一种输电塔攀爬机器人及其对输电塔巡检方式制造技术

本发明专利技术一种输电塔攀爬机器人及其对输电塔巡检方式，属于机器人技术领域。机器人由伸缩模块、夹持模块和牵引模块三部分组成，夹持模块分为上夹持模块和下夹持模块，上、下夹持模块通过伸缩模块连接，牵引模块安装在上夹持模块两侧。其对输电塔巡检方式根据被巡检的输电塔塔片，在输电塔相应塔片主材上安装相应机器人个数，每个塔片的机器人之间通过安装有检测维护装置的牵引绳连接在牵引模块上，夹持模块和伸缩模块联动完成攀爬越障，实现对输电塔的检测维护工作。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术一种输电塔攀爬机器人及其对输电塔巡检方式，属于机器人
。机器人由伸缩模块、夹持模块和牵引模块三部分组成，夹持模块分为上夹持模块和下夹持模块，上、下夹持模块通过伸缩模块连接，牵引模块安装在上夹持模块两侧。其对输电塔巡检方式根据被巡检的输电塔塔片，在输电塔相应塔片主材上安装相应机器人个数，每个塔片的机器人之间通过安装有检测维护装置的牵引绳连接在牵引模块上，夹持模块和伸缩模块联动完成攀爬越障，实现对输电塔的检测维护工作。【专利说明】一种输电塔攀爬机器人及其对输电塔巡检方式 所属
本专利技术涉及机器人
，尤其涉及一种输电塔攀爬机器人及其对输电塔巡检方式。
技术介绍
随着国民经济的快速发展，国家电网的快速建设，超高压大容量输电线路的应用也越来多，然而电网线路所覆盖的地理环境极为复杂，常常经过人迹罕至的崇山峻岭，这就给输电线路维护上造成了很大的困难。特别是在寒冬腊月的时候，输电铁塔和输电线路往往出现结冰现象，极易发生输电铁塔倒塌和输电线路断裂，给国家电力系统带来极其严重的破坏，导致全国各地不同程度的大范围长时间的停电，严重影响人们的日常生活和企业的正常安全生产，直接或间接的给国家和人民带来无法估量的损失。目前已有各种类型的输电线路除冰机器人出现，用于除去高压输电线上覆盖的积冰，避免输电线路发生断裂。然而，无论是人工除冰还是机器人除冰都需要由电力人员爬上输电铁塔进行操作。因此输电铁塔在寒冷严酷的环境下是否出现了裂纹等安全隐患就关系到了维护人员和设备的安全问题。另外若输电铁塔出现隐患对于电网系统也是一个严重的威胁。基于上述情况，就有必要设计一款针对于输电铁塔的检测机器人用于输电铁塔的安全检测维护，以解决人工上塔探伤时危险性高、准确性低、劳动强度大、工作效率低的问题。从而确保人员和设备安全，保证电网安全，在灾害下挽救更多的国家财产，最大程度的减少损失。因此在已专利技术的壁面攀爬检测机器人的基础上，提出一种用于输电铁塔检测的机器人代替人工作业，以提高其工作效率，安全性和准确性。 工业的迅猛发展对供电安全性和稳定性的要求越来越高，为了提高电力的安全输送能力，对输电塔的安全检测和维修被摆在了十分重要的位置。输电塔大都是由角钢搭建的，目前输电塔的检修维护都是工人上塔操作的，这样既增加了工人的劳动强度，又提高了触电和高空坠落的危险性。因此电力部门迫切需要能代替人工攀爬输电塔进行监测和维护的自动化设备。 专利技术专利CN102815348A公开了一种四足攀爬机器人，其手爪的设计存在一定的缺陷，手爪都是单根线条型的结构，在攀爬的过程中，不能强有力的抓紧输电塔的主材，容易滑脱，也无法有效地越过角钢造成的障碍，不能高效率的进行工作。
技术实现思路
为了解决输电塔检测和维护这一难题，本专利技术提供一种输电塔攀爬机器人及其对输电塔巡检方式，该机器人的手爪设计了矩形框架结构，可有有效的增大与输电塔的施力点，不易滑脱，工作效率更高，其可以在由角钢搭建的输电塔主材上自主上下攀爬，分别位于输电塔塔片两根主材上的两个输电塔攀爬机器人通过牵引模块上的牵引绳连接，在牵引绳上可安装各种检测维护设备，从而对相应塔片的角钢进行检测维护，及时排除输电塔存在的安全隐患。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案为:一种输电塔攀爬机器人，包括伸缩模块和分别连接在所述伸缩模块两端的、结构相对称的第一夹持模块和第二夹持模块，任意一个夹持模块的两侧设置有牵引模块，所述牵引模块带动伸缩模块伸缩运动，进而带动第一夹持模块和第二夹持模块相对移动，所述夹持模块包括箱体、夹持驱动电机、夹持驱动联轴器、夹持驱动丝杠、夹持驱动丝杠套筒、夹持驱动螺母、夹持驱动连杆、滑筒、导向筒、带滚子的短杆以及手爪，所述夹持驱动电机设置于箱体内部的中轴线处，夹持驱动丝杠套筒竖直穿过箱体上表面的中心，所述导向筒水平穿过箱体侧面的中心并与箱体固定连接，所述夹持驱动电机的输出轴通过平键与夹持驱动联轴器的一端连接，夹持驱动联轴器的另一端与夹持驱动丝杠连接，所述夹持驱动螺母与夹持驱动丝杠构成螺旋副，夹持驱动螺母还与所述夹持驱动连杆的一端铰接，夹持驱动螺母能够在夹持驱动丝杠套筒中上下移动，所述夹持驱动连杆的另一端与所述滑筒铰接，所述滑筒的轴线垂直于所述夹持驱动丝杠的轴线，滑筒的一端与导向筒滑动连接，滑筒的另一端设置有一个弯折成V字型的矩形挡片，所述手爪由左右对称的两个日字型矩形框结构构成，矩形框的一端铰接在所述箱体的两侧，矩形框的另一端为自由端，自由端设置有向内侧弯折成L型的爪钩，矩形框的中部的横杆内侧设置有滑槽，带滚子的短杆的滚子分别在手爪上的滑槽内与手爪形成高副。 作为本专利技术的进一步优选方案，所述矩形框架结的构手爪为中间弯折的浅V形结构，两侧手爪的爪钩闭合时，矩形框架结构的自由端互相平行。 作为本专利技术的进一步优选方案，所述滑筒上的矩形挡片的两个外侧面与所述滑筒轴线以及所述丝杠轴线组成的平面均成45度角。作为本专利技术的进一步优选方案，所述伸缩模块包括伸缩驱动电机、伸缩驱动联轴器、伸缩驱动丝杠、伸缩驱动螺母、伸缩驱动丝杠支座、剪叉机构、滑块、滑块支座、伸缩内套筒和伸缩外套筒，其中，所述剪叉机构由若干连杆通过销钉铰接组成；所述伸缩驱动电机、伸缩驱动丝杠支座、滑块支座、伸缩外套筒、伸缩内套筒均固定安装在箱体上，伸缩驱动电机的输出轴通过平键与伸缩驱动联轴器的一端连接，伸缩驱动联轴器的另一端与所述伸缩驱动丝杠连接，伸缩驱动丝杠安装在伸缩驱动丝杠支座中，伸缩驱动螺母与伸缩驱动丝杠构成螺旋副，伸缩驱动螺母可在伸缩驱动丝杠支座中移动；所述滑块安装在滑块支座中，被伸缩驱动电机驱动做直线往复运动，剪叉机构的一端与滑块铰接，剪叉机构的另一端与伸缩驱动螺母铰接，所述伸缩外套筒和伸缩内套筒之间成间隙配合。 作为本专利技术的进一步优选方案，所述牵引模块包括牵引驱动电机、牵引驱动联轴器、卷筒轴、卷筒，所述牵引驱动电机固定连接在牵引模块支架上，所述牵引模块支架固定连接在箱体侧面，所述牵引驱动电机的输出轴通过平键与联轴器的一端连接，联轴器的另一端与卷筒轴连接，卷筒轴通过轴承安装在所述牵引模块支架上，所述卷筒与所述卷筒轴固定连接。 作为本专利技术的进一步优选方案，当所述伸缩模块设置在第二夹持模块上的时候，所述牵引模块对应的设置在第一夹持模块上；当所述伸缩模块设置在第一夹持模块上的时候，所述牵引模块对应的设置在第二夹持模块上。 本专利技术还公开了一种适用于所述输电塔攀爬机器人的输电塔巡检方式，巡检方式如下: 仅需对输电塔一个塔片进行检测维护工作时，攀爬机器人攀附在角钢搭建的输电塔的主材上可以自主上下攀爬，分别位于输电塔塔片两根主材上的两个输电塔攀爬机器人通过牵引绳连接，在牵引绳上安装有检测维护装置；两个机器人固定在对应的主材上时，通过牵引驱动电机的转动，在卷筒的作用下带动牵引绳上的检测设备在塔片上平稳移动，实现对输电塔的检测维护；在机器人上下攀爬时，牵引绳处于松弛状态；静止时，第一夹持模块的手爪和第二夹持模块的手爪均处于夹紧状态，移动时，首先松开第一夹持模块的手爪，控制伸缩模块拉伸到合适距离，以使第一夹持模块的手爪越过障碍物，控制第二夹持模块的手爪夹紧主材角钢，然后松开第二夹持模块的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输电塔攀爬机器人，包括伸缩模块（3）和分别连接在所述伸缩模块（3）两端的、结构相对称的第一夹持模块（1）和第二夹持模块（2），任意一个夹持模块的两侧设置有牵引模块（4），所述牵引模块（4）带动伸缩模块（3）伸缩运动，进而带动第一夹持模块（1）和第二夹持模块（2）相对移动，其特征在于：所述夹持模块包括箱体（7）、夹持驱动电机（10）、夹持驱动联轴器（8）、夹持驱动丝杠（5）、夹持驱动丝杠套筒（6）、夹持驱动螺母（17）、夹持驱动连杆（16）、滑筒（12）、导向筒（11）、带滚子的短杆（15）以及手爪（14），所述夹持驱动电机（10）设置于箱体（7）内部的中轴线处，夹持驱动丝杠套筒（6）竖直穿过箱体（7）上表面的中心，所述导向筒（11）水平穿过箱体（7）侧面的中心并与箱体（7）固定连接，所述夹持驱动电机（10）的输出轴通过平键（9）与夹持驱动联轴器（8）的一端连接，夹持驱动联轴器（8）的另一端与夹持驱动丝杠（5）连接，所述夹持驱动螺母（17）与夹持驱动丝杠（5）构成螺旋副，夹持驱动螺母（17）还与所述夹持驱动连杆（16）的一端铰接，夹持驱动螺母（17）能够在夹持驱动丝杠套筒（6）中上下移动，所述夹持驱动连杆（16）的另一端与所述滑筒（12）铰接，所述滑筒（12）的轴线垂直于所述夹持驱动丝杠（5）的轴线，滑筒（12）的一端与导向筒（11）滑动连接，滑筒（12）的另一端设置有一个弯折成V字型的矩形挡片，所述手爪（14）由左右对称的两个日字型矩形框结构构成，矩形框的一端铰接在所述箱体（7）的两侧，矩形框的另一端为自由端，自由端设置有向内侧弯折成L型的爪钩，矩形框的中部的横杆内侧设置有滑槽，带滚子的短杆（15）的滚子分别在手爪（14）上的滑槽内与手爪（14）形成高副。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱玉，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32