專利名稱：一種輸電線路巡檢或除冰機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及用于輸電線路巡檢或除冰的越障機(jī)器人平臺(tái)領(lǐng)域，具體涉及一種輸電線路巡檢或除冰機(jī)器人。
技術(shù)背景由于輸電線路分布點(diǎn)多、面廣，絕大部分遠(yuǎn)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(zhǎng)期暴露在野外，會(huì)受到持續(xù)的機(jī)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(shí)修復(fù)更換，原來微小的破損和缺陷就可能擴(kuò)大，最終導(dǎo)致嚴(yán)重事故，造成大面積停電，從而造成極大的經(jīng)濟(jì)損失和嚴(yán)重的社會(huì)影響，另外，由于我國(guó)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(huì)引起倒塔、斷線、舞動(dòng)、覆冰閃絡(luò)等多種災(zāi)害，對(duì)架空線路的安全運(yùn)行造成嚴(yán)重危害。所以，必須對(duì)輸電線路進(jìn)行定期巡視檢查，隨時(shí)掌握和了解輸電線路的運(yùn)行情況以及線路周圍環(huán)境和線路保護(hù)區(qū)的變化情況，以便及時(shí)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(duì)輸電線路的巡檢主要采用兩種方法，即地面人工目測(cè)法和直升飛機(jī)航測(cè)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(dòng)強(qiáng)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(dá)，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(zhǎng)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(shí)巡線難度和危險(xiǎn)性更大，并且效率低，除冰效果不好，而且因?yàn)楦脖挠绊?，作業(yè)難度大，容易造成傷亡事故。直升飛機(jī)航測(cè)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(xiǎn)更大，而且巡線費(fèi)用昂貴，限制了直升機(jī)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。 實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種輸電線路巡檢或除冰機(jī)器人，機(jī)器人可以攜帶各種檢測(cè)傳感器近距離、多視角的監(jiān)測(cè)線路的運(yùn)行狀況，可以減輕工人巡線的勞動(dòng)強(qiáng)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(dòng)行走，受自然環(huán)境的影響小、巡檢范圍大。機(jī)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(duì)輸電線路的影響，保證供電安全。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案本實(shí)用新型提供的一種輸電線路巡檢或除冰機(jī)器人，所述機(jī)器人包括前臂、后臂和腰關(guān)節(jié)，所述前臂和后臂對(duì)稱設(shè)置在腰關(guān)節(jié)上，所述前臂和后臂上都設(shè)有紅外傳感器和超聲波傳感器，所述前臂和后臂均包括上臂和下臂。本實(shí)用新型提供的一種輸電線路巡檢或除冰機(jī)器人技術(shù)方案中，所述前臂和后臂的上臂上設(shè)有手爪和手爪電機(jī)，所述手爪與手爪電機(jī)通過齒輪連接，所述手爪的手指方向朝下。本實(shí)用新型提供的另一優(yōu)選的一種輸電線路巡檢或除冰機(jī)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。本實(shí)用新型提供的再一優(yōu)選的一種輸電線路巡檢或除冰機(jī)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(dòng)關(guān)節(jié)，所述前臂和后臂的下臂一端與移動(dòng)關(guān)節(jié)相連，所述移動(dòng)關(guān)節(jié)帶動(dòng)前臂和后臂在直線導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，所述直線導(dǎo)軌與所述腰關(guān)節(jié)連接。本實(shí)用新型提供的又一優(yōu)選的一種輸電線路巡檢或除冰機(jī)器人技術(shù)方案中，在所述直線導(dǎo)軌遠(yuǎn)離腰關(guān)節(jié)的一端上設(shè)有移動(dòng)關(guān)節(jié)電機(jī)，所述移動(dòng)關(guān)節(jié)電機(jī)與所述移動(dòng)關(guān)節(jié)相連接。本實(shí)用新型提供的又一優(yōu)選的一種輸電線路巡檢或除冰機(jī)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(jī)，所述腰關(guān)節(jié)電機(jī)驅(qū)動(dòng)腰關(guān)節(jié)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。本實(shí)用新型提供的又一優(yōu)選的一種輸電線路巡檢或除冰機(jī)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(dòng)輪，所述驅(qū)動(dòng)輪通過同軸設(shè)置的驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。本實(shí)用新型提供的又一優(yōu)選的一種輸電線路巡檢或除冰機(jī)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(jī)，所述肘關(guān)節(jié)與肘關(guān)節(jié)電機(jī)相連接。由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型得到的有益效果是1、手爪手指向下，可以有效防止機(jī)器人墜落。2、手爪抱緊導(dǎo)線可以增加驅(qū)動(dòng)輪與導(dǎo)線之間的摩擦力，既可以防止驅(qū)動(dòng)輪打滑， 又可以增大機(jī)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(dòng)就能實(shí)現(xiàn)，動(dòng)作簡(jiǎn)單。4、兩臂間距可以調(diào)節(jié)，能夠適應(yīng)不同長(zhǎng)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(dòng)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(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，1-前臂，2-后臂，3-手爪電機(jī)，4-驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)，5-手爪，6-驅(qū)動(dòng)輪，7-肘關(guān)節(jié)電機(jī)，8-肘關(guān)節(jié)，9-移動(dòng)關(guān)節(jié)，10-移動(dòng)關(guān)節(jié)電機(jī)，11-腰關(guān)節(jié)電機(jī)，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(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。實(shí)施例1 如圖1所示，本例的一種輸電線路巡檢或除冰機(jī)器人，所述機(jī)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(duì)稱，前臂2的另一端和后臂2的另一端設(shè)置有電線連接裝置，前臂和后臂上都設(shè)有紅外傳感器和超聲波傳感器，紅外傳感器和超聲波傳感器的作用是檢測(cè)前面遇到的障礙物， 然后將信息傳遞給控制模塊，控制模塊進(jìn)行相應(yīng)的控制，前臂1和后臂2都包括上臂和下臂，電線連接裝置設(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，電線連接裝置包括手爪5和手爪電機(jī)3，手爪5與手爪電機(jī)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(dòng)輪6，驅(qū)動(dòng)輪6通過同軸設(shè)置的驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)4進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，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(jī)7，肘關(guān)節(jié)8與肘關(guān)節(jié)電機(jī)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(dòng)關(guān)節(jié)9和直線導(dǎo)軌14，所述下臂16的一端與移動(dòng)關(guān)節(jié) 9的一端連接，移動(dòng)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(yuǎn)離腰關(guān)節(jié)12的一端上設(shè)有移動(dòng)關(guān)節(jié)電機(jī)10， 移動(dòng)關(guān)節(jié)電機(jī)10與移動(dòng)關(guān)節(jié)9連接，腰關(guān)節(jié)12處設(shè)有腰關(guān)節(jié)電機(jī)11，腰關(guān)節(jié)12與腰關(guān)節(jié)電機(jī)11連接。在不越障時(shí)，通過前臂1和后臂2的上臂15手爪電機(jī)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(gè)手指閉合，抱住導(dǎo)線。越障時(shí)，前臂1和后臂2的上臂 15手爪電機(jī)3反向旋轉(zhuǎn)一定角度，使手爪5兩個(gè)手指打開，前臂1和后臂2的驅(qū)動(dòng)輪6可以隨手臂15上抬，使驅(qū)動(dòng)輪6脫離導(dǎo)線。手爪5有兩個(gè)作用一是手爪5閉合抱住導(dǎo)線，防止驅(qū)動(dòng)輪6脫離導(dǎo)線，導(dǎo)致機(jī)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(shí)，由于各種障礙物的長(zhǎng)度不同，各個(gè)障礙物之間的距離也不完全相同， 這就需要調(diào)節(jié)機(jī)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(gè)可移動(dòng)的關(guān)節(jié)，由直線導(dǎo)軌14和移動(dòng)關(guān)節(jié)9組成，移動(dòng)關(guān)節(jié)9可以沿直線導(dǎo)軌14移動(dòng)。 通過肩關(guān)節(jié)13電機(jī)10轉(zhuǎn)動(dòng)，肩關(guān)節(jié)13可以帶動(dòng)兩只手臂移動(dòng)，調(diào)節(jié)兩臂之間的距離。腰關(guān)節(jié)12是一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)，通過腰關(guān)節(jié)電機(jī)11轉(zhuǎn)動(dòng)，可以使機(jī)器人手臂繞腰關(guān)節(jié)12轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使手臂上抬或下降。機(jī)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(dòng)，帶動(dòng)前臂 1上抬，使前臂1的驅(qū)動(dòng)輪6脫離導(dǎo)線，前臂1的肘關(guān)節(jié)8轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)前臂1的上臂15向遠(yuǎn)離導(dǎo)線的方向擺動(dòng)，整個(gè)上臂1遠(yuǎn)離導(dǎo)線及障礙物，后臂2的驅(qū)動(dòng)輪6轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)器人沿導(dǎo)線前進(jìn)，前臂1越過障礙物，前臂1的肘關(guān)節(jié)8反向轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)前臂1的上臂15向?qū)Ь€的方向擺動(dòng)，前臂1的驅(qū)動(dòng)輪6到達(dá)導(dǎo)向正上方，腰關(guān)節(jié)12反向轉(zhuǎn)動(dòng)，使前臂1下降，前臂1的驅(qū)動(dòng)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(dòng)， 帶動(dòng)后臂2上抬，使后臂2的驅(qū)動(dòng)輪6脫離導(dǎo)線，后臂2的肘關(guān)節(jié)8轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)后臂2的上臂15向遠(yuǎn)離導(dǎo)線的方向擺動(dòng)，整個(gè)上臂15遠(yuǎn)離導(dǎo)線及障礙物，前臂1的驅(qū)動(dòng)輪6轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)器人沿導(dǎo)線前進(jìn)，后臂2越過障礙物，后臂2的肘關(guān)節(jié)8反向轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)后臂2的上臂15向?qū)Ь€的方向擺動(dòng)，后臂2的驅(qū)動(dòng)輪6到達(dá)導(dǎo)向正上方，后臂2的腰關(guān)節(jié)12反向轉(zhuǎn)動(dòng)，使后臂 2下降，后臂2的驅(qū)動(dòng)輪6與導(dǎo)線接觸，后臂2的手爪5閉合。至此機(jī)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(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)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(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本實(shí)用新型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(jī)器人，其特征在于所述機(jī)器人包括前臂(1)、后臂(2) 和腰關(guān)節(jié)(12)，所述前臂(1)和后臂(2)設(shè)置在腰關(guān)節(jié)(12)上，所述前臂和后臂上都設(shè)有紅外傳感器和超聲波傳感器，所述前臂(1)和后臂(2)均包括上臂(15)和下臂(16)。
2.如權(quán)利要求1所述的輸電線路巡檢或除冰機(jī)器人，其特征在于所述前臂(1)和后臂⑵的上臂(15)上設(shè)有手爪(5)和手爪電機(jī)(3)，所述手爪(5)與手爪電機(jī)(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(jī)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。
4 如權(quán)利要求3所述的輸電線路巡檢或除冰機(jī)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(dòng)關(guān)節(jié)(9)，所述前臂和后臂的下臂(16) —端與移動(dòng)關(guān)節(jié)(9)相連，所述移動(dòng)關(guān)節(jié)(9)帶動(dòng)前臂和后臂在直線導(dǎo)軌(14)上運(yùn)動(dòng)，所述直線導(dǎo)軌 (14)與所述腰關(guān)節(jié)(12)連接。
5.如權(quán)利要求4所述的輸電線路巡檢或除冰機(jī)器人，其特征在于在所述直線導(dǎo)軌 (14)遠(yuǎn)離腰關(guān)節(jié)(1 的一端上設(shè)有移動(dòng)關(guān)節(jié)電機(jī)(10)，所述移動(dòng)關(guān)節(jié)電機(jī)(10)與所述移動(dòng)關(guān)節(jié)(9)相連接。
6.如權(quán)利要求5所述的輸電線路巡檢或除冰機(jī)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(jī)(11)，所述腰關(guān)節(jié)電機(jī)(11)驅(qū)動(dòng)腰關(guān)節(jié)(1 進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。
7.如權(quán)利要求2-6任一所述的輸電線路巡檢或除冰機(jī)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(dòng)輪 (6)，所述驅(qū)動(dòng)輪(6)通過同軸設(shè)置的驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)⑷進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
8.如權(quán)利要求2-6任一所述的輸電線路巡檢或除冰機(jī)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(jī)(7)，所述肘關(guān)節(jié) ⑶與肘關(guān)節(jié)電機(jī)(7)相連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及用于輸電線路巡檢或除冰的越障機(jī)器人平臺(tái)領(lǐng)域，具體涉及一種輸電線路巡檢或除冰機(jī)器人，機(jī)器人包括前臂、后臂和腰關(guān)節(jié)，前臂與后臂對(duì)稱連接在腰關(guān)節(jié)上，前臂和后臂上都設(shè)有紅外傳感器和超聲波傳感器，前臂和后臂均包括上臂和下臂，機(jī)器人可以攜帶各種檢測(cè)傳感器近距離、多視角的監(jiān)測(cè)線路的運(yùn)行狀況，可以減輕工人巡線的勞動(dòng)強(qiáng)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(dòng)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(duì)輸電線路的影響，保證供電安全。
文檔編號(hào)H02G1/02GK201994593SQ20102068894
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)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(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院