[发明专利]自适应越障行走装置

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种用于高压输电线路巡检机器人的自适应越障行走装置。 

背景技术

高压输电线路需要进行定期的检测与维护，传统的人工巡检方式存在效率低、漏检率高等问题。自20世纪80年代开始，国内外开始研制能对输电线路进行自动巡检的机器人。到目前为止，包括加拿大、美国、巴西、伊朗及中国等在内的国家都对此项目展开了积极的研究。 

研制架空输电线路巡检机器人的技术难点之一是机器人在线上的行走装置。行走装置要以导线为基座，悬挂在导线上进行作业。由于作为机器人载体的导线具有柔性特性，且导线上有防震锤、间隔棒、直线串支架等障碍物，因此机器人要在线上实现巡检的行走功能就必须既能适应导线的柔顺特性又能越过线路上的障碍物。 

现有巡检机器人的行走装置多采用轮式前进方式，为了能翻越线路上的障碍物，每个轮子都装在可以在一定范围内活动的机械臂上。越障时需先由机器人的传感装置感知到障碍物的位置，再由控制系统控制各机械臂协调运动跨过障碍物。此种越障方式结构复杂、自重大、活动部件多、可靠性较差。 

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术用于高压输电线路巡检机器人的越障行走装置存在结构复杂、自重大、活动部件多、可靠性差的缺陷，提供一种结构简 单、重量轻、运行可靠、成本低廉的自适应越障行走装置。 

本发明是通过如下技术方案来实现的： 

即一种自适应越障行走装置，其特征在于包括多个安装在巡检机器人底部的行走轮系统，每个行走轮系统包括电机、电机固定座、行走轮、滑动杆、弹簧和端盖，所述电机固定座的两侧分别安装有电机和行走轮，电机轴与行走轮相连接，电机固定座的下部安装有滑动杆，滑动杆穿过机器人外壳，滑动杆的底部设有端盖，机器人外壳和端盖之间设有弹簧。 

本发明的行走系统中，电机通过电机轴与行走轮相连接，为机器人行走提供动力，整个行走轮系统通过弹簧在机器人上构成弹性支撑，可以在一定范围内沿滑动杆自由滑动。在机器人上可根据需要安装多个行走轮系统来完成行走越障功能。 

本发明的越障原理如下：当没有遇到障碍物时，机器人的重量分别由底部的多个行走轮承担，当前面遇到障碍物时，前面第一个行走轮开始爬坡，机器人趋于前后倾斜，第一个行走轮受力增加，第一个行走轮系统中的弹簧被压缩，滑动杆向外伸长逐步翻过障碍物，各行走轮分别在各自电机的驱动下提供向前的动力，而其它行走轮此时仍然在导线上共同承受机器人的重量，减小了单轮的受力，提高了翻越障碍物的能力。由于越障时弹簧的变形在一定范围内补偿了机器人的倾斜，使越障过程更平稳。以此类推各个行走轮依次越过障碍物。通过选取一定的轮数，合适的轮距，以及恰当的弹簧弹力和滑动杆行程，即可保证机器人越障的稳定性，可靠性。 

本发明具有结构简单、重量轻、运行可靠、成本低的优点。 

附图说明

图1为本发明单个行走轮系统的结构示意图； 

图2为本发明采用4个行走轮系统时的越障过程示意图。 

如图中所示：1.电机；2.电机固定座；3.行走轮；4.滑动杆；5.机器人外壳；6.弹簧；7.端盖。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步阐述。 

如图1所示：电机固定座2的两侧分别安装有电机1和行走轮3，电机轴与行走轮3相连接，电机固定座2的下部安装有滑动杆4，滑动杆4穿过机器人外壳5，滑动杆4的底部设有端盖7，机器人外壳5和端盖7之间设有弹簧6。 

如图2所示：以安装四个行走轮系统为例，当没有遇到障碍物时，机器人的重量分别由四个行走轮3承担，在线上平稳行走。当前面遇到障碍物时，前面第一个行走轮3开始爬坡，机器人趋于前后倾斜，第一个行走轮3受力增加，弹簧6被压缩，滑动杆4向外伸长逐步翻过障碍物，各轮分别在各自电机1的驱动下提供向前的动力，而其它轮子此时仍然在导线上，各轮共同承受机器人的重量，减小了单轮的受力，提高了翻越障碍物的能力。由于越障时弹簧6的变形在一定范围内补偿了机器人的倾斜，使越障过程更平稳。以此类推各个轮子依次越过障碍物。