專利名稱：一種輸電線路巡檢或除冰機器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于輸電線路巡檢或除冰的越障機器人平臺領(lǐng)域，具體涉及一種輸電 線路巡檢或除冰機器人。
背景技術(shù)：
由于輸電線路分布點多、面廣，絕大部分遠離城鎮(zhèn)，所處地形復(fù)雜，自然環(huán)境惡劣， 且電力線及桿塔附件長期暴露在野外，會受到持續(xù)的機械張力、電氣閃絡(luò)、材料老化的影響 而產(chǎn)生斷股、磨損、腐蝕等損傷，如不及時修復(fù)更換，原來微小的破損和缺陷就可能擴大，最 終導(dǎo)致嚴重事故，造成大面積停電，從而造成極大的經(jīng)濟損失和嚴重的社會影響，另外，由 于我國幅員遼闊，氣候條件多變，使得覆冰雪出現(xiàn)的可能性增大，在某些地區(qū)甚至成為常發(fā) 性現(xiàn)象，覆冰雪會引起倒塔、斷線、舞動、覆冰閃絡(luò)等多種災(zāi)害，對架空線路的安全運行造成 嚴重危害。所以，必須對輸電線路進行定期巡視檢查，隨時掌握和了解輸電線路的運行情況 以及線路周圍環(huán)境和線路保護區(qū)的變化情況，以便及時發(fā)現(xiàn)和消除隱患，預(yù)防事故的發(fā)生， 確保供電安全。當(dāng)前對輸電線路的巡檢主要采用兩種方法，即地面人工目測法和直升飛機航測 法。人工巡線采用的是人工巡視、手工記錄的工作方式，巡檢精度低，勞動強度大，難以保證 巡檢到位率。受自然環(huán)境的影響，有些地區(qū)人員和車輛難以到達，惡劣的作業(yè)環(huán)境甚至威脅 到工作人員的人身安全。當(dāng)前，輸電線路增長速度飛速增加，高山大嶺線路比例增多，人工 巡線難度增大，遇有惡劣氣候故障發(fā)生時巡線難度和危險性更大，并且效率低，除冰效果不 好，而且因為覆冰的影響，作業(yè)難度大，容易造成傷亡事故。直升飛機航測則存在飛行安全 隱患，特別是地形復(fù)雜的地區(qū)，低空氣流不穩(wěn)定，危險更大，而且巡線費用昂貴，限制了直升 機巡視的廣泛推廣。所以，目前急需研制一種新的輸電線路巡檢或除冰裝備，解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種輸電線路巡檢或除冰機器人，機器人可以攜帶各種檢測 傳感器近距離、多視角的監(jiān)測線路的運行狀況，可以減輕工人巡線的勞動強度，提高巡檢作 業(yè)的質(zhì)量和工作效率，可以跨越線路上的金具，如懸垂線夾、防震錘、間隔棒、屏蔽環(huán)等，沿 線路自動行走，受自然環(huán)境的影響小、巡檢范圍大。機器人攜帶除冰模塊，可以做到有冰即 除，最大限度的減小覆冰對輸電線路的影響，保證供電安全。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案本發(fā)明提供的一種輸電線路巡檢或除冰機器人，所述機器人包括前臂、后臂和腰 關(guān)節(jié)，所述前臂和后臂對稱設(shè)置在腰關(guān)節(jié)上，所述前臂和后臂上分別設(shè)置有輸電線路連接
直ο本發(fā)明提供的一種輸電線路巡檢或除冰機器人技術(shù)方案中，所述輸電線路連接裝 置包括手爪和手爪電機，所述手爪與手爪電機通過齒輪連接，所述手爪的手指方向朝下。
本發(fā)明提供的另一優(yōu)選的一種輸電線路巡檢或除冰機器人技術(shù)方案中，所述前臂 和后臂均包括上臂和下臂。本發(fā)明提供的再一優(yōu)選的一種輸電線路巡檢或除冰機器人技術(shù)方案中，所述前臂 和后臂的下臂分別通過肩關(guān)節(jié)與腰關(guān)節(jié)相連接。本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種輸電線路巡檢或除冰機器人技術(shù)方案中，所述肩關(guān) 節(jié)包括直線導(dǎo)軌和安裝在其上的移動關(guān)節(jié)，所述前臂和后臂的下臂一端與移動關(guān)節(jié)相連， 所述移動關(guān)節(jié)帶動前臂和后臂在直線導(dǎo)軌上運動，所述直線導(dǎo)軌與所述腰關(guān)節(jié)連接。本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種輸電線路巡檢或除冰機器人技術(shù)方案中，在所述直 線導(dǎo)軌遠離腰關(guān)節(jié)的一端上設(shè)有移動關(guān)節(jié)電機，所述移動關(guān)節(jié)電機與所述移動關(guān)節(jié)相連 接。本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種輸電線路巡檢或除冰機器人技術(shù)方案中，所述腰 關(guān)節(jié)上設(shè)有與其相連接的腰關(guān)節(jié)電機，所述腰關(guān)節(jié)電機驅(qū)動腰關(guān)節(jié)進行運動。本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種輸電線路巡檢或除冰機器人技術(shù)方案中，所述前臂 和后臂的上臂上部分別固接有一固定件，所述固定件中設(shè)有驅(qū)動輪，所述驅(qū)動輪通過同軸 設(shè)置的驅(qū)動輪電機進行驅(qū)動。本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種輸電線路巡檢或除冰機器人技術(shù)方案中，所述前臂 和后臂的上臂與下臂之間均設(shè)有肘關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)電機，所述肘關(guān)節(jié)與肘關(guān)節(jié)電機相連接。由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明得到的有益效果是1、手爪手指向上抱緊導(dǎo)線，可以有效防止機器人墜落。2、手爪抱緊導(dǎo)線可以增加驅(qū)動輪與導(dǎo)線之間的摩擦力，既可以防止驅(qū)動輪打滑， 又可以增大機器人的爬坡能力。3、通過上臂側(cè)擺躲避障礙物的方式避障，僅需肘關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動就能實現(xiàn)，動作簡單。4、兩臂間距可以調(diào)節(jié)，能夠適應(yīng)不同長度的障礙物和障礙物間距。5、腰關(guān)節(jié)在兩臂中間，使手臂轉(zhuǎn)動的力臂減小，可以大大減小手臂上抬、下降所需 的扭矩。


圖1為一種輸電線路巡檢或除冰機器人的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1-前臂，2-后臂，3-手爪電機，4-驅(qū)動輪電機，5-手爪，6-驅(qū)動輪，7-肘關(guān)節(jié) 電機，8-肘關(guān)節(jié)，9-移動關(guān)節(jié)，10-移動關(guān)節(jié)電機，11-腰關(guān)節(jié)電機，12-腰關(guān)節(jié)，13-肩關(guān)節(jié)， 14-直線導(dǎo)軌，15-上臂，16-下臂，17-固定件。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對發(fā)明作進一步的詳細說明。實施例1 如圖1所示，本例的發(fā)明一種輸電線路巡檢或除冰機器人，所述機器人包括前臂 1、后臂2、和腰關(guān)節(jié)12，前臂1的一端與后臂2的一端連接在所述腰關(guān)節(jié)12上，前臂1與后 臂2位置對稱，前臂2的另一端和后臂2的另一端設(shè)置有輸電線路連接裝置，前臂和后臂上設(shè)有紅外傳感器，前臂1和后臂2都包括上臂和下臂，輸電線路連接裝置設(shè)置在上臂2上， 前臂1和后臂2的下臂16與腰關(guān)節(jié)12連接，輸電線路連接裝置包括手爪5和手爪電機3， 手爪5與手爪電機3相連，手爪5手指方向向下，前臂1和后臂2的上臂15上部分別固接 有一固定件17，固定件17中設(shè)有驅(qū)動輪6，驅(qū)動輪6通過同軸設(shè)置的驅(qū)動輪電機4進行驅(qū) 動，前臂1和后臂2的上臂15與下臂16之間設(shè)有肘關(guān)節(jié)8和肘關(guān)節(jié)電機7，肘關(guān)節(jié)8與肘 關(guān)節(jié)電機7相連，前臂1和后臂2的下臂16與腰關(guān)節(jié)12之間設(shè)有肩關(guān)節(jié)13，肩關(guān)節(jié)13包 括移動關(guān)節(jié)9和直線導(dǎo)軌14，所述下臂16的一端與移動關(guān)節(jié)9的一端連接，移動關(guān)節(jié)9安 裝在直線導(dǎo)軌14上，直線導(dǎo)軌14另一端與腰關(guān)節(jié)12連接，直線導(dǎo)軌14鉸接在腰關(guān)節(jié)12 上，直線導(dǎo)軌14遠離腰關(guān)節(jié)12的一端上設(shè)有移動關(guān)節(jié)電機10，移動關(guān)節(jié)電機10與移動關(guān) 節(jié)9連接，腰關(guān)節(jié)12處設(shè)有腰關(guān)節(jié)電機11，腰關(guān)節(jié)12與腰關(guān)節(jié)電機11連接。在不越障時，通過前臂1和后臂2的上臂15手爪電機3旋轉(zhuǎn)一定角度，分別使前 臂1和后臂2的上臂15手爪5兩個手指閉合，抱住導(dǎo)線。越障時，前臂1和后臂2的上臂 15手爪電機3反向旋轉(zhuǎn)一定角度，使手爪5兩個手指打開，前臂1和后臂2的驅(qū)動輪6可以 隨手臂15上抬，使驅(qū)動輪6脫離導(dǎo)線。手爪5有兩個作用一是手爪5閉合抱住導(dǎo)線，防止 驅(qū)動輪6脫離導(dǎo)線，導(dǎo)致機器人墜落。二是通過抱緊導(dǎo)線，增大輪子和導(dǎo)線之間的正壓力， 從而增大輪子和導(dǎo)線之間的摩擦力，防止輪子打滑。當(dāng)要越障時，由于各種障礙物的長度不同，各個障礙物之間的距離也不完全相 同，這就需要調(diào)節(jié)機器人兩臂之間的距離，以適應(yīng)不同情況。前臂1和后臂2的肩關(guān)節(jié)13 是一個可移動的關(guān)節(jié)，由直線導(dǎo)軌14和移動關(guān)節(jié)9組成，移動關(guān)節(jié)9可以沿直線導(dǎo)軌14移 動。通過肩關(guān)節(jié)13電機10轉(zhuǎn)動，肩關(guān)節(jié)13可以帶動兩只手臂移動，調(diào)節(jié)兩臂之間的距離。 腰關(guān)節(jié)12是一個轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，通過腰關(guān)節(jié)電機11轉(zhuǎn)動，可以使機器人手臂繞腰關(guān)節(jié)12轉(zhuǎn)動， 從而使手臂上抬或下降。機器人的越障過程如下前臂1的手爪5打開，前臂1的腰關(guān)節(jié)12轉(zhuǎn)動，帶動前臂 1上抬，使前臂1的驅(qū)動輪6脫離導(dǎo)線，前臂1的肘關(guān)節(jié)8轉(zhuǎn)動，帶動前臂1的上臂15向遠 離導(dǎo)線的方向擺動，整個上臂1遠離導(dǎo)線及障礙物，后臂2的驅(qū)動輪6轉(zhuǎn)動，機器人沿導(dǎo)線 前進，前臂1越過障礙物，前臂1的肘關(guān)節(jié)8反向轉(zhuǎn)動，帶動前臂1的上臂15向?qū)Ь€的方向 擺動，前臂1的驅(qū)動輪6到達導(dǎo)向正上方，腰關(guān)節(jié)12反向轉(zhuǎn)動，使前臂1下降，前臂1的驅(qū) 動輪6與導(dǎo)線接觸，前臂1的手爪5閉合，后臂2的手爪5打開，后臂2的腰關(guān)節(jié)12轉(zhuǎn)動， 帶動后臂2上抬，使后臂2的驅(qū)動輪6脫離導(dǎo)線，后臂2的肘關(guān)節(jié)8轉(zhuǎn)動，帶動后臂2的上 臂15向遠離導(dǎo)線的方向擺動，整個上臂15遠離導(dǎo)線及障礙物，前臂1的驅(qū)動輪6轉(zhuǎn)動，機 器人沿導(dǎo)線前進，后臂2越過障礙物，后臂2的肘關(guān)節(jié)8反向轉(zhuǎn)動，帶動后臂2的上臂15向 導(dǎo)線的方向擺動，后臂2的驅(qū)動輪6到達導(dǎo)向正上方，后臂2的腰關(guān)節(jié)12反向轉(zhuǎn)動，使后臂 2下降，后臂2的驅(qū)動輪6與導(dǎo)線接觸，后臂2的手爪5閉合。至此機器人越過障礙物，繼續(xù)
、產(chǎn).、rr.最后應(yīng)該說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡 管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可 以對本發(fā)明的具體實施方式
進行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修 改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種輸電線路巡檢或除冰機器人，其特征在于所述機器人包括前臂(1)、后臂(2) 和腰關(guān)節(jié)(12)，所述前臂⑴和后臂(2)對稱設(shè)置在腰關(guān)節(jié)(12)上，所述前臂⑴和后臂 (2)上分別設(shè)置有輸電線路連接裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的輸電線路巡檢或除冰機器人，其特征在于所述輸電線路連接 裝置包括手爪( 和手爪電機(3)，所述手爪(5)與手爪電機(3)通過齒輪連接，所述手爪(5)的手指方向朝下。
3.如權(quán)利要求2所述的輸電線路巡檢或除冰機器人，其特征在于所述前臂(1)和后 臂(2)均包括上臂(15)和下臂(16)。
4.如權(quán)利要求3所述的輸電線路巡檢或除冰機器人，其特征在于所述前臂(1)和后 臂O)的下臂(16)分別通過肩關(guān)節(jié)(13)與腰關(guān)節(jié)(12)相連接。
5.如權(quán)利要求4所述的輸電線路巡檢或除冰機器人，其特征在于所述肩關(guān)節(jié)(13)包 括直線導(dǎo)軌(14)和安裝在其上的移動關(guān)節(jié)(9)，所述前臂和后臂的下臂(16) —端與移動 關(guān)節(jié)(9)相連，所述移動關(guān)節(jié)(9)帶動前臂和后臂在直線導(dǎo)軌(14)上運動，所述直線導(dǎo)軌 (14)與所述腰關(guān)節(jié)(12)連接。
6.如權(quán)利要求5所述的輸電線路巡檢或除冰機器人，其特征在于在所述直線導(dǎo)軌 (14)遠離腰關(guān)節(jié)(1 的一端上設(shè)有移動關(guān)節(jié)電機(10)，所述移動關(guān)節(jié)電機(10)與所述移 動關(guān)節(jié)(9)相連接。
7.如權(quán)利要求6所述的輸電線路巡檢或除冰機器人，其特征在于所述腰關(guān)節(jié)(12)上 設(shè)有與其相連接的腰關(guān)節(jié)電機(11)，所述腰關(guān)節(jié)電機(11)驅(qū)動腰關(guān)節(jié)(1 進行運動。
8.如權(quán)利要求2-7任一所述的輸電線路巡檢或除冰機器人，其特征在于所述前臂(1) 和后臂O)的上臂(15)上部分別固接有一固定件(17)，所述固定件(17)中設(shè)有驅(qū)動輪(6)，所述驅(qū)動輪(6)通過同軸設(shè)置的驅(qū)動輪電機⑷進行驅(qū)動。
9.如權(quán)利要求2-7任一所述的輸電線路巡檢或除冰機器人，其特征在于所述前臂(1) 和后臂(2)的上臂(15)與下臂(16)之間均設(shè)有肘關(guān)節(jié)(8)和肘關(guān)節(jié)電機(7)，所述肘關(guān)節(jié) ⑶與肘關(guān)節(jié)電機(7)相連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于輸電線路巡檢或除冰的越障機器人平臺領(lǐng)域，具體涉及一種輸電線路巡檢或除冰機器人，機器人包括前臂、后臂和腰關(guān)節(jié)，前臂和后臂對稱設(shè)置在腰關(guān)節(jié)上，前臂和后臂上分別設(shè)置有輸電線路連接裝置，機器人可以攜帶各種檢測傳感器近距離、多視角的監(jiān)測線路的運行狀況，可以減輕工人巡線的勞動強度，提高巡檢作業(yè)的質(zhì)量和工作效率，可以跨越線路上的金具，如懸垂線夾、防震錘、間隔棒、屏蔽環(huán)等，沿線路自動行走，受自然環(huán)境的影響小、巡檢范圍大，可以攜帶除冰模塊，做到有冰即除，最大限度的減小覆冰對輸電線路的影響，保證供電安全。
文檔編號H02G1/02GK102136696SQ20101061432
公開日2011年7月27日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者于欽剛, 曹向勇, 李紅旗, 李翔, 王睿, 解玉文, 郭志廣, 陳志高, 黃志江 申請人:中國電力科學(xué)研究院