專利名稱：機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于沿多分裂架空高壓輸電線路行駛的機(jī)器人，尤其 是涉及一種對(duì)架空高壓輸電線路全程上行駛的機(jī)器人的結(jié)構(gòu)改良。
背景技術(shù)：
目前，架空高壓輸電線路的帶電巡檢和作業(yè)仍缺乏一種通用的技術(shù)載
體——機(jī)器人技術(shù)。2003年加拿大曾有人在《ESMO 2003 The Power is in Your Hands》和《RSFDGrC 2003》上分別發(fā)表過(guò)用于架空高壓輸電線路巡檢的 遙控操作車(Remotely Operated Vehicle (ROV))和爬行機(jī)器人(a Line-Crawling Robot (LCR))。該遙控小車是由三對(duì)夾緊輪夾緊輸電線，并 驅(qū)動(dòng)小車沿輸電線行駛，但因該遙控小車只能在一檔線路上工作，不具有 越過(guò)障物的功能，遇到線路上的各種金具(障礙物)時(shí)，需由人工帶電作 業(yè)將其從障礙物的一側(cè)搬運(yùn)到另一側(cè)。這不僅影響了工作效率，而且也不安全。
為此人們進(jìn)行了長(zhǎng)期的探索，提出了多種多樣的改進(jìn)方案。例如，中 國(guó)專利文獻(xiàn)公開了一種一種沿架空高壓輸電線路行駛的機(jī)器人 (200410061316.8)，用于沿架空高壓輸電線路行駛的機(jī)器人，包括一對(duì)沿 輸電線運(yùn)動(dòng)的小臂(l)機(jī)械手機(jī)構(gòu)，二小臂(l)機(jī)械手的下端被共同聯(lián)接在一 個(gè)能改變二小臂(1灘對(duì)距離的大臂(2)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(8)上，各小臂(l)分別具有 4個(gè)自由度，小臂(1)上方為末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)(3)，該末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)(3)具有一個(gè) 掛在輸電線(4)上的主動(dòng)輪(5)及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(9)、 一個(gè)從動(dòng)輪(10)和一個(gè)可抓 握輸電線(4)的夾緊機(jī)構(gòu)(22)。該方案雖然解決了現(xiàn)有技術(shù)的部分問(wèn)題，但是 仍然有下述問(wèn)題沒(méi)有得到解決
操作車在夾緊臂交替換夾輸電線而前進(jìn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，由于其中一個(gè) 或者多個(gè)夾緊臂松開了對(duì)輸電線的夾合，同時(shí)旋轉(zhuǎn)一定的角度，造成整個(gè) 操作車重心偏移，引起操作車不能平穩(wěn)的在輸電線上行駛，引起輸電線的 晃動(dòng)，有可能引發(fā)安全事故；
另外，由于操作車只能在水平方向選裝，因此只能在一檔線路上工作， 不具有越過(guò)障物的功能，遇到線路上的各種金具(障礙物)時(shí)，需由人工 帶電作業(yè)將其從障礙物的一側(cè)搬運(yùn)到另一側(cè)。這不僅影響了工作效率，而 且也不安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的操作車在夾緊臂交替換夾輸電 線而前進(jìn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，由于其中一個(gè)或者多個(gè)夾緊臂松開了對(duì)輸電線的 夾合，同時(shí)旋轉(zhuǎn)一定的角度，造成整個(gè)操作車重心偏移，引起操作車不能 平穩(wěn)的在輸電線上行駛，引起輸電線的晃動(dòng)，有可能引發(fā)安全事故等的技 術(shù)問(wèn)題；提供了一種夾緊臂交替換夾輸電線而前進(jìn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，不會(huì)因 為其中一個(gè)或者多個(gè)夾緊臂松開了對(duì)輸電線的夾合，同時(shí)旋轉(zhuǎn)一定的角度， 從而造成整個(gè)操作車重心偏移的，引起操作車不能平穩(wěn)的在輸電線上行駛 的現(xiàn)象發(fā)生的機(jī)器人。
本發(fā)明還有一目的是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的由于操作車只能在水平 方向選裝，因此只能在一檔線路上工作，不具有越過(guò)障物的功能，遇到線
路上的各種金具(障礙物)時(shí)，需由人工帶電作業(yè)將其從障礙物的一側(cè)搬 運(yùn)到另一側(cè)，不僅影響了工作效率，而且也不安全等的技術(shù)問(wèn)題；提供了 一種能夠沿架空高壓輸電線路全程行駛，并可以跨越或避讓線路上的各種 障礙物(金具和絕緣子)，不需要人工從桿塔的一側(cè)搬運(yùn)到另一側(cè)，大大縮 短了機(jī)器人運(yùn)行的輔助時(shí)間，提高了工作效率，保證了檢測(cè)過(guò)程的安全性 的機(jī)器人。
本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的 機(jī)器人，用于在沿架空高壓輸電線路上行駛，包括一對(duì)沿輸電線運(yùn)動(dòng) 的至少具有4個(gè)自由度的機(jī)械手機(jī)構(gòu)，該機(jī)械手機(jī)構(gòu)下端分別通過(guò)繞鉛垂軸
設(shè)置的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接在一個(gè)能改變?cè)摍C(jī)械手機(jī)構(gòu)相對(duì)距離的大臂的傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)上，該機(jī)械手機(jī)構(gòu)上方為末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的大臂的下 端通過(guò)支撐架連接有重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。
在上述的機(jī)器人，所述的重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括能在支撐架上作往復(fù)運(yùn)動(dòng) 的機(jī)箱支撐板，沿重心移動(dòng)絲桿作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的重心移動(dòng)螺母與機(jī)箱支撐板 相聯(lián)結(jié)，所述的重心移動(dòng)絲桿一端與固定在大臂上的重心調(diào)節(jié)減速器相連。
本發(fā)明創(chuàng)造性地在大臂的下端通過(guò)支撐架連接了一個(gè)重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)， 該重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的作用是，在機(jī)器人兩臂交替換夾前進(jìn)的過(guò)程中，重心調(diào) 節(jié)機(jī)構(gòu)能適時(shí)的調(diào)節(jié)機(jī)器人的重心，從而保證機(jī)器人在行走過(guò)程中的平穩(wěn)， 不會(huì)造成整個(gè)操作車重心偏移，引起操作車不能平穩(wěn)的在輸電線上行駛的 現(xiàn)象發(fā)生。
在上述的機(jī)器人，所述的機(jī)械手機(jī)構(gòu)包括動(dòng)臂、能與動(dòng)臂作相對(duì)運(yùn)動(dòng) 的靜臂以及驅(qū)動(dòng)動(dòng)臂作垂直運(yùn)動(dòng)的伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包 括能帶動(dòng)嵌入靜臂內(nèi)的伸縮螺母作垂直運(yùn)動(dòng)的伸縮絲桿以及輸出軸與伸縮
絲桿相連的伸縮驅(qū)動(dòng)裝置，所述的伸縮伸縮絲桿與伸縮驅(qū)動(dòng)裝置均設(shè)置在 動(dòng)臂內(nèi)。
本發(fā)明將現(xiàn)有技術(shù)的單獨(dú)的機(jī)械臂改進(jìn)為由動(dòng)臂、能與動(dòng)臂作相對(duì)運(yùn) 動(dòng)的靜臂以及驅(qū)動(dòng)動(dòng)臂作垂直運(yùn)動(dòng)的伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中， 動(dòng)臂可以在伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下做伸縮運(yùn)動(dòng)，從而改變整個(gè)機(jī)械手機(jī)構(gòu) 的長(zhǎng)短，使其能夠更好的抓握輸電線。
在上述的機(jī)器人，所述的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和機(jī)械手機(jī)構(gòu)下端之間還設(shè)有繞水 平軸設(shè)置的俯仰機(jī)構(gòu)，所述俯仰機(jī)構(gòu)包括俯仰渦輪蝸桿箱、俯仰渦輪、俯 仰蝸桿以及與俯仰蝸桿傳動(dòng)軸相連的俯仰驅(qū)動(dòng)裝置，所述的靜臂下端固定 在由俯仰渦輪輸出軸構(gòu)成的水平軸上，該俯仰機(jī)構(gòu)通過(guò)旋轉(zhuǎn)座與鉛垂軸輸 出軸固定。
在上述的機(jī)器人,所述的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括一個(gè)掛在輸電線上并能在 輸電線上作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的主動(dòng)輪以及驅(qū)動(dòng)該主動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)的并置于卸載軸內(nèi)的 行駛驅(qū)動(dòng)裝置，所述的主動(dòng)輪下方設(shè)置有壓緊機(jī)構(gòu)，該壓緊機(jī)構(gòu)包括一個(gè)
壓緊輪，所述的壓緊輪通過(guò)L型支架固定在靜臂上。
在上述的機(jī)器人，所述的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)還包括一個(gè)夾緊機(jī)構(gòu)，所述的 夾緊機(jī)構(gòu)包括一對(duì)夾爪和夾肝，鋼絲繩和動(dòng)滑輪以及定滑輪組構(gòu)成的傳力 機(jī)構(gòu)，傳力絲桿、傳力螺母導(dǎo)軌組成的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及復(fù)位鋼絲繩和夾緊機(jī) 構(gòu)支架。
在上述的機(jī)器人，所述的兩夾肝的中部與夾緊機(jī)構(gòu)支架鉸接，兩夾桿 的端部分別與夾爪鉸接并于夾緊鋼絲繩固接，定滑輪被支撐在夾緊機(jī)構(gòu)支 架上，動(dòng)滑輪被支撐在傳力螺母上，夾緊鋼絲繩依次繞過(guò)動(dòng)滑輪、定滑輪， 其端分別與兩夾肝的一端相連接，復(fù)位鋼絲繩的兩端分別與兩夾肝的另一
端相連接。
在上述的機(jī)器人，所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括分別對(duì)應(yīng)機(jī)械手機(jī)構(gòu)的固定有 滑座并能在大臂上作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的一對(duì)滑臺(tái)，所述的滑座設(shè)置滑動(dòng)槽，其中 一個(gè)機(jī)械手機(jī)構(gòu)的滑臺(tái)通過(guò)螺母同時(shí)與絲桿和傳動(dòng)帶相連接，另一個(gè)機(jī)械 手機(jī)構(gòu)的滑臺(tái)直接與傳動(dòng)帶相連接，電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)減速器與傳動(dòng)絲桿相連 接。
在上述的機(jī)器人，所述的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括回轉(zhuǎn)渦輪蝸桿箱、回轉(zhuǎn)渦輪、 回轉(zhuǎn)蝸桿以及回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置，所述的回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置輸出軸與回轉(zhuǎn)蝸桿傳動(dòng) 軸相連，回轉(zhuǎn)渦輪輸出軸構(gòu)成了上述的鉛垂軸。
因此，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1.夾緊臂交替換夾輸電線而前進(jìn)運(yùn)動(dòng) 的過(guò)程中，不會(huì)因?yàn)槠渲幸粋€(gè)或者多個(gè)夾緊臂松開了對(duì)輸電線的夾合，同 時(shí)旋轉(zhuǎn)一定的角度，從而造成整個(gè)操作車重心偏移的，引起操作車不能平
穩(wěn)的在輸電線上行駛的現(xiàn)象發(fā)生；2.能夠沿架空高壓輸電線路全程行駛，
并可以跨越或避讓線路上的各種障礙物(金具和絕緣子)，不需要人工從桿 塔的一側(cè)搬運(yùn)到另一側(cè)，大大縮短了機(jī)器人運(yùn)行的輔助時(shí)間，提高了工作
效率，保證了檢測(cè)過(guò)程的安全性；3.設(shè)計(jì)合理、巧妙。


圖1是本發(fā)明的一種主視結(jié)構(gòu)示意圖2是圖1的A-A部分剖視結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明的機(jī)械手機(jī)構(gòu)的主視結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4是圖2的左視結(jié)構(gòu)示意圖5是圖4的左視結(jié)構(gòu)示意圖6是本發(fā)明的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)的一種剖視結(jié)構(gòu)示意圖7是本發(fā)明的俯仰機(jī)構(gòu)的一種主視結(jié)構(gòu)示意圖8是圖7的部分剖視結(jié)構(gòu)示意圖9是圖7的A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖10是圖7的仰視結(jié)構(gòu)示意圖11是本發(fā)明的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的一種主視結(jié)構(gòu)示意圖12是圖11的A-A剖視結(jié)構(gòu)示意圖13是圖11的B-B剖視結(jié)構(gòu)示意圖14是圖11的C-C剖視結(jié)構(gòu)示意圖15是本發(fā)明的重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的一種主視結(jié)構(gòu)示意圖;
圖16是圖15的剖視結(jié)構(gòu)示意圖17是圖15的B-B剖視結(jié)構(gòu)示意具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的 說(shuō)明。圖中，大臂l、輸電線2、機(jī)械手機(jī)構(gòu)3、動(dòng)臂30K靜臂302、伸縮 螺母303、伸縮絲桿304、伸縮驅(qū)動(dòng)裝置305、末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)4、主動(dòng)輪401、 卸載軸402、行駛驅(qū)動(dòng)裝置403、從動(dòng)輪404、驅(qū)動(dòng)盤405、壓緊輪406、夾 緊機(jī)構(gòu)5、夾爪501、夾桿502、夾緊鋼絲繩503、動(dòng)滑輪504、定滑輪505、 傳力絲桿506、傳力螺母507、復(fù)位鋼絲繩508、夾緊機(jī)構(gòu)支架509、回轉(zhuǎn) 機(jī)構(gòu)6、回轉(zhuǎn)渦輪蝸桿箱601、回轉(zhuǎn)渦輪602、回轉(zhuǎn)蝸桿603、回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝 置604、鉛垂軸605、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)7、滑座70K滑臺(tái)702、滑動(dòng)槽703、傳動(dòng) 絲桿7Q4、傳動(dòng)帶705、傳動(dòng)減速器706、俯仰機(jī)構(gòu)8、水平軸801、俯仰渦輪蝸桿箱802、俯仰渦輪803、俯仰蝸桿804、俯仰驅(qū)動(dòng)裝置805、旋轉(zhuǎn)座 806、重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)9、機(jī)箱支撐板901、支撐架902、重心移動(dòng)絲桿903、 重心移動(dòng)螺母904、重心調(diào)節(jié)減速器905。 實(shí)施例-
如圖所示，機(jī)器人，用于在沿架空高壓輸電線2路上行駛，包括一對(duì) 沿輸電線2運(yùn)動(dòng)的至少具有4個(gè)自由度的機(jī)械手機(jī)構(gòu)3，該機(jī)械手機(jī)構(gòu)3下 端分別通過(guò)繞鉛垂軸605設(shè)置的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6連接在一個(gè)能改變?cè)摍C(jī)械手機(jī) 構(gòu)3相對(duì)距離的大臂1的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)7上，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)7包括分別對(duì)應(yīng)機(jī)械手 機(jī)構(gòu)3的固定有滑座701并能在大臂1上作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的一對(duì)滑臺(tái)702，滑座 701設(shè)置有滑動(dòng)槽703，其中一個(gè)機(jī)械手機(jī)構(gòu)3的滑臺(tái)702通過(guò)傳動(dòng)螺母同 時(shí)與傳動(dòng)絲桿704和傳動(dòng)帶705相連接，另一個(gè)機(jī)械手機(jī)構(gòu)3的滑臺(tái)702 直接與傳動(dòng)帶705相連接，電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)減速器706與傳動(dòng)絲桿704相連 接，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6包括回轉(zhuǎn)渦輪602蝸桿箱601、回轉(zhuǎn)渦輪602、回轉(zhuǎn)蝸桿603 以及回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置604，所述的回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置604輸出軸與回轉(zhuǎn)蝸桿603傳 動(dòng)軸相連，回轉(zhuǎn)渦輪602輸出軸構(gòu)成了上述的鉛垂軸605。該機(jī)械手機(jī)構(gòu)3 上方為末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)4，大臂1的下端通過(guò)支撐架902連接有重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) 9。
重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)9包括能在支撐架902上作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)箱支撐板 901 ，能在重心移動(dòng)絲桿903帶動(dòng)下作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的重心移動(dòng)螺母904兩端固 定在機(jī)箱支撐板901上，重心移動(dòng)絲桿903 —端與固定在大臂1上的重心 調(diào)節(jié)減速器905相連。機(jī)箱支撐，及901和支撐架902之間設(shè)置有滾動(dòng)體。
機(jī)械手機(jī)構(gòu)3包括動(dòng)臂301、能與動(dòng)臂301作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的靜臂302以 及驅(qū)動(dòng)動(dòng)臂301作垂直運(yùn)動(dòng)的伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，靜臂302和動(dòng)臂301之間設(shè)
置有滾動(dòng)體，伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括能帶動(dòng)嵌入靜臂302內(nèi)的伸縮螺母303作 垂直運(yùn)動(dòng)的伸縮絲桿304以及輸出軸與伸縮絲桿304相連的伸縮驅(qū)動(dòng)裝置 305，伸縮伸縮絲桿304與伸縮驅(qū)動(dòng)裝置305均設(shè)置在動(dòng)臂301內(nèi)。
回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6和機(jī)械手機(jī)構(gòu)3下端之間還設(shè)有繞水平軸801設(shè)置的俯仰 機(jī)構(gòu)8，俯仰機(jī)構(gòu)8包括俯仰渦輪803蝸桿箱802、俯仰渦輪803、俯仰蝸 桿804以及與俯仰蝸桿804傳動(dòng)軸相連的俯仰驅(qū)動(dòng)裝置805，靜臂302下端 固定在由俯仰渦輪803輸出軸構(gòu)成的水平軸801上，該俯仰機(jī)構(gòu)8通過(guò)旋 轉(zhuǎn)座806與鉛垂軸605輸出軸固定。
末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)4包括一個(gè)掛在輸電線2上并能在輸電線2上作回轉(zhuǎn)運(yùn) 動(dòng)的主動(dòng)輪401以及驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)該主動(dòng)輪401運(yùn)動(dòng)的并置于卸載軸402內(nèi)的 行駛驅(qū)動(dòng)裝置403，它還包括一個(gè)從動(dòng)輪404和一個(gè)可抓握輸電線2的夾緊 機(jī)構(gòu)5，行駛驅(qū)動(dòng)裝置403輸出軸與驅(qū)動(dòng)盤405相連，驅(qū)動(dòng)盤405與主動(dòng)輪 401相連接，主動(dòng)輪401下方設(shè)置有壓緊機(jī)構(gòu)，該壓緊機(jī)構(gòu)包括一個(gè)壓緊輪 406，壓緊輪406通過(guò)L型支架固定在靜臂302上，夾緊機(jī)構(gòu)5包括一對(duì)夾 爪501和夾肝，鋼絲繩和動(dòng)滑輪504以及定滑輪505組構(gòu)成的傳力機(jī)構(gòu)， 傳力絲桿506、傳力螺母507導(dǎo)軌組成的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及復(fù)位鋼絲繩508和夾 緊機(jī)構(gòu)5支架，兩夾肝的中部與夾緊機(jī)構(gòu)5支架鉸接，兩夾桿502的端部 分別與夾爪501鉸接并于夾緊鋼絲繩503固接，定滑輪505被支撐在夾緊 機(jī)構(gòu)5支架上，動(dòng)滑輪504被支撐在傳力螺母507上，夾緊鋼絲繩503依 次繞過(guò)動(dòng)滑輪504、定滑輪505，其端分別與兩夾肝的一端相連接，復(fù)位鋼 絲繩508的兩端分別與兩夾肝的另一端相連接。
本發(fā)明的機(jī)器人在工作時(shí)能實(shí)現(xiàn)如下運(yùn)動(dòng)
一是滾動(dòng)行駛，此時(shí)兩個(gè)機(jī)械手機(jī)構(gòu)3的夾爪501相對(duì)輸電線2處于松弛狀態(tài)，兩主動(dòng)輪401同步在行駛驅(qū)動(dòng)裝置403的驅(qū)動(dòng)下，機(jī)器人實(shí)現(xiàn)
在無(wú)障礙物直線段輸電線2上的滾動(dòng)運(yùn)行；
二是爬行行走，兩個(gè)上的夾爪501交替夾緊輸電線2或引流線，傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)7上的傳動(dòng)絲杠帶動(dòng)傳動(dòng)螺母移動(dòng)，傳動(dòng)螺母帶動(dòng)滑臺(tái)702和傳動(dòng)帶 705運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)帶705又帶動(dòng)同側(cè)的另一個(gè)滑臺(tái)702移動(dòng)，從而形成兩機(jī)械 手機(jī)構(gòu)3相對(duì)輸電線2的相對(duì)移動(dòng)，機(jī)器人實(shí)現(xiàn)在無(wú)障礙物直線段輸電線2 或引流線上的爬行運(yùn)動(dòng)。
三是機(jī)械手機(jī)構(gòu)3機(jī)構(gòu)的交替跨越和避障運(yùn)動(dòng)，即處于障礙物近端 的一個(gè)機(jī)械手機(jī)構(gòu)3中的主動(dòng)輪401和從動(dòng)輪404均與輸電線2接觸，該 機(jī)械手機(jī)構(gòu)3中的相應(yīng)夾爪501夾緊輸電線2，使該機(jī)械手機(jī)構(gòu)3相對(duì)輸電 線2成為固定臂，另一個(gè)機(jī)械手機(jī)構(gòu)3的夾爪501相對(duì)輸電線2張開成為 可動(dòng)臂301，首先，前面一對(duì)機(jī)械手機(jī)構(gòu)3的夾爪501在夾緊機(jī)構(gòu)5的驅(qū)動(dòng) 下夾緊輸電線2而形成固定臂，后面機(jī)械手機(jī)構(gòu)3的動(dòng)臂301在伸縮驅(qū)動(dòng) 機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下與靜臂302發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使整個(gè)機(jī)械手機(jī)構(gòu)3開始變長(zhǎng)， 從而該機(jī)械手機(jī)構(gòu)3的主動(dòng)輪401、從動(dòng)輪404以及夾爪501完全脫離輸電 線2路形成活動(dòng)臂301;然后，該活動(dòng)臂301在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6中的回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝 置604的驅(qū)動(dòng)下的繞鉛垂軸605回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6旋轉(zhuǎn)180度，使其背離輸電線2， 大臂1上的兩個(gè)滑臺(tái)702在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)7中的傳動(dòng)減速器706的驅(qū)動(dòng)下再次 改變其相對(duì)距離，使兩機(jī)械手機(jī)構(gòu)3產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而交換其前后位置；然 后，固定臂繞俯仰機(jī)構(gòu)8的水平軸801開始俯仰一定的角度，此時(shí)活動(dòng)臂 301繞鉛垂軸60537回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6反方向旋轉(zhuǎn)180度，使其末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)4處 于輸電線2上方后，再使活動(dòng)臂301繞回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6的水平軸801順時(shí)針回 轉(zhuǎn)，則此時(shí)運(yùn)動(dòng)臂301上的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)4進(jìn)入輸電線2且主動(dòng)輪401與 輸電線2接觸；最后，運(yùn)動(dòng)臂301上的夾緊機(jī)構(gòu)5夾緊輸電線2而成為新
的固定臂，原固定臂上的夾緊機(jī)構(gòu)5松開而成為新的運(yùn)動(dòng)臂301。重復(fù)上述 過(guò)程，使新的可動(dòng)臂301移動(dòng)和固定臂前后位置交換，由于輸電線2上的 障礙物各自在輸電線2軸線和徑向方向上占據(jù)著固定的空間位置，可動(dòng)臂 301在越障運(yùn)動(dòng)中的避障運(yùn)動(dòng)和補(bǔ)償輸電線2的變形量所需的運(yùn)動(dòng)，也由兩 機(jī)械手機(jī)構(gòu)3中的兩個(gè)繞俯仰機(jī)構(gòu)8的水平軸801和兩個(gè)繞回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6的 鉛垂軸605的分別運(yùn)動(dòng)或聯(lián)合運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。在機(jī)器人跨越障礙物的時(shí)候，
在本實(shí)施例中，本發(fā)明在大臂1的下端通過(guò)支撐架902連接了一個(gè)重 心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)9，該重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)9的作用是，在機(jī)器人兩臂交替換夾前進(jìn)的 過(guò)程中，重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)9能適時(shí)的調(diào)節(jié)機(jī)器人的重心，從而保證機(jī)器人在 行走過(guò)程中的平穩(wěn)，不會(huì)造成整個(gè)操作車重心偏移，引起操作車不能平穩(wěn) 的在輸電線2上行駛的現(xiàn)象發(fā)生，在機(jī)器人一機(jī)械手機(jī)構(gòu)3抓握導(dǎo)線，一 機(jī)械手機(jī)構(gòu)3離開導(dǎo)線時(shí)，重心調(diào)節(jié)減速器905帶動(dòng)重心移動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)， 重心移動(dòng)絲杠和重心移動(dòng)螺母904螺母鉸接重心移動(dòng)螺母904螺母帶動(dòng)支 撐架902上的機(jī)箱支撐板901 —起運(yùn)動(dòng)，機(jī)箱支撐板901上固定有機(jī)箱， 可以改變機(jī)器人的受力狀況。另外，本發(fā)明在末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)4下方還設(shè)置 有壓緊機(jī)構(gòu)，該壓緊機(jī)構(gòu)包括一個(gè)與主動(dòng)輪401配合的壓緊輪406，由于電 線特別是有些高壓線是裸線，即金屬線，主動(dòng)輪401在電線行走的過(guò)程中 由于摩擦力不夠造成打滑，造成行走效率不高，該壓緊輪406的作用是， 給主動(dòng)輪401 —定的壓力，增大主動(dòng)輪401與電線的摩擦力，從而提高主 動(dòng)輪401的行走效率，防止打滑現(xiàn)象的產(chǎn)生。
在本實(shí)施例中，除所有的鋼絲繩、絲桿、螺母外，其余構(gòu)件均由高強(qiáng) 度鋁合金材料加工制造，且均進(jìn)行陽(yáng)極化處理，這樣既保證了結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，
又保證了相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面的強(qiáng)度，同時(shí)能防腐蝕。
本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說(shuō)明。本發(fā)明 所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或 補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)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。
盡管本文較多地使用了大臂1、輸電線2、機(jī)械手機(jī)構(gòu)3、動(dòng)臂301、 靜臂302、伸縮螺母303、伸縮絲桿304、伸縮驅(qū)動(dòng)裝置305、末端執(zhí)行機(jī) 構(gòu)4、主動(dòng)輪401、卸載軸402、行駛驅(qū)動(dòng)裝置403、從動(dòng)輪404、驅(qū)動(dòng)盤 405、壓緊輪406、夾緊機(jī)構(gòu)5、夾爪501、夾桿502、夾緊鋼絲繩503、動(dòng) 滑輪504、定滑輪505、傳力絲桿506、傳力螺母507、復(fù)位鋼絲繩508、夾 緊機(jī)構(gòu)支架509、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6、回轉(zhuǎn)渦輪蝸桿箱601、回轉(zhuǎn)渦輪602、回轉(zhuǎn) 蝸桿603、回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置604、鉛垂軸605、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)7、滑座701、滑臺(tái) 702、滑動(dòng)槽703、傳動(dòng)絲桿704、傳動(dòng)帶705、傳動(dòng)減速器706、俯仰機(jī)構(gòu) 8、水平軸801、俯仰渦輪蝸桿箱802、俯仰渦輪803、俯仰蝸桿804、俯仰 驅(qū)動(dòng)裝置805、旋轉(zhuǎn)座806、重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)9、機(jī)箱支撐板901、支撐架902、 重心移動(dòng)絲桿903、重心移動(dòng)螺母904、重心調(diào)節(jié)減速器905等術(shù)語(yǔ)，但并
不排除使用其它術(shù)語(yǔ)的可能性。使用這些術(shù)語(yǔ)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。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)器人，用于在沿架空高壓輸電線(2)路上行駛，包括一對(duì)沿輸電線(2)運(yùn)動(dòng)的至少具有4個(gè)自由度的機(jī)械手機(jī)構(gòu)(3)，該機(jī)械手機(jī)構(gòu)(3)下端分別通過(guò)繞鉛垂軸(605)設(shè)置的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(6)連接在一個(gè)能改變?cè)摍C(jī)械手機(jī)構(gòu)(3)相對(duì)距離的大臂(1)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(7)上，該機(jī)械手機(jī)構(gòu)(3)上方為末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)(4)，其特征在于，所述的大臂(1)的下端通過(guò)支撐架(902)連接有重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(9)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人，其特征在于，所述的重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu) (9)包括能在支撐架(902)上作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)箱支撐板(901)，沿重心移動(dòng)絲桿(903)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的重心移動(dòng)螺母(904)與機(jī)箱支撐板(901) 相聯(lián)結(jié)，所述的重心移動(dòng)絲桿(903) —端與固定在大臂(1)上的重心調(diào) 節(jié)減速器(905)相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的機(jī)器人，其特征在于，所述的機(jī)械手機(jī)構(gòu)(3) 包括動(dòng)臂(301)、能與動(dòng)臂(301)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的靜臂(302)以及驅(qū)動(dòng)動(dòng) 臂(301)作垂直運(yùn)動(dòng)的伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的伸縮驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括能帶動(dòng)嵌 入靜臂(302)內(nèi)的伸縮螺母(303)作垂直運(yùn)動(dòng)的伸縮絲桿(304)以及輸 出軸與伸縮絲桿(304)相連的伸縮驅(qū)動(dòng)裝置(305)，所述的伸縮伸縮絲桿(304)與伸縮驅(qū)動(dòng)裝置(305)均設(shè)置在動(dòng)臂(301)內(nèi)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人，其特征在于，所述的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(6) 和機(jī)械手機(jī)構(gòu)(3)下端之間還設(shè)有繞水平軸(801)設(shè)置的俯仰機(jī)構(gòu)(8)， 所述俯仰機(jī)構(gòu)(8)包括俯仰渦輪(803)蝸桿箱(802)、俯仰渦輪(803)、 俯仰蝸桿(804)以及與俯仰蝸桿(804)傳動(dòng)軸相連的俯仰驅(qū)動(dòng)裝置(805)，所述的靜臂(302)下端固定在由俯仰渦輪(803)輸出軸構(gòu)成的水平軸(801) 上，該俯仰機(jī)構(gòu)(8)通過(guò)旋轉(zhuǎn)座(806)與鉛垂軸(605)輸出軸固定。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)器人，其特征在于，所述的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu) (4)包括一個(gè)掛在輸電線(2)上并能在輸電線(2)上作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的主動(dòng)輪(401)以及驅(qū)動(dòng)該主動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)的并置于卸載軸(402)內(nèi)的行駛驅(qū)動(dòng)裝 置(403)，所述的主動(dòng)輪(401)下方設(shè)置有壓緊機(jī)構(gòu)，該壓緊機(jī)構(gòu)包括一 個(gè)壓緊輪(406)，所述的壓緊輪(406)通過(guò)L型支架固定在靜臂(302) 上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)器人，其特征在于，所述的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu) 還包括一個(gè)夾緊機(jī)構(gòu)(5)，所述的夾緊機(jī)構(gòu)(5)包括一對(duì)夾爪(501)和 夾桿(502)，夾緊鋼絲繩(503)和動(dòng)滑輪(504)以及定滑輪(505)組構(gòu) 成的傳力機(jī)構(gòu)，傳力絲桿(506)、傳力螺母(507)導(dǎo)軌組成的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以 及復(fù)位鋼絲繩(508)和夾緊機(jī)構(gòu)(5)支架。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的機(jī)器人，其特征在于，所述的兩夾桿(502) 的中部與夾緊機(jī)構(gòu)(5)支架鉸接，兩夾桿(502)的端部分別與夾爪(501) 鉸接并于夾緊鋼絲繩(503)固接，定滑輪(505)被支撐在夾緊機(jī)構(gòu)(5) 支架上，動(dòng)滑輪(504)被支撐在傳力螺母(507)上，夾緊鋼絲繩(503) 依次繞過(guò)動(dòng)滑輪(504)、定滑輪(505)，其端分別與兩夾桿(502)的一端 相連接，復(fù)位鋼絲繩(508)的兩端分別與兩夾桿(502)的另一端相連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的機(jī)器人，其特征在于，所述的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(7) 包括分別對(duì)應(yīng)機(jī)械手機(jī)構(gòu)(3)的固定有滑座(701)并能在大臂(1)上作 往復(fù)運(yùn)動(dòng)的一對(duì)滑臺(tái)(702)，所述的滑座(701)設(shè)置有滑動(dòng)槽(703)，其中一個(gè)機(jī)械手機(jī)構(gòu)(3)的滑臺(tái)(702)通過(guò)傳動(dòng)螺母同時(shí)與傳動(dòng)絲桿(704) 和傳動(dòng)帶(705)相連接，另一個(gè)機(jī)械手機(jī)構(gòu)(3)的滑臺(tái)(702)直接與傳 動(dòng)帶(705)相連接，電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)減速器(706)與傳動(dòng)絲桿(704)相連 接。
9. 根據(jù)上述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的機(jī)器人，其特征在于，所述的機(jī) 箱支撐板(901)和支撐架(902)之間，以及靜臂(302)和動(dòng)臂(301) 之間均設(shè)置有滾動(dòng)體。
10. 根據(jù)上述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的機(jī)器人，其特征在于，所述的 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(6)包括回轉(zhuǎn)渦輪(602)蝸桿箱(601)、回轉(zhuǎn)渦輪(602)、回 轉(zhuǎn)蝸桿(603)以及回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(604)，所述的回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置(604)輸 出軸與回轉(zhuǎn)蝸桿(603)傳動(dòng)軸相連，回轉(zhuǎn)渦輪(602)輸出軸構(gòu)成了上述 的鉛垂軸(605)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于沿多分裂架空高壓輸電線路行駛的機(jī)器人，尤其是涉及一種對(duì)架空高壓輸電線路全程上行駛的機(jī)器人的結(jié)構(gòu)改良。本發(fā)明創(chuàng)造性地在大臂的下端通過(guò)支撐架連接了一個(gè)重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，該重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的作用是，在機(jī)器人兩臂交替換夾前進(jìn)的過(guò)程中，重心調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)能適時(shí)的調(diào)節(jié)機(jī)器人的重心，從而保證機(jī)器人在行走過(guò)程中的平穩(wěn)，不會(huì)造成整個(gè)操作車重心偏移，引起操作車不能平穩(wěn)的在輸電線上行駛的現(xiàn)象發(fā)生，另外能夠沿架空高壓輸電線路全程行駛，并可以跨越或避讓線路上的各種障礙物，不需要人工從桿塔的一側(cè)搬運(yùn)到另一側(cè)，大大縮短了機(jī)器人運(yùn)行的輔助時(shí)間，提高了工作效率，保證了檢測(cè)過(guò)程的安全性。
文檔編號(hào)B25J5/02GK101342700SQ20081004875
公開日2009年1月14日 申請(qǐng)日期2008年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月11日
發(fā)明者吳功平, 珩 曹, 華 肖, 肖曉暉, 菁 郭, 鮑務(wù)均 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)