[发明专利]一种电力铁塔攀爬机器人及其越障方法

权利要求书

1.一种电力铁塔攀爬机器人，其特征在于，包括机械臂、机械爪(2)、电机、连接件和安全钩(3)；

所述机械臂包括第一机械臂、第二机械臂和安全钩机械臂(4)；

所述第一机械臂一端与第二机械臂一端通过连接件活动连接，另一端均活动连接有机械爪(2)；

所述电机包括第一电机(8)和第二电机，且分别设置于第一机械臂和第二机械臂连接有机械爪(2)的一端，并均与所述两个机械爪(2)连接；

所述第二机械臂表面固定连接安全钩机械臂(4)的一端，所述安全钩机械臂(4)的另一端与安全钩(3)活动连接；

所述电力铁塔攀爬机器人还包括摄像头和数据处理控制模块；

所述第一机械臂和第二机械臂均包括机械臂外壳(1)、机械臂支架(5)和姿态传感器，所述机械臂支架(5)和姿态传感器均设置于机械臂外壳(1)内部，所述姿态传感器与数据处理控制模块通信连接；

所述摄像头设置于第二机械臂连接有机械爪(2)的一端端部，所述数据处理控制模块设置于第二机械臂上机械臂外壳(1)内部，且与摄像头通信连接；

所述第一机械臂还包括丝杠(6)和臂部电机(7)，所述丝杠(6)和臂部电机(7)均设置于第一机械臂的机械臂外壳(1)内部，所述臂部电机(7)与丝杠(6)连接；

所述连接件包括螺栓(11)和弧形传动杆(10)；

所述第一机械臂和第二机械臂未连接机械爪(2)的一端端部通过螺栓(11)活动连接，所述弧形传动杆(10)一端与第二机械臂上的机械臂支架(5)上的支撑轴固定连接，其另一端与第一机械臂上的丝杠(6)活动连接。

2.根据权利要求1所述的电力铁塔攀爬机器人，其特征在于，两个所述机械爪(2)均为V型结构，且其内部设置有电磁铁(9)。

3.如权利要求1-2任意一条权利要求所述的电力铁塔攀爬机器人的越障方法，其特征在于，包括以下步骤，

S1、通过摄像头采集电力铁塔实时图像；

S2、根据采集的实时图像，通过机器视觉技术，判断是否有攀爬障碍；若否，则进行正常电力铁塔攀爬并返回步骤S1；是则确定攀爬障碍类型并进入步骤S3；

S3、根据攀爬障碍类型，选择正确的越障方法；

S4、攀爬至目标位置，自动系挂安全绳；

所述步骤S2中攀爬障碍类型包括带铆钉的长加固板、带铆钉的短加固板和主材横材连接段；

所述步骤S3中攀爬故障类型为带铆钉的长加固板时，所述攀爬机器人的越障方法具体为：

A1、通过正常电力铁塔攀爬方法，使第二机械臂在姿态传感器和弧形传动杆的作用下进行协调运动至带铆钉的长加固板的一端并固定在此位置，第一机械臂移动至靠近第二机械臂的最近位置；

A2、固定第一机械臂的机械爪，第二机械臂在姿态传感器和弧形传动杆的作用下进行协调运动，弧形传动杆扩展至最大，使第二机械臂跨过至带铆钉的长加固板另一端；

A3、固定第二机械臂的机械爪，第一机械臂在姿态传感器和弧形传动杆的作用下进行协调运动，弧形传动杆收紧，使第一机械臂移动至靠近带铆钉的长加固板的一端；

A4、固定第一机械臂的机械爪，第二机械臂在姿态传感器和弧形传动杆的作用下进行协调运动，弧形传动杆扩展至最大，使第二机械臂沿主材向前移动一定距离；

A5、固定第二机械臂的机械爪，第一机械臂在姿态传感器和弧形传动杆的作用下进行协调运动，弧形传动杆收紧至最小，使第一机械臂跨过带铆钉的长加固板移动至长加固板的另一端，完成越障；

所述步骤S3中攀爬故障类型为带铆钉的短加固板时，所述攀爬机器人的越障方法具体为：

B1、通过正常电力铁塔攀爬方法，使第二机械臂在姿态传感器和弧形传动杆的作用下进行协调运动至带铆钉的短加固板的一端并固定在此位置，第一机械臂移动至靠近第二机械臂的最近位置；

B2、固定第一机械臂的机械爪，第二机械臂在姿态传感器和弧形传动杆的作用下进行协调运动，弧形传动杆扩展至最大，使第二机械臂跨过带铆钉的短加固板，并距离加固板的一端一定距离；

B3、固定第二机械臂的机械爪，第一机械臂在姿态传感器和弧形传动杆的作用下进行协调运动，弧形传动杆收紧至最小，使第一机械臂跨过带铆钉的短加固板移动至短加固板的另一端，完成越障；

所述步骤S3中攀爬故障类型为主材横材连接段时，所述攀爬机器人的越障方法具体为：

C1、通过正常电力铁塔攀爬方法，使第二机械臂在姿态传感器和弧形传动杆的作用下，进行协调运动至主材与横材连接段的一侧并固定在此位置，第一机械臂移动至靠近第二机械臂的最近位置；

C2、固定第一机械臂的机械爪，第二机械臂在姿态传感器和弧形传动杆的作用下进行协调运动，弧形传动杆扩展，使第二机械臂跨过主材的一端，移动至主材与横材连接段之间；

C3、固定第二机械臂的机械爪，第一机械臂在姿态传感器和弧形传动杆的作用下进行协调运动，弧形传动杆收紧，使第一机械臂移动至主材与横材连接段的一侧；

C4、固定第一机械臂的机械爪，第二机械臂在姿态传感器和弧形传动杆的作用下进行协调运动，弧形传动杆扩展，使第二机械臂移动至主材与横材连接段的另一侧；

C5、固定第二机械臂的机械爪，第一机械臂在姿态传感器和弧形传动杆的作用下进行协调运动，弧形传动杆收紧，使第一机械臂移动至主材与横材连接段之间；

C6、固定第一机械臂的机械爪，第一机械臂在姿态传感器和弧形传动杆的作用下进行协调运动，弧形传动杆扩展，使第二机械臂沿主材向前移动一定距离；

C7、固定第二机械臂的机械爪，第一机械臂在姿态传感器和弧形传动杆的作用下进行协调运动，弧形传动杆收紧至最小，使第一机械臂移动至主材与横材连接段的另一侧，完成越障。