[发明专利]一种用于高压输电线路巡检的仿生两运动模态机器人

说明书

本发明公开了一种用于高压输电线路巡检的仿生两运动模态机器人，包括四旋翼飞行器和连接在四旋翼飞行器上的两个仿生手臂；本发明的机器人可以进行飞行巡检，锁定可能存在的局部损伤目标后，才会转换为线上移动巡检，对于长距离的高压输电线而言，其即保存着飞行巡检，效率高的优势，又保存着线上巡检机器人准确性高的优势；具有两种运动模态，当环境恶劣不适合飞行巡检时，可以转化为线上移动巡检，以便应对突发的情况，而且线上移动机构采用了仿生机构，能快速实现的线上越障，运动灵活适合复杂的巡检情况。

【技术领域】

本发明涉及高压电线巡线检测机器人领域，特别是一种用于高压输电线路巡检的仿生两运动模态机器人。

【背景技术】

高输电线路的缺陷主要有断股、松股、生锈、缺损、缺失、移位、雷击、污秽、磨损、腐蚀等，尤其是输电线路上金具的氧化腐蚀、接头松动以及绝缘子老化、开裂和击穿等缺陷及故障严重威胁输电系统的安全运行，为此对高压输电线路实施有效及时的巡检具有重要的工程意义。

长期以来，对高压输电线路巡检主要依靠人工观测作业方式，然而由于高压输电线路分布点广、地理条件复杂和冬季山区积雪等环境因素，使得人工巡检劳动强度大、工作效率低、检测精度低和可靠性差，因此高压线路巡检机器人关键技术的研究及其系统开发研制成为电网发展的迫切需要。

现有的非人工高压线巡检方法有无人机巡检和机器人线上巡检，飞行巡检巡检速度快，但为保持飞机与线塔的安全距离，无法进行近距离检查，巡检的准确性较差，恶劣天气条件下无法巡检；机器人巡检以高压输电线路的相线或地线为作业路径，携带检测设备，对输电线路走廊进行侦查。可以近距离接近输电线路，巡检精度高，可以对线路上设备进行常规检测，还能对输电线路进行缺陷维修，但其移动速度慢，工作效率低。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种用于高压输电线路巡检的仿生两运动模态机器人，利用机器人即可实现飞行及高压线上移动的功能，为实现高压输电线路巡检打下基础，解决人工检修线路，工作强度大，效率地下的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于高压输电线路巡检的仿生两运动模态机器人，包括四旋翼飞行器和连接在四旋翼飞行器上的两个仿生手臂；四旋翼飞行器包括连接在一起的四旋翼顶部、四旋翼中部和四旋翼起落架，四个四旋翼机臂通过转轴等夹角分别连接在四旋翼顶部，控制机臂转轴转动的电机及传动机构放置在四旋翼中部内，四旋翼螺旋桨通过转轴安装在四旋翼机臂的端部，其内部安装有电机；

两个仿生手臂分别通过转轴连接在四旋翼中部的两侧，四旋翼中部内设有控制仿生手臂动作的电机和传动机构，用于抓握高压输电线的抓线手爪与爪部旋转块连接，爪部旋转块通过转轴铰链连接在仿生手臂端部，仿生手臂上安装有与爪部旋转块转轴连接的手部转角电机；

电源及控制部分的硬件均在设置在四旋翼中部内；

移动时，处于前进方向后方的仿生手臂上的抓线手爪松开，仿生手臂和机器人进行摆荡，当抓线手爪摆荡至高压线附近时抓住高压线，四旋翼飞行器同时翻滚180度，抓线手爪抓稳后就完成半个运动周期，不断重复此过程，实现仿生两运动模态机器人的高压线上的移动。

进一步，所述抓线手爪包括手掌、固定爪、移动爪，蜗轮轴通过滚动轴承安装在手掌上，蜗轮轴上安装有的蜗轮，固定爪和爪部电机固定在手掌上，蜗杆轴通过轴承安装在固定爪上且与爪部电机连接，移动爪通过蜗轮轴上的螺纹实现沿蜗轮轴轴向移动。

进一步，两个仿生手臂分别通过转轴连接在四旋翼中部的两侧，四旋翼中部内通过减速器固定座安装有蜗轮蜗杆减速器，手臂电机通过蜗轮蜗杆减速器与转轴连接。

进一步，两个仿生手臂对称安装在四旋翼中部的两侧。

进一步，四旋翼螺旋桨安装有无刷电机。