一種雙臂仿生可調(diào)質(zhì)心巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及移動機(jī)器人，具體地說是一種雙臂仿生可調(diào)質(zhì)心巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)。包括前輪爪機(jī)構(gòu)、前俯仰機(jī)構(gòu)、前升降機(jī)構(gòu)、前回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、前手肘機(jī)構(gòu)、質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、電器箱、后輪爪機(jī)構(gòu)、后俯仰機(jī)構(gòu)、后升降機(jī)構(gòu)、后回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、后手肘機(jī)構(gòu)及導(dǎo)軌支架，其中前手肘機(jī)構(gòu)和后手肘機(jī)構(gòu)分別由前至后設(shè)置于導(dǎo)軌支架的上方，所述前手肘機(jī)構(gòu)從下至上依次與前回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、前升降機(jī)構(gòu)、前俯仰機(jī)構(gòu)及前輪爪機(jī)構(gòu)連接，所述后手肘機(jī)構(gòu)從上至下依次與后回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、后升降機(jī)構(gòu)、后俯仰機(jī)構(gòu)及后輪爪機(jī)構(gòu)連接，所述電器箱位于導(dǎo)軌支架的下方、并通過質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與導(dǎo)軌支架連接。本發(fā)明采用仿生機(jī)構(gòu)，仿猿猴手臂的機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)簡單、緊湊，機(jī)構(gòu)合理，質(zhì)量輕。
【專利說明】
一種雙臂仿生可調(diào)質(zhì)心巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及移動機(jī)器人，具體地說是一種雙臂仿生可調(diào)質(zhì)心巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]輸電線路是電力系統(tǒng)的重要設(shè)施，為了保證輸電線路的安全穩(wěn)定的運(yùn)行，需要定期進(jìn)行巡視檢查。目前采用的方法主要有人工巡檢和直升機(jī)巡檢。人工巡檢的效率低，勞動強(qiáng)度大，危險性高；直升機(jī)巡檢的成本高，巡檢質(zhì)量易受氣候影響。因此，需要研制能夠攜帶巡檢設(shè)備和作業(yè)工具的機(jī)器人來代替人工對輸電線路進(jìn)行自動巡檢，以提高效率，確保輸電線路的安全運(yùn)行。在現(xiàn)有的超高壓輸電線巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)中，大部分采用由輪式移動和復(fù)合連桿機(jī)構(gòu)組合而成的復(fù)合移動機(jī)構(gòu)(參見文獻(xiàn)1:Jun Sawada, KazuyukiKusumoto，Tadashi Munakata,Yasuhisa Maikawa,Yoshinobu Ishikawa,uk Mobile RobotFor Inspect1n of Power Transmiss1n Lines，，，IEEE Trans.Power Delivery, 1991,Vol.6，N0.1:pp..309-315 ;文南犬 2:Mineo Higuchi，Yoichiro Mae da, Sadahiro Tsutani，Shiro Hagihara，‘‘Development of aMobile Inspect1n Robot for Power Transmiss1nLines，，，J.0f the Robotics Society of Japan，Japan，Vol.9，N0.4，pp.457-463，1991)，或者采用多組移動單元串聯(lián)組成的多自由度移動機(jī)構(gòu)(文獻(xiàn)3:Shin_ichi Aoshima, TakeshiTsujimura，Tetsuro YabutaZiA Wire Mobile Robot with Mult1-unit Structure，，，IEEE/RSJ Intermat1nal Workshop on Intelligent Robots and Systems, Sep.4—6，1989，Tsukuba，Japan，pp.414-421)。這些機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重量大，跨越障礙物過程復(fù)雜，不宜控制，對于線路環(huán)境中較復(fù)雜的障礙物無法跨越，絕大部分巡檢機(jī)器人只能用于地線巡檢，因此，難以應(yīng)用于實際的超高壓輸電線路巡檢作業(yè)中。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種雙臂仿生可調(diào)質(zhì)心巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)。該機(jī)器人機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、易于控制，同時越障能力強(qiáng)、作業(yè)時安全穩(wěn)定性高。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]—種雙臂仿生可調(diào)質(zhì)心巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)，包括前輪爪機(jī)構(gòu)、前俯仰機(jī)構(gòu)、前升降機(jī)構(gòu)、前回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、前手肘機(jī)構(gòu)、質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、電器箱、后輪爪機(jī)構(gòu)、后俯仰機(jī)構(gòu)、后升降機(jī)構(gòu)、后回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、后手肘機(jī)構(gòu)及導(dǎo)軌支架，其中前手肘機(jī)構(gòu)和后手肘機(jī)構(gòu)分別由前至后設(shè)置于導(dǎo)軌支架的上方，所述前手肘機(jī)構(gòu)從下至上依次與前回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、前升降機(jī)構(gòu)、前俯仰機(jī)構(gòu)及前輪爪機(jī)構(gòu)連接，所述后手肘機(jī)構(gòu)從上至下依次與后回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、后升降機(jī)構(gòu)、后俯仰機(jī)構(gòu)及后輪爪機(jī)構(gòu)連接，所述電器箱位于導(dǎo)軌支架的下方、并通過質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與導(dǎo)軌支架連接。
[0006]所述前輪爪機(jī)構(gòu)和后輪爪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)相同，均包括輪架、行走電機(jī)、行走輪、行走輪軸、夾緊電機(jī)、夾緊絲杠、導(dǎo)輪、導(dǎo)輪軸及夾爪機(jī)構(gòu)，其中行走輪軸、夾緊絲杠及導(dǎo)輪軸依次相互平行地設(shè)置于輪架上，所述行走輪軸的一端與行走電機(jī)的輸出軸連接，所述夾緊絲杠的一端與夾緊電機(jī)的輸出軸連接，所述行走輪和導(dǎo)輪分別套設(shè)于行走輪軸和導(dǎo)輪軸上，所述夾爪機(jī)構(gòu)與輪架滑動連接、并與夾緊絲杠螺紋連接。
[0007]所述夾爪機(jī)構(gòu)包括左夾爪和右夾爪，所述夾緊絲杠上設(shè)有旋向相反的兩段螺紋，所述左夾爪和右夾爪的一端分別與夾緊絲杠上旋向相反的兩段螺紋連接，另一端均與輪架上設(shè)有的導(dǎo)桿滑動連接。
[0008]所述前升降機(jī)構(gòu)和后升降機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)相同，均包括升降架、升降電機(jī)、第一主動齒輪、第一從動齒輪、升降螺母、升降絲桿、升降導(dǎo)軌及升降滑塊，其中升降螺母可轉(zhuǎn)動地安裝在升降架上，所述升降絲桿與升降螺母螺紋配合，所述升降滑塊固定安裝在升降架上，所述升降導(dǎo)軌與升降滑塊滑動連接，所述升降絲桿和升降導(dǎo)軌相互平行、并下端相連，所述升降電機(jī)安裝在升降架上、并輸出端設(shè)有第一主動齒輪，所述第一從動齒輪套裝于升降螺母的外側(cè)、并與第一主動齒輪嚙合，所述升降絲桿的上端與前俯仰機(jī)構(gòu)或后俯仰機(jī)構(gòu)連接。
[0009]所述前回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和后回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)相同，均包括支撐架、回轉(zhuǎn)電機(jī)、蝸桿軸、蝸桿及蝸輪，其中支撐架與前升降機(jī)構(gòu)或后升降機(jī)構(gòu)連接，所述蝸桿軸轉(zhuǎn)動安裝在支撐架上、并一端與安裝在支撐架上的回轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸連接，所述蝸輪套設(shè)于蝸桿軸上、并與安裝在前升降機(jī)構(gòu)或后升降機(jī)構(gòu)上的蝸桿嚙合。
[0010]所述前俯仰機(jī)構(gòu)、后俯仰機(jī)構(gòu)、前手肘機(jī)構(gòu)及后手肘機(jī)構(gòu)均與前回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和后回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)相同，均為蝸輪蝸桿傳動機(jī)構(gòu)。
[0011]所述質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括移動電機(jī)、第一導(dǎo)輪、第二導(dǎo)輪、移動滑塊及移動絲杠，其中移動絲杠的兩端轉(zhuǎn)動安裝在導(dǎo)軌支架上、并一端與安裝在導(dǎo)軌支架上的移動電機(jī)的輸出端連接，所述電器箱的兩端分別通過第一導(dǎo)輪和第二導(dǎo)輪與導(dǎo)軌支架滾動連接，所述移動滑塊與移動絲杠螺紋連接、并與電器箱固連。
[0012]所述質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括同步帶主動輪、同步帶、同步帶被動輪及同步帶滑塊，其中同步帶主動輪和同步帶被動輪轉(zhuǎn)動安裝在導(dǎo)軌支架上、并通過同步帶連接，所述電器箱通過同步帶滑塊與同步帶固連。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果是:
[0014]1.本發(fā)明采用仿生機(jī)構(gòu)設(shè)計，結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕。本發(fā)明采用仿生機(jī)構(gòu)，仿猿猴手臂的機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)簡單、緊湊，機(jī)構(gòu)合理，質(zhì)量輕。
[0015]2.本發(fā)明操作方便，控制簡單。本發(fā)明采用仿生機(jī)構(gòu)，關(guān)節(jié)數(shù)量少，雙臂對稱配置，控制簡單，運(yùn)動序列便于規(guī)劃。
[0016]3.本發(fā)明運(yùn)動穩(wěn)定，巡檢作業(yè)可靠性高。本發(fā)明機(jī)器人機(jī)構(gòu)具有質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，通過調(diào)節(jié)機(jī)器人重心使機(jī)器人能夠保持較好穩(wěn)定姿態(tài)，同時減小由于重力影響的導(dǎo)線變形。
[0017]4.本發(fā)明越障能力強(qiáng)。本發(fā)明機(jī)器人機(jī)構(gòu)的輪爪機(jī)構(gòu)采用行走輪和導(dǎo)輪的雙輪結(jié)構(gòu)，中間放置夾爪，通過夾爪、行走輪、導(dǎo)輪三者夾持導(dǎo)線，從而使機(jī)器人具有能夠夾持不同導(dǎo)線截面的能力，當(dāng)機(jī)器人跨越復(fù)雜障礙物時，機(jī)器人可以單臂掛線，通過仿生機(jī)構(gòu)設(shè)計的手臂聯(lián)動使機(jī)器人跨越障礙物。
[0018]5.本發(fā)明應(yīng)用范圍廣。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于高壓輸電線路及電話線路的巡檢機(jī)器人移動機(jī)構(gòu)，可以跨越引流線、懸垂線夾等復(fù)雜障礙物等。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明中前、后輪爪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖(去掉了上側(cè)的導(dǎo)軌及滑塊)；
[0021]圖3為本發(fā)明中前、后輪爪機(jī)構(gòu)的夾爪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4為本發(fā)明中升降機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)意圖；
[0023]圖5為本發(fā)明中回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖6為本發(fā)明中質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖7為本發(fā)明中質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖8為超高壓輸電線路的障礙環(huán)境(耐張線夾、引流線)示意圖；
[0027]圖9a為本發(fā)明越障過程第一個動作的示意圖；
[0028]圖9b為本發(fā)明越障過程第二個動作的示意圖；
[0029]圖9c為本發(fā)明越障過程第三個動作的示意圖；
[0030]圖9d為本發(fā)明越障過程第四個動作的示意圖。
[0031]其中:1為前輪爪機(jī)構(gòu)，2為前俯仰機(jī)構(gòu)，3為前升降機(jī)構(gòu)，4為前回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，5為前手肘機(jī)構(gòu)，6為質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，7為電器箱，8為后輪爪機(jī)構(gòu)，9為后俯仰機(jī)構(gòu)，10為后升降機(jī)構(gòu)，11為后回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，12為后手肘機(jī)構(gòu)，13為導(dǎo)軌支架，14為輪架，15為行走電機(jī)，16為行走輪，17為行走輪軸，18為夾緊電機(jī)，19為夾緊絲杠，20為加緊絲杠左螺紋，21為左夾爪的左螺紋，22為加緊絲杠右螺紋，23為右夾爪的右螺紋，24為導(dǎo)輪，25為導(dǎo)輪軸，26為左夾爪，27為右夾爪，28為導(dǎo)桿，29為升降架，30升降電機(jī)，31第一主動齒輪，32為第一從動齒輪，33為升降螺母，34為升降絲杠，35為升降導(dǎo)軌，36為升降滑塊，37為支撐架，38為回轉(zhuǎn)電機(jī)，39為蝸桿軸，40為蝸桿，41為蝸輪，42為移動電機(jī)，43為第一導(dǎo)輪，44第二導(dǎo)輪，45為移動滑塊，46為移動絲杠，47為同步帶主動輪，48為同步帶，49為同步帶被動輪，50為同步帶滑塊，51為導(dǎo)線，52為耐張線夾，53為絕緣子串，54為引流線，55為桿塔。
【具體實施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。
[0033]如圖1所示，本發(fā)明包括前輪爪機(jī)構(gòu)1、前俯仰機(jī)構(gòu)2、前升降機(jī)構(gòu)3、前回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)
4、前手肘機(jī)構(gòu)5、質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)6、電器箱7、后輪爪機(jī)構(gòu)8、后俯仰機(jī)構(gòu)9、后升降機(jī)構(gòu)10、后回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)11、后手肘機(jī)構(gòu)12及導(dǎo)軌支架13，其中前手肘機(jī)構(gòu)5和后手肘機(jī)構(gòu)12分別由前至后設(shè)置于導(dǎo)軌支架13的上方，所述前手肘機(jī)構(gòu)5從下至上依次與前回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4、前升降機(jī)構(gòu)3、前俯仰機(jī)構(gòu)2及前輪爪機(jī)構(gòu)I連接，所述后手肘機(jī)構(gòu)12從上至下依次與后回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)
11、后升降機(jī)構(gòu)10、后俯仰機(jī)構(gòu)9及后輪爪機(jī)構(gòu)8連接，所述電器箱7位于導(dǎo)軌支架13的下方、并通過質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)6與導(dǎo)軌支架13連接。質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)6安裝于導(dǎo)軌支架13上，通過質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)6實現(xiàn)機(jī)器人質(zhì)心的調(diào)節(jié)。
[0034]如圖2所示，所述前輪爪機(jī)構(gòu)I和后輪爪機(jī)構(gòu)8結(jié)構(gòu)相同，均包括輪架14、行走電機(jī)15、行走輪16、行走輪軸17、夾緊電機(jī)18、夾緊絲杠19、導(dǎo)輪24、導(dǎo)輪軸25及夾爪機(jī)構(gòu)，其中行走輪軸17、夾緊絲杠19及導(dǎo)輪軸25依次相互平行地設(shè)置于輪架14上，所述行走輪軸17的一端與行走電機(jī)15的輸出軸連接，所述夾緊絲杠19的一端與夾緊電機(jī)18的輸出軸連接，所述行走輪16和導(dǎo)輪24分別套設(shè)于行走輪軸17和導(dǎo)輪軸25上，所述夾爪機(jī)構(gòu)與輪架14滑動連接、并與夾緊絲杠19螺紋連接。
[0035]如圖3所示，所述夾爪機(jī)構(gòu)包括左夾爪26和右夾爪27，所述夾緊絲杠19上設(shè)有旋向相反的兩段螺紋(夾緊絲杠左螺紋20和夾緊絲杠右螺紋22)，所述左夾爪26和右夾爪27的一端分別與夾緊絲杠19上旋向相反的兩段螺紋連接(左夾爪26和右夾爪27通過端部設(shè)有的左螺紋和右螺紋分別與夾緊絲杠19上的左、右螺紋形成螺旋移動連接)，另一端均與輪架14上設(shè)有的導(dǎo)桿28滑動連接，導(dǎo)桿28的兩端安裝在輪架14上。
[0036]所述前輪爪機(jī)構(gòu)I和后輪爪機(jī)構(gòu)8的具體工作過程是:
[0037]所述行走電機(jī)15工作，驅(qū)動行走輪軸17旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動行走輪16轉(zhuǎn)動，使行走輪16在導(dǎo)線51上往復(fù)移動；夾緊電機(jī)15轉(zhuǎn)動，帶動夾緊絲杠19旋轉(zhuǎn)，在導(dǎo)桿28的作用下，使得左夾爪26和右夾爪27相互靠近和分開，從而實現(xiàn)左夾爪26和右夾爪27對導(dǎo)線51的夾緊和松開功能。
[0038]所述前輪爪機(jī)構(gòu)I和后輪爪機(jī)構(gòu)8的一端通過左夾爪26和右夾爪27與導(dǎo)線51夾持、并通過行走輪16和導(dǎo)輪24在導(dǎo)線51上行走。所述前輪爪機(jī)構(gòu)I和后輪爪機(jī)構(gòu)8的另一端分別與前俯仰機(jī)構(gòu)2和后俯仰機(jī)構(gòu)9相連，通過前俯仰機(jī)構(gòu)2和后俯仰機(jī)構(gòu)9的驅(qū)動實現(xiàn)前輪爪機(jī)構(gòu)I和后輪爪機(jī)構(gòu)8的俯仰轉(zhuǎn)動。
[0039]如圖4所示，所述前升降機(jī)構(gòu)3和后升降機(jī)構(gòu)10結(jié)構(gòu)相同，均包括升降架29、升降電機(jī)30、第一主動齒輪31、第一從動齒輪32、升降螺母33、升降絲桿34、升降導(dǎo)軌35及升降滑塊36，其中升降螺母33可轉(zhuǎn)動地安裝在升降架29上，所述升降絲桿34與升降螺母33螺紋配合。所述升降滑塊36固定安裝在升降架29上，所述升降導(dǎo)軌35與升降滑塊36滑動連接，所述升降絲桿34和升降導(dǎo)軌35相互平行、并下端相連。所述升降電機(jī)30安裝在升降架29上、并輸出端設(shè)有第一主動齒輪31，所述第一從動齒輪32套裝于升降螺母33的外側(cè)、并與第一主動齒輪31嚙合，所述升降絲桿34的上端與前俯仰機(jī)構(gòu)2或后俯仰機(jī)構(gòu)9連接。
[0040]所述升降電機(jī)30工作，驅(qū)動第一主動齒輪31旋轉(zhuǎn)，帶動與第一主動齒輪31嚙合的第一從動齒輪32轉(zhuǎn)動，進(jìn)而使與第一從動齒輪32固接的升降螺母33轉(zhuǎn)動，利用升降螺母33與升降絲杠34的螺紋連接，帶動升降絲杠34通過升降導(dǎo)軌35沿升降滑塊36上升或下降。
[0041]所述前升降機(jī)構(gòu)3和后升降機(jī)構(gòu)10的一端分別與前俯仰機(jī)構(gòu)2和后俯仰機(jī)構(gòu)9相連，另一端分別與前回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4和后回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)11相連，通過前升降機(jī)構(gòu)3實現(xiàn)前俯仰機(jī)構(gòu)2及前輪爪機(jī)構(gòu)I的升降，通過后升降機(jī)構(gòu)10實現(xiàn)后俯仰機(jī)構(gòu)9及后輪爪機(jī)構(gòu)8的升降。
[0042]如圖5所示，所述前回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4和后回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)11結(jié)構(gòu)相同，均包括支撐架37、回轉(zhuǎn)電機(jī)38、蝸桿軸39、蝸桿40及蝸輪41，其中支撐架37與前升降機(jī)構(gòu)3或后升降機(jī)構(gòu)10連接，所述蝸桿軸39轉(zhuǎn)動安裝在支撐架37上、并一端與安裝在支撐架37上的回轉(zhuǎn)電機(jī)38的輸出軸連接，所述蝸輪41套設(shè)于蝸桿軸39上、并與安裝在前升降機(jī)構(gòu)3或后升降機(jī)構(gòu)10上的蝸桿40嚙合。
[0043]所述回轉(zhuǎn)電機(jī)38工作，驅(qū)動蝸桿40旋轉(zhuǎn)，通過蝸桿40與蝸輪41的嚙合，帶動蝸輪41轉(zhuǎn)動，進(jìn)而使升降架29轉(zhuǎn)動，帶動前輪爪機(jī)構(gòu)I和后輪爪機(jī)構(gòu)8等轉(zhuǎn)動。
[0044]所述前俯仰機(jī)構(gòu)2、后俯仰機(jī)構(gòu)9、前手肘機(jī)構(gòu)5及后手肘機(jī)構(gòu)12均與前回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4和后回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)11結(jié)構(gòu)相同，均為蝸輪蝸桿傳動機(jī)構(gòu)。
[0045]所述前手肘機(jī)構(gòu)5和后手肘機(jī)構(gòu)12的一端分別與前回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4和后回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)11相連，另一端分別與導(dǎo)軌支架13的兩側(cè)相連，通過前手肘機(jī)構(gòu)5的驅(qū)動實現(xiàn)前回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4、前俯仰機(jī)構(gòu)2及前輪爪機(jī)構(gòu)I的俯仰；通過后手肘機(jī)構(gòu)12的驅(qū)動實現(xiàn)后回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)11、后俯仰機(jī)構(gòu)9及后輪爪機(jī)構(gòu)8的俯仰。
[0046]如圖6所不，所述質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)6包括移動電機(jī)42、第一導(dǎo)輪43、第二導(dǎo)輪44、移動滑塊45及移動絲杠46，其中移動絲杠46的兩端轉(zhuǎn)動安裝在導(dǎo)軌支架13上、并一端與安裝在導(dǎo)軌支架13上的移動電機(jī)42的輸出端連接。所述電器箱7的兩端分別通過第一導(dǎo)輪43和第二導(dǎo)輪44與導(dǎo)軌支架13滾動連接，所述第一導(dǎo)輪43和第二導(dǎo)輪44分別容置于導(dǎo)軌支架13的凹槽內(nèi)。所述移動滑塊45與移動絲杠46螺紋連接、并與電器箱7固連，實現(xiàn)移動滑塊45在移動絲杠46上的螺旋移動，電器箱7與移動滑塊45連動；移動電機(jī)42工作，驅(qū)動移動絲杠46旋轉(zhuǎn)，利用移動滑塊45與移動絲杠46的螺紋連接，使移動滑塊45及電器箱7通過第一導(dǎo)輪43和第二導(dǎo)輪44沿著導(dǎo)軌支架13的凹槽往復(fù)移動，實現(xiàn)重心的調(diào)節(jié)，改善了掛線的行走夾持機(jī)構(gòu)的受力狀態(tài)，有利于機(jī)器人機(jī)構(gòu)手臂的抬升及越障。
[0047]如圖7所示，所述質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)6還可采用同步帶驅(qū)動的型式，包括同步帶主動輪47、同步帶48、同步帶被動輪49、同步帶滑塊50及同步帶輪驅(qū)動電機(jī)，其中同步帶主動輪47和同步帶被動輪49轉(zhuǎn)動安裝在導(dǎo)軌支架13上、并通過同步帶48連接，所述電器箱7通過同步帶滑塊50與同步帶48固連。所述同步帶輪驅(qū)動電機(jī)安裝在導(dǎo)軌支架13上、并輸出端與同步帶主動輪47連接，所述同步帶輪驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動同步帶主動輪47轉(zhuǎn)動，同步帶主動輪47帶動同步帶48運(yùn)動，同步帶48帶動同步帶滑塊50移動，電器箱7與同步帶滑塊50連動，實現(xiàn)重心的調(diào)節(jié)。
[0048]如圖8所示，在導(dǎo)線51上主要的障礙物為耐張線夾52、絕緣子串53、引流線54。本發(fā)明機(jī)器人機(jī)構(gòu)工作時由行走電機(jī)驅(qū)動，帶動機(jī)器人機(jī)構(gòu)在導(dǎo)線51上行走，通過本發(fā)明的輪爪機(jī)構(gòu)、俯仰機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、手肘機(jī)構(gòu)和質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的配合運(yùn)動，可沿線行進(jìn)并跨越導(dǎo)線51上的障礙物，如圖9a、9b、9c、9d所示。
[0049]當(dāng)前輪爪機(jī)構(gòu)I在耐張線夾52處停下，這時質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)6驅(qū)動電器箱7向前移動，前手肘機(jī)構(gòu)5中的驅(qū)動電機(jī)運(yùn)動，使前輪爪機(jī)構(gòu)I升起，前回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3使前輪爪機(jī)構(gòu)I回轉(zhuǎn)180°，后手肘機(jī)構(gòu)12、前手肘機(jī)構(gòu)5中的驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動手臂運(yùn)動，使前輪爪機(jī)構(gòu)I向前下方移動，后升降機(jī)構(gòu)10伸長使前輪爪機(jī)構(gòu)I下降，當(dāng)前輪爪機(jī)構(gòu)I跨越耐張線夾52后，前回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4反向回轉(zhuǎn)、后回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)11回轉(zhuǎn)，使前輪爪機(jī)構(gòu)I位于引流線54的正上方，前升降機(jī)構(gòu)3收縮，前俯仰機(jī)構(gòu)2俯仰使前輪爪機(jī)構(gòu)I落線(如圖9b)。重復(fù)上述動作序列，使機(jī)器人后輪爪機(jī)構(gòu)8跨越耐張線夾49 (如圖9d)。機(jī)器人在引流線上的運(yùn)動，就是重復(fù)后輪爪機(jī)構(gòu)1、前輪爪機(jī)構(gòu)8的交叉前行。
【主權(quán)項】
1.一種雙臂仿生可調(diào)質(zhì)心巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于:包括前輪爪機(jī)構(gòu)(I)、前俯仰機(jī)構(gòu)(2)、前升降機(jī)構(gòu)(3)、前回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(4)、前手肘機(jī)構(gòu)(5)、質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(6)、電器箱(7)、后輪爪機(jī)構(gòu)⑶、后俯仰機(jī)構(gòu)(9)、后升降機(jī)構(gòu)(10)、后回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(11)、后手肘機(jī)構(gòu)(12)及導(dǎo)軌支架(13)，其中前手肘機(jī)構(gòu)(5)和后手肘機(jī)構(gòu)(12)分別由前至后設(shè)置于導(dǎo)軌支架(13)的上方，所述前手肘機(jī)構(gòu)(5)從下至上依次與前回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(4)、前升降機(jī)構(gòu)(3)、前俯仰機(jī)構(gòu)(2)及前輪爪機(jī)構(gòu)(I)連接，所述后手肘機(jī)構(gòu)(12)從上至下依次與后回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(11)、后升降機(jī)構(gòu)(10)、后俯仰機(jī)構(gòu)(9)及后輪爪機(jī)構(gòu)⑶連接，所述電器箱(7)位于導(dǎo)軌支架(13)的下方、并通過質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(6)與導(dǎo)軌支架(13)連接。2.按權(quán)利要求1所述的雙臂仿生可調(diào)質(zhì)心巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述前輪爪機(jī)構(gòu)⑴和后輪爪機(jī)構(gòu)⑶結(jié)構(gòu)相同，均包括輪架(14)、行走電機(jī)(15)、行走輪(16)、行走輪軸(17)、夾緊電機(jī)(18)、夾緊絲杠(19)、導(dǎo)輪(24)、導(dǎo)輪軸(25)及夾爪機(jī)構(gòu)，其中行走輪軸(17)、夾緊絲杠(19)及導(dǎo)輪軸(25)依次相互平行地設(shè)置于輪架(14)上，所述行走輪軸(17)的一端與行走電機(jī)(15)的輸出軸連接，所述夾緊絲杠(19)的一端與夾緊電機(jī)(18)的輸出軸連接，所述行走輪(16)和導(dǎo)輪(24)分別套設(shè)于行走輪軸(17)和導(dǎo)輪軸(25)上，所述夾爪機(jī)構(gòu)與輪架(14)滑動連接、并與夾緊絲杠(19)螺紋連接。3.按權(quán)利要求2所述的雙臂仿生可調(diào)質(zhì)心巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述夾爪機(jī)構(gòu)包括左夾爪(26)和右夾爪(27)，所述夾緊絲杠(19)上設(shè)有旋向相反的兩段螺紋，所述左夾爪(26)和右夾爪(27)的一端分別與夾緊絲杠(19)上旋向相反的兩段螺紋連接，另一端均與輪架(14)上設(shè)有的導(dǎo)桿(28)滑動連接。4.按權(quán)利要求1所述的雙臂仿生可調(diào)質(zhì)心巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述前升降機(jī)構(gòu)(3)和后升降機(jī)構(gòu)(10)結(jié)構(gòu)相同，均包括升降架(29)、升降電機(jī)(30)、第一主動齒輪(31)、第一從動齒輪(32)、升降螺母(33)、升降絲桿(34)、升降導(dǎo)軌(35)及升降滑塊(36)，其中升降螺母(33)可轉(zhuǎn)動地安裝在升降架(29)上，所述升降絲桿(34)與升降螺母(33)螺紋配合，所述升降滑塊(36)固定安裝在升降架(29)上，所述升降導(dǎo)軌(35)與升降滑塊(36)滑動連接，所述升降絲桿(34)和升降導(dǎo)軌(35)相互平行、并下端相連，所述升降電機(jī)(30)安裝在升降架(29)上、并輸出端設(shè)有第一主動齒輪(31)，所述第一從動齒輪(32)套裝于升降螺母(33)的外側(cè)、并與第一主動齒輪(31)嚙合，所述升降絲桿(34)的上端與前俯仰機(jī)構(gòu)(2)或后俯仰機(jī)構(gòu)(9)連接。5.按權(quán)利要求1-4任一項所述的雙臂仿生可調(diào)質(zhì)心巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述前回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)⑷和后回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(11)結(jié)構(gòu)相同，均包括支撐架(37)、回轉(zhuǎn)電機(jī)(38)、蝸桿軸(39)、蝸桿(40)及蝸輪(41)，其中支撐架(37)與前升降機(jī)構(gòu)(3)或后升降機(jī)構(gòu)(10)連接，所述蝸桿軸(39)轉(zhuǎn)動安裝在支撐架(37)上、并一端與安裝在支撐架(37)上的回轉(zhuǎn)電機(jī)(38)的輸出軸連接，所述蝸輪(41)套設(shè)于蝸桿軸(39)上、并與安裝在前升降機(jī)構(gòu)(3)或后升降機(jī)構(gòu)(10)上的蝸桿(40)嚙合。6.按權(quán)利要求5所述的雙臂仿生可調(diào)質(zhì)心巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述前俯仰機(jī)構(gòu)(2)、后俯仰機(jī)構(gòu)(9)、前手肘機(jī)構(gòu)(5)及后手肘機(jī)構(gòu)(12)均與前回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(4)和后回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(11)結(jié)構(gòu)相同，均為蝸輪蝸桿傳動機(jī)構(gòu)。7.按權(quán)利要求1所述的雙臂仿生可調(diào)質(zhì)心巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(6)包括移動電機(jī)(42)、第一導(dǎo)輪(43)、第二導(dǎo)輪(44)、移動滑塊(45)及移動絲杠(46)，其中移動絲杠(46)的兩端轉(zhuǎn)動安裝在導(dǎo)軌支架(13)上、并一端與安裝在導(dǎo)軌支架(13)上的移動電機(jī)(42)的輸出端連接，所述電器箱(7)的兩端分別通過第一導(dǎo)輪(43)和第二導(dǎo)輪(44)與導(dǎo)軌支架(13)滾動連接，所述移動滑塊(45)與移動絲杠(46)螺紋連接、并與電器箱(7)固連。8.按權(quán)利要求1所述的雙臂仿生可調(diào)質(zhì)心巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述質(zhì)心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(6)包括同步帶主動輪(47)、同步帶(48)、同步帶被動輪(49)及同步帶滑塊(50)，其中同步帶主動輪(47)和同步帶被動輪(49)轉(zhuǎn)動安裝在導(dǎo)軌支架(13)上、并通過同步帶(48)連接，所述電器箱(7)通過同步帶滑塊(50)與同步帶(48)固連。
【文檔編號】H02G1/02GK105983958SQ201510040839
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年1月27日
【發(fā)明人】姜勇, 許繼葵, 王洪光, 李瀚儒, 岳湘, 張鈺, 凌烈, 張成巍, 羅紅, 伍衡, 寧宇
【申請人】中國科學(xué)院沈陽自動化研究所, 廣州供電局有限公司