本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)中輸電線路的巡檢技術(shù)領(lǐng)域,特別是一種能夠沿輸電線路行走并完成巡檢的裝置。
背景技術(shù):
電力系統(tǒng)中,采用高壓和超高壓架空電力線是長(zhǎng)距離輸配電力的主要方式。但是由于電力線及桿塔附件長(zhǎng)期暴露在野外,長(zhǎng)期受到持續(xù)的機(jī)械張力、電氣閃絡(luò)、材料老化的影響而產(chǎn)生斷股、磨損、腐蝕等損傷,如不及時(shí)修復(fù)更換,原本微小的破損和缺陷就可能擴(kuò)大,最終導(dǎo)致嚴(yán)重事故,造成大面積的停電和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此,電力公司需要定期對(duì)線路設(shè)備巡檢,以及時(shí)發(fā)現(xiàn)早期損傷和缺陷并加以評(píng)估,然后根據(jù)缺陷的輕重緩急,以合理的費(fèi)用和正確的優(yōu)先順序,安排必要的維護(hù)和修復(fù)。因此,高壓輸電線路巡檢對(duì)保證輸電線路安全穩(wěn)定運(yùn)行具有十分重要的意義。
目前,對(duì)輸電線路巡檢主要有以下三種方式:1)人工目測(cè)法:采用肉眼或望遠(yuǎn)鏡對(duì)轄區(qū)內(nèi)的電力線進(jìn)行觀測(cè),人工巡檢目前仍是國(guó)內(nèi)最主要的巡檢方法;雖然具有較強(qiáng)的靈活性和適應(yīng)能力等優(yōu)點(diǎn),但由于輸電線路分布點(diǎn)多面廣、地理?xiàng)l件復(fù)雜,巡檢工人需要翻山越嶺、涉水過(guò)河巡檢。這種方法勞動(dòng)強(qiáng)度大,工作效率和探測(cè)精度低,可靠性差。2)航測(cè)法:即是控制直升飛機(jī)沿輸電線路飛行,工作人員用肉眼或機(jī)載攝像設(shè)備觀測(cè)和記錄沿線異常點(diǎn)的情況;這種方法盡管距離接近,提高了探測(cè)效率和精度,但電力線從觀察者或攝錄設(shè)備的視野中快速通過(guò),增加了技術(shù)難度,運(yùn)行費(fèi)用較高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于輸電線路巡檢機(jī)器人的越障行走裝置,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)輸電線路的日常巡檢,而且還能夠?qū)崿F(xiàn)越障巡檢,提高輸電線路巡檢的精度和準(zhǔn)確度,從而為輸電線路的安全運(yùn)行提供保障。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下。
輸電線路巡檢機(jī)器人越障行走裝置,包括前后依次設(shè)置在輸電線路上并能夠沿輸電線路行走及越過(guò)輸電線路上障礙物的三個(gè)機(jī)械手臂和用于支撐機(jī)械手臂的活動(dòng)機(jī)架;所述機(jī)械手臂包括固定設(shè)置在活動(dòng)機(jī)架上的機(jī)械手臂支架,機(jī)械手臂支架上設(shè)置有實(shí)現(xiàn)行走驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)、控制停車的剎車制動(dòng)機(jī)構(gòu)、防止脫落的倒耳滑塊機(jī)構(gòu)以及實(shí)現(xiàn)越障的手掌開(kāi)合機(jī)構(gòu);手掌開(kāi)合機(jī)構(gòu)的底端固定設(shè)置在機(jī)械手臂支架上,驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)設(shè)置在手掌開(kāi)合機(jī)構(gòu)頂端,剎車制動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)下方的手掌開(kāi)合機(jī)構(gòu)中部,倒耳滑塊機(jī)構(gòu)分設(shè)在手掌開(kāi)合機(jī)構(gòu)兩側(cè)。
上述輸電線路巡檢機(jī)器人越障行走裝置,所述手掌開(kāi)合機(jī)構(gòu)包括第一伺服電機(jī)、B彈性聯(lián)軸器、滑塊、傳動(dòng)絲桿、左側(cè)手掌和右側(cè)手掌,所述第一伺服電機(jī)垂直設(shè)置在機(jī)械手臂支架上,傳動(dòng)絲桿的底端通過(guò)B彈性聯(lián)軸器與第一伺服電機(jī)的輸出軸連接,滑塊設(shè)置在傳動(dòng)絲桿上,左側(cè)手掌和右側(cè)手掌對(duì)稱設(shè)置在滑塊上支撐板的左右兩端。
上述輸電線路巡檢機(jī)器人越障行走裝置,所述倒耳滑塊機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)桿和滑動(dòng)設(shè)置在導(dǎo)桿上的倒耳;所述導(dǎo)桿包括對(duì)稱設(shè)置在手掌開(kāi)合機(jī)構(gòu)兩側(cè)結(jié)構(gòu)相同的左側(cè)導(dǎo)桿和右側(cè)導(dǎo)桿,導(dǎo)桿包括垂直固定在機(jī)械手臂支架上的主體部和主體部頂端、向外彎折并與主體部圓弧過(guò)渡連接的彎折部,彎折部的外端與主體部相垂直;所述倒耳包括結(jié)構(gòu)相同的左倒耳和右倒耳,倒耳的一端與導(dǎo)桿滑動(dòng)配裝,倒耳的另一端與左側(cè)手掌和右側(cè)手掌固定連接。
上述輸電線路巡檢機(jī)器人越障行走裝置,所述驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)包括直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)、A彈性聯(lián)軸器、傳動(dòng)軸以及相對(duì)設(shè)置的左驅(qū)動(dòng)半輪和右驅(qū)動(dòng)半輪,直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)經(jīng)A彈性聯(lián)軸器與傳動(dòng)軸的一端固定連接,所述左驅(qū)動(dòng)半輪和右驅(qū)動(dòng)半輪設(shè)置在傳動(dòng)軸上;所述左側(cè)手掌和右側(cè)手掌的頂端設(shè)置在左驅(qū)動(dòng)半輪和右驅(qū)動(dòng)半輪的傳動(dòng)軸上,左側(cè)手掌和右側(cè)手掌與傳動(dòng)軸通過(guò)軸承連接。
上述輸電線路巡檢機(jī)器人越障行走裝置,所述剎車制動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電磁制動(dòng)器、壓緊輪和彈簧機(jī)構(gòu),電磁制動(dòng)器設(shè)置在傳動(dòng)軸末端,壓緊輪位于左驅(qū)動(dòng)半輪和右驅(qū)動(dòng)半輪的下方,彈簧機(jī)構(gòu)通過(guò)支架設(shè)置在壓緊輪下方,壓緊輪在彈簧機(jī)構(gòu)的作用下將輸電線路壓緊在左驅(qū)動(dòng)半輪和右驅(qū)動(dòng)半輪之間。
上述輸電線路巡檢機(jī)器人越障行走裝置,所述活動(dòng)機(jī)架包括機(jī)架、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和上下移動(dòng)機(jī)構(gòu),旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)置在機(jī)架上,上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上,機(jī)械手臂固定設(shè)置在上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)的頂端。
上述輸電線路巡檢機(jī)器人越障行走裝置,所述機(jī)架包括兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置的L型連接板,兩個(gè)L型連接板的頂端設(shè)置有安裝上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)座,機(jī)座兩側(cè)的L型連接板上方設(shè)置有翅板。
上述輸電線路巡檢機(jī)器人越障行走裝置,所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)共設(shè)置有兩套,每套旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括第二伺服電機(jī)、D彈性聯(lián)軸器和擺動(dòng)桿;所述擺動(dòng)桿的一端與機(jī)架上翅板的一端鉸接,擺動(dòng)桿的末端固定連接一安裝上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)座;所述第二伺服電機(jī)固定設(shè)置在L型連接板的水平板上,第二伺服電機(jī)的輸出端通過(guò)D彈性聯(lián)軸器連接擺動(dòng)桿的中部。
上述輸電線路巡檢機(jī)器人越障行走裝置,所述上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)共設(shè)置有三套,分別設(shè)置在機(jī)架的機(jī)座以及旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的機(jī)座上,每套上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括絲桿電機(jī)、C彈性聯(lián)軸器、升降絲桿和連接座;所述絲桿電機(jī)固定設(shè)置在機(jī)座上,絲桿電機(jī)通過(guò)C彈性聯(lián)軸器與升降絲桿的底端固定連接,連接座設(shè)置在升降絲桿上;所述機(jī)械手臂固定設(shè)置在連接座上。
由于采用了以上技術(shù)方案,本發(fā)明所取得技術(shù)進(jìn)步如下。
本發(fā)明用于對(duì)高壓輸電線路進(jìn)行日常巡檢,可以近距離接近輸電線路,具有巡檢成本低、精度高以及安全可靠等優(yōu)點(diǎn),不僅能夠?qū)崿F(xiàn)輸電線路的日常巡檢,而且還能夠?qū)崿F(xiàn)越障巡檢,提高輸電線路巡檢的精度和準(zhǔn)確度,從而為輸電線路的安全運(yùn)行提供保障。
本發(fā)明采用三臂懸掛式結(jié)構(gòu),具有足夠的檢測(cè)儀器安裝空間和越障機(jī)構(gòu)與其他物體的安全間距,操作安全;巡檢時(shí),始終能保證至少兩個(gè)機(jī)械手臂在架空輸電線路上,爬坡與抗風(fēng)能力強(qiáng)。其中,機(jī)械手臂上集裝了驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)、倒耳滑塊機(jī)構(gòu)、手掌開(kāi)合機(jī)構(gòu)和剎車制動(dòng)機(jī)構(gòu),既滿足越障行走、剎車制動(dòng)功能性要求,又保證了設(shè)備的緊湊型,方便越障機(jī)械手臂升降和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);當(dāng)發(fā)生故障或遇到惡劣天氣時(shí),倒耳滑塊機(jī)構(gòu)能夠保證機(jī)器人可靠自鎖,以免從輸電線路摔落;手掌開(kāi)合機(jī)構(gòu)是基于倒耳滑塊機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn),而倒耳滑塊機(jī)構(gòu)用于保證手掌開(kāi)合運(yùn)動(dòng)的軌跡準(zhǔn)確,運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),對(duì)中性好,機(jī)械手臂的安全裕度較大;剎車制動(dòng)機(jī)構(gòu)保證機(jī)器人斷電后驅(qū)動(dòng)輪不會(huì)自行旋轉(zhuǎn),兩驅(qū)動(dòng)半輪對(duì)中性好,并且剎車制動(dòng)機(jī)構(gòu)大大增強(qiáng)了機(jī)器人的爬坡能力。越障機(jī)械手臂與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)之間設(shè)置的上下移動(dòng)機(jī)構(gòu),采用了通電時(shí)間與豎直方向移動(dòng)距離成正比的關(guān)系進(jìn)行控制,極為方便,且機(jī)構(gòu)剛度較大,收縮時(shí)尺寸小節(jié)省空間,保證機(jī)器人的體積緊湊。
本發(fā)明后續(xù)功能開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)換空間很大,如手臂上搭載探傷儀就可以實(shí)現(xiàn)輸電線路的斷股探傷,改造三個(gè)手臂的手掌結(jié)構(gòu),可以實(shí)現(xiàn)除冰、在線故障修復(fù)等功能。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本發(fā)明的主視圖;
圖3為本發(fā)明的俯視圖;
圖4為本發(fā)明的左視圖;
圖5為本發(fā)明所述機(jī)械手臂的主視圖;
圖6為圖5的側(cè)視圖;
圖7為本發(fā)明所述機(jī)械手臂的立體圖。
其中:1.機(jī)械手臂,11.驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu),111.直流驅(qū)動(dòng)電機(jī),112.A彈性聯(lián)軸器,113.傳動(dòng)軸,114.右驅(qū)動(dòng)半輪,115.左驅(qū)動(dòng)半輪;12.剎車制動(dòng)機(jī)構(gòu),121.電磁制動(dòng)器,122.壓緊輪,123.行程開(kāi)關(guān),124.距離傳感器,125.彈簧機(jī)構(gòu),126.壓力傳感器;13.倒耳滑塊機(jī)構(gòu),131.左側(cè)導(dǎo)桿,132.左倒耳,133.右側(cè)導(dǎo)桿,134.右倒耳;14.手掌開(kāi)合機(jī)構(gòu),141.第一伺服電機(jī),142.B彈性聯(lián)軸器,143.滑塊,144.傳動(dòng)絲桿,145.左側(cè)手掌,146.右側(cè)手掌;15.機(jī)械手臂支架,
2.上下移動(dòng)機(jī)構(gòu),21.絲桿電機(jī),22.C彈性聯(lián)軸器,23.升降絲桿,24.連接座;
3.旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),31.第二伺服電機(jī),32. D彈性聯(lián)軸器,33.擺動(dòng)桿;
4.機(jī)架。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
一種輸電線路巡檢機(jī)器人越障行走裝置,其結(jié)構(gòu)如圖1至4所示,包括活動(dòng)機(jī)架和三個(gè)機(jī)械手臂1,活動(dòng)機(jī)架用于支撐機(jī)械手臂,三個(gè)機(jī)械手臂1前后依次設(shè)置在輸電線路上,并能夠沿輸電線路行走及越過(guò)輸電線路上障礙物;機(jī)械手臂上可設(shè)置檢測(cè)裝置,機(jī)械手臂在檢測(cè)裝置的配合下完成輸電線路的越障巡檢工作。本發(fā)明中將三個(gè)越障機(jī)械手臂按照位于輸電線路上的前后位置依次命名為前臂、中臂和后臂。
活動(dòng)機(jī)架包括機(jī)架4、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3和上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)2,旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3設(shè)置在機(jī)架4上,上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)2設(shè)置在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3上,機(jī)械手臂1固定設(shè)置在上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)2的頂端。
機(jī)架4用于固定安裝機(jī)械手臂1、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3和上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)2,實(shí)現(xiàn)整體的越障行走功能。其結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示,包括兩個(gè)對(duì)稱設(shè)置的L型連接板,兩個(gè)L型連接板的頂端設(shè)置有安裝上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)2的機(jī)座,機(jī)座兩側(cè)的L型連接板上方設(shè)置有翅板。
旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3共設(shè)置有兩套,用于帶動(dòng)機(jī)械手臂1和上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)2在水平面上做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。每套旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括第二伺服電機(jī)31、D彈性聯(lián)軸器32和擺動(dòng)桿33;其中,擺動(dòng)桿33的一端與機(jī)架上翅板的一端鉸接,擺動(dòng)桿33的末端固定連接一安裝上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)2的機(jī)座;第二伺服電機(jī)31固定設(shè)置在L型連接板的水平板上,第二伺服電機(jī)31的輸出端通過(guò)D彈性聯(lián)軸器32連接擺動(dòng)桿33的中部。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)工作時(shí),第二伺服電機(jī)通過(guò)D彈性聯(lián)軸器帶動(dòng)擺動(dòng)桿進(jìn)行旋轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)機(jī)械手臂和上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)2共設(shè)置有三套,三套上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)2分別設(shè)置在機(jī)架4的機(jī)座以及旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的機(jī)座上,用于帶動(dòng)機(jī)械手臂1在豎直方向做上下運(yùn)動(dòng)。每套上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)2包括絲桿電機(jī)21、C彈性聯(lián)軸器22、升降絲桿23和連接座24;其中,絲桿電機(jī)21固定設(shè)置在機(jī)座上,絲桿電機(jī)21通過(guò)C彈性聯(lián)軸器22與升降絲桿23的底端固定連接,連接座24設(shè)置在升降絲桿23上;機(jī)械手臂1固定設(shè)置在連接座24上。上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)工作時(shí),絲桿電機(jī)通過(guò)C彈性聯(lián)軸器帶動(dòng)升降絲桿做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),連接座在絲桿上做直線移動(dòng),整體特制成單一控制變量上下移動(dòng)機(jī)構(gòu),伸長(zhǎng)或者收縮的長(zhǎng)度僅與通電時(shí)間有關(guān)系,速度為24mm/s,功能上實(shí)現(xiàn)了手速與伸長(zhǎng)的有機(jī)統(tǒng)一。
機(jī)械手臂1用于完成行走和越障作業(yè),其結(jié)構(gòu)如圖5至圖7所示,包括機(jī)械手臂支架15,機(jī)械手臂支架15上設(shè)置有驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)11、剎車制動(dòng)機(jī)構(gòu)12、倒耳滑塊機(jī)構(gòu)13以及手掌開(kāi)合機(jī)構(gòu)14。
機(jī)械手臂支架15用于固定安裝驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)11、剎車制動(dòng)機(jī)構(gòu)12、倒耳滑塊機(jī)構(gòu)13以及手掌開(kāi)合機(jī)構(gòu)14;其中,手掌開(kāi)合機(jī)構(gòu)14的底端固定設(shè)置在機(jī)械手臂支架15上,驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)11設(shè)置在手掌開(kāi)合機(jī)構(gòu)14頂端,剎車制動(dòng)機(jī)構(gòu)12設(shè)置在驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)11下方的手掌開(kāi)合機(jī)構(gòu)14中部,倒耳滑塊機(jī)構(gòu)13分設(shè)在手掌開(kāi)合機(jī)構(gòu)14兩側(cè)。該結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了整個(gè)裝置的準(zhǔn)確定位,并滿足了結(jié)構(gòu)緊湊的設(shè)計(jì)理念。
手掌開(kāi)合機(jī)構(gòu)14基于倒耳滑塊機(jī)構(gòu)提供機(jī)械手臂的張開(kāi)和合攏的運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)越障功能。手掌開(kāi)合機(jī)構(gòu)14包括第一伺服電機(jī)141、B彈性聯(lián)軸器142、滑塊143、傳動(dòng)絲桿144、左側(cè)手掌145和右側(cè)手掌146;其中,第一伺服電機(jī)141垂直設(shè)置在機(jī)械手臂支架15上,傳動(dòng)絲桿144的底端通過(guò)B彈性聯(lián)軸器142與第一伺服電機(jī)141的輸出軸連接,滑塊143設(shè)置在傳動(dòng)絲桿144上,左側(cè)手掌145和右側(cè)手掌146對(duì)稱設(shè)置在滑塊143上支撐板的左右兩端。手掌開(kāi)合機(jī)構(gòu)工作時(shí),第一伺服電機(jī)通過(guò)B彈性聯(lián)軸器帶動(dòng)傳動(dòng)絲桿旋轉(zhuǎn),傳動(dòng)絲桿推動(dòng)兩手掌沿兩側(cè)倒耳滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)手掌的開(kāi)合動(dòng)作。
倒耳滑塊機(jī)構(gòu)13為手掌開(kāi)合機(jī)構(gòu)提供準(zhǔn)確的動(dòng)作軌跡,保證閉合的準(zhǔn)確性,防止越障行走裝置沿輸電線路巡檢時(shí)發(fā)生脫落現(xiàn)象。倒耳滑塊機(jī)構(gòu)13包括導(dǎo)桿和滑動(dòng)設(shè)置在導(dǎo)桿上的倒耳;其中,導(dǎo)桿包括對(duì)稱設(shè)置在手掌開(kāi)合機(jī)構(gòu)14兩側(cè)結(jié)構(gòu)相同的左側(cè)導(dǎo)桿131和右側(cè)導(dǎo)桿133,導(dǎo)桿包括垂直固定在機(jī)械手臂支架15上的主體部和主體部頂端、向外彎折并與主體部圓弧過(guò)渡連接的彎折部,彎折部的外端與主體部相垂直;倒耳包括結(jié)構(gòu)相同的左倒耳132和右倒耳134,倒耳的一端與導(dǎo)桿滑動(dòng)配裝,倒耳的另一端與左側(cè)手掌145和右側(cè)手掌146固定連接。兩側(cè)倒耳分別沿兩側(cè)導(dǎo)桿滑行,當(dāng)手掌開(kāi)合機(jī)構(gòu)打開(kāi)時(shí),倒耳滑塊機(jī)構(gòu)保證其運(yùn)動(dòng)軌跡準(zhǔn)確可靠;當(dāng)手掌開(kāi)合機(jī)構(gòu)合攏后,倒耳滑塊機(jī)構(gòu)可以保證越障行走裝置不發(fā)生墜落事故。
驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)11用于實(shí)現(xiàn)在輸電線路上行走功能。驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)11包括直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)111、A彈性聯(lián)軸器112、傳動(dòng)軸113以及相對(duì)設(shè)置的左驅(qū)動(dòng)半輪115和右驅(qū)動(dòng)半輪114,直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)經(jīng)A彈性聯(lián)軸器與傳動(dòng)軸的一端固定連接,所述左驅(qū)動(dòng)半輪和右驅(qū)動(dòng)半輪設(shè)置在傳動(dòng)軸上;所述左側(cè)手掌145和右側(cè)手掌146的頂端設(shè)置在左驅(qū)動(dòng)半輪115和右驅(qū)動(dòng)半輪114的傳動(dòng)軸上,左側(cè)手掌145和右側(cè)手掌146與傳動(dòng)軸通過(guò)軸承連接。驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)工作時(shí),由直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供動(dòng)力,通過(guò)A彈性聯(lián)軸器帶動(dòng)安裝在傳動(dòng)軸上的左驅(qū)動(dòng)半輪和右驅(qū)動(dòng)半輪實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)行走。
剎車制動(dòng)機(jī)構(gòu)12提供制動(dòng)摩擦力,保證機(jī)器人能夠及時(shí)、準(zhǔn)確的制動(dòng)停車。剎車制動(dòng)機(jī)構(gòu)12包括電磁制動(dòng)器121、壓緊輪122和彈簧機(jī)構(gòu)125,電磁制動(dòng)器121設(shè)置在傳動(dòng)軸末端,壓緊輪122位于左驅(qū)動(dòng)半輪115和右驅(qū)動(dòng)半輪114的下方,彈簧機(jī)構(gòu)125通過(guò)支架設(shè)置在壓緊輪下方,壓緊輪122在彈簧機(jī)構(gòu)125的作用下將輸電線路壓緊在左驅(qū)動(dòng)半輪115和右驅(qū)動(dòng)半輪114之間。本發(fā)明中,裝配壓緊輪的機(jī)械手臂支架上還設(shè)置有行程開(kāi)關(guān)123,安裝彈簧機(jī)構(gòu)的支架頂端設(shè)置有距離傳感器124,用于檢測(cè)行程開(kāi)關(guān)的位置;安裝彈簧機(jī)構(gòu)的支架底端面上設(shè)置有壓力傳感器126。其中,彈簧機(jī)構(gòu)功能有二:其一是驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)工作狀態(tài)時(shí),彈簧機(jī)構(gòu)壓力與巡檢機(jī)器人自身重力相配合為驅(qū)動(dòng)輪有提供足夠的驅(qū)動(dòng)摩擦力;其二是驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)停機(jī)狀態(tài)時(shí),彈簧機(jī)構(gòu)為驅(qū)動(dòng)輪產(chǎn)生制動(dòng)摩擦力,保障越障行走裝置及時(shí)、準(zhǔn)確停車。
剎車制動(dòng)機(jī)構(gòu)工作時(shí),控制實(shí)現(xiàn)電磁制動(dòng)器與直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)同時(shí)得電與失電。直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)得電工作時(shí),電磁制動(dòng)器處于放松狀態(tài)不產(chǎn)生制動(dòng)摩擦力,一旦直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)斷電停機(jī),電磁制動(dòng)器會(huì)立刻處于抱緊狀態(tài)產(chǎn)生制動(dòng)摩擦力,再加上彈簧機(jī)構(gòu)的壓緊力與直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)的自鎖性配合,可以及時(shí)準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)剎車制動(dòng);其次,在手掌開(kāi)合機(jī)構(gòu)張開(kāi)狀態(tài)下,電磁制動(dòng)器與驅(qū)動(dòng)電機(jī)自鎖性能保證兩驅(qū)動(dòng)半輪不發(fā)生自行轉(zhuǎn)動(dòng),兩半輪對(duì)中性準(zhǔn)確;最后彈簧機(jī)構(gòu)作用在壓緊輪上的制動(dòng)摩擦力也是保障準(zhǔn)確剎車的關(guān)鍵。
本發(fā)明中的三個(gè)機(jī)械手臂均可以實(shí)現(xiàn)手掌開(kāi)合運(yùn)動(dòng)、豎直方向上下移動(dòng)、沿水平面旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)作業(yè);旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可提供同一平面的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),所以巡檢機(jī)器人在沿輸電線路方向上仍保持剛性連接,這樣當(dāng)其中一個(gè)機(jī)械手臂的手掌開(kāi)合機(jī)構(gòu)打開(kāi)后才能穩(wěn)定定位,實(shí)現(xiàn)沿線巡檢功能。當(dāng)巡檢機(jī)器人越障行走裝置遇到障礙物需要越障時(shí),三個(gè)手臂按要求依次越過(guò)障礙物,越障過(guò)程中始終保證至少有兩個(gè)機(jī)械手臂在輸電線路上,待三個(gè)手臂全部越過(guò)同一障礙物即為一個(gè)越障周期。
本發(fā)明中提到的檢測(cè)裝置,主要包括多個(gè)行程開(kāi)關(guān)、距離傳感器、壓力傳感器和角度傳感器。因?yàn)楦邏狠旊娋€路上的障礙物類型繁多,分布規(guī)律性多變,金具、防震錘等障礙物尺寸差異較大,需要距離傳感器進(jìn)行在線測(cè)量,為驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)提供準(zhǔn)確的控制;行程開(kāi)關(guān)為剎車制動(dòng)機(jī)構(gòu)提供位置定位,保證倒耳滑塊機(jī)構(gòu)與手掌開(kāi)合機(jī)構(gòu)的準(zhǔn)確配合作用;壓力傳感器檢測(cè)彈簧機(jī)構(gòu)的壓力數(shù)值,保證上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)在豎直方向的準(zhǔn)確定位;巡檢機(jī)器人越障行走莊子需要轉(zhuǎn)彎越障時(shí),角度傳感器用來(lái)檢測(cè)選裝機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)角度,進(jìn)一步用來(lái)控制機(jī)械手臂的轉(zhuǎn)彎角度。
本發(fā)明的目的在于實(shí)現(xiàn)沿輸電線路進(jìn)行越障行走,進(jìn)而逐步代替人工沿線路巡檢。該越障行走裝置不但能在輸電線路上以一定的速度平穩(wěn)運(yùn)行,而且能夠靈活穩(wěn)定的跨越輸電線路上的障礙物(包括防震錘、懸垂線夾、跳線線夾桿塔等),進(jìn)而利用機(jī)載設(shè)備完成輸電線路巡檢;對(duì)比人工巡檢方式,本發(fā)明的效率大大提高,降低了勞動(dòng)成本,而且整個(gè)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于操作、加工制造方便、制造成本低。
本發(fā)明用于在輸電線路上進(jìn)行越障時(shí),其工作過(guò)程如下所述。
首先,通過(guò)絕緣斗臂車或人工爬到線塔上吊裝的方式將越障行走裝置安裝到輸電線路上;然后,地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)發(fā)出開(kāi)機(jī)控制命令,裝置本體在接收到運(yùn)行命令后,驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)開(kāi)始工作,驅(qū)動(dòng)整個(gè)裝置沿輸電線路行走;行走過(guò)程中,檢測(cè)裝置不斷檢測(cè)前方障礙物的情況。
當(dāng)檢測(cè)到1號(hào)障礙物時(shí),越障行走裝置停止行走,進(jìn)行調(diào)整,調(diào)整步驟如下。
1)所有直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)斷電,剎車制動(dòng)機(jī)構(gòu)立刻啟動(dòng),巡檢機(jī)器人越障行走裝置停車動(dòng)作完成。
2)前臂上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)得電1s后斷電(使前臂整體稍微向上移動(dòng)),接通前臂手掌開(kāi)合機(jī)構(gòu)的第一伺服電機(jī),使兩手掌張開(kāi),倒耳滑塊機(jī)構(gòu)隨手掌開(kāi)合機(jī)構(gòu)同步運(yùn)動(dòng),保證手掌開(kāi)合機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性,待其開(kāi)合寬度大于障礙寬度時(shí)斷電。
3)前臂上下移動(dòng)機(jī)構(gòu)的絲桿電機(jī)得電,帶動(dòng)升降絲桿做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),連接座在升降絲桿上豎直向上移動(dòng),內(nèi)置行程開(kāi)關(guān)會(huì)自行斷電。
4)中臂與后臂的直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)得電,前臂開(kāi)始穿越障礙物,待距離傳感器發(fā)出到位信號(hào)后(不同障礙物發(fā)出長(zhǎng)度信號(hào)不同),中臂與后臂直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)斷電,同時(shí)接通前臂上下移動(dòng)機(jī)構(gòu),到達(dá)規(guī)定位置斷電。
5)越障行走裝置判斷旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)方向與角度,以適應(yīng)輸電線路轉(zhuǎn)彎的情形。
6)前臂手掌開(kāi)合機(jī)構(gòu)的第一伺服電機(jī)得電,左側(cè)手掌與右側(cè)手掌分別沿左側(cè)導(dǎo)桿右側(cè)導(dǎo)桿合攏,待其完全合攏后斷電,此時(shí)倒耳滑塊機(jī)構(gòu)靠?jī)蓪?dǎo)桿的擠壓作用防止裝置的脫落,至此完成前臂的越障工作;
7)越障行走裝置的三個(gè)直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)得電,行走過(guò)程中,檢測(cè)裝置不斷檢測(cè)前方障礙物的情況,發(fā)現(xiàn)1號(hào)障礙物后,中臂與后臂的越障過(guò)程與前臂相同。
8)當(dāng)越障行走裝置的三個(gè)手臂完全越過(guò)1號(hào)障礙物時(shí),表明一個(gè)完整的越障周期結(jié)束,機(jī)器人三個(gè)驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)得電,繼續(xù)進(jìn)行巡檢工作。
當(dāng)遇到2號(hào),3號(hào)……障礙物時(shí),機(jī)器人越障行走裝置的越障過(guò)程與1號(hào)障礙物越障過(guò)程相同。