一種高壓線巡檢機器人避障機構(gòu)的制作方法
【專利說明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及高壓線巡檢機器人避障領(lǐng)域，特別涉及一種高壓線巡檢機器人避障機 構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0003] 架空高壓輸電線路巡檢機器人已成為國內(nèi)外機器人領(lǐng)域的研究熱點，國內(nèi)外研究 的巡檢機器人多采用輪臂復(fù)合結(jié)構(gòu)，外形尺寸大，機身笨重，抗風(fēng)載能力差，最重要的是，這 種輪式移動方式效率低下，而且往往存在打滑問題。
[0004] 針對上述問題，湖北工業(yè)大學(xué)的徐顯金等人提出了一種磁懸浮式巡檢機器人方 案，該方案利用高壓直流導(dǎo)線周圍的磁場，實現(xiàn)基于安培力的磁懸浮，使機器人能懸浮于高 壓導(dǎo)線之上，并采用安培力驅(qū)動機器人移動，這種磁懸浮式巡檢機器人方案不僅可以極大 地提高機器人的巡航速度，徹底消除打滑問題，而且取消傳統(tǒng)的電機、伺服裝置、傳動裝置 和懸臂結(jié)構(gòu)，大大減輕機器人的重量。
[0005] 本發(fā)明涉及上述機器人的避障機構(gòu)，通過對兩個原動件控制，使機器人具有開合 本體，翻轉(zhuǎn)避障的功能，使其巡檢范圍大大提升。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問題；提供了一種具有兩個自由度，運 轉(zhuǎn)靈活，越障步驟少，跨越障礙時運行平穩(wěn)，可以跨越壓接管、防震錘、直線夾等障礙，解決 了機器人內(nèi)部活動空間狹小而避障所需空間大的矛盾的一種高壓線巡檢機器人避障機構(gòu)。
[0007] 本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的： 一種高壓線巡檢機器人避障機構(gòu)，其特征在于，包括由兩個能夠自由開合的外殼一和 外殼二組成的具有一個空腔的本體；外殼一和外殼二底部通過銷軸鉸接； 所述空腔內(nèi)設(shè)有至少三組能夠行走在高壓線并能夠跨越障礙物的越障機構(gòu)，所述越障 機構(gòu)結(jié)構(gòu)相同，每個行動機構(gòu)包括七桿機構(gòu)以及驅(qū)動七桿機構(gòu)的兩個驅(qū)動機構(gòu)，分別是第 一驅(qū)動機構(gòu)和第二驅(qū)動機構(gòu)； 所述七桿機構(gòu)輸出端固連一導(dǎo)輪，該七桿機構(gòu)包括平面連桿機構(gòu)和絲杠螺母機構(gòu)；絲 杠螺母機構(gòu)下端通過聯(lián)軸器與固定在外殼一上的第一驅(qū)動機構(gòu)配接，上端與外殼一通過軸 承連接；所述平面連桿機構(gòu)包括兩根平行設(shè)置的驅(qū)動連桿以及伸展連桿組件，驅(qū)動連桿的 一端與絲杠螺母機構(gòu)的螺母鉸接，另一端銷軸鉸接，所述導(dǎo)輪固連在銷軸上，伸展連桿組件 包括一端與第二驅(qū)動機構(gòu)固連的連桿一，所述連桿一另一端固定在外殼一上，同時第二驅(qū) 動機構(gòu)輸出軸與連桿二一端固連，導(dǎo)輪與連桿二另一端鉸接。
[0008] 在上述的一種高壓線巡檢機器人避障機構(gòu)，還包括一個支撐桿，所述支撐桿一端 與銷軸鉸接，另一端與銷軸鉸接；所述第一驅(qū)動機構(gòu)采用伺服電機驅(qū)動，所述第二驅(qū)動機構(gòu) 采用伺服電機驅(qū)動。
[0009] 在上述的一種高壓線巡檢機器人避障機構(gòu)，所述越障機構(gòu)為三個，均勻布置在本 體的空腔內(nèi)，所述七桿機構(gòu)自由度為2,機構(gòu)展開后，連桿一、連桿二處于平行狀態(tài)，具有自 鎖性，絲杠螺母機構(gòu)也具有自鎖性，兩個自鎖機構(gòu)保證機構(gòu)越障可靠；越障由伺服電機通過 連桿一、連桿二帶動導(dǎo)輪繞銷軸翻轉(zhuǎn)實現(xiàn)。
[0010] 因此，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：根據(jù)磁懸浮式高壓線巡檢機器人特殊的結(jié)構(gòu)而設(shè)計， 具有兩個自由度，運轉(zhuǎn)靈活，越障步驟少，跨越障礙時運行平穩(wěn)，可以跨越壓接管、防震錘、 直線夾等障礙，兩個自鎖機構(gòu)是整個設(shè)計的核心，翻轉(zhuǎn)導(dǎo)輪的避障方案解決了機器人內(nèi)部 活動空間狹小而避障所需空間大的矛盾。
【附圖說明】
[0011] 圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)簡圖。
[0012] 圖2是本發(fā)明避障機構(gòu)簡圖。
[0013] 圖3是圖2中f的局部視圖。
[0014] 圖4是本發(fā)明避障機構(gòu)幾何關(guān)系圖。
【具體實施方式】
[0015] 下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體的說明。圖中， 殼體1、伺服電機2、聯(lián)軸器3、螺母4、絲杜5、軸承6、連桿一 7、伺服電機8、連桿二9、外殼一 10、外殼二11、導(dǎo)輪12、銷軸13、驅(qū)動連桿14、支撐桿15。
[0016] 實施例： 一、首先介紹一下本發(fā)明的機械結(jié)構(gòu)； 本發(fā)明包括由兩個能夠自由開合的外殼一 10和外殼一 11組成的具有一個空腔的本 體；外殼一 10和外殼一 11底部通過銷軸1鉸接；空腔內(nèi)設(shè)有三組能夠行走在高壓線并能夠 跨越障礙物的越障機構(gòu)。
[0017] 越障機構(gòu)結(jié)構(gòu)相同，均包括與殼體1固連的伺服電機2,伺服電機2通過聯(lián)軸器3 與絲杠5連接，絲杠5另一端通過軸承6與殼體1連接，連桿一 7與伺服電機8固連，同時 伺服電機8輸出軸與連桿二9固連，導(dǎo)輪12與連桿二9和銷13鉸接，兩個桿14平行布置， 與銷13和螺母4鉸接，桿15與銷13和銷1鉸接，同時，左殼體10和右殼體11在銷1處鉸 接。
[0018] 導(dǎo)輪有三個，有三組平面連桿機構(gòu)在左右殼體上均勻布置，左殼體上前后布置兩 組，右殼體中間布置一組。
[0019] 本發(fā)明由平面連桿機構(gòu)和絲杠螺母機構(gòu)組成，具有兩個自由度，通過對兩個原動 件控制，使機器人具有開合殼體，翻轉(zhuǎn)避障的功能。
[0020] 對越障機構(gòu)進行簡化，幾何關(guān)系圖如圖4所示，任意時刻，該機構(gòu)具有確定的相對 幾何關(guān)系，由伺服電機2與8聯(lián)動，即可唯一確定機構(gòu)動作及機器人姿態(tài)。
[0021] 二、工作時，機器人遇到障礙之前制動減速，在障礙前方制動停下，伺服電機2帶 動絲杠轉(zhuǎn)動，螺母4帶動驅(qū)動連桿14轉(zhuǎn)動，同時另一伺服電機8聯(lián)動，使連桿一 7、連桿二9 相對轉(zhuǎn)動，分布于機器人內(nèi)部的三組避障機構(gòu)緩慢打開，使機器人時刻處于動平衡狀態(tài)，機 構(gòu)由收合姿態(tài)變?yōu)檎归_姿態(tài)，此時連桿一 7、連桿二9位于同一直線上，處于自鎖狀態(tài)，絲杠 螺母副也具有自鎖性能，兩個自鎖機構(gòu)的作用，使避障機構(gòu)在重力的作用下依然可以保持 原有姿態(tài)。固定姿態(tài)的保持，一方面使導(dǎo)輪與高壓線有良好接觸，便于重力提供輪與線的正 壓力，導(dǎo)輪轉(zhuǎn)動時與高壓線的摩擦力提供向前的驅(qū)動力；另一方面，合適的姿態(tài)配合越障機 構(gòu)動作，利于對障礙的跨越。
[0022] 對于在高壓線正上方的直線塔絕緣子串和線夾，越障機構(gòu)打開后，前、中、后三組 避障輪依次跨越直線塔，首先，前輪翻轉(zhuǎn)，導(dǎo)輪離開高壓線并偏離高壓線、絕緣子串構(gòu)成的 平面，中輪和后輪驅(qū)動機器人前進，前輪從絕緣子串側(cè)面越過，待前輪完全繞過障礙后，前 輪越障機構(gòu)反方向翻轉(zhuǎn)導(dǎo)輪，前輪重新回到高壓線上，完成前輪避障動作。中輪、后輪采用 同樣的動作，越過障礙，直至完成所有避障動作。
[0023] 本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng) 域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替 代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
[0024] 盡管本文較多地使用了殼體1、伺服電機2、聯(lián)軸器3、螺母4、絲杠5、軸承6、連桿 一 7、伺服電機8、連桿二9、外殼一 10、外殼二11、導(dǎo)輪12、銷軸13、驅(qū)動連桿14、支撐桿15 等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解 釋本發(fā)明的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。
【主權(quán)項】
1. 一種高壓線巡檢機器人避障機構(gòu)，其特征在于，包括由兩個能夠自由開合的外殼一 (10)和外殼一（11)組成的具有一個空腔的本體；外殼一（10)和外殼一（11)底部通過銷軸 (1)鉸接； 所述空腔內(nèi)設(shè)有至少三組能夠行走在高壓線并能夠跨越障礙物的越障機構(gòu)，所述越障 機構(gòu)結(jié)構(gòu)相同，每個行動機構(gòu)包括七桿機構(gòu)以及驅(qū)動七桿機構(gòu)的兩個驅(qū)動機構(gòu)，分別是第 一驅(qū)動機構(gòu)和第二驅(qū)動機構(gòu)； 所述七桿機構(gòu)輸出端固定一導(dǎo)輪（12)，該七桿機構(gòu)包括平面連桿機構(gòu)和絲杠螺母機 構(gòu)；絲杠螺母機構(gòu)下端通過聯(lián)軸器（3)與固定在外殼一（10)上的第一驅(qū)動機構(gòu)配接，上端 與外殼一（10)通過軸承（6)連接；所述平面連桿機構(gòu)包括兩根平行設(shè)置的驅(qū)動連桿（14) 以及伸展連桿組件，驅(qū)動連桿（14)的一端與絲杠螺母機構(gòu)的螺母（4)鉸接，另一端與銷軸 (13)鉸接；所述導(dǎo)輪（12)固連在銷軸（13)上，伸展連桿組件包括一端與第二驅(qū)動機構(gòu)固連 的連桿一（7)，所述連桿一（7)另一端固定在外殼一（10)上，同時第二驅(qū)動機構(gòu)輸出軸與連 桿二（9) 一端固連，導(dǎo)輪（12)與連桿二（9)另一端鉸接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓線巡檢機器人避障機構(gòu)，其特征在于，還包括一個 支撐桿（15)，所述支撐桿（15) -端與銷軸（1)鉸接，另一端與銷軸（13)鉸接；所述第一驅(qū) 動機構(gòu)采用伺服電機（2)驅(qū)動，所述第二驅(qū)動機構(gòu)采用采用伺服電機（8)驅(qū)動。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓線巡檢機器人避障機構(gòu)，其特征在于，所述越障機 構(gòu)為三個，均勾布置在本體的空腔內(nèi)，所述七桿機構(gòu)自由度為2,機構(gòu)展開后，連桿一（7)、 連桿二（9)處于平行狀態(tài)，具有自鎖性，絲杠螺母機構(gòu)也具有自鎖性，兩個自鎖機構(gòu)保證機 構(gòu)越障可靠；越障由伺服電機（8)通過連連桿一（7)、連桿二（9)帶動導(dǎo)輪（12)繞銷軸（13) 翻轉(zhuǎn)實現(xiàn)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高壓線巡檢機器人避障機構(gòu)，包括絲杠、螺母、連桿、導(dǎo)輪、銷軸、伺服電機；伺服電機與殼體固連，通過聯(lián)軸器與絲杠連接，絲杠另一端通過軸承與殼體連接，連桿一與伺服電機固連，同時伺服電機輸出軸與連桿二鉸接，導(dǎo)輪與連桿二和銷鉸接，兩個桿平行布置，與銷和螺母鉸接，桿與銷和銷鉸接，同時，左殼體和右殼體在銷處鉸接。導(dǎo)輪有三個，有三組平面連桿機構(gòu)在左右殼體上均勻布置，左殼體上前后布置兩組，右殼體中間布置一組。本發(fā)明由平面連桿機構(gòu)和絲杠螺母機構(gòu)組成，具有兩個自由度，通過對兩個原動件控制，使機器人具有開合本體，翻轉(zhuǎn)避障的功能。
【IPC分類】B62D57/02
【公開號】CN105000078
【申請?zhí)枴緾N201510472837
【發(fā)明人】徐顯金, 馮玉立, 徐海強, 楊先樂, 吳龍輝
【申請人】湖北工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年8月5日