本實(shí)用新型涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種行走輪與機(jī)械臂組合式巡線(xiàn)機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

采用高壓和超高壓架空電力線(xiàn)是長(zhǎng)距離輸配電力的主要方式。電力線(xiàn)及桿塔附件長(zhǎng)期暴露在野外,因受到持續(xù)的機(jī)械張力、電氣閃烙、材料老化的影響而容易產(chǎn)生斷股、磨損、腐蝕等損傷,如不及時(shí)修復(fù)更換,原本微小的破損和缺陷就可能擴(kuò)大,最終導(dǎo)致嚴(yán)重事故,造成大面積的停電和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。當(dāng)前輸電導(dǎo)線(xiàn)巡檢、維護(hù)的方法主要有兩種:地面目測(cè)法與航測(cè)法。目測(cè)法采用人工巡檢,這種方法勞動(dòng)強(qiáng)度大,工作效率和探測(cè)精度低,可靠性差，存在檢查盲區(qū)；航測(cè)法采用直升飛機(jī)巡線(xiàn),這種方法雖然有較高的檢測(cè)效率和精度，但是這種方法受一些環(huán)境因素的制約，同時(shí)巡檢的技術(shù)難度高,運(yùn)行費(fèi)用較高。巡線(xiàn)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展,為高壓輸電線(xiàn)的檢查工作提供了新的技術(shù)手段。

現(xiàn)有巡線(xiàn)機(jī)器人的技術(shù)研發(fā)已經(jīng)取得了一定的相應(yīng)成果，但對(duì)于輸電線(xiàn)路上存在的障礙物無(wú)法跨越，不能實(shí)現(xiàn)超高壓輸電線(xiàn)路的連續(xù)巡檢。因此，有必要提供一種既能減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、降低運(yùn)行成本，又能夠翻越障礙物的巡線(xiàn)機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種既能減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、降低運(yùn)行成本，又能夠翻越障礙物的行走輪與機(jī)械臂組合式巡線(xiàn)機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供技術(shù)方案如下：

一種行走輪與機(jī)械臂組合式巡線(xiàn)機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)，包括機(jī)架，其中：

所述機(jī)架的上部設(shè)置有至少兩對(duì)可伸縮且可在側(cè)向方向轉(zhuǎn)動(dòng)的行走輪支撐桿，所述行走輪支撐桿的末端設(shè)置有行走輪；

所述機(jī)架的兩端分別設(shè)置有第一旋轉(zhuǎn)底座和第二旋轉(zhuǎn)底座，所述第一旋轉(zhuǎn)底座和第二旋轉(zhuǎn)底座上分別設(shè)置有第一機(jī)械臂和第二機(jī)械臂，所述第一機(jī)械臂和第二機(jī)械臂上分別設(shè)置有一對(duì)可張開(kāi)可對(duì)合的用于抱抓四分裂線(xiàn)的第一機(jī)械手和第二機(jī)械手；

所述機(jī)架的下部還設(shè)置有能夠沿所述機(jī)架的行走方向前后滑動(dòng)的配重。

進(jìn)一步的，每個(gè)行走輪支撐桿均通過(guò)沿所述機(jī)架前后方向的轉(zhuǎn)軸連接在所述機(jī)架上，各轉(zhuǎn)軸均通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述行走輪支撐桿是由兩根具有直徑差的豎桿套接組成的可升降結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，每對(duì)行走輪支撐桿均對(duì)稱(chēng)布置在所述機(jī)架的兩側(cè)，兩對(duì)行走輪支撐桿均位于所述機(jī)架的中部且前后排列。

進(jìn)一步的，所述第一機(jī)械臂和第二機(jī)械臂從下至上分別包括依次鉸接的機(jī)械上臂、機(jī)械小臂和機(jī)械手腕。

進(jìn)一步的，所述第一旋轉(zhuǎn)底座和機(jī)械上臂之間、所述第二旋轉(zhuǎn)底座和機(jī)械上臂之間、所述機(jī)械上臂和機(jī)械小臂之間、所述第一機(jī)械手和機(jī)械手腕之間、以及所述第二機(jī)械手和機(jī)械手腕之間的鉸接軸均通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述配重為電源控制箱。

進(jìn)一步的，所述配重通過(guò)絲杠與所述機(jī)架連接。

本實(shí)用新型具有以下有益效果：

本實(shí)用新型的行走輪與機(jī)械臂組合式巡線(xiàn)機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)，行走輪可以在行走輪支承桿的作用下脫離或架設(shè)在線(xiàn)路上，各機(jī)械手可以在各機(jī)械臂的作用下對(duì)合或張開(kāi)從而抱抓或脫離四分裂線(xiàn)，機(jī)架可以在第一旋轉(zhuǎn)底座或第二旋轉(zhuǎn)底座的作用下旋轉(zhuǎn)，配重能夠沿機(jī)架的行走方向前后滑動(dòng)，這種結(jié)構(gòu)可以調(diào)整重心從而保證機(jī)器人自身的安全。

綜上，本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有技術(shù)中，人工巡線(xiàn)勞動(dòng)強(qiáng)度大和飛機(jī)巡線(xiàn)運(yùn)行成本高的問(wèn)題，并能翻越常規(guī)障礙物(如絕緣子串、壓接管，懸垂線(xiàn)夾等)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)四分裂線(xiàn)的連續(xù)巡檢。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、降低運(yùn)行成本，且能夠翻越障礙物的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的行走輪與機(jī)械臂組合式巡線(xiàn)機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2-圖8為本實(shí)用新型的行走輪與機(jī)械臂組合式巡線(xiàn)機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)的越障方法的各步驟對(duì)應(yīng)的狀態(tài)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

一方面，本實(shí)用新型提供一種行走輪與機(jī)械臂組合式巡線(xiàn)機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)，如圖1所示，包括機(jī)架1，其中：

機(jī)架1的上部設(shè)置有至少兩對(duì)可伸縮且可在側(cè)向方向轉(zhuǎn)動(dòng)的行走輪支撐桿5，行走輪支撐桿5的末端設(shè)置有行走輪10；

機(jī)架1的兩端分別設(shè)置有第一旋轉(zhuǎn)底座2和第二旋轉(zhuǎn)底座14，第一旋轉(zhuǎn)底座2和第二旋轉(zhuǎn)底座14上分別設(shè)置有第一機(jī)械臂4和第二機(jī)械臂12，第一機(jī)械臂4和第二機(jī)械臂12上分別設(shè)置有一對(duì)可張開(kāi)可對(duì)合的用于抱抓四分裂線(xiàn)的第一機(jī)械手9和第二機(jī)械手11；

機(jī)架1的下部還設(shè)置有能夠沿機(jī)架1的行走方向前后滑動(dòng)的配重16。

本實(shí)用新型的行走輪與機(jī)械臂組合式巡線(xiàn)機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)，行走輪可以在行走輪支承桿的作用下脫離或架設(shè)在線(xiàn)路上，第一機(jī)械手和第二機(jī)械手分別可以在第一機(jī)械臂和第二機(jī)械臂的作用下對(duì)合或張開(kāi)從而抱抓或脫離四分裂線(xiàn)，機(jī)架可以在第一旋轉(zhuǎn)底座或第二旋轉(zhuǎn)底座的作用下帶動(dòng)行走輪旋轉(zhuǎn)從而跨越障礙物，配重能夠沿機(jī)架的行走方向前后滑動(dòng)，這種結(jié) 構(gòu)可以調(diào)整重心從而保證機(jī)器人自身的安全。綜上，本實(shí)用新型既能減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、降低運(yùn)行成本、提高巡線(xiàn)機(jī)器人安全性，又能夠翻越障礙物。

優(yōu)選的，每個(gè)行走輪支撐桿5均通過(guò)沿機(jī)架1前后方向的轉(zhuǎn)軸15連接在機(jī)架1上，各轉(zhuǎn)軸15均通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。這種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便。

進(jìn)一步的，行走輪支撐桿5是由兩根具有直徑差的豎桿13套接組成的可升降結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)可以使行走輪先上升然后脫離線(xiàn)路，減少對(duì)線(xiàn)路的磨損，還可以調(diào)整機(jī)架與線(xiàn)路的距離，使行走輪與線(xiàn)路更好的嵌合，從而提高巡線(xiàn)機(jī)器人行走時(shí)的穩(wěn)定性。除了上述給出的實(shí)施方式以外，其還可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的各種其他方式，此處不再贅述。

進(jìn)一步的，每對(duì)行走輪支撐桿5均對(duì)稱(chēng)布置在機(jī)架1的兩側(cè)，兩對(duì)行走輪支撐桿5均位于機(jī)架1的中部且前后排列。這種位置布局能夠提高巡線(xiàn)機(jī)器人行走時(shí)的安全性。

作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，第一機(jī)械臂4和第二機(jī)械臂12從下至上分別包括依次鉸接的機(jī)械上臂3、機(jī)械小臂7和機(jī)械手腕8。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能使第一機(jī)械手9和第二機(jī)械手11的動(dòng)作更加精細(xì)，提高抱抓的準(zhǔn)確性。另外，第一旋轉(zhuǎn)底座2和機(jī)械上臂3之間、第二旋轉(zhuǎn)底座14和機(jī)械上臂3之間、機(jī)械上臂3和機(jī)械小臂7之間、第一機(jī)械手9和機(jī)械手腕8之間、以及第二機(jī)械手11和機(jī)械手腕8之間的鉸接軸6均通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。這種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便。

本實(shí)用新型中，配重16為電源控制箱，另外，配重16可以通過(guò)絲杠與機(jī)架1連接。該設(shè)計(jì)中，電源控制箱不僅能夠?yàn)檠簿€(xiàn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)提供能源，還可以兼顧作為配重，并且能夠沿機(jī)架的行走方向前后滑動(dòng)，使巡線(xiàn)機(jī)器人在越障時(shí)重心穩(wěn)定。

另一方面，本實(shí)用新型還提供一種上述的行走輪與機(jī)械臂組合式巡線(xiàn)機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)的越障方法，包括：

步驟1：如圖2所示，未遇到障礙時(shí)，配重16位于機(jī)架1的中部，第一機(jī)械手9和第二機(jī)械手11分別在第一機(jī)械臂4和第二機(jī)械臂12的作用 下張開(kāi)并脫離線(xiàn)路，行走輪10帶動(dòng)機(jī)器人前行；

步驟2：如圖3所示，遇到障礙時(shí)，機(jī)器人停止前進(jìn)，第一機(jī)械手9在第一機(jī)械臂4的作用下抓持住線(xiàn)路，配重16移至第一機(jī)械臂4的下方；

步驟3：如圖4-5所示，行走輪10在行走輪支撐桿5的作用下上升并脫離線(xiàn)路，第一機(jī)械手9固定不動(dòng)，機(jī)架1通過(guò)第一旋轉(zhuǎn)底座2帶動(dòng)行走輪10和第二機(jī)械手11旋轉(zhuǎn)180°，從而越過(guò)障礙物，此時(shí)第二機(jī)械手11位于機(jī)架1的前端，第一機(jī)械手9位于機(jī)架1的后端；

步驟4：如圖6-8所示，第二機(jī)械手11在第二機(jī)械臂12的作用下抓持住線(xiàn)路，行走輪10在行走輪支撐桿5的作用下重新架設(shè)在線(xiàn)路上，配重16移至機(jī)架1的中部，然后，第一機(jī)械手9和第二機(jī)械手11分別在第一機(jī)械臂4和第二機(jī)械臂12的作用下脫離線(xiàn)路，轉(zhuǎn)至步驟1，等待下一次越障。

本實(shí)用新型的行走輪與機(jī)械臂組合式巡線(xiàn)機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)的越障方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中，人工巡線(xiàn)勞動(dòng)強(qiáng)度大和飛機(jī)巡線(xiàn)運(yùn)行成本高的問(wèn)題，并能翻越常規(guī)障礙物(如絕緣子串、壓接管，懸垂線(xiàn)夾等)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)四分裂線(xiàn)的連續(xù)巡檢。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、降低運(yùn)行成本，且能夠翻越障礙物的優(yōu)點(diǎn)。

需要說(shuō)明的是，本實(shí)用型新的行走輪與機(jī)械臂組合式巡線(xiàn)機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)僅僅介紹了機(jī)器人本體的機(jī)械結(jié)構(gòu)，并未涉及其他輔助裝置(如行走觀(guān)測(cè)用的攝像頭、垃圾清除用的機(jī)械手等)的設(shè)計(jì)。另外，在控制系統(tǒng)方面，本實(shí)用新型可以采用地面遠(yuǎn)程控制平臺(tái)或者機(jī)器人自身智能化控制兩種方式。

以上所述是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。