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一種巡線機器人控制系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:6297784閱讀:562來源:國知局
一種巡線機器人控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種巡線機器人控制系統(tǒng),包括:用于檢測障礙物位置的光電傳感器,驅(qū)動輪機構(gòu)、夾持機構(gòu)上均設(shè)置有光電傳感器;主控制器,用于在驅(qū)動輪機構(gòu)上的光電傳感器檢測到障礙物時,控制驅(qū)動輪機構(gòu)和與該驅(qū)動輪機構(gòu)對應(yīng)的壓緊輪機構(gòu)打開并脫離線路,在越過障礙物時,控制驅(qū)動輪機構(gòu)和與該驅(qū)動輪機構(gòu)對應(yīng)的壓緊輪機構(gòu)閉合并壓緊線路;在夾持機構(gòu)上的光電傳感器檢測到障礙物時,控制夾持機構(gòu)打開并脫離線路,在越過障礙物時,控制夾持機構(gòu)閉合并抓緊線路。本發(fā)明通過光電傳感器檢測障礙物的位置,因此使得巡線機器人能夠及時避開障礙物,避免了巡線機器人與障礙物發(fā)生碰撞,使得巡線機器人損壞或由線路上墜落的問題。
【專利說明】一種巡線機器人控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及巡線機器人【技術(shù)領(lǐng)域】,更具體地說,涉及一種巡線機器人控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]采用高壓和超高壓架空電力線是長距離輸配電力的主要方式,高壓和超高壓線路的安全運行是遠(yuǎn)距離輸電的保障。但是,架空輸電線路長期暴露在野外,因受到持續(xù)的機械張力、風(fēng)吹日曬、材料老化的影響,經(jīng)常出現(xiàn)斷股、磨損、腐蝕等損傷,如不及時修復(fù)更換,原本微小的破損和缺陷就可能擴大,最終導(dǎo)致嚴(yán)重事故,造成大面積停電,從而帶來極大的經(jīng)濟損失和嚴(yán)重的社會影響。
[0003]早期,傳統(tǒng)的巡線方法采用人工目測和飛機巡航。人工目測往往費時費力而事倍功半,且受制于作業(yè)人員的經(jīng)驗和個人素質(zhì),人身安全還得不到保障。飛機巡航則只能檢測輸電線的上半部分。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中除了上述兩種巡線方式之外,還具有一種機器人巡檢方式,利用機器人帶電巡檢和維護(hù)超高壓輸電網(wǎng)絡(luò),不但可以減輕工人千里巡線和帶電作業(yè)的勞動強度,而且對提高電網(wǎng)自動化水平、保障電網(wǎng)安全運行具有重要意義。在機器人研究領(lǐng)域中,電力機器人屬于典型的特種機器人,其研究應(yīng)用范圍越來越廣,在國際上形成了獨特的電力機器人應(yīng)用研究領(lǐng)域,特別是機器人技術(shù)在架空輸電線路巡檢、異物清除等方面的應(yīng)用研究更是電力機器人研究領(lǐng)域的熱點。架空輸電線路機器人是以移動機器人為載體,攜帶檢測儀器或作業(yè)工具,沿架空輸電線路的地線或?qū)Ь€運動,對線路進(jìn)行檢測、維護(hù)等作業(yè)。
[0005]巡線機器人一般包括兩個相連接的巡線機器人本體,巡線機器人本體一般包括壓緊輪機構(gòu)、驅(qū)動輪機構(gòu)、夾持機構(gòu)、俯仰機構(gòu)和變距機構(gòu)。其中,驅(qū)動輪機構(gòu)和壓緊輪機構(gòu)組成行走輪組機構(gòu),驅(qū)動輪機構(gòu)的驅(qū)動輪搭接在線路的上側(cè),壓緊輪機構(gòu)的壓緊輪壓緊在線路的下側(cè),為驅(qū)動輪提供預(yù)緊摩擦力。驅(qū)動輪機構(gòu)的驅(qū)動輪由兩部分組成,該兩部分可以通過分合驅(qū)動電機實現(xiàn)分合運動,驅(qū)動輪通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機驅(qū)動轉(zhuǎn)動,從而實現(xiàn)帶動巡線機器人在線路上移動的效果。壓緊輪機構(gòu)的壓緊輪通過升降驅(qū)動電機實現(xiàn)升降,從而調(diào)節(jié)對線路的壓緊力。
[0006]夾持機構(gòu)的兩個夾持爪可通過其夾持驅(qū)動電機實現(xiàn)夾緊或松開線路。俯仰機構(gòu)用于連接兩個巡線機器人本體,并可通過其旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機實現(xiàn)兩個巡線機器人本體之間的角度調(diào)節(jié)。行走輪組機構(gòu)設(shè)置在變距機構(gòu)上,并可通過變距機構(gòu)的變距驅(qū)動電機實現(xiàn)行走輪組機構(gòu)的移動。
[0007]然而,現(xiàn)有技術(shù)中在巡線機器人跨越障礙物時,需要操作人員時刻觀察障礙物的位置,并在巡線機器人靠近障礙物時,作出相應(yīng)的控制,經(jīng)常出現(xiàn)由于觀察錯誤,巡線機器人與障礙物發(fā)生碰撞,使得巡線機器人損壞或由線路上墜落。
[0008]因此,如何解決由于操作人員觀察的不及時,造成的巡線機器人與障礙物發(fā)生碰撞,使得巡線機器人損壞或由線路上墜落的問題,成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]有鑒于此,本發(fā)明的目的在于提供一種巡線機器人控制系統(tǒng),以解決由于操作人員觀察的不及時,造成的巡線機器人與障礙物發(fā)生碰撞,使得巡線機器人損壞或由線路上墜落的問題。
[0010]為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0011]一種巡線機器人控制系統(tǒng),用于控制巡線機器人,所述巡線機器人包括相連接的兩個結(jié)構(gòu)相同的巡線機器人本體,所述巡線機器人本體包括壓緊在線路上側(cè)的驅(qū)動輪機構(gòu)、壓緊在線路下側(cè)的壓緊輪機構(gòu)、夾持機構(gòu)、俯仰機構(gòu)和變距機構(gòu),包括:
[0012]用于檢測障礙物位置的光電傳感器,所述驅(qū)動輪機構(gòu)、所述夾持機構(gòu)上均設(shè)置有所述光電傳感器;
[0013]主控制器,用于在所述驅(qū)動輪機構(gòu)上的光電傳感器檢測到障礙物時,控制所述驅(qū)動輪機構(gòu)和與該驅(qū)動輪機構(gòu)對應(yīng)的壓緊輪機構(gòu)打開并脫離線路,在越過障礙物時,控制所述驅(qū)動輪機構(gòu)和與該驅(qū)動輪機構(gòu)對應(yīng)的壓緊輪機構(gòu)閉合并壓緊線路;在夾持機構(gòu)上的光電傳感器檢測到障礙物時,控制所述夾持機構(gòu)打開并脫離線路,在越過障礙物時,控制所述夾持機構(gòu)閉合并抓緊線路。
[0014]優(yōu)選地,在上述巡線機器人控制系統(tǒng)中,還包括用于檢測障礙物位置的超聲波傳感器,所述超聲波傳感器設(shè)置于在行走方向上,位于前面的驅(qū)動輪機構(gòu)上;
[0015]在所述超聲波傳感器檢測到障礙物時,所述主控制器控制所述驅(qū)動輪機構(gòu)減速。
[0016]優(yōu)選地,在上述巡線機器人控制系統(tǒng)中,所述超聲波傳感器為呈陣列布置的2個或3個。
[0017]優(yōu)選地,在上述巡線機器人控制系統(tǒng)中,還包括用于檢測巡線機器人的側(cè)傾角的傾角傳感器,在側(cè)傾角超過預(yù)設(shè)角度時,所述主控制器控制所述夾持機構(gòu)抓緊線路,并控制所述壓緊輪機構(gòu)壓緊線路。
[0018]優(yōu)選地,在上述巡線機器人控制系統(tǒng)中,還包括地面控制系統(tǒng),所述地面控制系統(tǒng)包括:
[0019]控制手柄,所述控制手柄用于發(fā)出控制所述驅(qū)動輪機構(gòu)、壓緊輪機構(gòu)、夾持機構(gòu)、俯仰機構(gòu)和變距機構(gòu)做相應(yīng)工作的動作;
[0020]處理器,用于根據(jù)所述控制手柄的動作,轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的控制信號,并將該控制信號發(fā)送給所述主控制器,所述主控制器根據(jù)所述控制信號控制所述驅(qū)動輪機構(gòu)、壓緊輪機構(gòu)、夾持機構(gòu)、俯仰機構(gòu)和變距機構(gòu)的動作。
[0021]優(yōu)選地,在上述巡線機器人控制系統(tǒng)中,還包括用于檢測驅(qū)動輪機構(gòu)、壓緊輪機構(gòu)、夾持機構(gòu)、俯仰機構(gòu)和變距機構(gòu)的驅(qū)動電機的電流的電流傳感器,在檢測到的電流超過預(yù)設(shè)電流時,則向所述處理器發(fā)送過流警報。
[0022]優(yōu)選地,在上述巡線機器人控制系統(tǒng)中,還包括用于采集巡線機器人線路的視頻數(shù)據(jù)的視頻捕獲裝置,所述視頻捕獲裝置還用于將所述視頻數(shù)據(jù)傳送至所述地面控制系統(tǒng)。
[0023]優(yōu)選地,在上述巡線機器人控制系統(tǒng)中,所述視頻捕獲裝置包括:
[0024]用于采集巡線機器人線路視頻數(shù)據(jù)的CXD相機;[0025]用于將所述視頻數(shù)據(jù)傳送至所述地面控制系統(tǒng)的視頻發(fā)射機。
[0026]優(yōu)選地,在上述巡線機器人控制系統(tǒng)中,所述地面控制系統(tǒng)還包括用于接收所述視頻數(shù)據(jù)的視頻接收機,所述視頻接收機與所述處理器連接。
[0027]優(yōu)選地,在上述巡線機器人控制系統(tǒng)中,所述光電傳感器為漫反射式光電傳感器。
[0028]從上述的技術(shù)方案可以看出,本發(fā)明提供的巡線機器人控制系統(tǒng),通過光電傳感器來檢測障礙物的位置,由于光電傳感器的檢測范圍較短,一般為3.5cm-12cm,所以一端光電傳感器檢測到障礙物存在時,說明巡線機器人與障礙物的距離已經(jīng)很近,需要跨越。主控制器則控制相應(yīng)的驅(qū)動輪機構(gòu)或加持機構(gòu)打開,以避開障礙物,遠(yuǎn)離障礙物的驅(qū)動輪機構(gòu)繼續(xù)驅(qū)動巡線機器人移動,在跨越障礙物后,控制相應(yīng)的驅(qū)動輪機構(gòu)和夾持機構(gòu)閉合恢復(fù)與線路的配合關(guān)系。本發(fā)明通過光電傳感器檢測障礙物的位置,因此使得巡線機器人能夠及時避開障礙物,避免了巡線機器人與障礙物發(fā)生碰撞,使得巡線機器人損壞或由線路上墜落的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0030]圖1為本發(fā)明實施例提供的巡線機器人控制系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖;
[0031]圖2為本發(fā)明實施例提供的巡線機器人的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0032]圖3為本發(fā)明實施例提供的巡線機器人連續(xù)越障動作過程一的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0033]圖4為本發(fā)明實施例提供的巡線機器人連續(xù)越障動作過程二的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0034]圖5為本發(fā)明實施例提供的巡線機器人連續(xù)越障動作過程三的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0035]圖6為本發(fā)明實施例提供的巡線機器人連續(xù)越障動作過程四的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0036]圖7為本發(fā)明實施例提供的壓緊輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0037]圖8為本發(fā)明實施例提供的驅(qū)動輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0038]圖9為本發(fā)明實施例提供的驅(qū)動輪機構(gòu)的正視圖;
[0039]圖10為本發(fā)明實施例提供的夾持機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0040]圖11為本發(fā)明實施例提供的夾持機構(gòu)的正視圖;
[0041]圖12為本發(fā)明實施例提供的俯仰機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0042]圖13為本發(fā)明實施例提供的變距機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0043]圖14為本發(fā)明實施例提供的巡線機器人尺蠖式行走動作過程一的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0044]圖15為本發(fā)明實施例提供的巡線機器人尺蠖式行走動作過程二的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0045]圖16為本發(fā)明實施例提供的巡線機器人尺蠖式行走動作過程三的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0046]圖17為本發(fā)明實施例提供的巡線機器人尺蠖式行走動作過程四的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0047]圖18為本發(fā)明實施例提供的巡線機器人尺蠖式行走動作過程五的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0048]圖19為本發(fā)明實施例提供的巡線機器人尺蠖式行走動作過程六的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0049]圖20為本發(fā)明實施例提供的巡線機器人跨步式越障動作過程一的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0050]圖21為本發(fā)明實施例提供的巡線機器人跨步式越障動作過程二的結(jié)構(gòu)示意圖;[0051]圖22為本發(fā)明實施例提供的巡線機器人跨步式越障動作過程三的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0052]其中:
[0053]100為壓緊輪機構(gòu),200為驅(qū)動輪機構(gòu),300為夾持機構(gòu),400為俯仰機構(gòu),500為變
距機構(gòu);
[0054]101為固定箱體,102為升降驅(qū)動電機,103為第一升降驅(qū)動齒輪,104為第二升降驅(qū)動齒輪,105為壓緊輪固定架,106為升降絲杠,107為壓緊輪導(dǎo)向桿,108為軸承座,109為壓緊輪;
[0055]201為主動驅(qū)動輪,202為從動驅(qū)動輪,203為第二旋轉(zhuǎn)齒輪,204為第一旋轉(zhuǎn)齒輪,205為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機,206為第一安裝板,207為第二安裝板,208為分合導(dǎo)向桿,209為分合驅(qū)動電機,211為分合絲杠,212為第二分合驅(qū)動齒輪,213為第一滑動裝置,214為底座,215為第二滑動裝置,216為直線軸承座;
[0056]301為支撐盒,302為夾持驅(qū)動電機,303為第二夾持驅(qū)動齒輪,304為第一夾持驅(qū)動齒輪,305為分合蝸桿,306為分合渦輪,307為第二傳動齒輪,308為第一傳動齒輪,309為第一夾持爪,310為第二夾持爪;
[0057]401為俯仰驅(qū)動電機,402為俯仰蝸桿,403為蝸輪,404為第一俯仰連接架,405為第二俯仰連接架,406為俯仰轉(zhuǎn)軸;
[0058]501為基座,502為第一變距滑動裝置,503為滑座,504為絲杠,505為絲母,506為變距驅(qū)動電機;
[0059]10為障礙物,20為第二夾持機構(gòu),30為第一夾持機構(gòu),40為第二驅(qū)動輪機構(gòu),50為第一驅(qū)動輪機構(gòu),60為第二變距機構(gòu),70為第一變距機構(gòu),80為第二壓緊輪機構(gòu),90為第一壓緊輪機構(gòu),600為線路。
【具體實施方式】
[0060]本發(fā)明的核心在于提供一種巡線機器人控制系統(tǒng),以解決由于操作人員觀察的不及時,造成的巡線機器人與障礙物發(fā)生碰撞,使得巡線機器人損壞或由線路上墜落的問題。
[0061]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0062]請參閱圖1和圖2,圖1為本發(fā)明實施例提供的巡線機器人控制系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖;圖2為本發(fā)明實施例提供的巡線機器人的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0063]本發(fā)明實施例提供的巡線機器人控制系統(tǒng),用于控制巡線機器人,巡線機器人包括相連接的兩個結(jié)構(gòu)相同的巡線機器人本體,巡線機器人本體包括壓緊在線路上側(cè)的驅(qū)動輪機構(gòu)200、壓緊在線路下側(cè)的壓緊輪機構(gòu)100、夾持機構(gòu)300、俯仰機構(gòu)400和變距機構(gòu)500。
[0064]巡線機器人控制系統(tǒng)包括光電傳感器703和主控制器701。光電傳感器703用于檢測障礙物的位置,由于兩個巡線機器人本體上的驅(qū)動輪機構(gòu)、壓緊輪機構(gòu)和夾持機構(gòu)具有一定的距離,需要分別越過障礙物,所以本發(fā)明在兩個巡線機器人本體上的驅(qū)動輪機構(gòu)200和夾持機構(gòu)300上均設(shè)置有光電傳感器703。由于驅(qū)動輪機構(gòu)200具有與其對應(yīng)的壓緊輪機構(gòu),所以壓緊輪機構(gòu)100無需設(shè)置光電傳感器703。光電傳感器703可為漫反射式光電傳感器。
[0065]主控制器701用于在驅(qū)動輪機構(gòu)200上的光電傳感器703檢測到障礙物時,控制驅(qū)動輪機構(gòu)200和與該驅(qū)動輪機構(gòu)200對應(yīng)的壓緊輪機構(gòu)100打開并脫離線路,在越過障礙物時,控制驅(qū)動輪機構(gòu)200和與該驅(qū)動輪機構(gòu)200對應(yīng)的壓緊輪機構(gòu)100閉合并壓緊線路;在夾持機構(gòu)300上的光電傳感器703檢測到障礙物時,控制夾持機構(gòu)300打開并脫尚線路,在越過障礙物時,控制夾持機構(gòu)300閉合并抓緊線路。
[0066]請參閱圖3-圖6,圖3為本發(fā)明實施例提供的巡線機器人連續(xù)越障動作過程一的結(jié)構(gòu)示意圖;圖4為本發(fā)明實施例提供的巡線機器人連續(xù)越障動作過程二的結(jié)構(gòu)示意圖;圖5為本發(fā)明實施例提供的巡線機器人連續(xù)越障動作過程三的結(jié)構(gòu)示意圖;圖6為本發(fā)明實施例提供的巡線機器人連續(xù)越障動作過程四的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0067]需要說明的是,為了便于理解本方案,圖3-圖6中驅(qū)動輪機構(gòu)的驅(qū)動輪的主動驅(qū)動輪和從動驅(qū)動輪處于分離狀態(tài)時,主動驅(qū)動輪和從動驅(qū)動輪的驅(qū)動軸呈非填充狀態(tài),而處于結(jié)合狀態(tài)時,主動驅(qū)動輪和從動驅(qū)動輪的驅(qū)動軸呈黑色填充狀態(tài)。
[0068]行走輪組機構(gòu)在工作時,壓緊輪機構(gòu)的壓緊輪壓緊在線路的下側(cè),旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置驅(qū)動主動驅(qū)動輪和從動驅(qū)動輪組成的驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn),從而實現(xiàn)沿線路行走的功能。
[0069]由于巡線機器人包括兩個巡線機器人本體,因此巡線機器人包括兩個壓緊輪機構(gòu)、驅(qū)動輪機構(gòu)、夾持機構(gòu)和變距機構(gòu)。為了便于區(qū)分各機構(gòu),因此分別定義為第一壓緊輪機構(gòu)90、第二壓緊輪機構(gòu)80、第一驅(qū)動輪機構(gòu)50、第二驅(qū)動輪機構(gòu)40、第一夾持機構(gòu)30、第二夾持機構(gòu)20、第一變距機構(gòu)70和第二變距機構(gòu)60。
[0070]如圖3所示,在巡線機器人中的第一壓緊輪機構(gòu)90和第一驅(qū)動輪機構(gòu)50處的光電傳感器703檢測到障礙物10時,主控制器701控制升降驅(qū)動裝置驅(qū)動壓緊輪向下移動,從而脫離對線路600的壓緊,控制分合驅(qū)動裝置驅(qū)動主動驅(qū)動輪和從動驅(qū)動輪做分離動作,以使得主動驅(qū)動輪和從動驅(qū)動輪避開線路600,脫離搭接狀態(tài)。
[0071]如圖4所示,巡線機器人由第二驅(qū)動輪機構(gòu)40驅(qū)動繼續(xù)行走,在第一壓緊輪機構(gòu)90和第一驅(qū)動輪機構(gòu)50繞過障礙物10時,主控制器701控制第一壓緊輪機構(gòu)90的升降驅(qū)動裝置驅(qū)動壓緊輪向上移動,從而實現(xiàn)對線路600的壓緊作用,并控制第一驅(qū)動輪機構(gòu)50的分合驅(qū)動裝置驅(qū)動主動驅(qū)動輪和從動驅(qū)動輪做組合動作,以使得主動驅(qū)動輪和從動驅(qū)動輪組成驅(qū)動輪,并重新搭接在線路600上。在第一夾持機構(gòu)30處的光電傳感器703檢測到障礙物10時,主控制器701控制該第一夾持機構(gòu)30脫離夾住線路600的狀態(tài),以方便第一夾持機構(gòu)30越過障礙物10,在第一夾持機構(gòu)30越過障礙物10后,第一夾持機構(gòu)30的夾持爪關(guān)閉,保持夾住線路600的狀態(tài)。
[0072]如圖5所示,巡線機器人由第一驅(qū)動輪機構(gòu)50和第二驅(qū)動輪機構(gòu)40驅(qū)動繼續(xù)行走,在第二夾持機構(gòu)20處的光電傳感器703檢測到障礙物10時,主控制器701控制該第二夾持機構(gòu)20脫離夾住線路600的狀態(tài),以方便第二夾持機構(gòu)20越過障礙物10,在第二夾持機構(gòu)20越過障礙物10后,第二夾持機構(gòu)20的夾持爪關(guān)閉,保持夾住線路600的狀態(tài)。在巡線機器人中的第二壓緊輪機構(gòu)80和第二驅(qū)動輪機構(gòu)40處的光電傳感器703檢測到障礙物10時,主控制器701控制第二壓緊輪機構(gòu)80的升降驅(qū)動裝置驅(qū)動壓緊輪組向下移動,從而脫離對線路600的壓緊,控制第二驅(qū)動輪機構(gòu)40的分合驅(qū)動裝置驅(qū)動第二驅(qū)動輪機構(gòu)40的主動驅(qū)動輪和從動驅(qū)動輪做分離動作,以使得主動驅(qū)動輪和從動驅(qū)動輪避開線路600,脫離搭接狀態(tài)。
[0073]如圖6所示,巡線機器人由第一驅(qū)動輪機構(gòu)50驅(qū)動繼續(xù)行走,在第二壓緊輪機構(gòu)80和第二驅(qū)動輪機構(gòu)40繞過障礙物10時,主控制器701控制第二壓緊輪機構(gòu)80的升降驅(qū)動裝置驅(qū)動壓緊輪組向上移動,從而實現(xiàn)對線路600的壓緊作用,通過第二驅(qū)動輪機構(gòu)40的分合驅(qū)動裝置驅(qū)動第二驅(qū)動輪機構(gòu)40的主動驅(qū)動輪和從動驅(qū)動輪做組合動作,以使得主動驅(qū)動輪和從動驅(qū)動輪組成驅(qū)動輪,并重新搭接在線路600上。
[0074]在本發(fā)明一具體實施例中,本發(fā)明還可包括用于檢測障礙物位置的超聲波傳感器702,超聲波傳感器702設(shè)置于在行走方向上,位于前面的驅(qū)動輪機構(gòu)200上;在超聲波傳感器702檢測到障礙物時,主控制器701控制驅(qū)動輪機構(gòu)200減速。本發(fā)明對減速的比例不做限定,只要比正常工作時的行走速度低即可,可根據(jù)實際試驗效果對減速后的速度進(jìn)行設(shè)定。
[0075]超聲波傳感器702的檢測距離為20cm-400cm,其檢測距離大于光電傳感器703的檢測距離,即在巡線機器人行走過程中,超聲波傳感器702首先檢測到障礙物的存在。在超聲波傳感器702檢測到障礙物時,雖然障礙物距離巡線機器人還有一定的距離,但是由于巡線機器人還處于行走狀態(tài),而且行走速度較快,所以很快便會達(dá)到障礙物的位置。為了避免光電傳感器703由于速度較快,無法及時越過障礙物,本發(fā)明在超聲波傳感器702檢測到障礙物時,主控制器701控制驅(qū)動輪機構(gòu)200減速,從而使得巡線機器人能夠緩慢的靠近障礙物,從而為驅(qū)動輪機構(gòu)200、壓緊輪機構(gòu)100和夾持機構(gòu)300的動作贏得時間。
[0076]在本發(fā)明一具體實施例中,超聲波傳感器702為呈陣列布置的2個或3個,用于初步定位障礙物。本發(fā)明通過設(shè)置多個呈陣列布置多個的超聲波傳感器702,能夠防止漏電對障礙物的感應(yīng),只要其中一個超聲波傳感器702感應(yīng)到障礙物時,便實現(xiàn)減速。
[0077]在本發(fā)明一具體實施例中,本發(fā)明還可包括用于檢測巡線機器人的側(cè)傾角的傾角傳感器705,在側(cè)傾角超過預(yù)設(shè)角度時,主控制器701控制夾持機構(gòu)300抓緊線路,并控制壓緊輪機構(gòu)100壓緊線路。一旦檢測出巡線機器人左右擺動角度超出安全范圍就啟動機器人安全機制,即控制夾持機構(gòu)300抓緊線路,并控制壓緊輪機構(gòu)100壓緊線路。
[0078]在本發(fā)明一具體實施例中,本發(fā)明還包括地面控制系統(tǒng),地面控制系統(tǒng)包括控制手柄和處理器,其中處理器可為筆記本電腦。
[0079]控制手柄用于發(fā)出控制驅(qū)動輪機構(gòu)200、壓緊輪機構(gòu)100、夾持機構(gòu)300、俯仰機構(gòu)400和變距機構(gòu)500做相應(yīng)工作的動作,操作人員可以根據(jù)光電傳感器703檢測到障礙物時,操縱控制手柄來控制相應(yīng)的機構(gòu)作出相應(yīng)的越障動作。
[0080]處理器用于根據(jù)控制手柄的動作,轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的控制信號,并將該控制信號發(fā)送給主控制器701,主控制器701根據(jù)控制信號控制驅(qū)動輪機構(gòu)200、壓緊輪機構(gòu)100、夾持機構(gòu)300、俯仰機構(gòu)400和變距機構(gòu)500的動作。處理器可以對巡線機器人的操縱方式進(jìn)行選擇,例如可選擇自動模式和遙控模式,在選擇自動模式時,由主控制器701對巡線機器人進(jìn)行控制,在選擇遙控模式時,由控制手柄對巡線機器人進(jìn)行控制。
[0081]由于主控制器701位于巡線機器人上,而處理器位于地面上,所以主控制器701與處理器距離較遠(yuǎn),因此在本實施例中,處理器和主控制器701可通過無線模塊實現(xiàn)連接。
[0082]在本發(fā)明一具體實施例中,本發(fā)明還可包括用于檢測驅(qū)動輪機構(gòu)200、壓緊輪機構(gòu)100、夾持機構(gòu)300、俯仰機構(gòu)400和變距機構(gòu)500的驅(qū)動電機的電流的電流傳感器704,在電流傳感器704檢測到的電流超過預(yù)設(shè)電流時,則向處理器發(fā)送過流警報,提醒操作人員及時檢修或者采取應(yīng)急措施。
[0083]在本發(fā)明一具體實施例中,本發(fā)明還包括用于采集巡線機器人線路的視頻數(shù)據(jù)的視頻捕獲裝置,視頻捕獲裝置還用于將視頻數(shù)據(jù)傳送至地面控制系統(tǒng)。視頻捕獲裝置包括CCD (Charge Coupled Device,電荷藕合器件圖像傳感器)相機和視頻發(fā)射機。
[0084]CCD相機用于采集巡線機器人線路的視頻數(shù)據(jù),視頻發(fā)射機用于將視頻數(shù)據(jù)傳送至地面控制系統(tǒng),地面控制系統(tǒng)具有與視頻發(fā)射機連接的視頻接收機。
[0085]主控制器701對驅(qū)動輪機構(gòu)200、壓緊輪機構(gòu)100、夾持機構(gòu)300、俯仰機構(gòu)400和變距機構(gòu)500的控制,主要是對各個機構(gòu)的驅(qū)動電機,即變距驅(qū)動電機506、夾持驅(qū)動電機302、升降驅(qū)動電機102、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機206、分合驅(qū)動電機209和俯仰驅(qū)動電機401的控制。下面對巡線機器人的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的介紹。
[0086]請參閱圖10、圖11和圖13,圖10為本發(fā)明實施例提供的夾持機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;圖11為本發(fā)明實施例提供的夾持機構(gòu)的正視圖;圖13為本發(fā)明實施例提供的變距機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0087]變距機構(gòu)500包括基座501、滑座503、絲杠504、絲母505和變距驅(qū)動電機506。
[0088]其中,基座501用于安裝巡線機器人的夾持機構(gòu),夾持機構(gòu)相對于基座501是固定不同的,即在基座501移動時,夾持機構(gòu)跟隨移動。
[0089]滑座503可滑動地設(shè)置于基座501上,滑座503用于安裝巡線機器人的行走輪組機構(gòu)。行走輪組機構(gòu)包括驅(qū)動輪機構(gòu)和壓緊輪機構(gòu)。驅(qū)動輪機構(gòu)與壓緊輪組機構(gòu)相配合,實現(xiàn)對線路的壓緊,從而使得驅(qū)動輪機構(gòu)的驅(qū)動輪在轉(zhuǎn)動時可以帶動巡線機器人在線路上行走。驅(qū)動輪機構(gòu)的驅(qū)動輪可以實現(xiàn)分合動作,在驅(qū)動輪分開時,可以脫離線路。
[0090]絲杠504可轉(zhuǎn)動地架設(shè)在基座501上,具體地,絲杠504可通過軸承架設(shè)在基座501上,從而使得絲杠504能夠繞其軸線自由轉(zhuǎn)動。
[0091]絲母505與絲杠504螺紋配合,絲母505與滑座503相連,變距驅(qū)動電機506設(shè)置于基座501上,且用于驅(qū)動絲杠504轉(zhuǎn)動。絲杠504轉(zhuǎn)動時,絲母505根據(jù)絲杠504的轉(zhuǎn)向沿絲杠504軸向移動,移動過程中,帶動滑座503滑動。需要說明的是,滑座503的滑動方向與絲杠504的軸向相同。
[0092]變距機構(gòu)500通過變距驅(qū)動電機506提供動力,帶動絲杠504旋轉(zhuǎn),在絲杠504旋轉(zhuǎn)的過程中,絲母505沿絲杠504的軸向移動,同時帶動滑座503移動,滑座503帶動其上的行走輪組機構(gòu)移動。在行走輪組機構(gòu)遇到障礙物時,行走輪組機構(gòu)的驅(qū)動輪分開,并通過絲杠機構(gòu)帶動滑座503上的行走輪組機構(gòu)快速越過障礙物。本發(fā)明能夠快速越過障礙物,提高了巡線機器人的應(yīng)用范圍。
[0093]夾持機構(gòu)300包括支撐盒301、支撐架第一轉(zhuǎn)動軸、第二轉(zhuǎn)動軸、夾持驅(qū)動裝置、第一夾持爪309和第二夾持爪310。
[0094]其中,支撐盒301設(shè)置于所述基座501上,支撐架設(shè)置于支撐盒301上,支撐盒301和支撐架是用于支撐氣其上部件的支撐裝置,支撐盒301和支撐架可為一體式結(jié)構(gòu),也可為通過連接件可拆卸連接的分體式結(jié)構(gòu)。
[0095]第一轉(zhuǎn)動軸和第二轉(zhuǎn)動軸可轉(zhuǎn)動地設(shè)置于支撐架上,具體地可以通過軸承架設(shè)在支撐架上,第一轉(zhuǎn)動軸和第二轉(zhuǎn)動軸通過傳動機構(gòu)傳動連接,即只需要通過驅(qū)動其中一個轉(zhuǎn)動軸旋轉(zhuǎn),那么另外一個轉(zhuǎn)動軸會跟隨旋轉(zhuǎn)。
[0096]夾持驅(qū)動裝置驅(qū)動第一轉(zhuǎn)動軸和第二轉(zhuǎn)動軸中的一個轉(zhuǎn)動,第一夾持爪309固定在第一轉(zhuǎn)動軸上,第二夾持爪310固定在第二轉(zhuǎn)動軸上,第一夾持爪309和第二夾持爪310交叉后能夠掛接在線路上,在第一夾持爪309和第二夾持爪310分離后能夠脫離線路。具體地可通過傳動機構(gòu)實現(xiàn)第一轉(zhuǎn)動軸和第二轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)速相同并且轉(zhuǎn)向相反,從而使得第一夾持爪309和第二夾持爪310做對稱旋轉(zhuǎn)運動。
[0097]夾持爪(第一夾持爪309和第二夾持爪310)包括擺動桿和爪齒,擺動桿與轉(zhuǎn)動軸(第一轉(zhuǎn)動軸和第二轉(zhuǎn)動軸)相連,爪齒與擺動桿,并且與擺動桿向垂直,需要說明的是爪齒與擺動桿也可不垂直,只要具有一定角度即可。為了提高夾持效果,在轉(zhuǎn)動軸的兩端均設(shè)置擺動桿,兩個擺動桿通過一個連桿實現(xiàn)連接。為了保證第一夾持爪309和第二夾持爪310能夠?qū)崿F(xiàn)交叉而不發(fā)生干涉,第一夾持爪309和第二夾持爪310的爪齒應(yīng)當(dāng)相互避開。
[0098]夾持機構(gòu)在使用時,通過夾持驅(qū)動裝置驅(qū)動第一轉(zhuǎn)動軸和第二轉(zhuǎn)動軸中的一個轉(zhuǎn)動,例如驅(qū)動第一轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動,那么第一轉(zhuǎn)動軸通過傳動機構(gòu)帶動第二轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動,繼而帶動第一夾持爪309和第二夾持爪310做相向或相離運動,從而完成抱住線路或松開線路的作用。在驅(qū)動輪和夾緊輪越障時,可以通過該夾持機構(gòu)夾住線路,保證巡線機器人不會由線路上掉落。
[0099]擺動桿可固連在驅(qū)動軸的軸承上面,一方面可以很好的支撐機器人重量,一方面可以降低夾持爪與線路之間的摩擦,減輕對線路的損傷。
[0100]在本發(fā)明一具體實施例中,基座501上設(shè)置有第一變距滑動裝置502,滑座503上設(shè)置有與第一變距滑動裝置502滑動配合的第二變距滑動裝置。第一變距滑動裝置502和第二變距滑動裝置的延伸方向與絲杠504的軸向平行。本發(fā)明通過在基座501上設(shè)置第一變距滑動裝置502,并在滑座503上設(shè)置第二變距滑動裝置,能夠為滑座503提供更加穩(wěn)定的滑動。
[0101]具體地,第一變距滑動裝置502為滑軌,第二變距滑動裝置為與滑軌配合的滑槽,第一變距滑動裝置502也可為滑槽,第二變距滑動裝置為與滑槽配合的滑軌。
[0102]第一變距滑動裝置502為滑軌,第二變距滑動裝置為設(shè)置于滑座503底部的滑座,滑座上開設(shè)有滑槽,該滑槽與滑軌滑動配合。
[0103]在本發(fā)明一具體實施例中,變距驅(qū)動電機506通過傳動裝置與絲杠504相連。傳動裝置包括主動帶輪、從動帶輪和傳動帶。
[0104]其中,主動帶輪設(shè)置于變距驅(qū)動電機506的輸出軸上,通過變距驅(qū)動電機506帶動主動帶輪轉(zhuǎn)動,從動帶輪設(shè)置于絲杠504上,傳動帶連接主動帶輪和從動帶輪,從而將主動帶輪的轉(zhuǎn)動傳遞給從動帶輪,繼而帶動絲杠504旋轉(zhuǎn)。傳動裝置除了可以為帶輪機構(gòu)之外,還可為齒輪機構(gòu)。
[0105]在本發(fā)明一具體實施例中,夾持驅(qū)動裝置包括夾持驅(qū)動電機302、第一夾持驅(qū)動齒輪304分合蝸桿305、第二夾持驅(qū)動齒輪303和分合渦輪306。
[0106]其中,夾持驅(qū)動電機302設(shè)置于支撐盒301上,夾持驅(qū)動電機302的輸出軸上設(shè)置有第一夾持驅(qū)動齒輪304。分合蝸桿305可轉(zhuǎn)動地設(shè)置于支撐盒301和支撐架上,分合蝸桿305上設(shè)置有與第一夾持驅(qū)動齒輪304嚙合的第二夾持驅(qū)動齒輪303。分合渦輪306設(shè)置于第一轉(zhuǎn)動軸或第二轉(zhuǎn)動軸上,分合潤輪306與分合蝸桿305哨合。
[0107]在需要打開或關(guān)閉夾持爪時,可以啟動夾持驅(qū)動電機302,通過第一夾持驅(qū)動齒輪304帶動分合蝸桿305旋轉(zhuǎn),分合蝸桿305與分合渦輪306嚙合,從而帶動第一轉(zhuǎn)動軸和第二轉(zhuǎn)動軸中的一個旋轉(zhuǎn),并通過傳動機構(gòu)帶動另外一個旋轉(zhuǎn),從而實現(xiàn)了夾持爪的動作,可以通過夾持驅(qū)動電機302的旋向不同,使得夾持爪完成打開或關(guān)閉。
[0108]在本發(fā)明一具體實施例中,傳動機構(gòu)包括設(shè)置于第一轉(zhuǎn)動軸上的第一傳動齒輪308,以及設(shè)置于第二轉(zhuǎn)動軸上的第二傳動齒輪307,第一傳動齒輪308和第二傳動齒輪307
口四合。
[0109]請參閱圖7,圖7為本發(fā)明實施例提供的壓緊輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0110]行走輪組機構(gòu)包括壓緊在線路上側(cè)驅(qū)動輪機構(gòu)200和壓緊在線路下側(cè)的壓緊輪機構(gòu)100。壓緊輪機構(gòu)100包括固定箱體101、升降驅(qū)動裝置和壓緊輪組。
[0111]其中,固定箱體101用于支撐起上設(shè)置的部件。升降驅(qū)動裝置設(shè)置于固定箱體101上,現(xiàn)有技術(shù)中具有升降功能的裝置很多,例如絲杠機構(gòu)、氣缸機構(gòu)等。壓緊輪組與升降驅(qū)動裝置相連,并由升降驅(qū)動裝置帶動升降,壓緊輪組至少包括一個壓緊輪109,壓緊輪109用于壓緊在線路的下側(cè)。
[0112]壓緊輪組的壓緊輪109壓緊在線路的下側(cè),并與驅(qū)動輪機構(gòu)的配合完成巡線機器人的行走。在巡線機器人中的一個壓緊輪機構(gòu)靠近障礙物無法駛過時,通過升降驅(qū)動裝置驅(qū)動壓緊輪組向下移動,從而脫離對線路的壓緊。巡線機器人繼續(xù)行走,在該壓緊輪機構(gòu)繞過障礙物時,通過升降驅(qū)動裝置驅(qū)動壓緊輪組向上移動,從而實現(xiàn)對線路的壓緊作用。巡線機器人的其它壓緊輪機構(gòu)的越障動作,與上述方式相同。本發(fā)明具有越障功能,提高了巡線機器人的應(yīng)用范圍。
[0113]在本發(fā)明一具體實施例中,升降驅(qū)動裝置包括升降驅(qū)動電機102、第一升降驅(qū)動齒輪103、升降絲杠106和第二升降驅(qū)動齒輪104。
[0114]其中,升降驅(qū)動電機102設(shè)置于固定箱體101上,升降驅(qū)動電機102的輸出軸上設(shè)置有第一升降驅(qū)動齒輪103,通過升降驅(qū)動電機102工作,帶動第一升降驅(qū)動齒輪103旋轉(zhuǎn)。
[0115]升降絲杠106與壓緊輪組連接,第二升降驅(qū)動齒輪104與升降絲杠106螺紋配合,第二升降驅(qū)動齒輪104與第一升降驅(qū)動齒輪103嚙合。第一升降驅(qū)動齒輪103帶動第二升降驅(qū)動齒輪104旋轉(zhuǎn),由于第二升降驅(qū)動齒輪104與升降絲杠106螺紋配合,因此,在第二升降驅(qū)動齒輪104旋轉(zhuǎn)時,升降絲杠106上下移動,從而帶動壓緊輪組上下移動,向上移動時,壓緊線路,向下移動時,放松線路。
[0116]在本發(fā)明一具體實施例中,本發(fā)明還可包括固定在固定箱體101上的軸承座108,軸承座108上設(shè)置有與第二升降驅(qū)動齒輪104連接的軸承。第二升降驅(qū)動齒輪104與軸承連接,因此第二升降驅(qū)動齒輪104更加方便轉(zhuǎn)動。
[0117]在本發(fā)明一具體實施例中,壓緊輪組包括壓緊輪固定架105、壓緊輪109和壓緊輪導(dǎo)向桿107。
[0118]其中,壓緊輪109可轉(zhuǎn)動地設(shè)置于壓緊輪固定架105上,通常壓緊輪109設(shè)計為兩個。需要說明的是,壓緊輪109還可為一個,或者三個及以上。壓緊輪導(dǎo)向桿107設(shè)置于壓緊輪固定架105上,固定箱體101上開設(shè)有與壓緊輪導(dǎo)向桿107滑動配合的導(dǎo)向孔。本發(fā)明通過設(shè)置導(dǎo)向裝置(壓緊輪導(dǎo)向桿107),使得壓緊輪109的升降具有了導(dǎo)向功能,因此升降穩(wěn)定性更好。
[0119]請參閱圖8和圖9,圖8為本發(fā)明實施例提供的驅(qū)動輪機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;圖9為本發(fā)明實施例提供的驅(qū)動輪機構(gòu)的正視圖。
[0120]驅(qū)動輪機構(gòu)包括底座214、第一安裝板206、第二安裝板207、主動驅(qū)動輪201、從動驅(qū)動輪202、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置和分合驅(qū)動裝置。
[0121]其中,底座214為本發(fā)明的支撐部分,用于為其上的部件提供安裝基礎(chǔ),固定箱體101設(shè)置于底座214上。第一安裝板206和第二安裝板207平行布置,且均可滑動地設(shè)置于底座214上,第一安裝板206和第二安裝板207布置于固定箱體101的兩側(cè)。第一安裝板206和第二安裝板207的結(jié)構(gòu)可以相同,也可不同,為了降低制造成本,第一安裝板206和第二安裝板207的結(jié)構(gòu)優(yōu)選為相同,可以采用一個模具進(jìn)行制造。
[0122]主動驅(qū)動輪201可轉(zhuǎn)動地設(shè)置于第一安裝板206上,具體地,可通過軸承支撐在第一安裝板206上。從動驅(qū)動輪202可轉(zhuǎn)動地設(shè)置于第二安裝板207上,具體地,可通過軸承支撐在第二安裝板207上。主動驅(qū)動輪201和從動驅(qū)動輪202配合后形成搭接在線路上的驅(qū)動輪。
[0123]例如,可在從動驅(qū)動輪202上設(shè)置用于搭接在線路上的搭接軸,并在搭接軸上開設(shè)插接孔,在主動驅(qū)動輪201上設(shè)置插接軸,在主動驅(qū)動輪201和從動驅(qū)動輪202配合時,搭接軸插入插接孔內(nèi),并實現(xiàn)主動驅(qū)動輪201和從動驅(qū)動輪202的聯(lián)動。主動驅(qū)動輪201和從動驅(qū)動輪202上均設(shè)置有限位盤,通過限位盤避免驅(qū)動輪由線路上滑落。
[0124]旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置用于驅(qū)動主動驅(qū)動輪201轉(zhuǎn)動,分合驅(qū)動裝置用于驅(qū)動第一安裝板206和第二安裝板207中的至少一個滑動,也可通過分合驅(qū)動裝置驅(qū)動第一安裝板206和第二安裝板207向相反方向滑動,只要能夠?qū)崿F(xiàn)第一安裝板206和第二安裝板207的分合動作即可。
[0125]在本發(fā)明一具體實施例中,底座214上設(shè)置有第一滑動裝置213,第一安裝板206和第二安裝板207上設(shè)置有與第一滑動裝置213滑動配合的第二滑動裝置215。為了保證第一安裝板206和第二安裝板207沿底座214的滑動,現(xiàn)有技術(shù)中存在多種實現(xiàn)方式,本文重點介紹在底座214上設(shè)置有第一滑動裝置213,在第一安裝板206和第二安裝板207上設(shè)置第二滑動裝置215的方式。
[0126]在本發(fā)明一具體實施例中,第一滑動裝置213為滑軌,第二滑動裝置215為滑塊,滑塊上開設(shè)有與滑軌滑動配合的滑槽。即在底座214上布置滑軌,而在第一安裝板206和第二安裝板207上布置具有滑槽的滑塊,從而實現(xiàn)第一安裝板206和第二安裝板207能夠做分合動作。具體地,滑軌可為燕尾滑軌,滑槽為燕尾槽。
[0127]除了上述實施方式之外,第一滑動裝置213為滑槽,第二滑動裝置215為與滑槽配合的滑軌。即在底座214上直接開設(shè)滑槽,或者通過設(shè)置滑塊,在滑塊上開設(shè)滑槽,而在第一安裝板206和第二安裝板207上布置滑軌,從而實現(xiàn)第一安裝板206和第二安裝板207能夠做分合動作。具體地,滑軌可為燕尾滑軌,滑槽為燕尾槽。
[0128]為了保證滑動的平穩(wěn)性,第一滑動裝置213為平行布置的兩個,第一安裝板206和第二安裝板207的兩側(cè)分別設(shè)置有與兩個第一滑動裝置213配合的第二滑動裝置215。本發(fā)明通過設(shè)置兩個第一滑動裝置213,提高了第一安裝板206和第二安裝板207滑動配合的面積。以第一安裝板206為例,將第二滑動裝置215設(shè)置在第一安裝板206的兩側(cè),從而提高對第一安裝板206的穩(wěn)定支撐。
[0129]在本發(fā)明一具體實施例中,分合驅(qū)動裝置包括分合驅(qū)動電機209、第一分合驅(qū)動齒輪、分合絲杠211和第二分合驅(qū)動齒輪212。
[0130]其中,設(shè)置于固定箱體101上的分合驅(qū)動電機209,分合驅(qū)動電機209的輸出軸上設(shè)置有第一分合驅(qū)動齒輪,通過分合驅(qū)動電機209能夠帶動第一分合驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動。
[0131]分合絲杠211的一端與第一安裝板206連接,另一端和第二安裝板207相連。第二分合驅(qū)動齒輪212與分合絲杠211螺紋連接,第二分合驅(qū)動齒輪212與第一分合驅(qū)動齒輪嚙合。在分合驅(qū)動電機209工作時,第一分合驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)動,并帶動第二分合驅(qū)動齒輪212轉(zhuǎn)動,由于第二分合驅(qū)動齒輪212與分合絲杠211螺紋配合,所以在第二分合驅(qū)動齒輪212轉(zhuǎn)動過程中,分合絲杠211會發(fā)生移動,從而帶動第一安裝板206和第二安裝板207做分離或靠近的動作。
[0132]分合絲杠211為雙向分合絲杠,所謂雙向分合絲杠應(yīng)當(dāng)理解為分合絲杠211有旋向不同的兩個分合絲杠組成,兩個分合絲杠的一個與第一安裝板206連接,另一個分合絲杠和第二安裝板207相連。將雙向分合絲杠看作一個分合絲杠來講,則可理解為雙向分合絲杠的一端與第一安裝板206連接,另一端和第二安裝板207相連。
[0133]在本發(fā)明一具體實施例中,本發(fā)明還可包括設(shè)置于固定箱體101上的分合導(dǎo)向桿208,第一安裝板206和第二安裝板207上均設(shè)置有導(dǎo)向板,導(dǎo)向板上開設(shè)有與分合導(dǎo)向桿208滑動配合的導(dǎo)向孔。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是,分合導(dǎo)向桿208的延伸方向應(yīng)當(dāng)與第一安裝板206和第二安裝板207的滑動方向相同,即與第一滑動裝置213的延伸方向相同。本發(fā)明通過增加分合導(dǎo)向桿208,能夠使得第一安裝板206和第二安裝板207滑動時更加穩(wěn)定。
[0134]進(jìn)一步地,本發(fā)明還可包括設(shè)置于底座214兩側(cè)的直線軸承座216,第一安裝板206和第二安裝板207上設(shè)置有分別與各自對應(yīng)的直線軸承座214配合的直線軸承。直線軸承座214和直線軸承也能夠起到限定第一安裝板206和第二安裝板207滑動方向的作用,同時也有助于第一安裝板206和第二安裝板207滑動時的穩(wěn)定性。
[0135]在本發(fā)明一具體實施例中,旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機205、第一旋轉(zhuǎn)齒輪204和第二旋轉(zhuǎn)齒輪203。
[0136]其中,旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機205設(shè)置于第一安裝板206上,具體的可通過固定螺栓可拆卸地設(shè)置于第一安裝板206上。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機205的輸出軸上設(shè)置有第一旋轉(zhuǎn)齒輪204,通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機205的工作帶動第一旋轉(zhuǎn)齒輪204旋轉(zhuǎn)。
[0137]第二旋轉(zhuǎn)齒輪203設(shè)置于主動驅(qū)動輪201的驅(qū)動軸上,第二旋轉(zhuǎn)齒輪203與第一旋轉(zhuǎn)齒輪204嚙合。具體地為了便于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機205的布置,將第一旋轉(zhuǎn)齒輪204和第二旋轉(zhuǎn)齒輪203均設(shè)計為錐齒輪。本發(fā)明通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機205的工作帶動第一旋轉(zhuǎn)齒輪204旋轉(zhuǎn),在第一旋轉(zhuǎn)齒輪204的旋轉(zhuǎn)過程中,帶動第二旋轉(zhuǎn)齒輪203旋轉(zhuǎn),繼而使得主動驅(qū)動輪201旋轉(zhuǎn),從而實現(xiàn)驅(qū)動輪機構(gòu)的行走功能。
[0138]請參閱圖12,圖12為本發(fā)明實施例提供的俯仰機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0139]本發(fā)明還可包括用于連接兩個巡線機器人本體的俯仰機構(gòu)400,該俯仰機構(gòu)400包括支撐座、俯仰蝸桿402、第一俯仰連接架404、俯仰轉(zhuǎn)軸406、第二俯仰連接架405和俯仰驅(qū)動電機401。[0140]其中,俯仰蝸桿402可轉(zhuǎn)動地架設(shè)于支撐座上,第一俯仰連接架404設(shè)置于支撐座上,第一俯仰連接架404用于與其中一個巡線機器人本體相連。俯仰轉(zhuǎn)軸406可轉(zhuǎn)動地架設(shè)于第一俯仰連接架404上,俯仰轉(zhuǎn)軸406上設(shè)置有與俯仰蝸桿402嚙合的蝸輪403。
[0141]第二俯仰連接架405設(shè)置于俯仰轉(zhuǎn)軸406,第二俯仰連接架405用于與另一個巡線機器人本體相連,俯仰驅(qū)動電機401用于驅(qū)動俯仰蝸桿402轉(zhuǎn)動。
[0142]俯仰機構(gòu)在使用時,將第一俯仰連接架404與其中一個巡線機器人本體相連,將第二俯仰連接架405與另一個巡線機器人本體相連。在巡線機器人行走到線路的夾角處時,可以通過俯仰驅(qū)動電機驅(qū)動蝸桿旋轉(zhuǎn),繼而帶動其中一個巡線機器人本體相對于另一個巡線機器人本體發(fā)生旋轉(zhuǎn),從而使得兩個巡線機器人本體產(chǎn)生與線路的夾角相對應(yīng)的夾角,從而保證在線路夾角處,巡線機器人不會由線路上掉落。
[0143]在本發(fā)明一具體實施例中,第一俯仰連接架404和第二俯仰連接架405上開設(shè)有用于穿設(shè)固定螺栓的螺栓孔。
[0144]請參閱圖14-圖19,圖14為本發(fā)明實施例提供的巡線機器人尺蠖式行走動作過程一的結(jié)構(gòu)示意圖;圖15為本發(fā)明實施例提供的巡線機器人尺蠖式行走動作過程二的結(jié)構(gòu)示意圖;圖16為本發(fā)明實施例提供的巡線機器人尺蠖式行走動作過程三的結(jié)構(gòu)示意圖;圖17為本發(fā)明實施例提供的巡線機器人尺蠖式行走動作過程四的結(jié)構(gòu)示意圖;圖18為本發(fā)明實施例提供的巡線機器人尺蠖式行走動作過程五的結(jié)構(gòu)示意圖;圖19為本發(fā)明實施例提供的巡線機器人尺蠖式行走動作過程六的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0145]如圖14所示,在第一夾持機構(gòu)30和第二夾持機構(gòu)20遇到障礙物10時,第一夾持機構(gòu)30和第二夾持機構(gòu)20均張開兩個夾持爪,從而脫離線路。尺蠖式行走主要是通過控制手柄進(jìn)行控制,控制原理與前述相同,在此不再贅述。
[0146]如圖15所示,第一變距機構(gòu)70和第二變距機構(gòu)60工作,由于兩個行走輪組機構(gòu)均夾緊在線路上,因此在第一變距機構(gòu)70和第二變距機構(gòu)60工作時,第一變距機構(gòu)70和第二變距機構(gòu)60的基座移動,由于第一夾持機構(gòu)30和第二夾持機構(gòu)20均安裝在基座上,因此第一夾持機構(gòu)30和第二夾持機構(gòu)20跟隨基座移動,從而越過部分障礙物10。
[0147]如圖16所示,第一夾持機構(gòu)30和第二夾持機構(gòu)20夾住線路,兩個行走輪組機構(gòu)松開線路,通過兩個夾持機構(gòu)將巡線機器人保持在線路上而不滑落。
[0148]如圖17所示,第一變距機構(gòu)70和第二變距機構(gòu)60工作,由于兩個行走輪組機構(gòu)均松開線路,因此在第一變距機構(gòu)70和第二變距機構(gòu)60工作時,第一變距機構(gòu)70和第二變距機構(gòu)60的滑座移動,從而帶動兩個行走輪組機構(gòu)移動。
[0149]如圖18所示,兩個行走輪組機構(gòu)閉合夾住線路,并松開第一夾持機構(gòu)30和第二夾持機構(gòu)20。
[0150]如圖19所示,第一變距機構(gòu)70和第二變距機構(gòu)60工作,由于兩個行走輪組機構(gòu)均夾緊在線路上,因此在第一變距機構(gòu)70和第二變距機構(gòu)60工作時,第一變距機構(gòu)70和第二變距機構(gòu)60的基座移動,由于第一夾持機構(gòu)30和第二夾持機構(gòu)20均安裝在基座上,因此第一夾持機構(gòu)30和第二夾持機構(gòu)20跟隨基座移動,從而越過部分障礙物10。
[0151]按照上述工序依次進(jìn)行,便可以實現(xiàn)越障的功能。尺蠖式行走是本發(fā)明一個比較重要的運動方式,由于線路中有一些不規(guī)則排布的障礙物,尺蠖式運動能極大的提高機器人對障礙物的適應(yīng)性。在尺蠖式運動中,巡線機器人的兩個行走輪組機構(gòu)和夾持機構(gòu)分別組成一組,通過行走輪組機構(gòu)和夾持機構(gòu)組的交替運動實現(xiàn)機器人的前進(jìn)。
[0152]請參閱圖20-圖22,圖20為本發(fā)明實施例提供的巡線機器人跨步式越障動作過程一的結(jié)構(gòu)示意圖;圖21為本發(fā)明實施例提供的巡線機器人跨步式越障動作過程二的結(jié)構(gòu)示意圖;圖22為本發(fā)明實施例提供的巡線機器人跨步式越障動作過程三的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0153]為了便于區(qū)分兩個巡線機器人本體,本發(fā)明將兩個巡線機器人本體分別定義為第一巡線機器人本體和第二巡線機器人本體。第一巡線機器人本體的壓緊輪機構(gòu)為第一壓緊輪機構(gòu),驅(qū)動輪機構(gòu)為第一驅(qū)動輪機構(gòu),夾持機構(gòu)為第一夾持機構(gòu),變距機構(gòu)為第一變距機構(gòu)。第二巡線機器人本體的壓緊輪機構(gòu)為第二壓緊輪機構(gòu),驅(qū)動輪機構(gòu)為第二驅(qū)動輪機構(gòu),夾持機構(gòu)為第二夾持機構(gòu),變距機構(gòu)為第二變距機構(gòu)??绮绞皆秸现饕峭ㄟ^控制手柄進(jìn)行控制,控制原理與前述相同,在此不再贅述。
[0154]第一巡線機器人本體的第一壓緊輪機構(gòu)、第一驅(qū)動輪機構(gòu)和第一夾持機構(gòu)都打開,通過中間的俯仰機構(gòu)400把第一巡線機器人本體轉(zhuǎn)動到合適角度。
[0155]第二巡線機器人本體驅(qū)動巡線機器人前進(jìn),使第一巡線機器人本體移動到合適的上線位置。
[0156]俯仰機構(gòu)400把第一巡線機器人本體舉起,第一巡線機器人本體的第一壓緊輪機構(gòu)、第一驅(qū)動輪機構(gòu)和第一夾持機構(gòu)上線。
[0157]第二巡線機器人本體的第二壓緊輪機構(gòu)、第二驅(qū)動輪機構(gòu)和第二夾持機構(gòu)打開,通過中間的俯仰機構(gòu)400把第一巡線機器人轉(zhuǎn)動到合適角度。
[0158]第一巡線機器人本體驅(qū)動巡線機器前進(jìn),使第二巡線機器人本體移動到期望位置。
[0159]俯仰機構(gòu)400把第二巡線機器人本體舉起,并且第二壓緊輪機構(gòu)、第二驅(qū)動輪機構(gòu)和第二夾持機構(gòu)上線。
[0160]在巡線機器人行走機構(gòu)行走至線路的彎折處時,可以通過俯仰機構(gòu)400其中一個巡線機器人本體相對于另一個巡線機器人本體發(fā)生旋轉(zhuǎn),從而使得兩個巡線機器人本體產(chǎn)生與線路的夾角相對應(yīng)的夾角,從而保證在線路夾角處,巡線機器人不會由線路上掉落。
[0161]對所公開的實施例的上述說明,使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的,本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下,在其它實施例中實現(xiàn)。因此,本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例,而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種巡線機器人控制系統(tǒng),用于控制巡線機器人,所述巡線機器人包括相連接的兩個結(jié)構(gòu)相同的巡線機器人本體,所述巡線機器人本體包括壓緊在線路上側(cè)的驅(qū)動輪機構(gòu)(200)、壓緊在線路下側(cè)的壓緊輪機構(gòu)(100)、夾持機構(gòu)(300)、俯仰機構(gòu)(400)和變距機構(gòu)(500),其特征在于,包括: 用于檢測障礙物位置的光電傳感器(703),所述驅(qū)動輪機構(gòu)(200)、所述夾持機構(gòu)(300)上均設(shè)置有所述光電傳感器(703); 主控制器(701),用于在所述驅(qū)動輪機構(gòu)(200)上的光電傳感器(703)檢測到障礙物時,控制所述驅(qū)動輪機構(gòu)(200)和與該驅(qū)動輪機構(gòu)(200)對應(yīng)的壓緊輪機構(gòu)(100)打開并脫離線路,在越過障礙物時,控制所述驅(qū)動輪機構(gòu)(200)和與該驅(qū)動輪機構(gòu)(200)對應(yīng)的壓緊輪機構(gòu)(100)閉合并壓緊線路;在夾持機構(gòu)(300)上的光電傳感器(703)檢測到障礙物時,控制所述夾持機構(gòu)(300)打開并脫離線路,在越過障礙物時,控制所述夾持機構(gòu)(300)閉合并抓緊線路。
2.如權(quán)利要求1所述的巡線機器人控制系統(tǒng),其特征在于,還包括用于檢測障礙物位置的超聲波傳感器(702),所述超聲波傳感器(702)設(shè)置于在行走方向上,位于前面的驅(qū)動輪機構(gòu)(200)上; 在所述超聲波傳感器(702)檢測到障礙物時,所述主控制器(701)控制所述驅(qū)動輪機構(gòu)(200)減速。
3.如權(quán)利要求2所述的巡線機器人控制系統(tǒng),其特征在于,所述超聲波傳感器(702)為呈陣列布置的2個或3個。
4.如權(quán)利要求1所述的巡線機器人控制系統(tǒng),其特征在于,還包括用于檢測巡線機器人的側(cè)傾角的傾角傳感器(705),在側(cè)傾角超過預(yù)設(shè)角度時,所述主控制器(701)控制所述夾持機構(gòu)(300)抓緊線路,并控制所述壓緊輪機構(gòu)(100)壓緊線路。
5.如權(quán)利要求1所述的巡線機器人控制系統(tǒng),其特征在于,還包括地面控制系統(tǒng),所述地面控制系統(tǒng)包括: 控制手柄,所述控制手柄用于發(fā)出控制所述驅(qū)動輪機構(gòu)(200)、壓緊輪機構(gòu)(100)、夾持機構(gòu)(300)、俯仰機構(gòu)(400)和變距機構(gòu)(500)做相應(yīng)工作的動作; 處理器,用于根據(jù)所述控制手柄的動作,轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的控制信號,并將該控制信號發(fā)送給所述主控制器(701),所述主控制器(701)根據(jù)所述控制信號控制所述驅(qū)動輪機構(gòu)(200 )、壓緊輪機構(gòu)(100 )、夾持機構(gòu)(300 )、俯仰機構(gòu)(400 )和變距機構(gòu)(500 )的動作。
6.如權(quán)利要求5所述的巡線機器人控制系統(tǒng),其特征在于,還包括用于檢測驅(qū)動輪機構(gòu)(200 )、壓 緊輪機構(gòu)(100 )、夾持機構(gòu)(300 )、俯仰機構(gòu)(400 )和變距機構(gòu)(500 )的驅(qū)動電機的電流的電流傳感器(704),在檢測到的電流超過預(yù)設(shè)電流時,則向所述處理器發(fā)送過流警報。
7.如權(quán)利要求5所述的巡線機器人控制系統(tǒng),其特征在于,還包括用于采集巡線機器人線路的視頻數(shù)據(jù)的視頻捕獲裝置,所述視頻捕獲裝置還用于將所述視頻數(shù)據(jù)傳送至所述地面控制系統(tǒng)。
8.如權(quán)利要求7所述的巡線機器人控制系統(tǒng),其特征在于,所述視頻捕獲裝置包括: 用于采集巡線機器人線路視頻數(shù)據(jù)的CCD相機; 用于將所述視頻數(shù)據(jù)傳送至所述地面控制系統(tǒng)的視頻發(fā)射機。
9.如權(quán)利要求8所述的巡線機器人控制系統(tǒng),其特征在于,所述地面控制系統(tǒng)還包括用于接收所述視頻數(shù)據(jù)的視頻接收機,所述視頻接收機與所述處理器連接。
10.如權(quán)利要求1-9任一項所述的巡線機器人控制系統(tǒng),其特征在于,所述光電傳感器(703)為漫反射式光電 傳感器。
【文檔編號】G05D1/02GK103616893SQ201310610757
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月26日
【發(fā)明者】王謙, 陳超, 甘建峰, 陳勇全, 吳高林, 張良勝, 王成疆, 錢輝環(huán), 張海兵, 石為人 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)重慶市電力公司電力科學(xué)研究院, 深圳市先進(jìn)智能技術(shù)研究所
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