專利名稱：側(cè)向夾持行走復(fù)合裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及移動(dòng)機(jī)器人機(jī)構(gòu)，具體說(shuō)涉及一種超高壓輸電線路自 主越障巡檢機(jī)器人的側(cè)向夾持行走復(fù)合裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的超高壓輸電線巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)中，大部分采用由輪式行走和
連桿機(jī)構(gòu)組合而成的復(fù)合移動(dòng)機(jī)構(gòu)，如《機(jī)械設(shè)計(jì)》2006年第8期第11 至14頁(yè)，公開了由朱興龍，王洪光，房立金撰寫的《一種自主越障巡檢機(jī) 器人行走夾緊機(jī)構(gòu)》，該機(jī)構(gòu)包括行走機(jī)構(gòu)、前、后夾持機(jī)構(gòu)組成，能夠?qū)?現(xiàn)行走，需要停止時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)夾持，保證機(jī)器人與架空地線連成一體。 機(jī)器人行走時(shí)，夾持機(jī)構(gòu)必須打開，機(jī)器人依靠本身質(zhì)量產(chǎn)生的摩擦力克 服打滑實(shí)現(xiàn)行走，當(dāng)爬大坡時(shí)出現(xiàn)打滑而不能實(shí)現(xiàn)行走。另一方面這種機(jī) 構(gòu)尺寸較大，尤其在越障是需要升高脫線，不能適應(yīng)新的電力設(shè)施懸垂金 具與絕緣瓷瓶之間距離小的要求。
《Journal of the Robotics Society of Japan》1991年第4期第457 至463頁(yè)，公開了由Mineo Higuchi， Yoichiro Maeda， Sadahiro Tsutani， Shiro Hagihara撰寫的《 Development of a mobile inspection robot for power transmission lines》，該機(jī)構(gòu)包括由多級(jí)單體單元組成，結(jié)構(gòu)尺寸 非常龐大，能夠跨越簡(jiǎn)單的障礙，但是該機(jī)構(gòu)由于單體單元太多，不易于 控制，行走速度較慢，不能跨越復(fù)雜障礙，越障能力有限。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種爬坡能力強(qiáng)及越障性能好 的側(cè)向夾持行走復(fù)合裝置。為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為，提供一種側(cè)向夾持行 走復(fù)合裝置，包括行走機(jī)構(gòu)及夾緊機(jī)構(gòu)，行走機(jī)構(gòu)包括行走電機(jī)、齒輪軸、 惰輪軸、左行走輪軸、右行走輪軸，左行走輪軸上安裝有左行走輪及行走 齒輪，右行走輪軸上裝有右行走輪，行走電機(jī)輸出軸與齒輪軸相連，惰輪 軸上的惰輪一側(cè)與齒輪軸上的輪齒嚙合，另一側(cè)與行走齒輪嚙合，夾緊機(jī) 構(gòu)包含夾緊電機(jī)、殼體、左齒輪、右齒輪、左桿、右桿、左傳動(dòng)軸、右傳 動(dòng)軸，左傳動(dòng)軸及右傳動(dòng)軸分別安裝在殼體內(nèi)，左桿及左齒輪安裝在左傳 動(dòng)軸上，右桿及右齒輪安裝在右傳動(dòng)軸上，左齒輪與右齒輪相互嚙合，夾 緊電機(jī)固定在殼體上，其輸出軸與左傳動(dòng)軸相連，左桿及右桿分別與左行 走輪及右行走輪相連。
作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，該側(cè)向夾持行走復(fù)合裝置還包括承載 機(jī)構(gòu)，承載機(jī)構(gòu)包括左承載輪、右承載輪、左承載輪殼體及右承載輪殼體， 左承載輪及右承載輪分別安裝在左承載輪殼體及右承載輪殼體內(nèi)，左承載 輪殼體及右承載輪殼體分別與左行走輪及右行走輪相連。
該側(cè)向夾持行走復(fù)合裝置采用側(cè)面主動(dòng)夾緊，夾緊時(shí)，夾緊電機(jī)驅(qū)動(dòng) 左傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使左齒輪和右齒輪相互嚙合旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)左桿及右桿相 對(duì)擺動(dòng)，使左行走輪與右行走輪之間的間隙逐漸變小，牢牢地夾住架空地 線，當(dāng)達(dá)到所設(shè)力值時(shí)，夾緊電機(jī)停轉(zhuǎn)；需要松開時(shí)，只要使夾緊電機(jī)反 向旋轉(zhuǎn)，則左行走輪與右行走輪之間的間隙逐漸變大，這樣可以根據(jù)輸電 線路不同的坡度施加不同的夾緊力，具備爬大坡的能力，又由于主動(dòng)行走 輪在輸電線路的側(cè)面，能夠適應(yīng)新的電力設(shè)施懸垂金具與絕緣瓷瓶之間距 離小的要求。承載機(jī)構(gòu)通過(guò)左承載輪及右承載輪架在架空地線上，承受機(jī) 器人的質(zhì)量，并相對(duì)于架空地線被動(dòng)滾動(dòng)。以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。


圖1是側(cè)向夾持行走復(fù)合裝置的主視圖；圖2是
圖1的A向視圖3是側(cè)向夾持行走復(fù)合裝置在架空地線上閉合行走狀態(tài)示意圖4是側(cè)向夾持行走復(fù)合裝置行走輪打開時(shí)的狀態(tài)示意圖5是側(cè)向夾持行走復(fù)合裝置的前臂遇到第一懸掛金具時(shí)的狀態(tài)示意
圖6是側(cè)向夾持行走復(fù)合裝置的前臂越過(guò)第一懸掛金具時(shí)狀態(tài)示意
圖7是側(cè)向夾持行走復(fù)合裝置的整機(jī)繞前臂旋轉(zhuǎn)180°后狀態(tài)示意圖； 圖8是側(cè)向夾持行走復(fù)合裝置的前臂越過(guò)第二懸掛金具時(shí)狀態(tài)示意圖。
圖中1殼體、2左齒輪、3左桿、4行走電機(jī)、5擋板、6惰輪軸蓋板、 7惰輪軸、8滾針軸承、9下端蓋、IO圓錐滾子軸承、ll軸承座、12中間 箱體、13齒輪軸、14螺母、15左聯(lián)接板、16左行走輪、17左承載輪殼體、 18左行走輪軸、19右承載輪殼體、20右聯(lián)接板、21右行走輪軸、22右行 走輪、23右桿、24左承載輪、25右承載輪、26前端蓋、27角接觸球軸承、 28軸套、30平鍵、31后端蓋、32夾緊電機(jī)、33右齒輪、34第一懸垂金具、 35前臂、36前臂旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、37后臂、38質(zhì)心調(diào)節(jié)塊、39車體、40右傳 動(dòng)軸、41架空地線、42第二懸垂金具、43前輪、44后輪、45左傳動(dòng)軸、 46行走齒輪。
具體實(shí)施方式
如
圖1及圖2所示，本實(shí)用新型側(cè)向夾持行走復(fù)合裝置包括行走機(jī)構(gòu)、 夾緊機(jī)構(gòu)和承載機(jī)構(gòu)。行走機(jī)構(gòu)包括行走電機(jī)4、齒輪軸13、惰輪軸7、 圓錐滾子軸承10、軸承座11、中間箱體12、左行走輪軸18、左行走輪16、 右行走輪軸21、右行走輪22。夾緊機(jī)構(gòu)包括殼體l、左傳動(dòng)軸45、右傳動(dòng) 軸40、左齒輪2、右齒輪33、左桿3、右桿23、角接觸球軸承27、前端蓋 26、后端蓋31、夾緊電機(jī)32。承載機(jī)構(gòu)包括左承載輪24、右承載輪25、左承載輪殼體17、右承載輪殼體19和螺母14。中間箱體12與左聯(lián)接板 15和軸承座11用螺釘固定在一起，下端蓋9用螺釘聯(lián)接在軸承座11下方， 行走電機(jī)4固定于下端蓋9的下方，行走電機(jī)4輸出軸與齒輪軸13相聯(lián)接， 齒輪軸13兩側(cè)裝有圓錐滾子軸承10，齒輪軸13右側(cè)設(shè)有惰輪軸7，惰輪 軸7上裝有一對(duì)滾針軸承8，滾針軸承8放置于軸承座11和下端蓋9內(nèi)， 滾針軸承8下方設(shè)有惰輪軸蓋板6，擋板5裝于惰輪軸蓋板6下方，對(duì)惰 輪軸7實(shí)現(xiàn)軸向固定，惰輪軸7的右側(cè)裝有左行走輪16，左行走輪16上 設(shè)有與之同軸的行走齒輪46，左行走輪16內(nèi)裝有圓錐滾子軸承10，圓錐 滾子軸承10內(nèi)設(shè)有左行走輪軸18，惰輪軸7上的惰輪一側(cè)與齒輪軸13上 的輪齒嚙合，另一側(cè)與行走齒輪46嚙合。左行走輪16上方為左聯(lián)接板15， 左承載輪殼體17位于左聯(lián)接板15上，左承載輪24裝于左承載輪殼體17 內(nèi)，并通過(guò)螺母14固定，右行走輪軸21上裝有右行走輪22，左桿3聯(lián)接 于軸承座ll下方，左桿3在左齒輪2前方，軸套28分別位于左桿3前方 和左齒輪2后方，左桿3和左齒輪2通過(guò)平鍵30共同裝于左傳動(dòng)軸45上， 左傳動(dòng)軸45及右傳動(dòng)軸40均安裝在殼體1內(nèi)，兩側(cè)均裝有角接觸球軸承 27，角接觸球軸承27兩側(cè)分別為前端蓋26和后端蓋31，夾緊電機(jī)32固 定于殼體1的后端蓋31上，夾緊電機(jī)32輸出軸與左傳動(dòng)軸45相聯(lián)接，右 桿23及右齒輪33安裝在右傳動(dòng)軸40上，左齒輪2與右齒輪33相互嚙合， 右桿23聯(lián)接于右聯(lián)接板20下方進(jìn)而與右行走輪22連接，右承載輪25裝 于右承載輪殼體19內(nèi)用螺母14固定，并一起裝于右聯(lián)接板20上方。
夾緊時(shí)，驅(qū)動(dòng)夾緊電機(jī)32則左傳動(dòng)軸45產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，從而左齒輪2和 右齒輪33相互嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)，則左桿3和右桿23相對(duì)擺動(dòng)，左行走輪16與右 行走輪22之間的間隙逐漸變小，牢牢地夾住架空地線41，當(dāng)檢測(cè)到夾緊 力達(dá)到所設(shè)力值時(shí)，夾緊電機(jī)32停轉(zhuǎn)，如圖3所示，保持閉合行走狀態(tài)。
松開時(shí)，只需要使得夾緊電機(jī)32反向旋轉(zhuǎn)，則左行走輪16與右行走 輪22之間的間隙逐漸變大，如圖4所示，行走輪打開。行走時(shí)，行走電機(jī)4驅(qū)動(dòng)齒輪軸13產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，齒輪軸13上齒輪驅(qū)動(dòng) 惰輪旋轉(zhuǎn)，惰輪又帶動(dòng)行走齒輪46旋轉(zhuǎn)，則最終表現(xiàn)為左行走輪16的旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這樣，在夾緊狀態(tài)下，就可使得整個(gè)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生移動(dòng)，并且改變行 走電機(jī)4的旋轉(zhuǎn)方向就可以改變整個(gè)機(jī)構(gòu)的移動(dòng)方向。只要施加不同的夾 緊力，就可以實(shí)現(xiàn)在不同坡度架空地線上行走。在行走過(guò)程中，整個(gè)機(jī)構(gòu) 的重量都作用在承載輪上，左行走輪16和右行走輪22夾緊后，利用夾緊 力使得機(jī)構(gòu)在架空地線41上來(lái)回移動(dòng)。
自主越障巡線機(jī)器人工作過(guò)程如圖5至圖8所示，圖5表示當(dāng)前臂35 遇到第一懸垂金具34時(shí)，此時(shí)，控制質(zhì)心調(diào)節(jié)塊38在車體39上移動(dòng)，使 得整機(jī)的重心與后臂37相重合，然后前輪43打開脫線，后輪44向前移動(dòng)， 當(dāng)移動(dòng)至前輪43越過(guò)第一懸垂金具34時(shí)，前輪43閉合，如圖6所示；由 于機(jī)器人兩行走臂中心距離大于200腿而小于400mm，雙懸垂金具間的可 用距離就無(wú)法同時(shí)放置機(jī)器人的前后兩行走輪，機(jī)器人按照跨越單懸垂金 具的方式跨越雙懸垂金具的第一懸垂金具34。這時(shí)前輪遇到雙懸垂金具的 第二懸垂金具42而后輪44還未跨越雙懸垂金具的第一懸垂金具34，如果 僅僅依靠移動(dòng)跨越的方式將無(wú)法跨越雙懸垂金具?？梢栽跈C(jī)器人的前臂35 增加一個(gè)前臂旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)36，這時(shí)，控制質(zhì)心調(diào)節(jié)塊38使得整機(jī)的重心與 前臂35相重合，然后后輪44打開脫線，整機(jī)繞前臂35旋轉(zhuǎn)180。，后臂 37就會(huì)處于前臂35前方，然后后輪44閉合，如圖7所示；最后，控制質(zhì) 心調(diào)節(jié)塊38使得整機(jī)的重心與后臂37相重合，前輪43打開脫線，后輪 44向前移動(dòng)，使得前臂35順利越過(guò)第二懸垂金具42，如圖8所示，這樣 實(shí)現(xiàn)了自主越障巡線機(jī)器人對(duì)雙懸垂金具的跨越。
權(quán)利要求1. 一種側(cè)向夾持行走復(fù)合裝置，包括行走機(jī)構(gòu)及夾緊機(jī)構(gòu)，行走機(jī)構(gòu)包括行走電機(jī)、齒輪軸、惰輪軸、左行走輪軸、右行走輪軸，左行走輪軸上安裝有左行走輪及行走齒輪，右行走輪軸上裝有右行走輪，行走電機(jī)輸出軸與齒輪軸相連，惰輪軸上的惰輪一側(cè)與齒輪軸上的輪齒嚙合，另一側(cè)與行走齒輪嚙合，其特征是所述夾緊機(jī)構(gòu)包含夾緊電機(jī)、殼體、左齒輪、右齒輪、左桿、右桿、左傳動(dòng)軸、右傳動(dòng)軸，左傳動(dòng)軸及右傳動(dòng)軸分別安裝在殼體內(nèi)，左桿及左齒輪安裝在左傳動(dòng)軸上，右桿及右齒輪安裝在右傳動(dòng)軸上，左齒輪與右齒輪相互嚙合，夾緊電機(jī)固定在殼體上，其輸出軸與左傳動(dòng)軸相連，左桿及右桿分別與左行走輪及右行走輪相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的側(cè)向夾持行走復(fù)合裝置，其特征是該裝置 還包括承載機(jī)構(gòu)，所述承載機(jī)構(gòu)包括左承載輪、右承載輪、左承載輪殼體 及右承載輪殼體，左承載輪及右承載輪分別安裝在左承載輪殼體及右承載 輪殼體內(nèi)，左承載輪殼體及右承載輪殼體分別與左行走輪及右行走輪相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種輸電線路自主越障巡檢機(jī)器人的側(cè)向夾持行走復(fù)合裝置，包括行走機(jī)構(gòu)、夾緊機(jī)構(gòu)及承載機(jī)構(gòu)，夾緊機(jī)構(gòu)包含夾緊電機(jī)、殼體、左齒輪、右齒輪、左桿、右桿、左傳動(dòng)軸、右傳動(dòng)軸，左桿及左齒輪安裝在左傳動(dòng)軸上，右桿及右齒輪安裝在右傳動(dòng)軸上，左齒輪與右齒輪嚙合，夾緊電機(jī)輸出軸與左傳動(dòng)軸相連，左桿及右桿分別與左行走輪及右行走輪相連。承載機(jī)構(gòu)的左承載輪及右承載輪分別安裝在左承載輪殼體及右承載輪殼體內(nèi)，左承載輪殼體及右承載輪殼體分別與左行走輪及右行走輪相連。該復(fù)合裝置可以根據(jù)線路不同的坡度施加不同的夾緊力，爬坡能力強(qiáng)，能夠適應(yīng)新的電力設(shè)施懸垂金具與絕緣瓷瓶之間距離小的要求。
文檔編號(hào)B25J5/02GK201244811SQ20082003919
公開日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2008年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月27日
發(fā)明者倪厚強(qiáng), 穎 張, 朱興龍, 楊曉俊, 羅文振, 陳建新, 魏孝斌 申請(qǐng)人:揚(yáng)州大學(xué)