專利名稱：串補(bǔ)裝置巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
串補(bǔ)裝置巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及移動機(jī)器人機(jī)構(gòu)，具體地說是一種基于差動式原理設(shè)計(jì)的串補(bǔ)裝置巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
[0002]500kV可控串補(bǔ)裝置作為全世界可控串補(bǔ)度最高、可控容量最大、額定提升系數(shù)最大、閥額定電壓最高的串補(bǔ)平臺，為了及時排查隱患，提高設(shè)備使用性能，需要定期對串補(bǔ)裝置進(jìn)行巡檢。目前的巡檢一般采用人工方式，即由巡檢工人在地面采用目測或通過望遠(yuǎn)鏡等設(shè)備沿平臺圍欄的外圍逐項(xiàng)檢查；人工巡檢方式存在巡檢視角受限、巡檢作業(yè)勞動強(qiáng)度大，并且難以保證巡檢質(zhì)量等問題；因此需要研制串補(bǔ)裝置巡檢機(jī)器人來代替人工進(jìn)行串補(bǔ)裝置的巡檢作業(yè)，提高巡檢效率、保證串補(bǔ)裝置的安全運(yùn)行。目前，針對超高壓環(huán)境巡檢的機(jī)器人主要包括 Jun Sawada, Kazuyuki Kusumoto, et al. A Mobile Robot for Inspection of Power Transmissi On Lines[Al. IEEE transactions of Power Delivery, 1991. 6 (I). 309 315，P0ULI0T，N，M0NTAMBAULT，S. LineScout Technology From inspection to robotic maintenance on live transmission power lines[C]Robotics and Automation,2009. ICRA; 09. IEEE Internat ional Conference on, pp. 1034-1040, 12-17May 2009 ；WU Gongping, ZHENG Tuo, XIAO Hua, et al. Navigation, location and non-collision obstacles overcoming for high-voltage power transmission-line inspection robot[C]//Mechatronics and Automation,2009. ICMA2009. International Conference,pp. 2014-2020，9_12Aug. 2009.但上述這些機(jī)器人主要針對超高壓輸電線路的巡檢，沒有可用于500kV可控串補(bǔ)裝置巡檢的機(jī)器人系統(tǒng)。實(shí)用新型內(nèi)容[0003]為了實(shí)現(xiàn)500kV可控串補(bǔ)裝置的巡檢，本實(shí)用新型的目的在于提供一種串補(bǔ)裝置巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)。·[0004]本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的[0005]本實(shí)用新型包括車體、第一機(jī)架、驅(qū)動機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)復(fù)位機(jī)構(gòu)及行走輪，其中驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括電機(jī)及差速器，旋轉(zhuǎn)復(fù)位機(jī)構(gòu)包括彈簧、凹槽及凸輪，所述第一機(jī)架與車體鉸接，電機(jī)安裝在第一機(jī)架上，通過差速器驅(qū)動位于車體兩側(cè)的行走輪實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動或轉(zhuǎn)彎運(yùn)動； 所述凹槽安裝在第一機(jī)架上，彈簧的一端連接有始終位于凹槽內(nèi)的凸輪，彈簧的另一端與車體相連。[0006]其中所述差速器為錐齒輪差速器，包括第一錐齒輪、第二錐齒輪、第三錐齒輪及第二機(jī)架，第一、三錐齒輪的齒輪軸分別轉(zhuǎn)動安裝在第一機(jī)架上，且第一、三錐齒輪的齒輪軸一端分別設(shè)有第一、三錐齒輪，另一端則分別連接有行走輪；所述第二機(jī)架與第一、三錐齒輪的齒輪軸分別轉(zhuǎn)動連接，第二錐齒輪的齒輪軸轉(zhuǎn)動安裝在第二機(jī)架上，且第二錐齒輪分別與第一、三錐齒輪相嚙合；所述第二機(jī)架通過傳動裝置與電機(jī)的輸出軸相連；所述傳動裝置包括第一齒輪及第二齒輪，其中第一齒輪安裝在電機(jī)的輸出軸上，第二齒輪轉(zhuǎn)動安裝在所述第一錐齒輪的齒輪軸上、并與第一齒輪相嚙合，所述第二機(jī)架與第二齒輪固接；所述第一、三錐齒輪齒輪軸的中心線共線；所述第一錐齒輪與第三錐齒輪的齒數(shù)相同；所述行走輪的外圓周表面設(shè)有輪槽；所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)為兩個，即第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)及第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)，分別通過各自的第一機(jī)架安裝在車體的前后兩端，每個驅(qū)動機(jī)構(gòu)均驅(qū)動位于車體兩側(cè)的兩個行走輪；所述行走輪內(nèi)部的支撐部材料為鋁合金，外部與軌道接觸的接觸部材料為聚氨酯。[0007]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)與積極效果為[0008]I.本實(shí)用新型在車體前后兩端均設(shè)置了驅(qū)動機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)復(fù)位機(jī)構(gòu)，驅(qū)動機(jī)構(gòu)通過差速器驅(qū)動行走輪實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動或轉(zhuǎn)彎運(yùn)動，同時兼具復(fù)位功能，具有較好的運(yùn)動特性。[0009]2.軌道適應(yīng)能力強(qiáng)；本實(shí)用新型可自主適應(yīng)直線和轉(zhuǎn)彎行走狀態(tài)，可適應(yīng)的軌道曲率范圍廣。[0010]3.穩(wěn)定性與耐磨性好；本實(shí)用新型的行走輪采用了鋁基與聚氨酯復(fù)合輪的結(jié)構(gòu)， 保證了車體行走的穩(wěn)定性，提高了行走輪的耐磨性。[0011]4.安全保護(hù)性好；本實(shí)用新型的行走輪采用輪槽型設(shè)計(jì)，巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)在行走過程中，行走輪限定在軌道上行走，可以起到安全保護(hù)的作用。[0012]5.應(yīng)用范圍廣；本實(shí)用新型適用于可控串補(bǔ)裝置特殊環(huán)境的巡檢作業(yè)，也可以作為超高壓環(huán)境下地面裝置巡檢的機(jī)器人機(jī)構(gòu)。


[0013]圖I為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；[0014]圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖；[0015]圖3為本實(shí)用新型行走輪的內(nèi)部剖視圖；其中1為第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)，2為第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)，3為第一旋轉(zhuǎn)復(fù)位機(jī)構(gòu)，4為第二旋轉(zhuǎn)復(fù)位機(jī)構(gòu)，5為第一行走輪,6為第二行走輪,7為第三行走輪,8為第四行走輪,9為車體,10 為軌道,11為電機(jī)，12為第一齒輪,13為第一機(jī)架，14為第二齒輪,15為第一錐齒輪,16為第二錐齒輪,17為第三錐齒輪,18為左半軸，19為右半軸,20為第二機(jī)架,21為彈簧,22為凹槽，23為凸輪，24為支撐部，25為接觸部。
具體實(shí)施方式
[0017]
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述。[0018]如圖I、圖2所示，本實(shí)用新型包括車體9、第一機(jī)架13、驅(qū)動機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)復(fù)位機(jī)構(gòu)及行走輪，其中車體9前后兩端的下方分別鉸接有第一機(jī)架13，驅(qū)動機(jī)構(gòu)及旋轉(zhuǎn)復(fù)位機(jī)構(gòu)均為兩個，即第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)I、第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)2、第一旋轉(zhuǎn)復(fù)位機(jī)構(gòu)3和第二旋轉(zhuǎn)復(fù)位機(jī)構(gòu)4 ； 行走輪有兩組、共四個，即第一行走輪5、第二行走輪6、第三行走輪7及第四行走輪8。[0019]第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)I包括電機(jī)11及差速器，第一旋轉(zhuǎn)復(fù)位機(jī)構(gòu)包括彈簧21、凹槽22及凸輪23,電機(jī)11固定在第一機(jī)架13上、隨第一機(jī)架13連動，電機(jī)11通過差速器驅(qū)動位于車體9兩側(cè)的第一行走輪5和第二行走輪6實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動或轉(zhuǎn)彎運(yùn)動；所述凹槽22固接在第一機(jī)架13上、隨第一機(jī)架13連動，彈簧21的一端連接有始終位于凹槽22內(nèi)的凸輪23， 彈簧21的另一端與車體9相連。本實(shí)施例的差速器為錐齒輪差速器，包括第一錐齒輪15、第二錐齒輪16、第三錐齒輪17及第二機(jī)架20，其中第一、三錐齒輪15、17的齒輪軸分別轉(zhuǎn)動安裝在第一機(jī)架13上，且第一、三錐齒輪15、17齒輪軸的中心線共線，第一錐齒輪15與第三錐齒輪17的齒數(shù)相同；第一錐齒輪15的齒輪軸(即右半軸19) 一端連接第一錐齒輪 15，另一端連接第二行走輪6，第三錐齒輪17的齒輪軸(即左半軸18) —端連 接第三錐齒輪 17,另一端連接第一行走輪5 ;所述第二機(jī)架20分別與左半軸18和右半軸19轉(zhuǎn)動連接、并且第二機(jī)架20通過傳動裝置與電機(jī)11的輸出軸相連，第二錐齒輪16的齒輪軸轉(zhuǎn)動安裝在第二機(jī)架20上，且第二錐齒輪16分別與第一、三錐齒輪15、17相嚙合。[0020]傳動裝置包括第一齒輪12及第二齒輪14，其中第一齒輪12安裝在電機(jī)11的輸出軸上，第二齒輪14轉(zhuǎn)動安裝在右半軸19上、并與第一齒輪12相嚙合，第二機(jī)架20與第二齒輪14固接。[0021]第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)2與第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)I的機(jī)構(gòu)構(gòu)型相同，第二旋轉(zhuǎn)復(fù)位機(jī)構(gòu)4與第一旋轉(zhuǎn)復(fù)位機(jī)構(gòu)3的機(jī)構(gòu)構(gòu)型相同，故不再贅述。[0022]本實(shí)用新型的第一 四行走輪5 8內(nèi)部的支撐部24材料為鋁合金，外部與軌道 10接觸的接觸部25材料為聚氨酯，行走輪的支撐部24與接觸部25通過模具澆注在一起； 各行走輪的接觸部25均采用輪槽型設(shè)計(jì)，即各行走輪接觸部25的外圓周表面設(shè)有輪槽，可適應(yīng)可控串補(bǔ)裝置的軌道10行走。[0023]本實(shí)用新型的工作原理為[0024]本實(shí)用新型基于差動式原理設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)在軌道10上的直線行走和轉(zhuǎn)彎功能。[0025]每個驅(qū)動機(jī)構(gòu)均通過一個電機(jī)11驅(qū)動兩個行走輪轉(zhuǎn)動。第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)I中的電機(jī)11通過第一齒輪12與第二齒輪14的嚙合傳動、驅(qū)動第二機(jī)架20，第二機(jī)架20運(yùn)動帶動第二錐齒輪16繞水平軸線(左、右半軸的中心線)方向轉(zhuǎn)動，第二錐齒輪16帶動第一、三錐齒輪15、17同向同步轉(zhuǎn)動，進(jìn)而通過左半軸18和右半軸19帶動第一行走輪5和第二行走輪6在軌道10上運(yùn)動。第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)2與第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)I的機(jī)構(gòu)構(gòu)型相同，通過第一行走輪5、第二行走輪6、第三行走輪7和第四行走輪8共同運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)在軌道 10上的直線運(yùn)動。[0026]當(dāng)巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)行走至在軌道10的轉(zhuǎn)彎處時，由于第一行走輪5和第二行走輪 6的行走速度不同，第一行走輪5通過左半軸18帶動第三錐齒輪17轉(zhuǎn)動，第二行走輪6通過右半軸19帶動第一錐齒輪15轉(zhuǎn)動，第三錐齒輪17和第一錐齒輪15以不同的速度轉(zhuǎn)動， 因此第二錐齒輪16繞左、右半軸的中心線方向轉(zhuǎn)動的同時還繞垂直于左、右半軸的中心線方向自轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)第一行走輪5和第二行走輪6的差速運(yùn)動。第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)2與第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)I的機(jī)構(gòu)構(gòu)型相同，當(dāng)?shù)谝恍凶咻?、第二行走輪6和第三行走輪7、第四行走輪8處于不同轉(zhuǎn)彎半徑時，由于分別由不同驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制，因此實(shí)現(xiàn)巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)彎運(yùn)動。[0027]當(dāng)巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)的第一行走輪5和第二行走輪6的左、右半軸的中心線與車體 9平行時，凸輪23處于凹槽22的最底端，彈簧21處于未被拉伸或壓縮狀態(tài)；當(dāng)巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)處于轉(zhuǎn)彎狀態(tài)時，左、右半軸的中心線與車體9有一定角度，那么凸輪23由凹槽22的最底端沿槽壁向上滑動，使得彈簧21處于壓縮狀態(tài)。當(dāng)巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)由轉(zhuǎn)彎狀態(tài)回到直線行走狀態(tài)時，由于彈簧21的壓縮使得凸輪23重新回到凹槽22的最底端，因此第一行走輪5和第二行走輪6的左、右半軸的中心線又與車體9平行。第二旋轉(zhuǎn)復(fù)位機(jī)構(gòu)4與第一旋轉(zhuǎn)復(fù)位機(jī)構(gòu)3的機(jī)構(gòu)構(gòu)型相同，可單獨(dú)驅(qū)動實(shí)現(xiàn)第三行走輪7和第四行走輪8的左、右半軸的中心線與車體9平行；因此，當(dāng)巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)由轉(zhuǎn)彎狀態(tài)行駛至直線狀態(tài)時，巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)的每組行走輪可自動回到直線行走時的狀態(tài)?！?br> 權(quán)利要求1.一種串補(bǔ)裝置巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于包括車體(9)、第一機(jī)架(13)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)復(fù)位機(jī)構(gòu)及行走輪，其中驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括電機(jī)(11)及差速器，旋轉(zhuǎn)復(fù)位機(jī)構(gòu)包括彈簧(21)、凹槽(22)及凸輪(23)，所述第一機(jī)架(13)與車體(9)鉸接，電機(jī)(11)安裝在第一機(jī)架(13)上，通過差速器驅(qū)動位于車體(9)兩側(cè)的行走輪實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動或轉(zhuǎn)彎運(yùn)動；所述凹槽(22)安裝在第一機(jī)架(13)上，彈簧(21)的一端連接有始終位于凹槽(22)內(nèi)的凸輪(23)，彈簧(21)的另一端與車體(9)相連。
2.按權(quán)利要求I所述的串補(bǔ)裝置巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于所述差速器為錐齒輪差速器，包括第一錐齒輪(15)、第二錐齒輪(16)、第三錐齒輪(17)及第二機(jī)架(20),其中第一、三錐齒輪(15、17)的齒輪軸分別轉(zhuǎn)動安裝在第一機(jī)架(13)上，且第一、三錐齒輪(15、 17)的齒輪軸一端分別設(shè)有第一、三錐齒輪(15、17)，另一端則分別連接有行走輪；所述第二機(jī)架(20)與第一、三錐齒輪(15、17)的齒輪軸分別轉(zhuǎn)動連接，第二錐齒輪(16)的齒輪軸轉(zhuǎn)動安裝在第二機(jī)架(20)上，且第二錐齒輪(16)分別與第一、三錐齒輪(15、17)相嚙合； 所述第二機(jī)架(20)通過傳動裝置與電機(jī)(11)的輸出軸相連。
3.按權(quán)利要求2所述的串補(bǔ)裝置巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于所述傳動裝置包括第一齒輪(12)及第二齒輪(14),其中第一齒輪(12)安裝在電機(jī)(11)的輸出軸上，第二齒輪(14)轉(zhuǎn)動安裝在所述第一錐齒輪(15)的齒輪軸上、并與第一齒輪(12)相嚙合，所述第二機(jī)架(20)與第二齒輪(14)固接。
4.按權(quán)利要求2所述的串補(bǔ)裝置巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于所述第一、三錐齒輪 (15、17)齒輪軸的中心線共線。
5.按權(quán)利要求2所述的串補(bǔ)裝置巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于所述第一錐齒輪(15) 與第三錐齒輪(17)的齒數(shù)相同。
6.按權(quán)利要求I或2所述的串補(bǔ)裝置巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于所述行走輪的外圓周表面設(shè)有輪槽。
7.按權(quán)利要求I所述的串補(bǔ)裝置巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)，其特征在于所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)為兩個， 即第一驅(qū)動機(jī)構(gòu)(I)及第二驅(qū)動機(jī)構(gòu)(2)，分別通過各自的第一機(jī)架(13)安裝在車體(9) 的前后兩端，每個驅(qū)動機(jī)構(gòu)均驅(qū)動位于車體(9)兩側(cè)的兩個行走輪。
專利摘要本實(shí)用新型涉及移動機(jī)器人機(jī)構(gòu)，具體地說是一種基于差動式原理設(shè)計(jì)的串補(bǔ)裝置巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)，包括車體、第一機(jī)架、驅(qū)動機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)復(fù)位機(jī)構(gòu)及行走輪，其中驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括電機(jī)及差速器，旋轉(zhuǎn)復(fù)位機(jī)構(gòu)包括彈簧、凹槽及凸輪，所述第一機(jī)架與車體鉸接，電機(jī)安裝在第一機(jī)架上，通過差速器驅(qū)動位于車體兩側(cè)的行走輪實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動或轉(zhuǎn)彎運(yùn)動；所述凹槽安裝在第一機(jī)架上，彈簧的一端連接有始終位于凹槽內(nèi)的凸輪，彈簧的另一端與車體相連。本實(shí)用新型在車體前后兩端均設(shè)置了驅(qū)動機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)復(fù)位機(jī)構(gòu)，驅(qū)動機(jī)構(gòu)通過差速器驅(qū)動行走輪實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動或轉(zhuǎn)彎運(yùn)動，同時兼具復(fù)位功能，具有較好的運(yùn)動特性。
文檔編號B60K17/16GK202782681SQ20122045901
公開日2013年3月13日 申請日期2012年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月10日
發(fā)明者王洪光, 凌烈, 姜勇, 劉愛華, 宋屹峰, 孫鵬 申請人:中國科學(xué)院沈陽自動化研究所