述支撑结构某一侧部的悬臂装置底座以及 在所述悬臂装置底座上沿前后方向依次安装的前悬臂装置、 中悬臂装 置和后悬臂装置;

所述前悬臂装置和后悬臂装置具有相同的结构; 前悬臂装置 /后悬臂 装置包括一号驱动轮、 一号行走驱动机构、 一号张开机构、 夹紧机构 、 一号柔性回转机构和一号举升机构;

一号行走驱动机构与所述一号驱动轮连接, 并带动所述一号驱动轮转 动;

一号行走驱动机构的底部安装于所述一号张开机构上, 所述一号张开 机构用于带动所述一号驱动轮和一号行走驱动机构同时沿左右方向运 动以实现所述一号驱动轮的开合动作;

夹紧机构位于一号驱动轮下方, 且被配置为用于限定架空线路在一号 驱动轮的轮槽内; 所述夹紧机构配置有用于在该夹紧机构偏离一号 驱动轮下方后自动归位的拉力弹簧;

一号柔性回转机构位于一号张开机构的下方, 且与所述一号张开机构 相连; 所述一号柔性回转机构被配置为用于带动所述一号张开机构实 现水平方向内一定角度的转动;

所述一号举升机构位于一号柔性回转机构的下方, 且用于带动所述一 号驱动轮、 一号行走驱动机构、 一号张开机构、 夹紧机构和一号柔性 回转机构同步实现上升和下降动作;

中悬臂装置包括二号驱动轮、 二号行走驱动机构、 二号张开机构、 二 号柔性回转机构和二号举升机构; 二号行走驱动机构与所述二号驱动 轮连接, 并带动所述二号驱动轮转动;

二号行走驱动机构的底部安装于所述二号张开机构上, 所述二号张开 机构用于带动所述二号驱动轮和二号行走驱动机构同时沿左右方向运 动以实现所述二号驱动轮的开合动作;

二号柔性回转机构位于二号张开机构的下方, 且与所述二号张开机构 相连; 所述二号柔性回转机构被配置为用于带动所述二号张开机构实 现水平方向内一定角度的转动;

所述二号举升机构位于所述二号柔性回转机构的下方, 且用于带动所 述二号驱动轮、 二号行走驱动机构、 二号张开机构和二号柔性回转机 构同步实现上升和下降动作;

所述支撑结构内设有控制器, 其中, 控制器与所述一号行走驱动机构 、 二号行走驱动机构、 一号张开机构、 二号张开机构、 一号举升机构 和二号举升机构相连。

[权利要求 2] 根据权利要求 1所述的沿架空线路行走攀爬机器人, 其特征在于, 所述一号行走驱动机构和二号行走驱动机构具有相同的结构; 所述一号行走驱动机构 /二号行走驱动机构包括驱动电机、 轴套和电 机座; 其中:

驱动电机通过轴套与所述一号驱动轮 /二号驱动轮连接, 驱动电机安 装于电机座上;

电机座安装于所述一号张开机构 /二号张开机构上; 驱动电机通过控制线路与所述控制器连接。

[权利要求 3] 根据权利要求 1所述的沿架空线路行走攀爬机器人, 其特征在于, 所述一号张开机构和二号张开机构具有相同的结构;

所述一号张开机构 /二号张开机构包括开合底座、 直线导轨、 承重滑 块、 开合电机、 驱动齿轮、 从动齿轮、 开合丝杠以及丝杠螺母; 其中 直线导轨和开合丝杠安装于开合底座的上方, 且沿所述左右方向布置 承重滑块安装于直线导轨上;

开合电机安装于所述开合底座的下方; 开合电机的一端与驱动齿轮相连, 从动齿轮位于驱动齿轮上方且与所 述驱动齿轮 U齿合;

从动齿轮安装于开合丝杠的一个端部; 丝杠螺母安装于开合丝杠上; 所述一号行走驱动机构 /二号行走驱动机构的底部安装于承重滑块和 丝杠螺母上;

开合电机通过控制线路与所述控制器连接。

[权利要求 4] 根据权利要求 1所述的沿架空线路行走攀爬机器人, 其特征在于, 所述一号柔性回转机构和二号柔性回转机构具有相同的结构; 一号柔性回转机构 /二号柔性回转机构包括滚针轴承、 轴承底座、 聚 酯弹性块和限位条;

在一号张开机构 /二号张开机构的底部设有容纳滚针轴承的圆形凹槽

滚针轴承的外圈伸入所述圆形凹槽内并与所述一号张开机构 /二号张 开机构固连;

滚针轴承的内圈与所述轴承底座相连;

聚酯弹性块的内侧具有与所述轴承底座的外轮廓相适应的开孔; 轴承底座通过过盈配合与所述聚酯弹性块连接; 在聚酯弹性块的某一侧部设有用于容纳限位条的下端的凹槽; 在一号张开机构 /二号张开机构的底部还设有用于容纳限位条的上端 的限位槽;

限位槽位于所述凹槽的正上方, 且所述限位槽的宽度大于限位条的宽 度;

限位条的下端伸入所述凹槽内, 上端伸入所述限位槽内。

[权利要求 5] 根据权利要求 1所述的沿架空线路行走攀爬机器人, 其特征在于, 所述夹紧机构包括夹紧轮、 夹紧轮座、 上支撑座、 下支撑座以及所述 拉力弹簧;

其中夹紧轮安装于夹紧轮座的一端, 且位于所述一号驱动轮的下方; 所述上支撑座与下支撑座均为固定安装; 上支撑座与下轴承座中的至少一个具有竖向的环形侧壁;

夹紧轮座的另一端具有环形连接座; 夹紧轮座的另一端位于上支撑座 与下支撑座之间并套置于所述环形侧壁上, 且可绕所述环形侧壁前后 摆动;

在夹紧轮座与上支撑座之间对称安装有两个所述拉力弹簧, 其中一个 拉力弹簧用于向夹紧轮座施向斜前方的作用力, 另一个拉力弹簧用于 向所述夹紧轮座施向斜后方的作用力。

[权利要求 6] 根据权利要求 1所述的沿架空线路行走攀爬机器人, 其特征在于, 所述一号举升机构 /二号举升机构具有相同的结构; 所述一号举升机构 /二号举升机构包括悬臂装置外管、 导向块、 悬臂 装置内管和举升推杆;

其中, 悬臂装置外管通过导向块与悬臂装置内管连接;

举升推杆通过举升推杆底座与所述悬臂装置外管的底部连接; 举升推杆与悬臂装置内管连接, 且用于带动所述悬臂装置内管上下运 动;

举升推杆通过控制线路与所述控制器连接。

[权利要求 7] 根据权利要求 1至 6任一项所述的沿架空线路行走攀爬机器人, 其特征 在于,

所述巡检设备包括摄像头、 红外探测仪和无线信号收发器; 其中, 摄像头、 红外探测仪分别通过线路与所述无线信号收发器相连

Description:
一种沿架空线路行走攀爬机器人 技术领域

[0001] 本发明属于电力巡检设备技术领域, 尤其涉及一种沿架空线路行走攀爬机器人 背景技术

[0002] 为了保证高压输电线安全稳定的运行, 必须定期对高压输电线进行检修。 高压 输电线的巡检检查对保护电网的安全是非常必 要的, 高压输电线分布广泛, 部 分地区地理环境较为复杂, 人工巡检方式由于劳动强度大, 巡检精度低, 已经 不再适用, 因此只能寻求新的巡检方式。 随着移动机器人技术的发展, 为架空 高压输电线线的巡检提供了新的技术平台。

[0003] 目前研究的巡检机器人, 无论是沿架空线路行驶还是沿导线行驶, 均需要跨越 障碍物, 不仅极大影响机器人的巡检效率, 而且机器人本身也存在安全隐患。 相较于沿导线行驶的机器人, 沿架空线路行驶的机器人能够“居高临下”, 因此 巡检线路的视场角大, 巡检效果好, 但架空线路的耐张塔头结构复杂, 使得机 器人难以逾越, 机器人的实用性受到了极大制约。

发明概述

技术问题

问题的解决方案

技术解决方案

[0004] 本发明的目的在于提出一种沿架空线路行走攀 爬机器人, 能够实现障碍物的自 动跨越。

[0005] 本发明为了实现上述目的, 采用如下技术方案:

[0006] 一种沿架空线路行走攀爬机器人, 包括安装有巡检设备的支撑结构;

[0007] 所述沿架空线路行走攀爬机器人还包括:

[0008] 连接于所述支撑结构某一侧部的悬臂装置底座 以及

[0009] 在所述悬臂装置底座上沿前后方向依次安装的 前悬臂装置、 中悬臂装置和后悬 臂装置;

[0010] 所述前悬臂装置和后悬臂装置具有相同的结构 ; 前悬臂装置 /后悬臂装置包括 一号驱动轮、 一号行走驱动机构、 一号张开机构、 夹紧机构、 一号柔性回转机 构和一号举升机构;

[0011] 其中, 一号行走驱动机构与所述一号驱动轮连接, 并带动所述一号驱动轮转动

[0012] 一号行走驱动机构的底部安装于所述一号张开 机构上, 所述一号张开机构用于 带动所述一号驱动轮和一号行走驱动机构同时 沿左右方向运动以实现所述一号 驱动轮的开合动作;

[0013] 夹紧机构位于一号驱动轮下方, 且被配置为用于限定架空线路在一号驱动轮的 轮槽内;

[0014] 所述夹紧机构配置有用于在该夹紧机构偏离一 号驱动轮下方后自动归位的拉力 弹簧;

[0015] 一号柔性回转机构位于一号张开机构的下方, 且与所述一号张开机构相连; 所 述一号柔性回转机构被配置为用于带动所述一 号张开机构实现水平方向内一定 角度的转动;

[0016] 所述一号举升机构位于一号柔性回转机构的下 方, 且用于带动所述一号驱动轮 、 一号行走驱动机构、 一号张开机构、 夹紧机构和一号柔性回转机构同步实现 上升和下降动作;

[0017] 中悬臂装置包括二号驱动轮、 二号行走驱动机构、 二号张开机构、 二号柔性回 转机构和二号举升机构; 二号行走驱动机构与所述二号驱动轮连接, 并带动所 述二号驱动轮转动;

[0018] 二号行走驱动机构的底部安装于所述二号张开 机构上, 所述二号张开机构用于 带动所述二号驱动轮和二号行走驱动机构同时 沿左右方向运动以实现所述二号 驱动轮的开合动作;

[0019] 二号柔性回转机构位于二号张开机构的下方, 且与所述二号张开机构相连; 所 述二号柔性回转机构被配置为用于带动所述二 号张开机构实现水平方向内一定 角度的转动; [0020] 所述二号举升机构位于所述二号柔性回转机构 的下方, 且用于带动所述二号驱 动轮、 二号行走驱动机构、 二号张开机构和二号柔性回转机构同步实现上 升和 下降动作;

[0021] 所述支撑结构内设有控制器, 其中, 控制器与所述一号行走驱动机构、 二号行 走驱动机构、 一号张开机构、 二号张开机构、 一号举升机构和二号举升机构相 连。

[0022] 优选地, 所述一号行走驱动机构和二号行走驱动机构具 有相同的结构;

[0023] 所述一号行走驱动机构 /二号行走驱动机构包括驱动电机、 轴套和电机座; 其 中:

[0024] 驱动电机通过轴套与所述一号驱动轮 /二号驱动轮连接, 驱动电机安装于电机 座上;

[0025] 电机座安装于所述一号张开机构 /二号张开机构上;

[0026] 驱动电机通过控制线路与所述控制器连接。

[0027] 优选地, 所述一号张开机构和二号张开机构具有相同的 结构;

[0028] 所述一号张开机构 /二号张开机构包括开合底座、 直线导轨、 承重滑块、 开合 电机、 驱动齿轮、 从动齿轮、 开合丝杠以及丝杠螺母; 其中:

[0029] 直线导轨和开合丝杠安装于开合底座的上方, 且沿所述左右方向布置;

[0030] 承重滑块安装于直线导轨上;

[0031] 开合电机安装于所述开合底座的下方;

[0032] 开合电机的一端与驱动齿轮相连, 从动齿轮位于驱动齿轮上方且与所述驱动齿 轮啮合;

[0033] 从动齿轮安装于开合丝杠的一个端部; 丝杠螺母安装于开合丝杠上;

[0034] 所述一号行走驱动机构 /二号行走驱动机构的底部安装于承重滑块和 杠螺母 上;

[0035] 开合电机通过控制线路与所述控制器连接。

[0036] 优选地, 所述一号柔性回转机构和二号柔性回转机构具 有相同的结构;

[0037] 一号柔性回转机构 /二号柔性回转机构包括滚针轴承、 轴承底座、 聚酯弹性块 和限位条; [0038] 在一号张开机构 /二号张开机构的底部设有容纳滚针轴承的圆 凹槽;

[0039] 滚针轴承的外圈伸入所述圆形凹槽内并与所述 一号张开机构 /二号张开机构固 连;

[0040] 滚针轴承的内圈与所述轴承底座相连;

[0041] 聚酯弹性块的内侧具有与所述轴承底座的外轮 廓相适应的开孔;

[0042] 轴承底座通过过盈配合与所述聚酯弹性块连接 ;

[0043] 在聚酯弹性块的某一侧部设有用于容纳限位条 的下端的凹槽;

[0044] 在一号张开机构 /二号张开机构的底部还设有用于容纳限位条 上端的限位槽

[0045] 限位槽位于所述凹槽的正上方, 且所述限位槽的宽度大于限位条的宽度;

[0046] 限位条的下端伸入所述凹槽内, 上端伸入所述限位槽内。

[0047] 优选地, 所述夹紧机构包括夹紧轮、 夹紧轮座、 上支撑座、 下支撑座以及所述 拉力弹簧;

[0048] 其中夹紧轮安装于夹紧轮座的一端, 且位于所述一号驱动轮的下方;

[0049] 所述上支撑座与下支撑座均为固定安装;

[0050] 上支撑座与下轴承座中的至少一个具有竖向的 环形侧壁;

[0051] 夹紧轮座的另一端具有环形连接座; 夹紧轮座的另一端位于上支撑座与下支撑 座之间并套置于所述环形侧壁上, 且可绕所述环形侧壁前后摆动;

[0052] 在夹紧轮座与上支撑座之间对称安装有两个所 述拉力弹簧, 其中一个拉力弹簧 用于向夹紧轮座施向斜前方的作用力, 另一个拉力弹簧用于向所述夹紧轮座施 向斜后方的作用力。

[0053] 优选地, 所述一号举升机构 /二号举升机构具有相同的结构;

[0054] 所述一号举升机构 /二号举升机构包括悬臂装置外管、 导向块、 悬臂装置内管 和举升推杆;

[0055] 其中, 悬臂装置外管通过导向块与悬臂装置内管连接 ;

[0056] 举升推杆通过举升推杆底座与所述悬臂装置外 管的底部连接;

[0057] 举升推杆与悬臂装置内管连接, 且用于带动所述悬臂装置内管上下运动;

[0058] 举升推杆通过控制线路与所述控制器连接。 [0059] 优选地, 所述巡检设备包括摄像头、 红外探测仪和无线信号收发器;

[0060] 其中, 摄像头、 红外探测仪分别通过线路与所述无线信号收发 器相连。

发明的有益效果

有益效果

[0061] 本发明具有如下优点:

[0062] 本发明中的沿架空线路行走攀爬机器人, 包括三个悬臂装置, 在每个悬臂装置 上均设有驱动轮, 三个驱动轮可以同时挂线, 同时配合夹紧轮起到保护作用。 在越障时, 至少有两个悬臂装置同时挂线, 使得机器人不会因为晃动而从线路 上掉下, 从而保证了机器人的运行稳定性。 另外, 本发明中的机器人在跨越防 震锤等障碍物时, 能够直接撞开夹紧机构, 省略了越障步骤, 从而提高了越障 效率。 此外, 本发明能够将行走过的线路信息通过 4G网络清晰地传输给地面基 站, 保证了架空线路巡检工作的质量; 还可远程控制, 可广泛应用于架空线路 的巡检工作。 本发明实现了沿 10kV〜 500kV架空线路稳定行驶, 可跨越安装于架 空线路的防震锤、 悬垂线夹等线路设备。 本发明很好实现了行走、 越障时的自 动控制, 其具有越障时间短、 效率高、 爬坡角度大、 结构稳固、 重量轻、 操作 简单、 实时性好等优点。

对附图的简要说明

附图说明

[0063] 图 1为本发明实施例中沿架空线路行走攀爬机器 的结构示意图;

[0064] 图 2为本发明实施例中沿架空线路行走攀爬机器 的剖视图;

[0065] 图 3为本发明实施例中行走驱动机构的结构示意 ;

[0066] 图 4为本发明实施例中行走驱动机构的结构示意 (图中省略了驱动轮) ; [0067] 图 5为本发明实施例中张开机构的结构示意图;

[0068] 图 6为本发明实施例中举升机构、 柔性回转机构和夹紧机构的装配结构图; [0069] 图 7为本发明实施例中举升机构的内部结构示意 ;

[0070] 图 8为本发明实施例中下支撑座的结构示意图;

[0071] 图 9为本发明实施例中夹紧轮座的结构示意图;

[0072] 图 10为本发明实施例中开合底座与滚针轴承的装 示意图; [0073] 图 11为本发明实施例中开合底座的结构示意图。

[0074] 其中, 1-前悬臂装置, 2 -充电座, 3 -充电插头, 4 -压簧, 5 -支撑结构, 6 -巡检设 备, 7 -悬悬臂装置底座, 8 -后悬臂装置, 9 -中悬臂装置, 10-承重滑块, 11-直线 导轨, 12 -驱动轮, 13 -轴套, 14 -滚珠轴承, 15 -钢套, 16 -滚针轴承, 17 -夹紧轮 , 18 -夹紧轮座, 19 -拉力弹簧, 20 -上支撑座, 21 -下支撑座, 22 -悬臂装置外管, 23 -举升推杆底座, 24 -举升推杆, 25 -悬臂装置内管, 26 -轴承底座; 27 -聚酯弹性 块, 28 -限位条, 29 -滚针轴承, 30 -开合电机, 31 -驱动齿轮, 32 -开合底座, 33- 从动齿轮, 34 -开合丝杠, 35 -丝杠螺母, 36 -驱动电机, 37 -电机座, 38 -导向块, 39、 40 -安装孔, 41-上段, 42 -中段, 43 -下段, 44 -圆形凹槽, 45 -限位槽。

发明实施例

本发明的实施方式

[0075] 下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进 一步详细说明:

[0076] 结合图 1和图 2所示, 一种沿架空线路行走攀爬机器人, 包括支撑结构 5、 悬臂 装置底座 7以及三个悬臂装置。 其中:

[0077] 本实施例中的支撑结构 5例如可以采用箱体结构。

[0078] 支撑结构 5内设有控制器 (未示出) , 用于实现对其他机构的自动化控制。

[0079] 此外, 在支撑结构 5上还设有巡检设备 6, 例如包括摄像头、 红外探测仪和无线 信号收发器等。 其中, 摄像头、 红外探测仪分别通过线路与无线信号收发器相 连。

[0080] 无线信号收发器通过无线信号连接位于地面上 的基站控制中心。

[0081] 优选地, 本实施例中的巡检设备 6安装于支撑结构 5的正下方。

[0082] 巡检设备 6将拍摄的线路图像信息通过无线网桥传到地 的基站控制中心, 便 于地面工作人员确定损坏的输电线位置及其周 围环境状况, 以便进行维修。

[0083] 悬臂装底座 7连接于支撑结构 5的某一侧部, 例如图 1中支撑结构 5的右侧部 (当 然还可以是图 1中支撑结构 5的左侧部) 。 悬臂装置底座 7为前后方向布置, 用于 安装悬臂装置。

[0084] 优选地, 悬臂装置底座 7采用长方形安装板。

[0085] 各个悬臂装置沿前后方向依次安装在悬臂装置 底座 7上。 [0086] 如图 1中, 定义三个悬臂装置, 从前往后依次为前悬臂装置 1、 中悬臂装置 9和 后悬臂装置 8。 其中, 前悬臂装置 1和后悬臂装置 8的结构完全相同。

[0087] 中悬臂装置 9与其他两个悬臂装置相比缺少下述的夹紧机 , 一方面由于中悬 臂装置无需单独挂线, 另一方面由于中悬臂装置需要安装充电机构。 除此之外 , 中悬臂装置 9的其余结构与前悬臂装置 1、 后悬臂装置 8的结构完全相同, 下面 具体介绍。

[0088] 以前悬臂装置 1为例进行说明:

[0089] 前悬臂装置 1包括驱动轮 12、 行走驱动机构、 张开机构、 夹紧机构、 柔性回转 机构和举升机构。 其中在机器人行走或越障时, 驱动轮 12挂在架空线路上, 用 于行走。

[0090] 行走驱动机构用于带动驱动轮 12实现行走。 具体的,

[0091] 如图 2、 图 3和图 4所示, 行走驱动机构包括驱动电机 36、 轴套 13、 滚珠轴承 14 、 钢套 15、 滚针轴承 16和电机座 37等部件。 其中:

[0092] 驱动电机 36通过轴套 13与驱动轮 12连接, 并可带动驱动轮 12转动。

[0093] 驱动电机 36安装于电机座 37上。

[0094] 此外, 在电机座 37上还设有安装孔 39 , 用于实现与张开机构的连接 (下面详述

' 、 。

[0095] 本实施例中的驱动电机 36通过控制线路与控制器连接, 由控制器控制动作。

[0096] 张开机构用于带动驱动轮 12和行走驱动机构沿图 1中的左右方向运动, 从而实 现驱动轮 12的开合动作, 以完成越障过程。 具体的,

[0097] 如图 5所示, 张开机构包括开合底座 32、 直线导轨 11、 承重滑块 10、 开合电机 3 0、 驱动齿轮 31、 从动齿轮 33、 开合丝杠 34以及丝杠螺母 35。 其中:

[0098] 直线导轨 11和开合丝杠 34安装于开合底座 32的上方, 且沿左右方向布置。

[0099] 本实施例中的直线导轨 11有两条, 在每条直线导轨 11上分别设有两个承重滑块 10。

[0100] 承重滑块 10可沿直线导轨 11进行往复滑动。

[0101] 在各个承重滑块 19上均设有安装孔 40, 由于在电机座 37上设置安装孔 39 , 因而

, 可以通过穿过安装孔 39和安装孔 40的螺栓, 实现电机座 37和承重滑块 19的控 制。

[0102] 开合电机 30安装于开合底座 32的下方。 开合电机 30的一端与驱动齿轮 31相连, 从动齿轮 33位于驱动齿轮 31上方且与驱动齿轮 31啮合。

[0103] 从动齿轮 33安装于开合丝杠 34的一个端部; 丝杠螺母 35安装于开合丝杠 34上。

丝杠螺母 35可沿开合丝杠 34滑动。 此外, 丝杠螺母 35通过螺栓与电机座 37相连

[0104] 开合电机 30通过控制线路与控制器连接, 并由控制器控制开合电机 30动作。

[0105] 下面对张开机构的动作原理具体说明:

[0106] 在控制器的控制下, 开合电机 30动作, 并带动驱动齿轮 31转动, 从而带动从动 齿轮 33转动, 从而使得丝杠螺母 35沿开合丝杠 34左右运动。 由于丝杠螺母 35与 电机座 37连接, 进而可以带动驱动轮 12和行走驱动机构左右方向运动。

[0107] 当开合电机 30带动驱动轮 12和行走驱动机构向右运动时, 实现驱动轮 12的开动 作, 当开合电机 30带动驱动轮 12和行走驱动机构向左运动时, 实现驱动轮 12的 合动作。

[0108] 柔性回转机构位于张开机构的下方, 且与张开机构相连。

[0109] 该柔性回转机构用于带动对应的张开机构在水 平方向上实现一定角度的转动, 从而使得各个悬悬臂装置均具有一定的转动角 度, 可以过桥, 可以跨越更多的 障碍。

[0110] 如图 6所示, 柔性回转机构包括滚针轴承 29、 轴承底座 26、 聚酯弹性块 27和限 位条 28。 如图 10和图 11所示, 滚针轴承 29的外圈与开合底座 32相连。

[0111] 具体的, 在开合底座 32的前侧下部设有用于容纳滚针轴承 29的圆形凹槽 44, 滚 针轴承 29的外圈伸入圆形凹槽 44内并固定。 上述固定连接方式例如可以为螺栓 连接等等。

[0112] 滚针轴承 29的内圈通过螺栓与轴承底座 26相连。

[0113] 此外, 聚酯弹性块 27的内侧具有与轴承底座 26的外轮廓相适应的开孔, 例如轴 承底座 26的外侧轮廓为方形, 则聚酯弹性块 27的内侧开设方形的孔。

[0114] 上述设计, 便于聚酯弹性块 27与轴承底座 26进行过盈配合。

[0115] 此外, 在聚酯弹性块 27的某一侧部, 例如后侧部设有用于容纳限位条 28的凹槽 (未示出) , 凹槽例如为方形, 限位条 28也可以为长条形。 限位条 28的下端伸 入上述凹槽内。

[0116] 如图 11所示, 在开合底座上还设有一限位槽 45 , 限位槽 45位于圆形凹槽 44的后 侧。

[0117] 上述限位槽 45可以设计为方形。 限位条 28的上端伸入该限位槽 45内。

[0118] 限位槽 45位于凹槽的正上方。 本实施例中的限位条 28宽度小于限位槽 45的宽度 , 以保证开合底座 32在滚针轴承 29外圈的带动下有小幅摆动。

[0119] 需要说明的是, 本实施例中滚针轴承 29的运动为被动式运动, 即在外界障碍物 的作用下即可实现转动, 从而带动开合底座 32在水平方向内一定角度的活动量

[0120] 本实施例中限位条 28的上端和下端中的至少有一端需要固定, 例如螺栓固定。

[0121] 柔性回转机构, 使得各个悬臂装置均具有一定的转动角度, 可以过桥, 甚至跨 越更多的障碍。 而通过限位条 28、 限位槽 45的设计, 使得开合底座 32仅仅有小 范围的摆动量。

[0122] 轴承底座 26例如可以固定在下述悬臂装置内管 25上, 如图 7所示。

[0123] 本实施例中的夹紧机构位于驱动轮 12的下方, 且被配置为用于限定架空线路在 驱动轮 12的轮槽内, 以保证各个悬臂装置在架空线路上运行的稳定 性。 如图 6所 示, 夹紧机构包括夹紧轮 17、 夹紧轮座 18、 拉力弹簧 19、 上支撑座 20和下支撑 座 21。 其中:

[0124] 夹紧轮 17安装于夹紧轮座 18的一端, 且位于驱动轮 12的下方。

[0125] 在夹紧轮 17的作用下, 架空线路处于驱动轮 12的轮槽内, 保证了机器人行走的 稳定性。

[0126] 本实施例中的上支撑座 20与下支撑座 21均为固定安装。

[0127] 如图 8所示, 本实施例中下支撑座 21由上段 41、 中段 42和下段 43依次连接组成

[0128] 上段 41的外侧轮廓呈环形; 中段 42的外侧轮廓呈环形, 即具有一个竖向的环形 侧壁; 下段 43的外侧轮廓呈方形。 中段 42截面尺寸大于上段 41的截面尺寸、 下 段 43截面尺寸。 [0129] 在下支撑座 21的内侧设有供下述悬臂装置内管 25向上穿过的通孔 (未示出) 。

[0130] 下支撑座 21的下段 43伸入到下述悬臂装置外管 22内, 并通过螺栓进行固定。 而 悬臂装置内管 25则可以经由上述通孔向上穿过下支撑座 21, 如图 2所示。

[0131] 安装后, 中段 42置于悬臂装置外管 22的顶部。 上支撑座 21也为圆环形, 且上支 撑座 21的下部表面与下支撑座 21 (上段 41) 的上部表面通过螺栓连接。

[0132] 如图 9所示, 夹紧轮座 18的另一端具有环形连接座 44 (即具有环形孔的连接座 ) , 夹紧轮座 18的另一端位于上支撑座 20与下支撑座 21之间, 并套置于中段 42 上。

[0133] 在碰到障碍物时, 夹紧机构可绕中段 42 (轴线) 进行前后摆动。

[0134] 此外, 在夹紧轮座 18与上支撑座之间对称安装有两个拉力弹簧 19。

[0135] 一个拉力弹簧 19用于向夹紧轮座 18施向斜前方的作用力, 另一个拉力弹簧 19用 于向夹紧轮座 18施向斜后方的作用力。 通过两个拉力弹簧 19相对平衡的作用力 , 可保持夹紧轮 17位于驱动轮 12的正下方。 夹紧机构经过障碍物时, 可能会产 生向前或向后的摆动。

[0136] 在两个拉力弹簧 19的作用下, 能够使得夹紧轮在偏离驱动轮 12的下方后自动归 位。

[0137] 举升机构位于柔性回转机构的下方, 用于带动其余各个机构实现上升和下降动 作。

[0138] 对于前悬臂装置 1和后悬臂装置 8而言, 举升机构可以带动驱动轮、 行走驱动机 构、 张开机构、 夹紧机构和柔性回转机构同步实现上升和下降 动作。 而对于中 悬臂装置 9 , 举升机构则带动驱动轮、 行走驱动机构、 张开机构和柔性回转机构 同步实现上升和下降动作。

[0139] 如图 6和图 7所示, 举升机构包括悬臂装置外管 22、 导向块 38、 悬臂装置内管 25 和举升推杆 24; 悬臂装置外管 22通过导向块 38与悬臂装置内管 25连接。

[0140] 举升推杆 24与悬臂装置内管 25连接, 且用于带动悬臂装置内管 25上下运动。 在 运动过程中, 导向块 38可以保证悬臂装置内管 25在悬臂装置外管 22内运动的方 向性。

[0141] 举升推杆 24通过举升推杆底座 23与悬臂装置外管 22的底部连接。 [0142] 举升推杆 24通过控制线路与控制器连接, 并由控制器控制。

[0143] 在上面已经介绍过, 中悬臂装置 9具有与前悬臂装置 1、 后悬臂装置 8相同的驱 动轮、 行走驱动机构、 张开机构、 柔性回转机构和举升机构。

[0144] 此外, 中悬臂装置 9还包括充电机构 (位于中悬臂装置左侧) 。

[0145] 其中, 充电机构包括充电插头 3, 充电插头 3通过压簧 4与充电座 2连接, 充电座 2通过螺栓与悬臂装置内管 25连接。 充电插头 3与控制器通过线路相连。

[0146] 本实施例中的沿架空线路行走攀爬机器人, 其三只悬悬臂装置通过行走驱动机 构实现在输电线上的行走; 通过举升机构实现机器人在竖直方向的上升和 下降 动作, 即伸开、 收缩状态; 通过张开机构实现行走驱动机构的开合动作, 即打 开、 闭合的状态。

[0147] 基于上述结构, 在遇到障碍物时, 本实施例中的三只悬臂装置相配合进行有序 的伸开、 收缩, 打开、 闭合动作以实现对障碍物的跨越功能。

[0148] 下面对本实施例中沿架空线路行走攀爬机器人 的工作过程进行详细说明:

[0149] 以跨越悬垂线夹为例: 在输电线上行走时, 前悬臂装置 1、 中悬臂装置 9、 后悬 臂装置 8通过驱动轮 12挂线, 且前悬臂装置 1、 中悬臂装置 9、 后悬臂装置 8的举 升机构处于收缩状态, 张开机构处于闭合状态, 夹紧机构处于压紧状态。 当遇 到障碍物如悬垂线夹时, 机器人停止行走, 通过举升机构抬起前悬臂装置 1, 通 过张开机构打开前悬臂装置 1的驱动轮 12, 通过举升机构使前悬臂装置 1下沉, 机器人前行, 通过举升机构抬起前悬臂装置 1, 通过张开机构关闭前悬臂装置 1 , 通过举升机构使前悬臂装置 1下沉, 机器人前行; 通过举升机构抬起中悬臂装 置 9 , 通过张开机构打开中悬臂装置 9的驱动轮 12, 通过举升机构使中悬臂装置 9 下沉, 机器人前行, 通过举升机构抬起中悬臂装置 9 , 通过张开机构关闭中悬臂 装置 9 , 通过举升机构使中悬臂装置 9下沉, 机器人前行; 通过举升机构抬起后 悬臂装置 8 , 通过张开机构打开后悬臂装置 8的驱动轮 12, 通过举升机构使后悬 臂装置 8下沉, 机器人前行, 通过举升机构抬起后悬臂装置 8 , 通过张开机构关 闭后悬臂装置 8 , 通过举升机构使后悬臂装置 8下沉, 机器人前行, 完成越障。 当遇到障碍物如防震锤等障碍物时, 因为前后悬臂装置的夹紧机构可以直接撞 开障碍物, 使得机器人无需能够直接前行通过。 [0150] 当然, 以上说明仅仅为本发明的较佳实施例, 本发明并不限于列举上述实施例 , 应当说明的是, 任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导 下, 所做出的 所有等同替代-明显变形形式, 均落在本说明书的实质范围之内, 理应受到本发 明的保护。