一種架空高壓線路巡檢機器人的爬坡輔助機構的製作方法
2023-05-24 07:18:11
一種架空高壓線路巡檢機器人的爬坡輔助機構的製作方法
【專利摘要】本實用新型揭示了一種架空高壓線路巡檢機器人的爬坡輔助機構，用於與巡檢機器人本體連接的安裝座上固定有氣囊，所述氣囊內填充有密度小於空氣的氣體。本實用新型的優點在於通過在現有巡檢機器人本體上增設本機構，不僅能減輕機器人本體重量，能夠使機器人攜帶更多的檢測設備、電源設備、光伏充電板，從而有效提高了機器人的續航能力，以及機器人的擴展性。此外，由於機器人更加靈活，從而增強了巡檢機器人的爬坡性能和檢測速度，使巡檢機器人的性能得到顯著的提升。
【專利說明】一種架空高壓線路巡檢機器人的爬坡輔助機構
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及高空架空線路巡檢機器人領域，尤其設有巡檢機器人的爬坡輔助機構。
【背景技術】
[0002]我國的電力工業在國民經濟中佔有重要的地位，其基本職能是為國民經濟的生產和發展提供安全、經濟和可靠的電能源，架空高壓輸電線路設計與安全運行的檢測與維護則是電能源系統開發和利用中的一個重要環節。從系統觀點出發，架空高壓輸電線路設計是在一定的環境中進行的，設計的全過程涉及諸多環境因素，所以線路的巡檢與維護已經引起工程設計人員、工程管理人員的高度重視。目前，採用的方法主要由人工巡檢、直升機巡檢和機器人巡檢。
[0003]線路巡檢機器人系統能夠代替檢測人員對線路進行巡檢任務，能夠減輕巡檢作業的勞動強度，降低檢測成本，提高檢測質量和效率，改善檢測作業的安全性，從而提高線路的管理質量和降低維護成本，因此，目前巡檢機器人已經得到越來越廣泛的運用。但是，由於巡檢機器人自身需要配備大量設備(檢測設備、動力設備、電源設備等)，導致機器人本體質量大，不僅制約了機器人的靈活性、運動能力、續航能力，爬坡性能，也限制了機器人攜帶的檢測設備數量，制約機器人的性能的開發。
實用新型內容
[0004]本實用新型所要解決的技術問題是實現一種能夠提高巡檢機器人爬坡能力，巡檢速度的機構。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型採用的技術方案為:一種架空高壓線路巡檢機器人的爬坡輔助機構，用於與巡檢機器人本體連接的安裝座上固定有氣囊，所述氣囊內填充有密度小於空氣的氣體。
[0006]所述安裝座兩側通過支撐座安裝有螺旋槳。
[0007]本實用新型的優點在於通過在現有巡檢機器人本體上增設本機構，不僅能減輕機器人本體重量，能夠使機器人攜帶更多的檢測設備、電源設備、光伏充電板，從而有效提高了機器人的續航能力，以及機器人的擴展性。此外，由於機器人更加靈活，從而增強了巡檢機器人的爬坡性能和檢測速度，使巡檢機器人的性能得到顯著的提升。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]下面對本實用新型說明書中每幅附圖表達的內容及圖中的標記作簡要說明:
[0009]圖1為爬坡輔助機構結構示意圖；
[0010]圖2為爬坡輔助機構系統框圖；
[0011]上述圖中的標記均為:1、氣囊；2、安裝座；3、控制器；4、支撐座；5、螺旋槳；6、驅動器；7、第一水平傳感器；8、第二水平傳感器。
【具體實施方式】
[0012]本實用新型的爬坡輔助機構使用在以導輪作為動力源的巡檢機器人上，其可以用作現有機器人的改裝，可有效提高現有機器人運動性能和負載性能，可通過安裝座2與現有巡檢機器人本體進行固定，接入巡檢機器人電源至本輔助機構即可，安裝便捷可靠。
[0013]爬坡輔助機構結構如圖1所示，其主要由氣囊1、安裝座2支撐座4 ;和螺旋槳5構成，氣囊I內填充有密度小於空氣的氣體，其固定在安裝座2上，安裝座2用於與巡檢機器人本體連接，可以預設安裝螺孔，也可採用焊接等任何可靠方式連接。氣囊I不僅可以使得裝配此機構後不會增加巡檢機器人的負載，還會因此減輕機器人的重量，簡單、有效且可靠的提高巡檢機器人的續航能力和運動能力。
[0014]為增強輔助爬坡功能，在安裝座2兩側通過支撐座4安裝有螺旋槳5，在需要負責爬坡時啟動，使巡檢機器人產生上升力，提高動力導輪爬坡性能。支撐座4為中空結構，螺旋槳5安裝在此中空結構內，這樣不僅能有效保護螺旋槳5，能夠避免與線路上的異物發生碰撞導致損壞。
[0015]由於螺旋槳5的工作需要巡檢機器人提高電源，因此，為提高機器人的續航能力，在需要輔助爬坡時開啟此螺旋槳5即可，極大提高爬坡輔助機構的實用性。為確定螺旋槳5的開啟時機，參見圖2可知，在安裝座2上固定有控制器3，並設有採集巡檢機器人巡檢線路軸向傾斜度的第一水平傳感器7，通過第一水平傳感器7輸出採集信號至控制器3，讓控制器3判斷此時線路傾斜度是否需要開啟螺旋槳5，該控制器3在需要時輸出驅動信號至驅動器6，驅動兩側螺旋槳5工作。具體傾斜角度的設置，可根據原有機器人導輪的動力任意設置。
[0016]由於安裝座2兩側均具有螺旋槳5，還可以通過控制兩側螺旋槳5的旋轉功率不同，使得巡檢設備保持平衡，這樣能夠提高巡檢機器人應付災害天氣的能力，提高檢測準確率。為確定兩側螺旋槳5工作狀態，需在安裝座2上固定有採集巡檢機器人巡檢線路徑向傾斜度的第二水平傳感器8，該第二水平傳感器8輸出採集信號至控制器3。
[0017]基於上述機構構架，爬坡輔助機構的控制方法如下:
[0018]步驟1、系統啟動；
[0019]步驟2、第一水平傳感器7實時採集所處巡檢線路的傾斜角度並輸送至控制器3，當傾斜角度超過預設閥值a時，則控制器3輸出驅動信號至驅動器6啟動兩側螺旋槳5工作；
[0020]同時第二水平傳感器8實時採集巡檢機器人自身水平傾斜角度的信號，並輸送至控制器3，當傾斜角度超過預設閥值c時；
[0021]若此時兩側螺旋槳5處於非工作狀態，則控制器3輸出驅動信號至所處位置較低一側的驅動器6，啟動該側螺旋槳5工作；
[0022]若此時兩側螺旋槳5處於工作狀態，則控制器3輸出驅動信號至所處位置較低一側的驅動器6，加強該側螺旋槳5工作功率；
[0023]步驟3、當第一水平傳感器7採集到的傾斜角度小於閥值b時，則控制器3輸出驅動信號至驅動器6關閉兩側螺旋槳5 ；
[0024]當第二水平傳感器8採集到的傾斜角度小於閥值d時，
[0025]若此時螺旋槳5仍受第一水平傳感器7採集信號控制處於工作狀態，則控制兩個螺旋槳5以相同功率工作，
[0026]若此時螺旋槳5不受第一水平傳感器7採集信號控制處於非工作狀態，則控制器3輸出驅動信號至驅動器6關閉兩側螺旋槳5。
[0027]步驟4、循環執行步驟2、3 ;
[0028]步驟5、系統關閉。
[0029]通過上述控制方法，可以能夠有效的控制兩側螺旋槳5的啟動時機，達到輔助爬坡和保持機器人平衡的雙重目的。
[0030]由於控制器3在接收兩個傳感器信號時，受其影響會存在先後開關的多種可能，而為了提高系統可靠性，降低系統分析難度，控制器3將第一水平傳感器7定義為優先級別傳感器，當控制器3執行第一水平傳感器7採集信號應執行的命令時，中斷第二水平傳感器8採集信號應執行的命令而直接執行第一水平傳感器7採集信號應執行的命令，之後再根據第二水平傳感器8採集信號執行相應命令。即，只要第一水平傳感器7採集到傾斜角度超過預設閥值a時，不管兩側螺旋槳5是否受第二水平傳感器8影響開啟或關閉，均以相同工作功率啟動兩側螺旋槳5，啟動後再根據第二水平傳感器8的信號，由控制器3分析，是否需要水平調節；只要當第一水平傳感器7採集到傾斜角度小於預設閥值b時，則立刻關閉兩側的螺旋槳5，關閉後再根據第二水平傳感器8的信號，由控制器3分析，是否需要水平調節。這樣的控制程序，使得控制器3的程序簡單可靠，並能夠有效的進行輔助爬坡和確保機器人平衡的工作。
[0031]由於巡檢機器人在外界工作，受外界環境影響可能會造成系統部件損壞，或系統本身損壞，或者遭受惡劣天氣的影響不能正常運行，則當第二水平傳感器8採集到傾斜角度大於閥值e時，控制器3立刻關閉兩側螺旋槳5，這樣不僅能夠保存巡檢機器人的電能，便於之後自救，還能夠避免爬坡輔助機構損壞對巡檢機器人造成破壞，提高機構的安全性和可靠性。此外，為避免螺旋槳5頻繁啟閉，閥值a大於閥值b ;閥值e大於閥值c大於閥值d，從而可以提高驅動螺旋槳5工作的電機的使用壽命。
[0032]為使此機構在保持巡檢機器人平衡時，能夠做到平緩輔助，並能避免因輔助平衡而導致巡檢機器人在線路上擺動的現象發生，當螺旋槳5受控制器3控制執行第二水平傳感器8採集信號應執行的命令時，其隨著傾斜角度的增加，逐漸加強所驅動螺旋槳5工作的功率，直至傾斜角度大於閥值e時，關閉螺旋槳5工作；當螺旋槳5受控制器3控制執行第二水平傳感器8採集信號應執行的命令時，其隨著傾斜角度的減小，逐漸降低所驅動螺旋槳5工作的功率，直至傾斜角度小於閥值d時，關閉螺旋槳5工作或者降低至兩個螺旋槳5以相同功率工作，做到無極變換螺旋槳5功率，平緩輔助機器人平衡。
[0033]上面結合附圖對本實用新型進行了示例性描述，顯然本實用新型具體實現並不受上述方式的限制，只要採用了本實用新型的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經改進將本實用新型的構思和技術方案直接應用於其它場合的，均在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種架空高壓線路巡檢機器人的爬坡輔助機構，其特徵在於:用於與巡檢機器人本體連接的安裝座上固定有氣囊，所述氣囊內填充有密度小於空氣的氣體。
2.根據權利要求1所述的架空高壓線路巡檢機器人的爬坡輔助機構，其特徵在於:所述安裝座兩側通過支撐座安裝有螺旋槳。
【文檔編號】H02G1/02GK203932834SQ201420356127
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月27日 優先權日:2014年6月27日
【發明者】邊強, 周友山, 劉力源, 羅天意, 郭成坤 申請人:蕪湖海格斯智能科技有限公司