[发明专利]塔架攀爬机器人

说明书

  

所属技术领域

本发明涉及一种塔架攀爬机器人，可对不同类型规格的输电铁塔进行检测维护，属于机器人技术领域。 

背景技术

 随着电力系统的不断扩建，为了提高电力系统自动化综合能力，针对电力系统检测和维护的攀爬和巡线机器人逐渐成为热门的研究之一，电力部门迫切需要能的代替人工攀爬铁塔进行监测和维护的自动化设备。国内外已经先后成功研发出一些巡线机器人，并在进一步的投入人力物力进行巡线机器人的研发工作，然而用于巡检与维护电力铁塔的攀爬机器人还未多见到相关的研究与报道，国内外市场尚未见到成品。此类攀爬铁塔机器人的研究能减轻工人劳动强度，降低触电和高空和坠落的危险，提高检修、维护的效率和质量，创造良好的经济效益和社会效益。 

发明内容

为了解决电力系统检测和维护这一难题，本发明提供一种电力铁塔攀爬机器人，其可以在铁塔各个区域攀爬，通过携带的传感器检测塔身，及时排除铁塔存在的安全隐患，并且其携带的清扫装置可以取代人力清扫绝缘子串，同时有一定负载能力的攀爬铁塔机器人可以背负巡线机器人至横担，后者分离至高压输电线进行巡检。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：所述的机器人主体机构由上机械臂、下机械臂、手臂张合电动机、手臂张合驱动电机支座、手臂张合丝杠、带柱销螺母、上连接板、下连接板组成；其中手臂张合电动机安装于手臂张合驱动电机支座上，手臂张合丝杠安装于手臂张合电动机的输出轴，上连接板的第一端和下连接板的第一端铰接于手臂张合驱动电机支座上，上连接板的第二端和下连接板的第二端分别铰接于上机械臂和下机械臂的中部，上机械臂的第一端和下机械臂的第一端分别铰接于带柱销螺母的柱销部位，带柱销螺母安装于手臂张合丝杠上； 

还包括分别安装于上机械臂第二端和下机械臂第二端的上机械手和下机械手；每个机械手均由俯仰关节、手腕关节、夹持爪组成；

所述俯仰关节由俯仰蜗轮、俯仰连接柱销、俯仰关节丝杠、俯仰关节支承箱、俯仰关节驱动电机组成；其中俯仰蜗轮固定安装于俯仰连接柱销，并通过柱销与机械臂固连，俯仰关节支承箱通过所述俯仰连接柱销铰接，俯仰关节驱动电机固定安装于俯仰关节支承箱上，俯仰关节丝杠安装于俯仰关节驱动电机的输出轴，俯仰关节丝杠与俯仰蜗轮相啮合；

所述手腕关节由手腕蜗轮、手腕连接柱销、手腕关节丝杠、手腕关节支承箱、手腕关节驱动电机组成；其中手腕蜗轮固定安装于手腕连接柱销，手腕连接柱销铰接于上述俯仰关节支承箱上，并与下机械手夹持爪固连，手腕关节支承箱与俯仰关节支承箱固连，手腕关节驱动电机固定安装于手腕关节支承箱上，手腕关节丝杠安装于手腕关节驱动电机的输出轴，手腕关节丝杠与手腕蜗轮相啮合；

所述夹持爪包括两个呈60-150度的机械手指，每个机械手指上均安装有手指驱动电机、手指丝杠 、带螺纹夹紧滑块；其中机械手指具有内部安装腔 和侧面导向槽，手指丝杠安装于内部安装腔，带螺纹夹紧滑块安装于手指丝杠上并伸出侧面导向槽，手指驱动电机安装于机械手指的一端其输出轴与手指丝杠相连。

    本发明可实现沿铁塔主材或斜材攀爬、跨越障碍物，转弯等功能。具体体现在1、机械臂下端与俯仰机构旋转轴相连，可使机械臂绕旋转轴旋转，实现越障功能。俯仰机构蜗轮箱与机械手腕关节固连，使得机械臂带着另一处于自由状态的机械手可绕夹紧状态的机械手腕关节旋转，实现机器人的转弯功能，亦可实现手爪姿态调整；2、当其中一机械手固定时，机械臂带着处于自由状态的另一机械手亦可绕蜗轮轴旋转；3、通过控制驱动电机的转速和方向可以控制双臂张开的速度和角度；4、所有传动机构均采用了具有自锁功能的丝杠螺母传动或蜗轮蜗杆传动方式，确保了在断电的情况下，机器人仍保持当前的位姿，提高了机器人工作的安全系数；5、机器人左右对称，结果紧凑，提高了手臂的结构强度，同时降低了机体的重量，电源和驱动装置的控制单元安装在手臂框架内部。 

附图说明

附图1是本发明的攀爬机器人的立体结构图； 

附图2是本发明的攀爬机器人两机械臂与电动机的装配立体示意图；

附图3是本发明的攀爬机器人俯仰关节的立体示意图；

附图4是本发明的攀爬机器人抓持机构的立体示意图；

附图5是本发明的攀爬机器人沿铁塔主材直线前进的步态示意图；