行走機構、巡線機器人機械結構的製作方法

2023-10-22 01:19:20

本實用新型涉及機器人技術領域，特別是指一種行走機構、巡線機器人機械結構。

背景技術：

採用高壓和超高壓架空電力線是長距離輸配電力的主要方式。電力線及杆塔附件長期暴露在野外,因受到持續的機械張力、電氣閃烙、材料老化的影響而容易產生斷股、磨損、腐蝕等損傷,如不及時修復更換,原本微小的破損和缺陷就可能擴大,最終導致嚴重事故,造成大面積的停電和巨大的經濟損失。當前輸電導線巡檢、維護的方法主要有兩種:地面目測法與航測法。目測法採用人工巡檢,這種方法勞動強度大,工作效率和探測精度低,可靠性差，存在檢查盲區；航測法採用直升飛機巡線,這種方法雖然有較高的檢測效率和精度，但是這種方法受一些環境因素的制約，同時巡檢的技術難度高,運行費用較高。巡線機器人技術的發展,為高壓輸電線的檢查工作提供了新的技術手段。

現有巡線機器人的技術研發已經取得了一定的相應成果，但對於輸電線路上存在的障礙物無法跨越，不能實現超高壓輸電線路的連續巡檢。因此，有必要提供一種既能減輕勞動強度、降低運行成本，又能夠翻越障礙物的巡線機器人機械結構。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是提供一種既能減輕勞動強度、降低運行成本，又能夠翻越障礙物的行走機構、巡線機器人機械結構。

為解決上述技術問題，本實用新型提供技術方案如下：

一方面，提供一種行走輪和夾緊輪組合式行走機構，包括至少一個行 走單元，其中：

所述行走單元包括一對行走剖分輪，所述行走剖分輪包括可互相對接和分離的主動行走剖分輪和被動行走剖分輪，所述主動行走剖分輪和被動行走剖分輪的下方分別設置有第一行走輪臂和第二行走輪臂；

所述行走剖分輪下方設置有與之配合夾緊線路的一對可升降的夾緊剖分輪，所述夾緊剖分輪包括可互相對接和分離的第一夾緊剖分輪和第二夾緊剖分輪。

進一步的，所述主動行走剖分輪中部設置有錐齒輪結構，所述被動行走剖分輪上設置有與所述錐齒輪結構相嵌合的凹槽結構。

進一步的，所述第一行走輪臂頂端設置有直流電機安裝座，所述直流電機安裝座設置有水平排列的直流電機和減速器，所述減速器通過聯軸器與所述主動行走剖分輪連接，所述第二行走輪臂頂端橫向設置有鋁合金管，所述鋁合金管通過軸承與所述被動行走剖分輪連接。

進一步的，所述第一夾緊剖分輪中部設置有錐形凸臺結構，所述第二夾緊剖分輪上設置有與所述錐形凸臺結構相嵌合的凹槽結構。

進一步的，所述第一行走輪臂和第二行走輪臂上均設置有步進電機升降器安裝座，所述步進電機升降器安裝座上設置有控制所述夾緊剖分輪升降的步進電機升降器，所述步進電機升降器通過聯軸器與所述夾緊剖分輪連接。

進一步的，所述步進電機升降器安裝座分別套接在所述第一行走輪臂和第二行走輪臂上。

另一方面，提供一種巡線機器人機械結構，包括機架，所述機架上設置有上述的行走輪和夾緊輪組合式行走機構，所述第一行走輪臂和第二行走輪臂的下端均通過轉軸設置在所述機架上，各轉軸均通過電機驅動。

本實用新型具有以下有益效果：

本實用新型的行走機構、巡線機器人機械結構，巡線機器人機械結構包括機架，機架上設置有行走輪和夾緊輪組合式行走機構，行走輪和夾緊輪組合式行走機構包括至少一個行走單元，行走單元包括一對行走剖分輪 和與之配合夾緊線路的一對可升降的夾緊剖分輪，行走剖分輪包括可互相對接和分離的主動行走剖分輪和被動行走剖分輪，主動行走剖分輪和被動行走剖分輪的下方分別設置有第一行走輪臂和第二行走輪臂，夾緊剖分輪包括可互相對接和分離的第一夾緊剖分輪和第二夾緊剖分輪，以上行走單元的結構設計增加了巡線機器人上下坡和機械臂檢修作業時的穩定性，從而提高巡線機器人行走時的安全性。行走剖分輪可以在第一行走輪臂和第二行走輪臂的作用下脫離或架設在線路上，夾緊剖分輪可以在第一行走輪臂和第二行走輪臂的作用下對接或分離。

綜上，本實用新型能夠在平直及具有一定坡度的線路上行走，能夠增強巡線機器人上下坡和機械臂檢修作業時的穩定性，提高巡線機器人行走時的安全性。本實用新型解決了現有技術中，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)，實現了對線路的連續巡檢。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

圖1為本實用新型的行走輪和夾緊輪組合式行走機構的結構示意圖；

圖2-圖4為本實用新型的巡線機器人機械結構的越障方法的各步驟對應的狀態示意圖。

具體實施方式

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。

一方面，本實用新型提供一種行走輪和夾緊輪組合式行走機構，如圖1所示，包括至少一個行走單元，其中：

行走單元包括一對行走剖分輪7，行走剖分輪7包括可互相對接和分離的主動行走剖分輪7-1和被動行走剖分輪7-2，主動行走剖分輪7-1和被動行走剖分輪7-2的下方分別設置有第一行走輪臂1和第二行走輪臂12；

行走剖分輪7下方設置有與之配合夾緊線路的一對可升降的夾緊剖分輪9，夾緊剖分輪9包括可互相對接和分離的第一夾緊剖分輪9-1和第二夾緊剖分輪9-2。

本實用新型的行走輪和夾緊輪組合式行走機構包括至少一個行走單元，行走單元包括一對行走剖分輪和與之配合夾緊線路的一對可升降的夾緊剖分輪，行走剖分輪包括可互相對接和分離的主動行走剖分輪和被動行走剖分輪，主動行走剖分輪和被動行走剖分輪的下方分別設置有第一行走輪臂和第二行走輪臂，夾緊剖分輪包括可互相對接和分離的第一夾緊剖分輪和第二夾緊剖分輪，以上行走單元的結構設計增加了巡線機器人上下坡和機械臂檢修作業時的穩定性，從而提高巡線機器人行走時的安全性。

優選的，如圖2所示，主動行走剖分輪7-1中部設置有錐齒輪結構13，被動行走剖分輪7-2上設置有與錐齒輪結構13相嵌合的凹槽結構。這種設計提高了行走剖分輪之間的契合度，有利於在線路上運動的穩定性。同樣的，為了提高夾緊剖分輪9之間的契合度，第一夾緊剖分輪9-1中部設置有錐形凸臺結構14，第二夾緊剖分輪9-2上設置有與錐形凸臺結構14相嵌合的凹槽結構。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。

進一步的，第一行走輪臂1頂端設置有直流電機安裝座5，直流電機安裝座5設置有水平排列的直流電機4和減速器3，減速器3通過聯軸器6與主動行走剖分輪7-1連接，第二行走輪臂12頂端橫向設置有鋁合金管8，鋁合金管8通過軸承與被動行走剖分輪7-2連接。這種設計控制方便，可以提高行走剖分輪對接的準確性和牢固性。

作為本實用新型的一種改進，第一行走輪臂1和第二行走輪臂12上均設置有步進電機升降器安裝座2，步進電機升降器安裝座2上設置有控制夾緊剖分輪9升降的步進電機升降器11，步進電機升降器11通過聯軸器10與夾緊剖分輪9連接。該結構設計能夠實現夾緊剖分輪在步進電機升降器的作用下上升和下移，從而與行走剖分輪配合增強巡線機器人上下坡和機械臂檢修作業時的穩定性，提高巡線機器人自身的安全性。另外， 行走剖分輪7和夾緊剖分輪9在大小上略有差異，能達到良好嵌合。

本實用新型中，步進電機升降器安裝座2分別套接在第一行走輪臂1和第二行走輪臂12上。該設計結構簡單，可靠性高。另外，為了增加了行走剖分輪7聯接的穩定性，行走剖分輪7內部設置有控制行走剖分輪7對接和分離的內置電磁吸盤和內置鐵塊。

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。

另一方面，提供一種巡線機器人機械結構，包括機架，機架上設置有上述的行走輪和夾緊輪組合式行走機構，第一行走輪臂1和第二行走輪臂12的下端均通過轉軸設置在機架上，各轉軸均通過電機驅動。

本實用新型的巡線機器人機械結構包括機架，機架上設置有行走輪和夾緊輪組合式行走機構，行走輪和夾緊輪組合式行走機構包括至少一個行走單元，行走單元包括一對行走剖分輪和與之配合夾緊線路的一對可升降的夾緊剖分輪，行走剖分輪可以在第一行走輪臂和第二行走輪臂的作用下脫離或架設在線路上，夾緊剖分輪可以在第一行走輪臂和第二行走輪臂的作用下對接或分離。本實用新型能夠在平直及具有一定坡度的線路上行走，能夠增強巡線機器人上下坡和機械臂檢修作業時的穩定性，提高巡線機器人行走時的安全性。

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。

再一方面，本實用新型還提供一種上述的巡線機器人機械結構的越障方法，包括：

步驟1：如圖4所示，未遇到障礙時，行走剖分輪7在第一行走輪臂1和第二行走輪臂12的作用下對接並架設在線路上，夾緊剖分輪9在第一 行走輪臂1和第二行走輪臂12的作用下對接並與行走剖分輪7配合夾緊線路，行走剖分輪7帶動巡線機器人前行；

步驟2：如圖2所示，遇到障礙時，巡線機器人停止前進，行走剖分輪7在第一行走輪臂1和第二行走輪臂12的作用下分離並脫離線路，夾緊剖分輪9在第一行走輪臂1和第二行走輪臂12的作用下分離後下移；

步驟3：如圖3-4所示，行走剖分輪7跨越障礙後在第一行走輪臂1和第二行走輪臂12的作用下對接並重新架設在線路上，夾緊剖分輪9在第一行走輪臂1和第二行走輪臂12的作用下重新對接後上移並與行走剖分輪7配合夾緊線路，多對行走剖分輪7和夾緊剖分輪9跨越障礙後，轉至步驟1，等待下一次越障。

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。本實用新型解決了現有技術中，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)，實現了對線路的連續巡檢。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，且能夠翻越障礙物的優點。

進一步的，為了減少對輸電線路的磨損，提高輸電線路的壽命，本實用新型對巡線機器人機械結構的越障方法作了進一步改進，包括：

步驟2進一步為：遇到障礙時，巡線機器人停止前進，夾緊剖分輪9下移後在第一行走輪臂1和第二行走輪臂12的作用下分離並脫離線路，行走剖分輪7在第一行走輪臂1和第二行走輪臂12的作用下分離並脫離線路；

步驟3進一步為：行走剖分輪7跨越障礙後在第一行走輪臂1和第二行走輪臂12的作用下對接並重新架設在線路上，夾緊剖分輪9上移後在第一行走輪臂1和第二行走輪臂12的作用下重新對接並與行走剖分輪7配合夾緊線路，多對行走剖分輪7和夾緊剖分輪9跨越障礙後，轉至步驟 1，等待下一次越障。

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。