基於滑塊機構的六臂機器人機械結構的製作方法
2024-01-30 07:25:15 1
基於滑塊機構的六臂機器人機械結構的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基於滑塊機構的六臂機器人機械結構，屬於機器人技術領域，所述六臂機器人機械結構包括機架，機架上設置有能夠前後滑動的第一機械臂底座、第二機械臂底座和第三機械臂底座，機械臂底座的兩側分別設置有能夠沿行走方向前後屈伸的第一機械臂、第二機械臂、第三機械臂、第四機械臂、第五機械臂和第六機械臂，與現有技術相比，本實用新型具有減輕勞動強度、降低運行成本，且能夠翻越障礙的優點。
【專利說明】
基於滑塊機構的六臂機器人機械結構
技術領域
[0001]本實用新型涉及機器人技術領域，特別是指一種基於滑塊機構的六臂機器人機械結構。
【背景技術】
[0002]超高壓輸電線路分布地點多、面積廣，所處地形複雜，自然環境惡劣。電力線及杆塔附件長期受機械張力、電氣閃絡、材料老化等的影響，會產生斷股、磨損、腐蝕等損傷，如不及時修復，將導致嚴重事故，給電力傳輸帶來極大隱患。因此，必須對輸電線路進行定期巡視檢查，隨時掌握和了解輸電線路的運行情況以及線路周圍環境和線路保護區的變化情況，及時發現和消除隱患，預防事故的發生，確保供電安全。
[0003]對輸電線路的巡檢的傳統方式是主要採用地面人工目測巡檢和直升飛機航測。前者巡檢精度低，勞動強度大，存在巡檢盲區，森林疾病及野生動物也給巡視人員帶來安全隱患；後者存在飛行安全隱患且巡線費用昂貴，直接限制了直升機巡檢的廣泛推廣。
[0004]機器人技術的發展為輸電線路的巡檢與清障作業提供了一種新的平臺。機器人能夠帶電工作，以一定的速度沿輸電線爬行，並能跨越防震錘、耐張線夾、懸垂線夾、杆塔等障礙，利用攜帶的傳感儀器對杆塔、導線及避雷線、絕緣子、線路金具、線路通道等實施接近檢測，利用自身攜帶的裝置進行線路清障，代替工人進行電力線路的巡檢與清障工作。因此，輸電線路巡線清障機器人成為機器人技術研究的熱點。
[0005]目前國內外研究的高壓、超高壓輸電線路機器人多為雙臂反對稱結構、三臂結構及多臂結構，其運行環境多為架空地線。安裝於架空地線上的線路機器人不僅運行過程中易受自然環境中的外力影響，導致運行不穩定，甚至從輸電線路上掉落，而且還存在巡檢清障範圍有限，工作效率低的缺點。日本、加拿大、美國等發達國家先後開展了巡線機器人的研究工作，對於輸電線路上存在絕緣子串、壓接管和懸垂線夾等情況，無法跨越，不能實現超高壓輸電線路的連續巡檢。中科院瀋陽自動化所、山東大學、武漢大學、北京航空航天大學等單位也針對超高壓輸電線路的連續巡檢需求開展這方面技術和設備的研製，取得了一定的相應成果，但也都不具備越障功能。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型要解決的技術問題是提供一種減輕勞動強度、降低運行成本，且能夠翻越障礙的基於滑塊機構的六臂機器人機械結構。
[0007]為解決上述技術問題，本實用新型提供技術方案如下:
[0008]機架上設置有滑塊結構，滑塊結構上設置能夠前後滑動的第一滑塊、第二滑塊和第三滑塊；
[0009]第一滑塊的兩側分別設置有可屈伸的第一機械臂和第二機械臂；
[0010]第二滑塊的兩側分別設置有可屈伸的第三機械臂和第四機械臂；
[0011 ]第三滑塊的兩側分別設置有可屈伸的第五機械臂和第六機械臂；
[0012]第一至第六機械臂上分別設置有用於從側面抓持線路的第一機械手、第二機械手、第三機械手、第四機械手、第五機械手和第六機械手。
[0013]本實用新型具有以下有益效果:
[0014]本實用新型的基於滑塊機構的六臂機器人機械結構，第一滑塊、第二滑塊和第三滑塊均可在機架上前後滑動，第一機械臂、第二機械臂、第三機械臂、第四機械臂、第五機械臂和第六機械臂均為可屈伸結構，第一機械手、第二機械手、第三機械手、第四機械手、第五機械手和第六機械手均可從側面抓持線路、脫離線路。
[0015]本實用新型能夠在平直及各種耐張線、引流線等非平直線路上行走，解決了現有技術中，人工巡線勞動強度大和飛機巡線運行成本高的問題，並能翻越常規障礙物(如絕緣子串、壓接管，懸垂線夾等)，實現了對高壓線的連續巡檢。因此，與現有技術相比，本實用新型具有減輕勞動強度、降低運行成本，且能夠翻越障礙的優點。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的基於滑塊機構的六臂機器人機械結構的結構示意圖；
[0017]圖2-圖3為本實用新型的基於滑塊機構的六臂機器人機械結構的越障方法的每個步驟對應的狀態示意圖。
【具體實施方式】
[0018]為使本實用新型要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。
[0019]—方面，本實用新型提供一種巡線機器人機械結構，如圖1所示，包括機架I，其中:
[0020]機架I上設置有滑塊結構，滑塊結構上設置能夠前後滑動的第一滑塊2、第二滑塊3和第三滑塊4;
[0021]第一滑塊2的兩側分別設置有可屈伸的第一機械臂5和第二機械臂6;
[0022]第二滑塊3的兩側分別設置有可屈伸的第三機械臂7和第四機械臂8;
[0023]第三滑塊4的兩側分別設置有可屈伸的第五機械臂9和第六機械臂10;
[0024]第一至第六機械臂上分別設置有用於從側面抓持線路的第一機械手11、第二機械手12、第三機械手13、第四機械手14、第五機械手15和第六機械手16。
[0025]本實用新型的基於滑塊機構的六臂機器人機械結構，第一滑塊2、第二滑塊3和第三滑塊4均可在機架上前後滑動，第一機械臂5、第二機械臂6、第三機械臂7、第四機械臂8、第五機械臂9和第六機械臂10均為可屈伸結構，第一機械手11、第二機械手12、第三機械手13、第四機械手14、第五機械手15和第六機械手16均可從側面抓持線路、脫離線路。與現有技術相比，本實用新型具有減輕勞動強度、降低運行成本，且能夠翻越障礙的優點。
[0026]高壓輸電過程是一個多樣化的過程，根據輸電電壓的不同以及輸電地形特徵的不同，整個輸電線路結構也不盡相同。本實用新型的行走機構應用於巡線機器人時，巡線機器人上可以設置有一組或多組該行走機構，或者還可以設置有其他類型的行走機構。
[0027]優選的，第一機械臂5、第二機械臂6、第三機械臂7、第四機械臂8、第五機械臂9和第六機械臂10上分別包括依次鉸接的第一連杆17和第二連杆18。這種設計能夠使各機械臂實現屈伸運動，從而帶動各機械手運動，提高巡線機器人的行走速度。
[0028]進一步的，各機械手均為可旋轉結構，這種設計能夠提高巡線機器人行走和越障時的靈活性和穩定性。
[0029]進一步的，各機械手均包括相互配合的機械手爪，機械手爪包括上機械手爪19和下機械手爪20，這種結構設計可以提高機器人在線路上運動時的牢固性。
[0030]進一步的，上機械手爪19和下機械手爪20均為L鉤型結構，這種結構設計能使機械手爪的動作更加精細，進一步提尚抱抓的準確性。
[0031 ]作為本實用新型的一種優化，滑塊和機械臂之間、機械臂和機械手之間、機械手和機械手爪之間以及第一連杆17和第二連杆18之間的鉸接軸均通過電機驅動，電機驅動能夠為巡線機器人的運動提供能源，鉸接軸設計可以兼顧簡化整體結構，減輕重量。
[0032]優選的，滑塊通過絲槓連接在機架I上，這種設計可以使機器人在前進越障過程中運動流暢自如。
[0033]除了上述給出的實施方式以外，其還可以採用本領域技術人員公知的各種其他方式，此處不再贅述。
[0034]本實用新型的巡線機器人機械結構僅僅介紹了機器人本體的機械結構，並未涉及其他輔助裝置(如行走觀測用的攝像頭、垃圾清除用的機械手等)的設計。在控制系統方面，本實用新型可以採用地面控制平臺或者機器人自身智能化控制兩種方式。
[0035]另一方面，本實用新型還提供一種上述的基於基於滑塊機構的六臂機器人機械結構的越障方法，如圖2和圖3包括:
[0036]未遇到障礙時，第五機械手9和第六機械手10張開，第一機械手11、第二機械手12、第三機械手13和第四機械手14抓持線路保持不動，然後第三滑塊4及第五機械臂9和第六機械臂10共同向前滑動至與第二滑塊3貼緊，第五機械手15和第六機械手16閉合抓持住線路，然後第三機械手13和第四機械手14張開，第二滑塊3及第三機械臂7和第四機械臂8向前滑動至與所述第一滑塊2貼緊，第三機械手13和第四機械手14閉合抓持住線路，然後第一機械手11和第二機械手12張開，第一滑塊2及第一機械臂5和第二機械臂6向前滑動至機架I前端，第一機械手11和第二機械手12依次閉合抓持住線路；
[0037]遇到障礙時，第五機械手9和第六機械手10張開，第一機械手11、第二機械手12、第三機械手13和第四機械手14抓持線路保持不動，然後第三滑塊4及第五機械臂9和第六機械臂10屈伸越過障礙並共同向前滑動，第五機械手15和第六機械手16閉合抓持住線路，然後第三機械手13和第四機械手14張開，第二滑塊3及第三機械臂7和第四機械臂8屈伸越過障礙並向前滑動，第三機械手13和第四機械手14閉合抓持住線路，然後第一機械手11和第二機械手12張開，第一滑塊2及第一機械臂5和第二機械臂6屈伸越過障礙並向前滑動，第一機械手11和第二機械手12依次閉合抓持住線路。
[0038]這種工作過程使得機器人在行走和越障的過程中，始終至少一隻機械手和滾輪作用在線路上，可以維持系統的穩定。本實用新型能夠在平直及各種耐張線、引流線等非平直線路上行走，解決了現有技術中，人工巡線勞動強度大和飛機巡線運行成本高的問題，並能翻越常規障礙物(如絕緣子串、壓接管，懸垂線夾等)，實現了對高壓線的連續巡檢。因此，與現有技術相比，本實用新型具有減輕勞動強度、降低運行成本，且能夠翻越障礙的優點。
[0039]需要說明的是，本實用新型的越障方法重點在於採用了上述行走機構的巡線機器人進行越障的方法。如果巡線機器人上還設置了其他類型的可越障的行走機構，則該其他類型的行走機構採用其默認的越障方法進行越障即可，不在本實用新型的關注重點以內。
[0040]以上所述是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。
【主權項】
1.一種基於滑塊機構的六臂機器人機械結構，其特徵在於，包括機架，其中: 所述機架上設置有滑塊結構，滑塊結構上設置能夠前後滑動的第一滑塊、第二滑塊和第三滑塊； 所述第一滑塊的兩側分別設置有可屈伸的第一機械臂和第二機械臂； 所述第二滑塊的兩側分別設置有可屈伸的第三機械臂和第四機械臂； 所述第三滑塊的兩側分別設置有可屈伸的第五機械臂和第六機械臂； 所述第一至第六機械臂上分別設置有用於從側面抓持線路的第一機械手、第二機械手、第三機械手、第四機械手、第五機械手和第六機械手。2.根據權利要求1所述的基於滑塊機構的六臂機器人機械結構，其特徵在於，各機械臂上分別包括依次鉸接的第一連杆和第二連杆。3.根據權利要求2所述的基於滑塊機構的六臂機器人機械結構，其特徵在於，各機械手均為可旋轉結構。4.根據權利要求3所述的基於滑塊機構的六臂機器人機械結構，其特徵在於，各機械手均包括相互配合的機械手爪，所述機械手爪包括上機械手爪和下機械手爪。5.根據權利要求4所述的基於滑塊機構的六臂機器人機械結構，其特徵在於，所述上機械手爪和下機械手爪均為L鉤型結構。6.根據權利要求5所述的基於滑塊機構的六臂機器人機械結構，其特徵在於，滑塊和機械臂之間、機械臂和機械手之間、機械手和機械手爪之間以及第一連杆和第二連杆之間的鉸接軸均通過電機驅動。7.根據權利要求6所述的基於滑塊機構的六臂機器人機械結構，其特徵在於，所述滑塊通過絲槓連接在所述機架上。
【文檔編號】H02G1/02GK205724653SQ201620438293
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年5月12日
【發明人】李猷民, 馮迎春, 曹衛兵, 杜宗展
【申請人】國網山東省電力公司檢修公司