具有越障功能的線路機器人驅動臂制造技術

本發明專利技術公開了一種具有越障功能的線路機器人驅動臂，是一種高壓輸電線路巡線及作業機器人驅動臂，尤其是用在沿輸電導線行走、進行檢測、作業的機器人驅動臂。本發明專利技術包括驅動輪機構、旋轉關節和升降關節，驅動輪機構包括固定板，固定板上活動連接有驅動裝置；旋轉關節包括旋轉軸和電磁離合器，電磁離合器套設在旋轉軸上，旋轉軸的中部活動連接有連接件；升降關節包括底板，底板上設有滑動裝置和絲杠裝置，兩者通過連接板固定連接；驅動輪機構通過固定板與旋轉關節的連接件連接，旋轉關節旋轉軸的一端與升降關節的連接板相連。本發明專利技術可根據機器人總體結構進行自由組合，每個驅動臂都可以為機器人提供驅動力，近似于模塊化設計，可互換性強。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種機器人驅動臂，具體涉及一種具有越障功能的線路機器人驅動 臂，尤其是用于沿輸電導線行走、進行檢測、作業的機器人驅動臂。屬于機器人

技術介紹
超高壓輸電線路是高壓電網的重要組成部分，為保證其在運行過程中的安全性和 穩定性，需要定期的開展巡檢工作；由于輸電線路分布點多，遠離城鎮，地形復雜，并且導線 暴漏在野外，長期風吹雨淋，且受到持續的機械張力，電氣閃烙，材料老化的影響，容易引起 磨損，斷股，腐蝕等損傷，若不及時修復更換，易引起嚴重的事故，造成大面積停電及經濟財 產損失。所以，必須對輸電線路進行定期的巡視檢查，隨時掌握和了解輸電線路的安全運行 情況，以便及時發現和消除隱患，預防事故的發生；長期以來，我國對輸電線路的巡檢主要依靠人工，或望遠鏡，或紅外熱成像儀，邊 走邊看,一些特殊的巡檢還需要電力工人攀上高壓線路進行檢查，費時費力，危險性極大， 有些原始森林、山崖線路人工根本無法巡檢。利用機器人帶電巡檢和維護超高壓輸電網絡， 不但可以減輕工人千里巡線和帶電作業的勞動強度，而且可提高檢測精度和檢測效率，取 代人直接工作在高危險的場合，同時大大減少人力資源，對提高電網自動化作業水平、保障 電網安全運行具有重要意義。中國專利ZL200410061316. 8公開了一種沿架空高壓輸電線路行駛的機器人，包 括一對沿輸電線運動的小臂機械手機構，二個小臂機械手的下端分別聯接在一個能改變二 個小臂相對距離的大臂的傳動機構上，各小臂分別具有4個自由度，小臂上方為末端執行 機構，該末端執行機構具有一個掛在輸電線上的驅動輪及其第一驅動機構、一個從動輪和 一個可抓握輸電線的夾緊機構。綜合分析，此專利主要有如下缺點該專利機器人在遇到防 震錘或者絕緣子串時，通過底部的滑臺將前后兩個小臂相互交替，來實現越障的功能。每個 小臂都連接在底部的大臂上，并且每個小臂都分別具有4個自由度，其自由度數過多，機械 結構及控制系統都比較復雜。中國專利201010525761.0公開了一種懸掛型巡線機器人，它由，包括行走和吊艙 兩部分。行走部分由兩節軀干和三個驅動輪爪組成。兩節型軀干成雙平行四邊形結構，保 證三個驅動輪爪朝向相同，軀干上的5臺電機驅動軀干縱擺、橫擺和伸縮，使每一個越障驅 動輪可以實現三自由度平動上下線。每個驅動輪爪包含驅動輪和夾緊裝置，電機帶動驅動 輪使機器人在線上移動。由電機、滾珠絲桿副、彈簧以及夾緊輪等構成的夾緊裝置保證驅動 輪與線之間有足夠的摩擦力。吊艙與行走部分通過兩條鋼帶連接，吊艙上的兩臺電機通過 鋼帶調整自身相對于軀干的重心位置，以保證跨越障礙時機構的靈活性。綜合分析，此專利 主要有如下缺點該專利行走機構由兩節型軀干和三個驅動輪爪組成，兩節型軀干成雙平 行四邊形結構，其機械結構復雜，并且驅動部分的軀干上需要5臺電機來驅動縱擺、橫擺和 伸縮，軀干機械結構復雜，不易控制；在越障過程中需要通過鋼帶帶動吊艙來調整整個機器 人的重心位置，這種方式極易導致機器人在重心調整過程中發生傾覆，控制復雜。中國專利ZL201010580041. 4公開了一種分裂線路移動平臺，主要由行走裝置、驅 動臂裝置、防傾倒裝置以及電源控制箱組成，其中，驅動臂裝置采用4臂結構，分別為驅動 臂1、驅動臂I1、驅動臂III和驅動臂IV，以驅動臂I為例，其包括機械臂、絲杠傳動電機、旋 轉臂和旋轉驅動電機，絲杠傳動電機的輸出軸通過齒輪嚙合方式帶動絲杠運動，并進一步 的，帶動機械臂實現豎直方向的移動(抬起或落下)，旋轉驅動電機的輸出軸通過齒輪嚙合 方式帶動旋轉臂轉動，由于旋轉臂與機械臂通過螺栓固定，因此能夠進一步的帶動機械臂 轉動。通過以上絲杠傳動裝置和旋轉裝置的配合運動，使移動輪I實現脫離和重新返回導 線的動作。從而實現跨越并避開各種障礙物(防震錘、壓接管、間隔棒、懸垂線夾及絕緣子串 等)。該專利主要有如下缺點雖然采用了升降和旋轉配合的方法，來實現越障的目的，具有 兩個自由度，但在旋轉方式上采用的是垂直旋轉，這種旋轉方式在自適應導線的間距變化 時，驅動輪非常容易發生偏轉，導致行進方向不再與導線軸線方向平行，阻力變大，驅動電 機容易發生堵轉現象。
技術實現思路
本專利技術的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種高壓輸電線路巡線及作業 機器人驅動臂，尤其是用在沿輸電導線行走、進行檢測、作業的機器人驅動臂。其結構簡單 緊湊，模塊化設計，互換性強，可互換性強，能夠用在高壓輸電線路地線、單股導線及高壓多 分裂導線巡檢作業機器人上，作為機器人的越障驅動臂。為實現上述目的，本專利技術采用下述技術方案具有越障功能的線路機器人驅動臂，包括驅動輪機構、旋轉關節和升降關節，所述 驅動輪機構包括固定板，固定板上活動連接有驅動裝置；所述旋轉關節包括旋轉軸和電磁 離合器，電磁離合器套設在旋轉軸上，旋轉軸的中部活動連接有連接件；所述升降關節包括 底板，底板上設有滑動裝置和絲杠裝置，兩者通過連接板固定連接；所述驅動輪機構通過固 定板與旋轉關節的連接件連接，所述旋轉關節旋轉軸的一端與升降關節的連接板相連。所述驅動裝置包括驅動軸，驅動軸鉸接在固定板上，驅動軸的兩端分別設有驅動 輪和傳動裝置，傳動裝置的下端固定有驅動電機。所述驅動臂通過驅動輪懸掛在分裂導線上。所述傳動裝置是齒輪傳動、同步帶傳動或渦輪蝸桿傳動。所述電磁離合器包括順次設置的電磁離合器法蘭、電磁離合器轉子和電磁離合器 定子，所述電磁離合器法蘭固定在連接件上，電磁離合器轉子與旋轉軸鍵連接。所述旋轉軸的兩端設有旋轉軸承座，一端的旋轉軸承座與升降關節的連接板相 連，另一端的旋轉軸承座內側固定電磁離合器定子，外側固定旋轉電機。所述滑動裝置包括直線導軌，直線導軌上卡設自由滑動的滑塊。所述絲杠裝置包括絲杠，所述絲杠通過軸承座I與底板相連，絲杠的一端與直流 電機連接，所述絲杠設有絲杠螺母，絲杠通過絲杠螺母固定到連接板上。所述直流電機固定在軸承座II上，并通過軸承座II與絲杠連接。絲杠的底部還固定有限位開關。使用的驅動臂個數可根據機器人總體結構來確定。本專利技術可根據機器人總體結構 進行自由組合，每個驅動臂都可以為機器人提供驅動力，并且每個驅動臂都包括結構相同的驅動輪機構、升降關節及旋轉關節，驅動輪機構通過旋轉關節與升降關節相連；近似于模 塊化設計，可互換性強。本專利技術的工作原理本專利技術應用在高壓輸電線路地線、單股導線及高壓多分裂導線巡檢作業機器人 上，可根據機器人總體結構方案自由組合，每個驅動臂都能為機器人提供驅動力，在機器人 遇到防震錘時無需做越障動作即可壓過；在無障礙的導線段上運行時，電磁離合器法蘭和 電磁離合器轉子是分離的，驅動輪機構可通過與之相連的U型連接件圍繞旋轉軸自由轉 動，這樣機器人可有效適應由間隔棒、懸垂絕緣子串引起的導線間距變化；在機器人接近間隔棒、懸垂絕緣子串時，機器人停止前進，驅動臂開始進行越障動 作，旋轉關節上的電磁離合器上電，電磁離合器轉子將電磁離合器法蘭吸合，使兩者牢牢閉 合，在旋轉電機的作用下保持住驅動輪機構的當前位置狀態，然后升降關節的直流電機驅 動絲杠轉動，通過直線導軌和滑塊帶動驅動輪機構向上移動，驅動輪脫離導線后，升降關節 停止動作；此時，旋轉關節上的旋轉電機通過旋轉軸帶動驅動輪機構向導線外側擺動，從而 使本文檔來自技高網...

【技術保護點】
具有越障功能的線路機器人驅動臂，包括驅動輪機構、旋轉關節和升降關節，其特征在于，所述驅動輪機構包括固定板，固定板上活動連接有驅動裝置；所述旋轉關節包括旋轉軸和電磁離合器，電磁離合器套設在旋轉軸上，旋轉軸的中部活動連接有連接件；所述升降關節包括底板，底板上設有滑動裝置和絲杠裝置，兩者通過連接板固定連接；所述驅動輪機構通過固定板與旋轉關節的連接件連接，所述旋轉關節旋轉軸的一端與升降關節的連接板相連。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：曹雷，郭銳，張峰，仲亮，
申請(專利權)人：山東電力集團公司電力科學研究院，國家電網公司，
類型：發明
國別省市：