输电线路巡检机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种输电线路巡检机器人，包括机器人本体、控制装置以及检测装置，检测装置的信号输出端连接控制装置的输入端，控制装置的输出端连接机器人本体各受控部件的受控端；所述机器人本体包括固定支架，固定支架上并列设置有三套运动检测单元，每套运动检测单元分别包括越障机械手臂、带动越障机械手臂上下运动的上下运动机构和带动上下运动机构以及越障机械手臂做水平旋转运动的旋转机构；所述旋转机构固定设置在固定支架上，上下运动机构设置在旋转机构上，越障机械手臂固定设置在上下运动机构的顶端。本发明专利技术不仅能够实现输电线路的日常巡检，而且还能够实现越障巡检，提高输电线路巡检的精度和准确度，为输电线路的安全运行提供保障。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统中输电线路的巡检
，特别是一种能够沿输电线路行走并完成巡检的装置。
技术介绍
输电线路设备由于长期露置在野外环境，受到各种气象条件（如大风、覆冰雪、气温变化、雷击等）的侵袭、化学气体的腐蚀以及外力的破坏，时间长了不仅会产生断股、磨损、腐蚀等线路损伤，而且绝缘子闪烙、杆塔塔材丢失以及金具脱落等故障的几率也较高，如不及时检修更换，原本微小的损伤就有可能扩大，最终导致输电中断甚至发生输电事故。因此，高压输电线路巡检对保证输电线路安全稳定运行具有十分重要的意义。目前，对输电线路巡检主要有以下三种方式：1）人工目测法：人工巡检目前仍是国内最主要的巡检方法，人工目测法即，巡线工人采用目测或通过望远镜、测距仪及红外热像等设备在地面沿线路逐塔巡检。该方法虽然具有较强的灵活性和适应能力等优点，但其劳动强度大、危险系数高、工作效率和巡检精度低的缺点更加突出。2）航测法：航测发分为直升机巡检和无人机巡检。直升机巡检方式存在巡检成本高、受天气影响大的缺点，并且对巡检人员和飞行员的技术要求都较高；无人机巡检虽小巧无人驾驶，可以自主GPS导航，但载荷有限，续航时间短。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是提供一种用于输电线路巡检的机器人，不仅能够实现输电线路的日常巡检，而且还能够实现越障巡检，提高输电线路巡检的精度和准确度，从而为输电线路的安全运行提供保障。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案如下。输电线路巡检机器人，包括机器人本体、控制装置以及设置在机器人本体上的检测装置，检测装置的信号输出端连接控制装置的输入端，控制装置的输出端连接机器人本体各受控部件的受控端；所述机器人本体包括平行设置的两根一字型固定支架，固定支架上并列设置有三套运动检测单元，每套运动检测单元分别包括越障机械手臂、带动越障机械手臂上下运动的上下运动机构和带动上下运动机构以及越障机械手臂做水平旋转运动的旋转机构；所述旋转机构固定设置在固定支架上，上下运动机构设置在旋转机构上，越障机械手臂固定设置在上下运动机构的顶端。上述输电线路巡检机器人，所述越障机械手臂包括竖直安装在上下运动机构顶端的机械手臂机架，机械手臂机架上设置有用于控制机器人行走的驱动行走装置、用于控制机器人停止的刹车制动装置以及用于实现越过障碍物的手掌开合装置，所述驱动行走装置设置在机械手臂机架顶端，手掌开合装置设置在机械手臂机架底端，刹车制动装置设置在驱动行走装置与手掌开合装置之间的机械手臂机架上。上述输电线路巡检机器人，所述驱动行走装置包括直流驱动电机、锥齿轮传动机构以及相对设置的左驱动半和右驱动半轮，直流驱动电机经锥齿轮传动机构驱动同传动轴设置的左驱动半轮和右驱动半轮在输电线路上行走。上述输电线路巡检机器人，所述刹车制动装置包括电磁自锁器、压紧轮以及顶紧弹簧，电磁自锁器设置在传动轴的末端，压紧轮位于左驱动半轮和右驱动半轮的下方，顶紧弹簧位于压紧轮下方的机械手臂机架上，压紧轮在顶紧弹簧的作用下将输电线路压紧在左驱动半轮和右驱动半轮之间。上述输电线路巡检机器人，所述手掌开合装置包括能够开合以实现越过障碍物的平行四边形机构以及控制平行四边形机构开合的蜗轮蜗杆减速电机，蜗轮蜗杆减速电机和平行四边形机构之间通过齿轮机构连接；所述齿轮机构为固定设置在蜗轮蜗杆减速电机输出轴上的直齿轮。上述输电线路巡检机器人，所述平行四边形机构包括两根齿轮连杆、两根连杆以及两个半开合手，其中两根齿轮连杆的齿轮端通过轴承安装在机械手臂机架上并相啮合，其中一个齿轮连杆的齿轮端与直齿轮啮合；两根连杆的一端分别通过销轴设置在位于齿轮连杆上方的机械手臂机架上，连杆的另一端与齿轮连杆的另一端分别铰接半开合手的上下两端；所述连杆与齿轮连杆平行设置。上述输电线路巡检机器人，所述机械手臂机架顶端还设置有防坠落装置，防坠落装置包括贯穿式步进电机和减载销，贯穿式步进电机通过连扳设置在机械手臂机架上，减载销与贯穿式步进电机的输出轴固定连接。上述输电线路巡检机器人，所述上下运动机构包括直流电机、丝杆以及设置在丝杆上的滑块，直流电机和丝杆之间通过齿轮传动机构连接；所述越障机械手臂固定安装在滑块上。上述输电线路巡检机器人，所述旋转机构包括伺服电机、传动齿轮、内圈带齿的圆形导轨以及直角Z型连接板，传动齿轮连接在伺服电机的输出轴上，传动齿轮与圆形导轨的内圈齿啮合，所述直角Z型连接板的上水平面板与圆形导轨的顶端面固定连接，直角Z型连接板的下水平面板上固定安装上下运动机构的直流电机。由于采用了以上技术方案，本专利技术所取得技术进步如下。本专利技术用于对高压输电线路进行日常巡检，可以近距离接近输电线路，具有巡检成本低、精度高以及安全可靠等优点，不仅能够实现输电线路的日常巡检，而且还能够实现越障巡检，提高输电线路巡检的精度和准确度，从而为输电线路的安全运行提供保障。本专利技术采用三臂悬挂式结构，具有足够的检测仪器安装空间和越障机构与其他物体的安全间距，操作安全；巡检时，始终能保证至少两个机械手臂在架空输电线路上，爬坡与抗风能力强。其中，越障机械手臂上集装了驱动行走装置、防坠落装置、手掌开合装置和刹车制动装置，既满足越障行走、刹车制动功能性要求，又保证了设备的紧凑型，方便越障机械手臂升降和旋转运动；当发生故障或遇到恶劣天气时，防坠落装置能够保证机器人可靠自锁，以免从输电线路摔落。越障机械手臂与旋转机构之间设置的上下运动机构，仅通电时间与竖直方向移动距离成正比关系，控制极为方便，且机构功能上实现收缩与伸长的一体化，收缩时尺寸小节省空间，保证机器人的体积紧凑。旋转机构采用内圈带齿的圆形导轨，刚度大、定位准确，同时保证三个手臂的相对旋转运动，增加了设备的实用性和可靠性。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的主视图；图3为本专利技术的俯视图；图4为本专利技术所述越障机械手臂的主视图；图5为图4的侧视图；图6为本专利技术所述越障机械手臂的立体图。其中：1.越障机械手臂；11.驱动行走装置；111.直流驱动电机；112.锥齿轮传动机构；113.传动轴；114.右驱动半轮；115.左驱动半轮；12.刹车制动装置；121.电磁制动器；122.压紧轮；123.行程开关；124.弹簧装置；13.防坠落装置；131.贯穿式步进电机；132.减载销；14.手掌开和装置；141.蜗轮蜗杆减速电机142.直齿轮；143.齿轮连杆；144.连杆；145.半开合手；15.机械手臂机架；2.上下运动机构；21.直流电机；22.齿轮传动机构；23.丝杆；24.滑块；3.旋转机构；31.伺服电机；32.传动齿轮；33.圆形导轨；4.固定支架。具体实施方式下面将结合具体实施例对本专利技术进行进一步详细说明。一种输电线路巡检机器人，包括机器人本体、控制装置和检测装置，检测装置的信号输出端连接控制装置的输入端，控制装置的输出端连接机器人本体各受控部件的受控端；机器人本体和检测装置在控制装置的控制下完成输电线路的越障巡检工作。机器人本体的结构如图1至图6所示。包括平行设置的两根一字型固定支架4，固定支架4上并列设置有三套运动检测单元，每套运动检测单元分别包括越障机械手臂1、上下运动机构2和旋转机构3，旋转机构3固定设置在固定支架4上，上下运动机构2设置在旋转机构3上，越障机械手臂1固本文档来自技高网...

【技术保护点】
输电线路巡检机器人，其特征在于：包括机器人本体、控制装置以及设置在机器人本体上的检测装置，检测装置的信号输出端连接控制装置的输入端，控制装置的输出端连接机器人本体各受控部件的受控端；所述机器人本体包括平行设置的两根一字型固定支架（4），固定支架（4）上并列设置有三套运动检测单元，每套运动检测单元分别包括越障机械手臂（1）、带动越障机械手臂上下运动的上下运动机构（2）和带动上下运动机构以及越障机械手臂做水平旋转运动的旋转机构（3）；所述旋转机构（3）固定设置在固定支架（4）上，上下运动机构（2）设置在旋转机构（3）上，越障机械手臂（1）固定设置在上下运动机构（2）的顶端。

【技术特征摘要】
1.输电线路巡检机器人，其特征在于：包括机器人本体、控制装置以及设置在机器人本体上的检测装置，检测装置的信号输出端连接控制装置的输入端，控制装置的输出端连接机器人本体各受控部件的受控端；所述机器人本体包括平行设置的两根一字型固定支架（4），固定支架（4）上并列设置有三套运动检测单元，每套运动检测单元分别包括越障机械手臂（1）、带动越障机械手臂上下运动的上下运动机构（2）和带动上下运动机构以及越障机械手臂做水平旋转运动的旋转机构（3）；所述旋转机构（3）固定设置在固定支架（4）上，上下运动机构（2）设置在旋转机构（3）上，越障机械手臂（1）固定设置在上下运动机构（2）的顶端。2.根据权利要求1所述的输电线路巡检机器人，其特征在于：所述越障机械手臂（1）包括竖直安装在上下运动机构（2）顶端的机械手臂机架（15），机械手臂机架（15）上设置有用于控制机器人行走的驱动行走装置（11）、用于控制机器人停止的刹车制动装置（12）以及用于实现越过障碍物的手掌开合装置（14），所述驱动行走装置设置在机械手臂机架（15）顶端，手掌开合装置（14）设置在机械手臂机架（15）底端，刹车制动装置（12）设置在驱动行走装置（11）与手掌开合装置（14）之间的机械手臂机架（15）上。3.根据权利要求2所述的输电线路巡检机器人，其特征在于：所述驱动行走装置（11）包括直流驱动电机（111）、锥齿轮传动机构（112）以及相对设置的左驱动半轮（115）和右驱动半轮（114），直流驱动电机经锥齿轮传动机构驱动同传动轴设置的左驱动半轮和右驱动半轮在输电线路上行走。4.根据权利要求3所述的输电线路巡检机器人，其特征在于：所述刹车制动装置（12）包括电磁自锁器（121）、压紧轮（122）以及顶紧弹簧（124），电磁自锁器（121）设置在传动轴的末端，压紧轮（122）位于左驱动半轮（115）和右驱动半轮（114）的下方，顶紧弹簧（124）位于压紧轮下方的机械手臂机架（15）上，压紧轮（122）在顶紧弹簧（124）的作用下将输电线路压紧在左驱动半轮（115）和右驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：花广如，赵东雷，田微，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：河北;13