[发明专利]一种输电走廊树障清理蠕动爬树机器人

说明书

技术领域

本发明属于电力行业输电走廊树障清理机器人结构技术，尤其涉及一种蠕动爬树机器人结构技术。

背景技术

输电线路的树障清理关系到输电线路的安全、稳定可靠运行，对用电可靠性、供电企业的安全性和经济性具有十分重要的意义。

国内外在对仿生、爬树机器人等方面已经取得了不少成果，同时也存在不足，表现在：基本只是原理的研究，没有针对应用场景的方法研究；没有相关树障清理装置和方法的研究。

1)科学家们对软体机器人的研究已经有一段时间了，其特殊的形状让它具有超人般速度及柔韧性，能够在非常艰险的空间内蠕动，并可以非常迅速地改变前进方向，能够用来进行营救以及内部采集工作，为人类创造便利。在过去的几十年中，科学家和工程师一直在努力打造能够模仿自然界生物的机器人。不过，这些机器人大多拥有坚硬的骨骼和关节，由电力或是气压传动装置驱动。然而，自然界中很多生物都是软体生物(比如蚯蚓、蜗牛、昆虫幼虫等等)，它们能够自如运用不同的策略，在复杂的环境中生存。迄今为止，软体机器人的研究仍然面临诸多限制，打造出来的机器人大多体积也较为庞大(通常为几十厘米)，这主要由于能量管理和远程控制方面遇到的困难。

2)波兰华沙大学物理学院研究团队运用液晶弹性体科技(该技术最初由佛罗伦萨LENS研究所研发)，打造了一款15毫米长的仿生微型软体机器人，它能够模仿毛毛虫的步态。值得一提的是，这款机器人能从绿色光线中吸收能量，并由激光射线控制。除了在平面上爬行，它还能爬过小坡、挤过缝隙，还能运输东西。

3)2010年，美国卡耐基-梅隆大学(Carnegie Mellon)Biorobotics实验室的人就以蛇为基础制作了一条爬树机器人。这玩意由多节小bot组成，可以长可短，会像蛇一样移动，以及像蛇一样爬上大树，它头部的‘大眼’可以用做军事监测等工作。大自然总是可以提供给工程师们无线灵感，机器人不一定要像人，它也可以像一条蛇。美国卡耐基-梅隆大学(Carnegie Mellon)Biorobotics实验室的人就以蛇为基础制作了一条爬树机器人。

4)国内中国工程院徐扬生院士：2016年8月12日-在人工智能与机器人峰会上,香港中文大学(深圳)校长、中国工程院院士、《智能机器人的问题与思考》演讲中提及了一个爬树的机器人。它所有的树上都可以爬，粗的树可以爬，细的树也可以爬，竹子上也可以爬，光滑的表面都可以爬，往上爬往下爬都可以。粗的照样可以爬——它是借鉴毛毛虫的概念。如何实现有效的可靠的攀爬？爬树手掌很重要，又要有效，有效就是又要爬得快，爬得快又要有效，这很难做得到，我们做到了。

5)仿生毛毛虫机器人的设计：张蓬闫国帅【摘要】：提出了仿生毛毛虫机器人的运动原理,设计了新型基于曲柄滑块机构的仿生毛毛虫机器人运动机构。其具有反应速度快、结构稳定的特点。同时完成了控制方案的设计并给出了机器人的运动特性方程。【作者单位】：中国石油大学(北京)机械与储运工程学院。

6)哈尔滨工程大学的大学生发明一种能够爬树的机器人模型，这种机器人可采用无线遥控，通过仿生学原理，可模拟动物翻滚爬树的动作。据了解，这种机器人身上能够安装摄像头、机械手臂等设备，可应用于高空作业、探险等领域。

发明内容

本发明的目的是提供一种输电走廊树障清理蠕动爬树机器人，克服了现有技术中没有的爬树机器人的缺陷。

本发明的目的是通过如下技术方案来实现的。

一种输电走廊树障清理蠕动爬树机器人，包括一根支撑杆，分别连接在支撑杆上下端的上抱钩、下抱钩，上下抱钩机构相同，上下抱钩尾段设为转臂，转臂为齿条段，在转臂的齿条上连接有抱钩电机，抱钩电机上设有抱钩齿轮，抱钩电机通过抱钩齿轮与转臂的齿条段啮合连接；

支撑杆包括位于中部的主杆段和分别位于主杆段顶端的外折段、位于主杆段底端的内折段；

上下抱钩各包括一对由弓形形状的内抱爪、外抱爪相对组成的抱爪，其中内抱爪由两段采用圆弧连接形成，外抱爪由三段采用圆弧连接形成。

本发明外折段与内折段的折角α相同为15⁰-45⁰；

本发明的有益效果是小型化轻量化的研究、设计，实现便携式的整体装置；通过上下抱钩设计，轮流抱紧树木，交替上行或者下行；通过摇臂动作，上下抱钩交替上下，实现上下爬树过程。