[发明专利]高压线除冰巡检机器人

说明书

技术领域

本发明涉及高压线领域，提出了一种能同时在高压线上除冰、巡检和自行越障的高压线除冰巡检机器人。

技术背景

我国南方部分省市地区冬末春初之际经常遭受低温、雨雪、冰冻灾害，当气温在零度左右时，电网结构上所覆盖的积雪经融化和二次冻冰过程，使得高压线上所附冰柱更加坚固，另输电线路遭遇重大破坏，造成大规模经济损失。而在救灾抢险的过程中，电线除冰作业大都是人工进行，不仅增加了人员伤亡的危险，更限制了救灾工作的效率。为此我们综合巡线机器人和除冰方法方面的研究成果，设计了具有自动巡线并除去电线结冰的机器人。

考虑到电线的常用假设形式为塔桥悬挂式，该机器人主要用于此类电线的除冰或巡检工作，它能够利用随动机构穿越普通悬垂金具和塔桥悬线等障碍物，避免了工作人员频繁上线操作。

目前除冰机器人的开发仍处于起步阶段，而具有越障、夹紧等其他功能的机器人更是少之又少。而我们设计的除冰机器人结构简单紧凑，既可以巡线越障又可以夹紧除冰；控制部分简单可靠。在冰雪灾害的救援中，可以代替人从事高危环境下作业，能够有效减少和避免二次伤亡，提高救灾抢险的效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于高压线除冰和巡检并能自动越障的机器人。它可以代替人工作业，解决人工除冰和巡检危险性大、难度大、劳动强度高等问题。并且本发明的除冰效率更高，效果更好。摄像头可配备远程遥控模块，方便工作人员远距离随时监测除冰效果和电线故障。

本发明提供的技术方案是，一种高压线除冰巡检机器人，包括除冰刀机构、行走机构、随动越障机构、对称定心机构、和安装在机身顶部的巡检摄像头，所述除冰刀机构由偏心曲柄滑块机构带动；所述行走机构由摩擦轮和夹持装置组成，摩擦轮靠链轮传递动力；所述随动越障机构由不与摩擦轮固联的扇轮组成，起悬吊机身的作用，越障时随障碍物向后转动，使障碍物从机身穿过；所述对称定心机构由对称的连杆滑块构成。

除冰刀机构由偏心曲柄滑块机构带动，将周期回转运动变为30°的往复摆动，刀具位于摆杆的滑块和支撑点之间，为力放大机构，为除冰提供冲击力。

除冰刀机构由偏心曲柄滑块机构带动，电机轴驱动的一对啮合齿轮和滑块4固接，曲柄滑块机构的滑槽设在除冰刀6的除冰臂7上。

行走机构由水平的摩擦轮和夹持装置组成，利用四个弹簧将两对摩擦轮压在电线上，利用弹簧伸缩性适应一定范围内电线直径的变化。

行走机构的摩擦轮用链条带动，利用滚压式送料机构的原理，由电线给摩擦轮的反作用力推动机器人行走；摩擦轮为内空膛双曲回转体，外套胶皮。

随动越障机构由不与摩擦轮固联的扇轮组成，可随意转动，每对扇轮在任意转角均有至少两个轮辐在电线上方。

四个摩擦轮的轮轴在机身下部由对称的连杆滑块定心，以保证其空间对称结构，连杆和滑块的活动范围由摩擦轮和扇轮的张开度决定。摩擦轮和扇轮张开最大时，机体能自由上线或离线；张开最小时，摩擦轮能夹紧最小线径，可认为缝隙为零。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的俯视图；

图3为除冰刀机构的结构示意图；

图4为除冰刀形状示意图；

图5为行走越障单元结构示意图；

图6为扇轮结构示意图；

图7为连杆滑块定心机构的结构示意图；

图8为摩擦轮行走原理图；

图9为夹持装置原理图；

图10为随动越障机构工作原理图；

图11为连杆滑块定心机构的工作原理图；

图12为传动部分原理图。

具体实施方式

为实现本发明的目的，需完成以下功能和运动：(1)将机身悬挂于电线上的机构，要求稳定可靠，多点定位；(2)机体重心保证在电线正下方，通过定心对称机构保证机身关于电线对称；(3)除冰刀的往复切割运动，要求运动连续平稳，速度快，咬合时有一定的加速度；(4)机器人的向前行走运动，随除冰的进行机身不断前进，除去下一段冰，速度平稳；(5)能够顺利翻越或穿越障碍高压线上的障碍物，包括平衡锤，悬垂金具等。

上述除冰刀6由一偏心曲柄滑块机构带动，如图3，通过偏心滑块将周期回转运动变为一定角度的往复摆动，摆动角度既能除去一定直径的冰，又不与两侧壁干涉，不浪费行程。除冰刀6位于摆杆的滑块5和支撑点8之间，为力放大机构，除冰瞬间提供较大的冲击力。电机轴驱动的一对啮合齿轮3和滑块4固接，曲柄滑块机构的滑槽4设在除冰臂7上。除冰刀形状如图4，可以使被切的冰柱四点受力，易于切碎结冰，又不伤害电线。