[发明专利]输电线路自动巡检机器人伸缩手臂传动装置

说明书

技术领域：

本发明属于机器人技术领域，旨在提供一种用于沿高压输电线路地线自动巡检机器人的伸缩手臂传动装置。

技术背景：

电力工业关系国计民生，是现代社会赖以生存和发展的生命线，高压输电线做为电力传输的载体，它的安全稳定运行直接关系到整个电力系统的可靠性，定期的巡查必不可少，目前，高压巡检主要有二种方式：一是人工巡检，人工巡检劳动强度大、危险系数高、巡检周期长、很多地方也由于地理条件的限制无法巡检到而出现巡检盲区，造成了一定的安全隐患，二是飞机巡检，飞机巡检速度快、劳动强度小，但是检测成本高，检测精度难以保证，而且受到部分特殊地貌和恶劣天气的影响，很难做到时时巡检，所以采用机器人自动巡检将成为以后发展的必然趋势，为了实现完全自动巡检，机器人除了要具备输电线上自动行走外，必须具备跨越各种障碍的能力，这就需要机器人不紧能在不同的水平面进行移动，更要实现在不同铅垂面间的移动，对于巡检机器人来说，手臂传动机构的设计合理与否直接关系到机器人的越障能力，所以手臂机构是决定整个机器人性能的关键。

发明内容：

本发明的目的是提供一种输电线路自动巡检机器人伸缩手臂传动装置，该装置能够使机器人自主灵活的跨越输电线上的各种障碍，在没有增大机构尺寸的前提下成倍的增加机器人手臂的有效伸长范围，亦即在达到相同的伸长范围的前提下，可以成倍的缩小机器人的手臂长度尺寸，从而使整个机器人更紧凑，更小巧。

为达到上述目的，本发明的构思是：

本发明由手臂伸缩机构、手臂旋转机构和支架机构组成的高压输电线路自动巡检机器人伸缩手臂传动装置。

该装置作为自动巡检机器人的伸缩手臂，一端通过升降筒和末端执行机构机械手连接，一端通过转臂支架和机器人水平滑移系统连接，实现末端执行机构相对于机器人箱体的运动。为了达到本发明的目的，本装置一方面采用内外升降筒嵌套的手臂伸缩机构实现机械手相对于水平滑移系统的升降，另一方面采用手臂旋转机构的机械手能沿手臂旋转中心旋转，从而实现机器人的从容越障。

手臂伸缩机构由升降电机驱动带动内丝杠旋转，内丝杠通过升降齿轮箱固连在外升降筒上。内丝杠一端通过和内升降筒固连的下螺母啮合实现内升降筒相对于外升降筒的升降运动，另一端再通过和内丝杠固连的升降主动齿轮把旋转运动传递到从动齿轮上，从动齿轮和外丝杠固连，外丝杠再通过和固连在旋转箱的的上螺母啮合传动从而实现外升降筒相对于旋转箱升降。这样，内升降筒通过丝杠螺母传动实现相对于外升降筒的升降运动，外升降筒又相应的通过丝杠螺母传动实现相对于旋转箱升降，亦即实现了内升降筒以双倍的速度相对于旋转箱做升降运动，而这个运动是以一个电机驱动的。达到了类似伸缩天线的伸缩效果，伸缩手臂的优点就是在达到相同运动范围的前提下，手臂的长度尺寸可以减少一半，这样就大大的紧缩了机器人的尺寸，对对尺寸和重量有严格要求的高压输电线巡检机器人来说，这样的机构无疑是个很大的创新。

手臂旋转机构通过转臂电机带动蜗轮蜗杆机构使和转臂蜗轮固连的外升降筒可以绕转臂蜗轮中心线实现355度旋转，从而实现机器人的手臂和机器人的其他部件的相对转动。采用大减速比的蜗轮蜗杆机构可以实现很大的旋转扭矩，提放大转臂电机的相对负载能力。

本发明采用的伸缩手臂传动装置在实现相同的伸缩范围的前提下，整个系统的尺寸可以减为普通手臂的一半，这样在单倍增加整个手臂机构尺寸的情况下就可以实现双倍的移动范围，从而是机器人的越障能力更强，同时该手臂还可以沿导轨相对滑动，延伸手臂的作业范围。

根据上述技术构思，本发明采用下述技术方案：

一种输电线路自动巡检机器人伸缩手臂传动装置，包括一个支架，其特征在于所述支架上装有一个手臂旋转机构和一个手臂升降机构，所述手臂旋转机构的转臂蜗轮和升降机构的正多边形外升降筒通过滚针保证其相对升降运动。

上述手臂旋转机构的机构是：一个与转臂箱固连的转臂电机带动转臂蜗杆，转臂蜗杆和转臂蜗轮啮合，转臂蜗轮通过滚珠置于转臂箱内，转臂蜗轮内部为正多边形轮廓，通过和同为正多边形轮廓的外升降筒套装限制其相对转动，通过滚针保证其相对移动。

上述手臂升降机构的结构是：一个与升降齿箱固连的升降电机带动内丝杠和主动齿轮旋转。升降齿箱固连在外升降筒上。内丝杠和连接在内升降筒内的下螺母啮合。主动齿轮和从动齿轮啮合，从动齿轮和外丝杠固连，外丝杠和上螺母啮合，上螺母固连在转臂蜗轮上。

上述支架的结构是：转臂支架和旋转机构的转臂箱固连，转臂箱和转臂箱箱盖固连。

本发明与现有技术发明相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：