本發(fā)明涉及一種四分裂高壓輸電線路除冰機(jī)器人,屬于除冰機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
由于極端天氣,多地氣候驟變,不管北方還是南方都面臨著冰雪天氣,高壓電線上結(jié)冰后,冰越結(jié)越厚,電線不堪重負(fù),最后被壓斷或者高壓電塔被壓垮,給高壓輸電線路等高空設(shè)備帶來了很大傷害。尤其是因雪災(zāi)導(dǎo)致的電力設(shè)施損毀,給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和交通運(yùn)輸帶來了巨大損失。因此,研究高壓線除冰設(shè)備具有重大意義。
通過總結(jié)國內(nèi)外的各種除冰技術(shù)研究工作,高壓線路除冰基本上分為機(jī)械除冰法與熱力融冰法兩種。機(jī)械除冰方法有強(qiáng)力震動法、滑輪鏟刮法,該方法價格低廉,但是除冰效率低;熱力融冰主要有三相短路融冰、帶負(fù)荷融冰等方法,與機(jī)械除冰相比,除冰速度快,安全性高,但是只能用于局部線路。國內(nèi)外對高壓線除冰機(jī)器人進(jìn)行了許多研究,但目前真正投入使用的高壓線除冰機(jī)器人基本沒有。主要原因是在寒冷天氣下,除冰機(jī)器人在高空環(huán)境中作業(yè),不僅要承受住低溫、大風(fēng)的考驗(yàn),還要克服高壓線的撓曲進(jìn)行爬行。
一般,除冰機(jī)器人都具有行走和除冰兩個機(jī)構(gòu),行走機(jī)構(gòu)需要可靠的抓住高壓線行走越障;除冰機(jī)構(gòu)通過敲擊或者鏟刮除去積冰。除冰機(jī)器人的主要技術(shù)難點(diǎn)是越障,障礙包括阻尼間隔棒、桿塔等,因此,為了達(dá)到降低成本、操作簡單、提高效率的目的,應(yīng)該設(shè)計(jì)一種可以跨越桿塔的除冰機(jī)器人,從而減少工作人員反復(fù)的攀登桿塔安裝或者卸下機(jī)器人的次數(shù)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是為了提供一種四分裂高壓輸電線路除冰機(jī)器人。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:包括機(jī)器人支撐平臺、對稱設(shè)置在支撐平臺上的兩個結(jié)構(gòu)相同的六自由度手臂、設(shè)置在每個六自由度手臂上端部的除冰裝置,所述機(jī)器人支撐平臺包括支撐板、對稱設(shè)置在支撐板兩側(cè)的兩根直線導(dǎo)軌、安裝在每根導(dǎo)軌上的滑塊、與滑塊固連的控制箱連接件、設(shè)置在兩個控制箱連接件之間的控制箱、安裝在支撐板一端的絲杠電機(jī)、與絲杠電機(jī)輸出端連接的齒輪b、與直線導(dǎo)軌平行設(shè)置在支撐板上的絲杠、安裝在絲杠端部的齒輪a,所述齒輪b與齒輪a嚙合,所述控制箱位于支撐板的下方;
每個六自由度手臂包括設(shè)置在支撐板下端的肩部回轉(zhuǎn)托架、安裝在肩部回轉(zhuǎn)托架內(nèi)的肩部回轉(zhuǎn)、與肩部回轉(zhuǎn)的輸出軸連接的肩部回轉(zhuǎn)軸、與肩部回轉(zhuǎn)軸上端連接的關(guān)節(jié)連接架、與關(guān)節(jié)連接架鉸接的肩部俯仰、與肩部俯仰上端固連的連桿a、安裝在連桿a端部的肘部俯仰、與肘部俯仰鉸接連接的連桿b和連桿c、設(shè)置在連桿b和連桿c端部間的腕部俯仰、與腕部俯仰鉸接的腕部連接件、與腕部連接件固連的腕部回轉(zhuǎn)拖箱、設(shè)置在腕部回轉(zhuǎn)拖箱內(nèi)的腕部回轉(zhuǎn)、與腕部回轉(zhuǎn)輸出軸連接的腕部回轉(zhuǎn)軸、與腕部回轉(zhuǎn)軸上端連接的行走機(jī)構(gòu),所述行走機(jī)構(gòu)包括與腕部回轉(zhuǎn)軸上端固連的驅(qū)動箱、安裝在驅(qū)動箱內(nèi)的驅(qū)動電機(jī)、安裝在電機(jī)輸出軸上的齒輪A、通過軸承安裝在驅(qū)動箱內(nèi)的驅(qū)動軸、安裝在驅(qū)動軸的齒輪B,齒輪A與齒輪B嚙合,所述驅(qū)動軸的兩端伸出至驅(qū)動箱外且驅(qū)動軸的兩端分別設(shè)置有在電纜上行走的驅(qū)動輪;
所述除冰裝置包括安裝在驅(qū)動箱上端的安裝板、通過電機(jī)支架設(shè)置在安裝板上的除冰機(jī)構(gòu)電機(jī)、安裝在除冰電機(jī)輸出軸上的除冰主動齒輪、通過軸承座設(shè)置在安裝板上的除冰機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)軸、安裝在除冰機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)軸上的除冰從動齒輪、設(shè)置在除冰機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)軸端部上的敲擊架連接件、設(shè)置在敲擊架連接件兩端的敲擊架a和敲擊架b,除冰主動齒輪與除冰從動齒輪嚙合,敲擊架a和敲擊架b均是十字型結(jié)構(gòu),且在敲擊架a與橋機(jī)架b之間對稱設(shè)置有四根敲擊桿軸,每個敲擊桿軸上安裝有敲擊桿。
本發(fā)明還包括這樣一些結(jié)構(gòu)特征:
1.在機(jī)器人支撐平臺中間位置還設(shè)置有中間支撐臂,中間支撐臂包括安裝在支撐板中間位置的底部固定架、與底部固定架兩端連接的支撐桿、同時與兩個支撐桿連接的頂部連接件、安裝在頂部連接件上的齒輪箱托架、安裝在齒輪箱托架內(nèi)的齒輪箱、與齒輪箱輸出軸連接的中間回轉(zhuǎn)軸、與中間回轉(zhuǎn)軸上端部固連的軸支架、安裝在軸支架上的從動軸、安裝在從動軸兩端的兩個與電纜配合的從動輪。
2.所述肩部回轉(zhuǎn)、腕部回轉(zhuǎn)和齒輪箱的結(jié)構(gòu)相同,均包括一號方形箱體、外置在方形箱體側(cè)面上的一號電機(jī)、與一號電機(jī)輸出軸連接的且水平設(shè)置在一號方形箱體內(nèi)的一號蝸桿、豎直安裝在一號方形箱體內(nèi)的一號蝸輪軸、安裝在一號蝸輪軸的上的一號蝸輪,一號蝸桿與一號蝸輪嚙合,且一號蝸輪軸的上端部伸出至一號方形箱體外作為輸出軸。
3.所述肩部俯仰、肘部俯仰和腕部俯仰的結(jié)構(gòu)相同,均包括二號方形箱體、外置在二號方形箱體側(cè)面的二號電機(jī)、與二號電機(jī)輸出軸連接的且水平設(shè)置在二號方形箱體內(nèi)的二號蝸桿、水平設(shè)置在二號方形箱體內(nèi)的二號蝸輪軸、安裝在二號蝸輪軸上的二號蝸輪,二號蝸輪與二號蝸桿嚙合,且二號蝸輪軸的一端部伸出至二號方形箱體外部作為輸出軸。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明包括機(jī)器人支撐平臺、6自由度手臂、除冰裝置、中間支撐臂,兩個6自由度手臂分別安裝在機(jī)器人支撐平臺的兩端,兩個除冰裝置分別安裝在兩個6自由度手臂末端,中間支撐臂起到類似于張緊輪的作用。本發(fā)明采用兩個6自由度手臂和兩個除冰裝置以及中間支撐臂相互配合,可以實(shí)現(xiàn)單相四分裂高壓輸電線的除冰任務(wù),一般應(yīng)用于500Kv的輸電線路。一個機(jī)器人一次可以清除單相四分裂輸電線,除冰機(jī)器人不但可以越過四分裂阻尼間隔棒,而且還可以越過桿塔,跨越連續(xù)的三個桿塔可以成直線排列,也可以成折線排列。本發(fā)明相對于其他輸電線除冰機(jī)器人,具有很大優(yōu)點(diǎn):輕松跨越四分裂阻尼間隔棒;不論是桿塔直線排列,還是處于角點(diǎn)的桿塔,本發(fā)明都可以直接越過桿塔而不用間斷除冰作業(yè);除冰機(jī)器人重量輕、體積相對較小。具體的說是:
1、本發(fā)明相對于其他輸電線除冰機(jī)器人,具有很大優(yōu)點(diǎn),其明顯的增強(qiáng)了除冰機(jī)器人的越障能力,不但可以越過四分裂阻尼間隔棒,而且還可以越過桿塔,跨越連續(xù)的三個桿塔可以成直線排列,也可以成折線排列;
2、本發(fā)明自動化程度高:本發(fā)明可以直接越過桿塔而不用間斷除冰作業(yè),避免了線路工人每到一個桿塔就需要反復(fù)登桿/塔安裝和卸載機(jī)器人;
3、本發(fā)明設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)獨(dú)特,重量輕、體積小、可靠性高,一般應(yīng)用在500Kv四分裂高壓輸電線路上,安裝除冰機(jī)器人到達(dá)電纜上操作方便。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的四分裂高壓輸電線路除冰機(jī)器人軸測圖;
圖2是本發(fā)明的機(jī)器人支撐平臺Ⅰ的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3是本發(fā)明的6自由度手臂Ⅱ下半部分的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4是本發(fā)明的6自由度手臂Ⅱ上半部分的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5是本發(fā)明的肩部回轉(zhuǎn)Ⅱ-1的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6是本發(fā)明的肘部俯仰Ⅱ-9的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖7是本發(fā)明的行走機(jī)構(gòu)Ⅱ-18的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖8是本發(fā)明的除冰裝置Ⅲ的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖9是本發(fā)明的中間支撐臂Ⅳ的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
結(jié)合圖1至圖8,本發(fā)明的四分裂高壓輸電線路除冰機(jī)器人包括機(jī)器人支撐平臺Ⅰ、6自由度手臂Ⅱ、除冰裝置Ⅲ、中間支撐臂Ⅳ。兩個6自由度手臂分別安裝在機(jī)器人支撐平臺的兩端,兩個除冰裝置分別安裝在兩個6自由度手臂末端,中間支撐臂起到類似于張緊輪的作用。
如圖2所示,機(jī)器人支撐平臺Ⅰ主要由:控制箱Ⅰ-1、控制箱連接件Ⅰ-2、THK直線導(dǎo)軌Ⅰ-3、絲杠Ⅰ-4、深溝球軸承Ⅰ-5、絲杠座Ⅰ-6、直齒輪aⅠ-7、鎖緊擋圈Ⅰ-8、電機(jī)座Ⅰ-9、支撐板Ⅰ-10、齒輪bⅠ-11、絲杠電機(jī)Ⅰ-12、THK直線導(dǎo)軌滑塊Ⅰ-13、絲杠螺母Ⅰ-14、絲杠螺母座Ⅰ-15等構(gòu)成。所述的THK直線導(dǎo)軌有兩個,分別安裝在支撐板兩側(cè),所述THK直線導(dǎo)軌滑塊總共有四個,每個THK導(dǎo)軌上分別布置兩個滑塊,每側(cè)兩個滑塊分別安裝一個控制箱連接件,所述的控制箱連接件有兩個并與控制箱連接,控制箱內(nèi)部有控制器、驅(qū)動器、電源等,所述絲杠座有兩個,對稱安裝在支撐板兩端,絲杠兩端安裝在絲杠座上,絲杠其中一端安裝直齒輪a,電機(jī)座安裝在支撐板一端,絲杠電機(jī)安裝在電機(jī)座上,電機(jī)輸出安裝齒輪b,齒輪a與齒輪b嚙合傳遞運(yùn)動至絲杠,絲杠螺母安裝在絲杠座中,絲杠座安裝在一側(cè)的控制箱連接件上,這樣就可以使控制箱在支撐板下方往復(fù)運(yùn)動,從而改變除冰機(jī)器人在不同工作過程中的重心位置,使重心處在最有利于翻越障礙的位置。控制箱Ⅰ-1內(nèi)部有控制器、驅(qū)動器、電源等,控制箱重量大約為20Kg,通過上述機(jī)構(gòu),可以使控制箱在支撐板Ⅰ-10下方往復(fù)運(yùn)動,從而調(diào)節(jié)除冰機(jī)器人在不同工作過程中的重心位置,使重心處在最有利于翻越障礙的位置。
如圖3、圖4所示,6自由度手臂Ⅱ主要由:肩部回轉(zhuǎn)Ⅱ-1、肩部回轉(zhuǎn)托架Ⅱ-2、回轉(zhuǎn)軸Ⅱ-3、圓錐滾子軸承Ⅱ-4、軸承套筒Ⅱ-5、關(guān)節(jié)連接件Ⅱ-6、肩部俯仰Ⅱ-7、連桿aⅡ-8、肘部俯仰Ⅱ-9、連桿b和cⅡ-10、腕部俯仰Ⅱ-11、腕部連接件Ⅱ-12、腕部回轉(zhuǎn)拖箱Ⅱ-13、腕部回轉(zhuǎn)Ⅱ-14、支撐板Ⅱ-15、腕部軸承套筒Ⅱ-16、圓錐滾子軸承Ⅱ-17、行走機(jī)構(gòu)Ⅱ-18。其中肩部俯仰Ⅱ-7、肘部俯仰Ⅱ-9、腕部俯仰Ⅱ-11為相同的模塊化結(jié)構(gòu);肩部回轉(zhuǎn)Ⅱ-1和腕部回轉(zhuǎn)Ⅱ-14結(jié)構(gòu)基本相同。肩部回轉(zhuǎn)托架Ⅱ-2安裝在機(jī)器人支撐平臺下部,用于安裝肩部回轉(zhuǎn)Ⅱ-1,軸承套筒Ⅱ-5安裝在機(jī)器人支撐平臺上表面,用于固定回轉(zhuǎn)軸Ⅱ-3,這樣就可以將6自由度機(jī)械手臂Ⅱ和機(jī)器人支撐平臺Ⅰ連接起來。腕部回轉(zhuǎn)Ⅱ-14的作用是控制行走機(jī)構(gòu)Ⅱ-18回轉(zhuǎn),以避免和高壓線纜干涉,順利運(yùn)動到線纜上方。兩個6自由度手臂Ⅱ安裝在機(jī)器人支撐平臺Ⅰ的兩端,關(guān)節(jié)形式的機(jī)械手臂使得除冰機(jī)器人的跨越障礙能力大大增強(qiáng)。具體的說:肩部回轉(zhuǎn)安裝在機(jī)器人支撐平臺上,肩部回轉(zhuǎn)的輸出軸與回轉(zhuǎn)軸連接,回轉(zhuǎn)軸通過軸承套筒固定,關(guān)節(jié)連接件將回轉(zhuǎn)軸和肩部俯仰連接起來,連桿a將肩部俯仰和肘部俯仰連接起來,連桿b、連桿c將肘部俯仰和腕部俯仰連接起來,腕部連接件將腕部俯仰和腕部回轉(zhuǎn)連接起來,腕部軸承套筒安裝在腕部回轉(zhuǎn)上,回轉(zhuǎn)軸安裝在腕部軸承套筒內(nèi)并與腕部回轉(zhuǎn)的輸出軸連接,行走機(jī)構(gòu)連接件將回轉(zhuǎn)軸和行走機(jī)構(gòu)連接起來;所述的肩部回轉(zhuǎn)包括齒輪箱托架、齒輪箱、蝸輪軸、蝸輪、蝸桿、蝸桿軸承座、電機(jī),齒輪箱托架將齒輪箱安裝在機(jī)器人支撐平臺上,輸出軸豎直向上,蝸輪安裝在輸出軸上,蝸桿一端安裝在齒輪箱上,一端安裝在蝸桿軸承座上,蝸桿軸承座安裝在齒輪箱側(cè)面,電機(jī)安裝在齒輪箱體外側(cè),并與蝸桿一端連接起來;所述的肩部俯仰、肘部俯仰、腕部俯仰為相同的模塊化結(jié)構(gòu),包括箱體、電機(jī)、蝸桿、蝸桿軸承座、蝸輪軸、蝸輪,電機(jī)安裝在箱體外側(cè)并與蝸桿連接,蝸桿一端安裝到箱體上,一端安裝到蝸桿軸承座上,蝸輪安裝到蝸輪軸上,蝸輪軸安裝在兩側(cè)箱體上并對外傳遞運(yùn)動;腕部回轉(zhuǎn)和肩部回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)一致;所述行走機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動箱、驅(qū)動電機(jī)、電機(jī)座、驅(qū)動軸、齒輪A、齒輪B、驅(qū)動輪,電機(jī)座安裝在驅(qū)動箱底板上,電機(jī)安裝在電機(jī)座上,電機(jī)輸出軸連接齒輪a,齒輪b安裝在驅(qū)動軸上,驅(qū)動軸安裝在兩側(cè)驅(qū)動箱體上并每端分別安裝一個驅(qū)動輪,驅(qū)動輪在電纜滾動行走。
圖5為肩部回轉(zhuǎn)Ⅱ-1的結(jié)構(gòu),包括前箱體Ⅱ-1-1、深溝球軸承Ⅱ-1-2、左箱體Ⅱ-1-3、圓錐滾子軸承Ⅱ-1-4、蝸輪軸Ⅱ-1-5、上箱體Ⅱ-1-6、蝸桿Ⅱ-1-7、蝸桿軸承座Ⅱ-1-8、后箱體Ⅱ-1-9、電機(jī)Ⅱ-1-10、右箱體Ⅱ-1-11、聯(lián)軸器Ⅱ-1-12、下箱體Ⅱ-1-13、圓錐滾子軸承Ⅱ-1-14。肩部回轉(zhuǎn)Ⅱ-1負(fù)責(zé)為整個機(jī)械手臂的下部回轉(zhuǎn)軸提供自由度,當(dāng)跨越不在一條直線的三個桿塔時用到這一肩部回轉(zhuǎn)自由度。
圖6為肘部俯仰Ⅱ-9的結(jié)構(gòu),包括蝸桿Ⅱ-9-1、前箱體Ⅱ-9-2、左箱體Ⅱ-9-3、深溝球軸承Ⅱ-9-4、上箱體Ⅱ-9-5、圓錐滾子軸承Ⅱ-9-6、右箱體Ⅱ-9-7、聯(lián)軸器Ⅱ-9-8、驅(qū)動電機(jī)Ⅱ-9-9、右箱體Ⅱ-9-10、蝸桿軸承座Ⅱ-9-11、蝸輪軸Ⅱ-9-12、下箱體Ⅱ-9-13。上述肩部俯仰Ⅱ-7、腕部俯仰Ⅱ-11與肘部俯仰Ⅱ-9為相同的模塊化結(jié)構(gòu),蝸輪軸安裝在兩側(cè)箱體上并對外傳遞運(yùn)動,這種關(guān)節(jié)形式的手臂可以使除冰機(jī)器人相對更加靈活,可以跨越可能遇到的各種障礙形式;
圖7為行走機(jī)構(gòu)Ⅱ-18,行走機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動箱Ⅱ-18-1、驅(qū)動電機(jī)Ⅱ-18-2、電機(jī)座Ⅱ-18-3、齒輪AⅡ-18-4、鎖死螺母Ⅱ-18-5、軸套Ⅱ-18-6、驅(qū)動輪Ⅱ-18-7、驅(qū)動輪螺母Ⅱ-18-8、圓錐滾子軸承Ⅱ-18-9、齒輪BⅡ-18-10、驅(qū)動軸Ⅱ-18-11。驅(qū)動軸每端分別安裝一個驅(qū)動輪,驅(qū)動電機(jī)經(jīng)過齒輪傳動帶動驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動,兩個行走機(jī)構(gòu)分別安裝在6自由度機(jī)械手臂末端,驅(qū)動輪在電纜上方滾動行走。
圖8為除冰裝置Ⅲ的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),此設(shè)計(jì)的實(shí)施例中的除冰裝置Ⅲ通過旋轉(zhuǎn)敲打的方式清除輸電線上的履冰,其由電機(jī)后支架Ⅲ-1、除冰機(jī)構(gòu)電機(jī)Ⅲ-2、電機(jī)前支架Ⅲ-3、錐銷鎖緊擋圈Ⅲ-4、除冰主動齒輪Ⅲ-5、安裝板Ⅲ-6、除冰機(jī)構(gòu)軸承座Ⅲ-7、圓錐滾子軸承Ⅲ-8、除冰機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)軸Ⅲ-9、除冰從動齒輪Ⅲ-10、除冰機(jī)構(gòu)軸承座Ⅲ-11、敲擊架aⅢ-12、敲擊桿軸Ⅲ-13、敲擊桿Ⅲ-14、圓錐滾子軸承Ⅲ-15、套筒Ⅲ-16、敲擊架bⅢ-17、敲擊架連接件Ⅲ-18等組成。旋轉(zhuǎn)盤上均勻安裝4個敲擊桿,電機(jī)固定在驅(qū)動機(jī)構(gòu)中的電機(jī)座上,經(jīng)過直齒輪傳遞運(yùn)動給除冰機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)軸,帶動敲擊架轉(zhuǎn)動,敲擊桿在高速狀態(tài)下?lián)羲楸鶋K。所述的敲擊架有兩個,敲擊桿和敲擊桿軸分別為四個,電機(jī)支架安裝在驅(qū)動箱上面,電機(jī)安裝在電機(jī)支架上,電機(jī)輸出軸安裝齒輪a,并通過鎖緊擋圈軸向限位,除冰機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)軸安裝在除冰機(jī)構(gòu)軸承座上,齒輪b安裝在除冰機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)軸上并通過軸套對其軸向限位,兩個敲擊架通過敲擊架連接件連接起來,四對敲擊桿和敲擊桿軸安裝在兩個敲擊架之間。通過電機(jī)帶動敲擊桿快速旋轉(zhuǎn)即可達(dá)到單相四分裂輸電線的除冰任務(wù)。
圖9為中間支撐臂Ⅳ的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),此裝置由底部固定架Ⅳ-1、支撐桿Ⅳ-2、頂部連接件Ⅳ-3、齒輪箱托架Ⅳ-4、回轉(zhuǎn)軸支撐板Ⅳ-5、軸承套筒Ⅳ-6、圓錐滾子軸承Ⅳ-7、從動軸Ⅳ-8、從動輪Ⅳ-9、深溝球軸承Ⅳ-10、軸支架Ⅳ-11、鎖死螺母Ⅳ-12、中間回轉(zhuǎn)軸Ⅳ-13、齒輪箱Ⅳ-14等組成。所述齒輪箱Ⅳ-14和6自由度手臂中的腕部回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)相同,底部固定架安裝在機(jī)器人支撐平臺Ⅰ上,中間支撐桿安裝在底部固定架上,頂部連接件安裝在中間支撐桿上端,齒輪箱托架安裝在頂部連接件上,齒輪箱安裝在托架中,軸承套筒安裝在齒輪箱托架上板,回轉(zhuǎn)軸安裝在軸承套筒中并與齒輪箱輸出軸連接,軸支架將回轉(zhuǎn)軸和從動軸連接起來,從動軸兩端分別連接一個從動輪。中間支撐臂的作用是:當(dāng)跨越障礙時,兩邊機(jī)械手臂伸長,中間支撐臂的回轉(zhuǎn)軸正向轉(zhuǎn)動90°,兩邊機(jī)械手臂縮短使從動輪運(yùn)動到線纜上方,中間支撐臂的回轉(zhuǎn)軸反向轉(zhuǎn)動90°,兩邊機(jī)械手臂伸長至三排輪同時接觸線纜上表面,一邊的6自由度機(jī)械手臂松開,除冰機(jī)器人仍然平衡,松開的手臂跨越障礙,后續(xù)中間支撐臂和另外一個機(jī)械手臂依次翻越障礙。中間支撐臂配合兩邊的6自由度手臂,起到張緊作用,防止冰機(jī)器人在大風(fēng)或者振動的影響從輸電線纜上掉下。一般行走過程中,支撐臂上的從動輪在電纜下方與電纜張緊,當(dāng)跨越障礙時,支撐臂上的從動輪運(yùn)動到電纜上方,相應(yīng)的機(jī)器人支撐平臺Ⅰ下方的控制箱移動,使重心向一側(cè)偏移,然后另外一邊的6自由度手臂脫離電纜,這樣機(jī)器人重心依然處于合適的位置不會傾倒,脫離電纜的6自由度手臂開始跨越障礙物。
本發(fā)明的主要動作有:6自由度手臂伸長、手臂行走機(jī)構(gòu)放置到四分裂輸電線的下部兩根線上部、6自由度手臂縮短、兩個除冰裝置同時工作除冰、除冰機(jī)器人越障動作,具體如下:
1、控制機(jī)器人支撐平臺上的控制箱運(yùn)動到中間位置,確保重心處在除冰機(jī)器人中心,兩邊的6自由度手臂同步伸長,使之末端垂直于機(jī)器人支撐平臺并且高于中間支撐臂150mm。
2、手臂末端腕部回轉(zhuǎn)使行走機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)過90°,將兩個行走機(jī)構(gòu)的驅(qū)動輪分別放到下排線纜之上,腕部回轉(zhuǎn)再轉(zhuǎn)90°使行走機(jī)構(gòu)恢復(fù)到原來位置。驅(qū)動輪的溝槽與高壓輸電線配合進(jìn)行限位,保證除冰機(jī)器人順著電纜行走。
3、兩邊的6自由度手臂同步縮短,縮短至其驅(qū)動輪中心和從動輪中心的垂直高度為100mm,此時中間支撐臂上的從動輪在電纜下方壓緊線纜,這樣做可以防止驅(qū)動輪脫離軌道,可以使除冰機(jī)器人抵御較大的風(fēng)速,當(dāng)遇到撓度較大的電纜時,增大張緊力可以確保驅(qū)動輪和電纜之間有足夠的摩擦力,防止除冰機(jī)器人在電纜上打滑。
4、除冰裝置的電機(jī)帶動回轉(zhuǎn)架高速回轉(zhuǎn),回轉(zhuǎn)架四周均布有4個敲擊桿,敲擊桿在高速運(yùn)動下敲碎四分裂高壓輸電線上的積冰。
5、當(dāng)遇到四分裂阻尼間隔棒或者桿塔時,首先,兩邊手臂同步伸長,使中間支撐臂脫離線纜,中間支撐臂上的回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動90°,兩邊手臂同步縮短使三排輪子處于同一水平面,然后,中間支撐臂上的回轉(zhuǎn)軸再次轉(zhuǎn)動90°恢復(fù)原來的位置,這時三排輪均在電纜上方,且電纜均在輪子的溝槽內(nèi)。再然后,控制機(jī)器人支撐平臺Ⅰ上的控制箱向后運(yùn)動,目的是使機(jī)器人重心向后移動,前進(jìn)方向的第一個手臂脫離電纜并向前運(yùn)動跨越障礙物,跨越障礙物后,第一個手臂再次回到電纜上方,并且使電纜與驅(qū)動輪的溝槽配合。再接著,使支撐平臺Ⅰ上的控制箱移向中間,中間支撐臂運(yùn)動到電纜下方,機(jī)器人接著前行,使中間支撐臂跨越障礙,中間支撐臂跨越障礙后,從動輪運(yùn)動到電纜上方并且溝槽與電纜配合好,支撐平臺Ⅰ上的控制箱移向前進(jìn)方向端,這時機(jī)器人重心在前端。最后,除冰機(jī)器人前進(jìn)方向的第二個手臂脫離電纜,并運(yùn)動到電纜下方,除冰機(jī)器人接著向前運(yùn)動并使第二個手臂跨越障礙,跨越障礙后,第二個手臂的主動輪回到電纜上方,中間支撐臂最后運(yùn)動到線纜下方張緊,至此完成了除冰機(jī)器人的越障動作,除冰機(jī)器人繼續(xù)向前運(yùn)動除冰??傊?,此越障結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中非常靈活,手臂自由度多達(dá)6個,結(jié)合躲避障礙動作和越障動作可以跨越桿塔,從而輕松實(shí)現(xiàn)越障、跨越桿塔連續(xù)除冰作業(yè)。