一種電力線巡檢機器人的重心平衡機構(gòu)及其平衡方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電力線巡檢機器人，具體地，涉及一種用于電力線巡檢機器人在電力線上行走和越障過程中的重心平衡機構(gòu)及其重心平衡方法，屬于機器人領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]高壓電力線的巡檢維護是電網(wǎng)運營中不可忽視的部分。國內(nèi)外電力線巡檢機器人的結(jié)構(gòu)形式主要分為雙臂式巡線機器人、三臂及多臂機器人和多節(jié)鏈式機器人，其中雙臂式電力線巡檢機器人是最為典型的結(jié)構(gòu)，其行走和越障過程中存在重心平衡的問題。
[0003]中國專利公開號為CN101342700A、專利名稱為“機器人”的專利是武漢大學針對其電力線巡檢機器人申請的專利。該發(fā)明所述電力線巡檢機器人的重心平衡機構(gòu)，采用單層滑軌結(jié)構(gòu)，在越障過程中不能完全平衡重心。2008年日本曾有人在《2008IEEEInternat1nal Conference on Robotics and Automat1n》上發(fā)表過用于高壓電力線巡檢維護的遙控機器人(Expliner)。該發(fā)明所述電力線巡檢機器人的重心平衡機構(gòu)，采用2自由度的機械臂機構(gòu)，控制難度大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種電力線巡檢機器人的重心平衡機構(gòu)及其平衡方法，其可以在電力線巡檢機器人在電力線上行走和越障過程中實現(xiàn)更好重心平衡功能，提高了電力線巡檢的效率和穩(wěn)定性。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種電力線巡檢機器人的重心平衡機構(gòu)，包括機身、配重塊滑軌和配重塊，配重塊滑軌與機身滑動連接，配重塊與配重塊滑軌滑動連接。
[0007]優(yōu)選地，所述機身和配重塊滑軌為框架式結(jié)構(gòu)，機身的梁為導(dǎo)軌，所述機身的梁上裝置有加強筋。
[0008]優(yōu)選地，所述機身還包括手臂滑塊驅(qū)動電機、手臂滑塊減速箱、手臂滑塊同步帶和兩對手臂滑塊同步輪；手臂滑塊減速箱固定連接機身的固定架；手臂滑塊驅(qū)動電機固定連接手臂滑塊減速箱，手臂滑塊驅(qū)動電機輸出軸固定連接手臂滑塊減速箱輸入軸；手臂滑塊同步輪其一固定連接手臂滑塊減速箱輸出軸，其余手臂滑塊同步輪通過軸承連接機身的固定架，同步輪通過手臂滑塊同步帶同步轉(zhuǎn)動；電力線巡檢機器人的手臂固定連接手臂滑塊，可以沿機身導(dǎo)軌滑動；手臂滑塊固定連接手臂滑塊同步帶。
[0009]優(yōu)選地，所述機身還包括配重塊滑軌驅(qū)動電機、配重塊滑軌減速箱、配重塊滑軌同步帶和一對配重塊滑軌同步輪；配重塊滑軌減速箱固定連接機身的固定架；配重塊滑軌驅(qū)動電機固定連接配重塊滑軌減速箱，配重塊滑軌驅(qū)動電機輸出軸固定連接配重塊滑軌減速箱輸入軸；配重塊滑軌同步輪其一固定連接配重塊滑軌減速箱輸出軸，配重塊滑軌同步輪其二通過軸承連接機身的固定架，兩同步輪通過配重塊滑軌同步帶同步轉(zhuǎn)動。
[0010]優(yōu)選地，所述配重塊滑軌還包括配重塊驅(qū)動電機、配重塊減速箱、配重塊同步帶、一對配重塊同步輪和配重塊滑軌支撐架；配重塊減速箱固定連接配重塊滑軌的固定架；配重塊驅(qū)動電機固定連接配重塊減速箱，配重塊驅(qū)動電機輸出軸固定連接配重塊減速箱輸入軸；配重塊同步輪其一固定連接配重塊減速箱輸出軸，配重塊同步輪其二通過軸承連接配重塊滑軌的固定架，兩同步輪通過配重塊同步帶同步轉(zhuǎn)動；配重塊滑軌支撐架固定連接在配重塊滑軌上，通過配重塊滑軌支撐架滑動連接機身的梁，配重塊滑軌能夠沿機身鋁型材導(dǎo)軌滑動；配重塊滑軌支撐架固定連接配重塊滑軌同步帶。
[0011]優(yōu)選地，所述配重塊固定連接配重塊支撐架，通過配重塊支撐架滑動連接配重塊滑軌的梁，配重塊可以沿配重塊滑軌的鋁型材導(dǎo)軌滑動；配重塊支撐架固定連接配重塊同步帶。
[0012]本發(fā)明還提供一種電力線巡檢機器人的重心平衡方法，采用上述的機構(gòu)來完成，包括以下步驟:
[0013]步驟一，電力線巡檢機器人在電力線上行走，保持配重塊滑軌支撐架位于機身中心，保持配重塊支撐架位于配重塊滑軌中心；
[0014]步驟二，當電力線巡檢機器人運動過程中遇到絕緣子和線夾等障礙物時，需要雙懸臂交叉越過障礙物。
[0015]步驟三，當越障過程中單臂固定懸掛在電線上時，懸臂與電力線的接觸點為原點，垂直向上為Z軸，機器人前進方向水平向前為X軸，建立右手坐標系，作為世界坐標系；
[0016]步驟四，讀取電力線巡檢機器人每個關(guān)節(jié)的位置傳感器值，利用電力線巡檢機器人固有參數(shù)(如每個臂的質(zhì)量、重心，機身的質(zhì)量、重心)，計算電力線巡檢機器人的重心；
[0017]步驟五，如果電力線巡檢機器人的重心未位于原點的正下方，調(diào)整配重塊支撐架和配重塊的位置，重復(fù)步驟四，直至電力線巡檢機器人的重心位于原點的正下方。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:本發(fā)明的機器人采用機身、配重塊滑軌和配重塊三層式結(jié)構(gòu)，有效地提高了配重塊的行程，滿足了完全平衡重心的要求；采取滑軌式結(jié)構(gòu)，避免了機械臂機構(gòu)中存在的控制難度大和計算量高的問題，能夠?qū)崿F(xiàn)實時平衡重心，滑軌式結(jié)構(gòu)也避免了機械臂結(jié)構(gòu)中存在的奇異點問題。本發(fā)明具有良好的實時重心平衡功能，提高了電力線巡檢機器人的越障能力。
【附圖說明】
[0019]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0020]圖1是本發(fā)明所提供的電力線巡檢機器人的重心平衡機構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)概略圖；
[0021]圖2是電力線巡檢機器人的重心平衡機構(gòu)的正視圖；
[0022]圖3是電力線巡檢機器人的重心平衡機構(gòu)的側(cè)視圖；
[0023]圖4是圖3電力線巡檢機器人機身的A-A部分的整體結(jié)構(gòu)概略圖；
[0024]圖5是電力線巡檢機器人配重塊滑軌的俯視圖；
[0025]圖6是電力線巡檢機器人越障過程中單臂懸掛時的正視圖。
[0026]圖中:1-機身，2-配重塊滑軌，3-配重塊，4-機身的梁，5-加強筋，6-手臂滑塊同步輪，7-手臂滑塊減速箱，8-手臂滑塊驅(qū)動電機，9-手臂滑塊同步帶，10-手臂滑塊，11-手臂，12-機身的固定架，13-配重塊滑軌驅(qū)動電機，14-配重塊滑軌減速箱，15-配重塊滑軌同步輪，16-配重塊滑軌同步帶，18-配重塊滑軌同步輪，19-配重塊滑軌支撐架，20-配重塊同步輪，21-配重塊同步帶，22-配重塊支撐架，23-配重塊驅(qū)動電機，24-配重塊同步輪，25-配重塊減速箱，26-配重塊滑軌的固定架，27-配重塊滑軌的固定架，30-電力線，31-機器人與電力線的接觸點。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0028]本發(fā)明提供了一種電力線巡檢機器人的重心平衡方法，該方法可以通過一種電力線巡檢機器人的重心平衡機構(gòu)來實施，如圖1所示，本機構(gòu)包括機身1、配重塊滑軌2和配重塊3，機身I和配重塊滑軌2為框架式結(jié)構(gòu)，機身的梁4為鋁型材導(dǎo)軌，機身的梁4之間裝置有加強筋5。
[0029]如圖2所示，提供了本實施例所涉及電力線巡檢機器人的重心平衡機構(gòu)的正視圖。手臂滑塊減速箱7固定連接機身的固定架12 ;手臂滑塊驅(qū)動電機8固定連接手臂滑塊減速箱7，手臂滑塊驅(qū)動電機8輸出軸固定連接手臂滑塊減速箱7輸入軸；手臂滑塊同步輪6固定連接手臂滑塊減速箱7輸出軸，其余手臂滑塊同步輪通過軸承連接機身的固定架，手臂滑塊同步輪通過手臂滑塊同步帶9同步轉(zhuǎn)動。
[0030]如圖3所示，提供了本實施例所涉及電力線巡檢機器人的重心平衡機構(gòu)的側(cè)視圖。電力線巡檢機器人的手臂11固定連接手臂滑塊10，可以沿機身鋁型材導(dǎo)軌滑動；手