[发明专利]环形包臂巡线机器人机械结构及其越障方法

说明书

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别是指一种环形包臂巡线机器人机械结构及其越障方法。

背景技术

采用高压和超高压架空电力线是长距离输配电力的主要方式。电力线及杆塔附件长期暴露在野外,因受到持续的机械张力、电气闪烙、材料老化的影响而容易产生断股、磨损、腐蚀等损伤,如不及时修复更换,原本微小的破损和缺陷就可能扩大,最终导致严重事故,造成大面积的停电和巨大的经济损失。当前输电导线巡检、维护的方法主要有两种:地面目测法与航测法。目测法采用人工巡检,这种方法劳动强度大,工作效率和探测精度低,可靠性差，存在检查盲区；航测法采用直升飞机巡线,这种方法虽然有较高的检测效率和精度，但是这种方法受一些环境因素的制约，同时巡检的技术难度高,运行费用较高。巡线机器人技术的发展,为高压输电线的检查工作提供了新的技术手段。

目前国内外研究的高压、超高压输电线路机器人多为双臂反对称结构、三臂结构及多臂结构，其运行环境多为架空地线。安装于架空地线上的线路机器人不仅运行过程中易受自然环境中的外力影响，导致运行不稳定，甚至从输电线路上掉落，而且还存在巡检清障范围有限，工作效率低，与导线之间有很大距离，无法有效对分裂导线进行清障。因此，有必要提供一种既能提高工作效率和运行稳定性，又能够翻越障碍物的巡线机器人机械结构。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种既能提高工作效率和运行稳定性，又能够翻越障碍物的环形包臂巡线机器人机械结构及其越障方法。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

一方面，提供一种环形包臂巡线机器人机械结构，包括可升降的第一环形包臂单元、第二环形包臂单元和第三环形包臂单元，其中：

各环形包臂单元均包括一对可开合的半圆包臂，各环形包臂单元下方分别设置有第一开合关节、第二开合关节和第三开合关节；

各环形包臂单元内部设置有可带动巡线机器人行走的驱动轮；

所述第一环形包臂单元和第二环形包臂单元之间以及所述第三环形包臂单元和第二环形包臂单元之间分别设置有第一俯仰关节和第二俯仰关节，所述第二环形包臂单元下方设置有升降机构。

进一步的，各环形包臂单元内部设置有对称布置的驱动轮安装支架，所述驱动轮安装支架上设置有水平排列的伺服电机和安装所述驱动轮的主轴，所述伺服电机通过联轴器与所述主轴连接。

进一步的，所述驱动轮安装支架包括设置在各环形包臂单元上部的第一对驱动轮安装支架，所述第一对驱动轮安装支架为倒L型，所述第一对驱动轮安装支架的下方设置有所述驱动轮。

进一步的，所述所述驱动轮安装支架包括设置在各环形包臂单元中下部的第二对驱动轮安装支架，所述第二对驱动轮安装支架包括上驱动轮安装支架和下驱动轮安装支架，所述上驱动轮安装支架和下驱动轮安装支架均为倒V型，所述上驱动轮安装支架和下驱动轮安装支架之间也设置有所述驱动轮。

进一步的，所述第一环形包臂单元和第三环形包臂单元外侧均匀设置有至少四个除障臂，每个除障臂的末端均设置有一对锯齿叶片。

进一步的，所述除障臂包括悬臂支架和可旋转的悬臂末端关节，所述悬臂支架和悬臂末端关节通过转轴连接，所述转轴通过伺服电机驱动。

进一步的，所述锯齿叶片包括上锯齿叶片和下锯齿叶片，所述上锯齿叶片和下锯齿叶片分别通过轴和键与所述悬臂末端关节连接固定，该轴通过直流电机驱动。

进一步的，每对半圆包臂的底部通过铰链连接。

进一步的，升降机构、各俯仰关节和各开合关节均通过伺服电机驱动。

另一方面，提供一种上述的环形包臂巡线机器人机械结构的越障方法，包括：

步骤1：未遇到障碍物时，各环形包臂单元在各开合关节的作用下闭合，各驱动轮架设在线路上带动巡线机器人行走；

步骤2：遇到障碍物时，巡线机器人停止前进，所述第一环形包臂单元在所述第一俯仰关节和第一开合关节的作用下抬升后打开，所述第一环形包臂单元的驱动轮脱离线路；

步骤3：所述第二环形包臂单元和第三环形包臂单元的驱动轮带动巡线机器人前行，所述第一环形包臂单元越过障碍物后在所述第一开合关节和第一俯仰关节的作用下闭合后下降，所述第一环形包臂单元的驱动轮重新架设在线路上；

步骤4：所述第二环形包臂单元在所述升降机构和第二开合关节的作用下抬升后打开，所述第二环形包臂单元的驱动轮脱离线路，此时，所述第一环形包臂单元和第三环形包臂单元的驱动轮带动巡线机器人前行；