[发明专利]一种高压输电线巡检机器人机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种架空线移动机器人机构，具体涉及一种用于高压输电线安全检查的高压输电线巡检机器人机构。

背景技术

长距离输配电的主要方式是采用高压输电线路，电力设备长期裸露在野外容易产生损坏，如不及时修复更换，原有的小损伤就有可能扩大，导致输电中断甚至发生输电事故，故输电线需要定期进行检查。现有线路巡检的方式主要包括人工巡检和直升机巡检，人工巡检工作效率低，劳动强度大；直升机巡检成本高，受天气条件限制大。鉴于以上原因，研究一种可靠的能完成带电作业的线路故障检测及其安全通道巡查的技术载体具有极大的工程实用意义。目前，超高压输电线路机器人机构主要有加拿大的Linescout巡线机器人，该机器人无法实现转弯功能；日本的Expliner巡线机器人，该机器人无法改变跨距，调节质心过程中存在质心侧向偏移问题；申请号为200410010531.5的中国专利公开了一种轮臂复合式巡检机器人结构，该机构无法改变跨距，质心调节功能是通过移动箱体的位置来实现；申请号为200410020490.8的中国专利公开了一种超高压输电线巡检机器人机构，该机构只能沿直线行走和跨越障碍，无法实现水平转弯，且跨越障碍物过程中需要三个手臂共同工作，机构结构较复杂。

发明内容

为克服现有高压输电线巡检机器人的缺陷与不足，本发明提供一种越障能力强、质心调节容易、巡检过程安全性好、手爪结构兼具行走、夹紧和安全保护功能的高压输电线巡检机器人机构。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种高压输电线巡检机器人机构，包括前手爪、前手臂、质心调节结构、后手臂和后手爪，前手爪、后手爪分别连接在前手臂、后手臂末端，并与输电线相抓持，所述手爪为齿轮副与涡轮蜗杆组合结构，两手臂结构相同，均包括一个水平旋转副和三个铅垂旋转副，质心调节结构包括箱体、滚筒移动平台和柔索，箱体上表面的两端分别连接前手臂、后手臂前端的铅垂旋转副，两个滚筒移动平台对称安装在箱体上，柔索一端与手臂后部的铅垂旋转副相连，另一端缠绕在质心调节结构的滚筒上。

所述前手爪、后手爪结构相同，包括行走轮、行走轮轴、内齿轮、主动齿轮A、行走电机、手爪支架、压轮、夹爪、夹爪主动齿轮、夹爪涡轮轴、蜗杆和夹爪驱动电机，行走轮套装在行走轮轴上，通过轮槽行走于架空输电线路上，行走轮轴安装在手爪支架上，内齿轮焊接在行走轮上，行走电机固定安装在手爪与水平旋转副的联接板上，主动齿轮A安装在行走电机的输出轴上，与内齿轮啮合，行走电机旋转带动行走轮转动，实现行走轮在高压线路上的行走；压轮通过法兰支架安装在手爪支架上，当两个压轮同时压在输电线路上时，手爪支架与输电线路保持平行，两个半齿轮形式的夹爪相互啮合，每个夹爪同时又与一个夹爪主动齿轮啮合，夹爪主动齿轮安装在涡轮蜗杆结构的夹爪涡轮轴两侧，蜗杆与驱动电机相连，手爪支架与行走轮轴铰接，从而实现夹爪准确夹持输电线路的功能。

所述前手臂、后手臂均由上至下设置有水平旋转副、第一垂直旋转副、第二垂直旋转副、第三垂直旋转副，第二垂直旋转副和第三垂直旋转副包括驱动电机、主动齿轮B、从动齿轮、、回转轴，主动齿轮B安装在驱动电机输出轴上，从动齿轮通过平键安装在回转轴上，回转轴上套装有上臂支架，回转轴安装在下臂支架上，驱动电机旋转，带动回转轴转动，从而带动上臂支架转动，实现铅垂旋转副的旋转运动，第一垂直旋转副的回转轴上套装有滑轮，其它结构与另两个垂直旋转副相同，第三垂直旋转副的下臂支架安装在箱体表面上。

所述质心调节结构设有两个滚筒移动平台，每个滚筒移动平台配合设置一个丝杠驱动部分，丝杠驱动部分布置于箱体上表面的两侧，滚筒移动平台底部与滑动导轨配合，滑动导轨安装在箱体的上表面，滚筒移动平台底部设有两个尺寸不等的孔，内径较小的为螺纹孔与滚珠丝杠配合，内径较大的为光孔穿过另外的滚珠丝杠，通过丝杠旋转带动滚筒移动平台沿滑动导轨滑动，滚筒移动平台中设有滚筒，滚筒套装在滚筒轴上，滚筒轴安装保持在滚筒支架上，滚筒轴上还固定有滚筒涡轮，滚筒涡轮与滚筒蜗杆啮合，滚筒蜗杆与齿轮副的从动齿轮相对固定，齿轮副连接驱动电机；丝杠驱动部分为蜗轮蜗杆结构与齿轮副组合结构，丝杠与蜗轮固定连接，齿轮副连接驱动电机，丝杠驱动部分的内侧设有丝杠支架，丝杠安装在丝杠支架内。

本发明的有益效果是：

（1）本发明的手爪机构采用双侧夹紧的方式，结构紧凑，能够在行进状态下提供夹紧力，爬坡及移动能力更强，且设计有压轮结构，能够自动适应线路的角度；

（2）单臂挂线时由柔索来承担机器人的重量，从而可以减轻对手臂的刚度要求，可有效减轻机器人的手臂部分的质量；