输电线路除冰机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种输电线路除冰机器人，属于机械领域。整体采用三个手臂悬挂对称式布置机构，采用两个驱动行走模块和一个辅助行走模块相结合的模式；动行走模块布置在机器人前后两端，辅助行走模块布置在中央，整体上前后对称；越障模块分别与驱动行走模块、辅助行走模块集成，稳定模块与辅助行走模块连接一起，布置在机器人居中的位置，除冰模块布置在后面的驱动行走模块与辅助行走模块之间。优点在于：本发明专利技术可以实现“行走-越障-除冰”等功能，完成对输电线路附冰的清理工作，达到维护输电线路的目的。节省布局空间，越障动作简单、连贯。有效解决除冰机器人前后倾翻的问题，实现除冰机器人稳定地行走、除冰和越障功能。

【技术实现步骤摘要】
输电线路除冰机器人
本专利技术涉及机械领域，特别涉及输电线路维护领域，尤指一种输电线路除冰机器人。可以实现“行走-越障-除冰”等功能，完成对输电线路附冰的清理工作，实现维护输电线路的目标。
技术介绍
随着我国经济迅速发展，输电线路越建越多，线路走廊，穿越的地理环境更加复杂，如经过大面积的水库、湖泊和崇山峻岭，给线路维护带来了很多困难。而且在严寒的冬季，冰雪危害引起的供电中断事故通常都是较严重的，其修复难度大、周期长、停电面积广、影响铁路交通。因此，一直是全世界范围内需要解决的难点问题。2008年初，我国南方大面积连续降雪，使输电线附冰，导致杆塔倾斜倒塌、断线及绝缘子闪落、以及因不均匀附冰和不同时期脱冰引起电线舞动现象，造成输电线塔架倒塌，甚至造成人员伤亡事件。目前已研制的一些机器人，用以输电线路除冰，但是大多数功率低，续航时间短，出兵效率不理想。因此现在主要依靠人力除冰，通过电力工人爬上高压线塔用铁锤、拉杆、竹棒沿线敲打使附冰脱落，这种方法不仅效率低，而且对电力工人的生命安全造成极大的威胁。在国外，一些国家的地理与气候与我国相似，甚至一些国家的情况更加恶劣。为了保证电力系统的可靠性，提高输电线路的出兵效率，减少损失，维护工人的安全，开发一种可以代替或部分代替人工进行出兵作业的新型设备一直是国内外相关研究的热点。因此研制新型高效的除冰机器来代替人工进行输电线路除冰具有较好的应用前景和实用意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种输电线路除冰机器人，解决了现有的输电线路除冰机器人越障过程不稳定、有效工作时间短、工作效率低等问题，本专利技术可以连贯、稳定地实现“行走-越障-除冰”等功能，实现高效率的去除输电线路附冰。本专利技术由驱动行走模块、越障模块、辅助行走模块、稳定模块、动力模块和控制模块组成。通过模块间的协调，实现稳定的行走、越障和除冰等功能。本专利技术提出了一种新型越障机构与行走机构相结合的被动越障方式，实现了保证机器人越障时的稳定性。本专利技术也考虑了输电线路在悬链线状态下具有一定的倾斜角度，结合具有防滑处理的驱动行走轮和辅助行走轮，可以实现一定的防滑和爬坡功能。本专利技术的上述目的通过以下技术方案实现：输电线路除冰机器人，包括框架支撑模块1、驱动行走模块2、越障模块3、辅助行走模块4、稳定模块5、除冰模块6、动力模块7，整体采用三个手臂悬挂对称式布置机构，采用两个驱动行走模块和一个辅助行走模块相结合的模式；所述框架支撑模块1、驱动行走模块2、辅助行走模块4、除冰模块6、越障模块3和稳定模块5都是对称结构，整体布置左右基本对称；所驱动行走模块2布置在机器人前后两端，辅助行走模块4布置在中央，整体上前后对称；通过内部其他结构布局调整，实现使得除冰机器人重心恒定不变。越障模块3分别与驱动行走模块2、辅助行走模块4集成，稳定模块5与辅助行走模块4连接一起，布置在机器人居中的位置，除冰模块6布置在后面的驱动行走模块2与辅助行走模块3之间。所述的框架支撑模块1包括基座Ⅰ1a、侧板、拉杆Ⅰ1b、杆4p和保持架Ⅰ1c，框架支撑模块起到支撑、固定和承载的作用；所述基座Ⅰ1a上安装电机、电池、稳定模块5和除冰模块6的动力部分，侧板上固定驱动行走模块2、辅助行走模块4和除冰模块6；驱动行走模块2通过拉杆Ⅰ1b固定在框架支撑模块1上，辅助行走模块4通过杆4p固定在框架支撑模块1上，并且拉杆Ⅰ1b和杆4p都实现增加框架支撑模块结构刚度的作用。除冰模块6通过保持架Ⅰ1c固定在框架支撑模块1上。所述的驱动行走模块2包括两个完全对称的驱动行走单元，这两个驱动行走单元对称布置，结构布局和构件完全相同，实现驱动半轮转动的同步；所述驱动行走单元包括基座Ⅱ2a、盖板Ⅰ2b、滚动轴承2c、滑动轴承Ⅰ2e、角连接件Ⅳ2f、滑动轴承Ⅱ2i、驱动半轴2k、推力弹簧Ⅰ2l、驱动半轮2m、轴承及轴承座2o、传动轴7o、齿形带Ⅲ7h、带轮Ⅲ7m、带轮Ⅰ7i、键7j、连接螺栓Ⅱ1k，其中基座Ⅱ2a通过角连接件Ⅳ2f与盖板Ⅰ2b连在一起，将带轮Ⅰ、Ⅲ7i、7m、齿形带Ⅲ7h和越障模块3封闭在内，防止受到冰雪的直接影响；驱动半轴2k通过两个滑动轴承Ⅰ、Ⅱ2e、2i与基座Ⅱ2a、盖板Ⅰ2b连接；传动轴7o通过滚动轴承2c、轴承及轴承座2o与基座Ⅱ2a、盖板Ⅰ2b连接；推力弹簧Ⅰ2l布置在驱动半轮2m和滑动轴承Ⅱ2i之间；运动由固定在空心的传动轴7o上的带轮Ⅲ7m经过齿形带Ⅲ7h传递给带轮Ⅰ7i，带轮Ⅰ7i经过键7j传递给驱动半轴2k，从而实现驱动行走功能；驱动行走模块2通过连接螺栓Ⅱ1k、角连接件Ⅰ1f固定在框架支撑模块1上。两个驱动半轮同步转动，实现驱动机器人的目的；推力弹簧Ⅰ2l提供推力，可以有效地阻止驱动行走轮在正常行走工况时的分离；滑动轴承Ⅰ2e的轴承座不仅提供支撑的作用，又起到将驱动行走模块盖板Ⅰ2b与基座的侧板连接在一起作用，实现提高结构刚度的目的。所述的越障模块3所述的越障模块3包括两个越障单元，分别布置在每个驱动行走单元中，其中一个越障单元的拨叉中部的孔的位置相对于另一个靠上，越障单元与驱动行走单元集成在一起；所述越障单元包括曲杆3a、拨叉3b、拨叉轴3c、连接件3d、曲杆轴3e、压紧螺母Ⅱ3f、销Ⅰ3g、销Ⅱ3h、支撑块3i、转盘Ⅰ3k、销Ⅲ3l、基座Ⅱ2a、保持架Ⅱ3n，其中，所述支撑块3i固定到基座Ⅱ2a上，支撑块3i上的孔定位曲杆轴3e，支撑块3i的上表面支撑曲杆轴3e的轴肩部分；曲杆轴3e插在曲杆3a的轴孔3o，结合销孔3p起到约束和支撑曲杆3a的作用，使得曲杆3a在越障过程中绕曲杆轴3e转动，压紧螺母Ⅱ3f在曲杆轴3e上；所述支撑块3i通过销Ⅱ3h与连接件3d连接，连接件3d通过销Ⅰ3g与拨叉3b连接，拨叉3b的一端通过拨叉轴3c固定到基座Ⅱ2a上；转盘Ⅰ3k与拨叉3b相对应且通过销Ⅲ3l与驱动半轴2k连接；保持架Ⅱ3n限制带轮Ⅰ7i的轴向移动。所述的辅助行走模块4主要是实现辅助除冰机器人完成越障动作、稳定机械本体的目的；辅助行走模块包括两个辅助行走单元，每个辅助行走单元各与一个越障单元集成，共同完成越障动作和辅助驱动行走模块越障的功能；所述的辅助行走模块4包括两个辅助行走单元4t，每个辅助行走单元各与一个越障单元集成；每个辅助行走单元4t包括盘形刀具Ⅰ4a或盘形刀具Ⅱ4e其中一个、辅助行走半轮4b、推力弹簧Ⅱ4c、滑动轴承Ⅲ4d、基座Ⅲ4o、角连接件Ⅴ4f、滑动轴承Ⅳ4r、销Ⅳ4i、转盘Ⅱ4j、辅助行走半轴4k、角连接件Ⅵ4m、盖板Ⅱ4l，其中，所述辅助行走半轴4k通过滑动轴承Ⅳ4r、滑动轴承Ⅲ4d分别与盖板Ⅱ4l、基座Ⅲ4o连接，基座Ⅲ4o与盖板Ⅱ4l之间通过角连接件Ⅴ4f、角连接件Ⅵ4m连接固定，转盘Ⅱ4j通过销Ⅳ4i与辅助行走半轴4k连接；推力弹簧Ⅱ4c、盘形刀具Ⅰ4a或盘形刀具Ⅱ4e其中一个、辅助行走半轮4b套接在辅助行走半轴4k上，推力弹簧Ⅱ4c一端与滑动轴承Ⅲ4d接触，另一端与盘形刀具Ⅰ4a或盘形刀具Ⅱ4e其中一个接触；盘形刀具Ⅰ、Ⅱ4a、4e的间距大于输电线线径；杆4p和螺母Ⅰ4s将两个辅助行走单元连到一起，基座Ⅲ4o通过所述杆4p和螺母Ⅰ4s与稳定模块5连接；防前倾杆5i、防后倾杆5j设置在两个辅助行走单元4t之间。所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输电线路除冰机器人，其特征在于：包括框架支撑模块（1）、驱动行走模块（2）、越障模块（3）、辅助行走模块（4）、稳定模块（5）、除冰模块（6）、动力模块（7），整体采用三个手臂悬挂对称式布置机构，采用两个驱动行走模块和一个辅助行走模块相结合的模式；所述框架支撑模块（1）、驱动行走模块（2）、辅助行走模块（4）、除冰模块（6）、越障模块（3）和稳定模块（5）都是对称结构，整体布置左右对称；所驱动行走模块（2）布置在机器人前后两端，辅助行走模块（4）布置在中央，整体上前后对称；越障模块（3）分别与驱动行走模块（2）、辅助行走模块（4）集成，稳定模块（5）与辅助行走模块（3）连接一起，布置在机器人居中的位置，除冰模块（6）布置在后面的驱动行走模块（2）与辅助行走模块（3）之间。

【技术特征摘要】
1.一种输电线路除冰机器人，其特征在于：包括框架支撑模块（1）、驱动行走模块（2）、越障模块（3）、辅助行走模块（4）、稳定模块（5）、除冰模块（6）、动力模块（7），整体采用三个手臂悬挂对称式布置机构，采用两个驱动行走模块和一个辅助行走模块相结合的模式；所述框架支撑模块（1）、驱动行走模块（2）、辅助行走模块（4）、除冰模块（6）、越障模块（3）和稳定模块（5）都是对称结构，整体布置左右对称；所驱动行走模块（2）布置在机器人前后两端，辅助行走模块（4）布置在中央，整体上前后对称；越障模块（3）分别与驱动行走模块（2）、辅助行走模块（4）集成，稳定模块（5）与辅助行走模块（4）连接一起，布置在机器人居中的位置，除冰模块（6）布置在后面的驱动行走模块（2）与辅助行走模块（3）之间；所述的框架支撑模块（1）包括基座Ⅰ（1a）、侧板、拉杆Ⅰ（1b）、杆（4p）和保持架Ⅰ（1c），所述基座Ⅰ（1a）上安装电机、电池、稳定模块（5）和除冰模块（6）的动力部分，侧板上固定驱动行走模块（2）、辅助行走模块（4）和除冰模块（6）；驱动行走模块（2）通过拉杆Ⅰ（1b）、连接螺栓Ⅱ（1k）和角连接件Ⅰ（1f）固定在框架支撑模块（1）上，辅助行走模块（4）通过杆（4p）固定在框架支撑模块（1）上，除冰模块（6）通过保持架Ⅰ（1c）固定在框架支撑模块（1）上；所述的驱动行走模块（2）包括两个完全对称的驱动行走单元，这两个驱动行走单元对称布置，结构布局和构件完全相同，所述驱动行走单元包括基座Ⅱ（2a）、盖板Ⅰ（2b）、滚动轴承（2c）、滑动轴承Ⅰ（2e）、角连接件Ⅳ（2f）、滑动轴承Ⅱ（2i）、驱动半轴（2k）、推力弹簧Ⅰ（2l）、驱动半轮（2m）、轴承及轴承座（2o）、传动轴（7o）、齿形带Ⅲ（7h）、带轮Ⅲ（7m）、带轮Ⅰ（7i）、键（7j），其中基座Ⅱ（2a）通过角连接件Ⅳ（2f）与盖板Ⅰ（2b）连在一起，将带轮Ⅰ、Ⅲ（7i、7m）、齿形带Ⅲ（7h）和越障模块（3）封闭在内；驱动半轴（2k）通过两个滑动轴承Ⅰ、Ⅱ（2e、2i）与基座Ⅱ（2a）、盖板Ⅰ（2b）连接；传动轴（7o）通过滚动轴承（2c）、轴承及轴承座（2o）与基座Ⅱ（2a）、盖板Ⅰ（2b）连接；推力弹簧Ⅰ（2l）布置在驱动半轮（2m）和滑动轴承Ⅱ（2i）之间；运动由固定在空心的传动轴（7o）上的带轮Ⅲ（7m）经过齿形带Ⅲ（7h）传递给带轮Ⅰ（7i），带轮Ⅰ（7i）经过键（7j）传递给驱动半轴（2k）。2.根据权利要求1所述的输电线路除冰机器人，其特征在于：所述的越障模块（3）包括两个越障单元，分别布置在每个驱动行走单元中，其中一个越障单元的拨叉中部的孔的位置相对于另一个靠上，越障单元与驱动行走单元集成在一起；所述越障单元包括曲杆（3a）、拨叉（3b）、拨叉轴（3c）、连接件（3d）、曲杆轴（3e）、压紧螺母Ⅱ（3f）、销Ⅰ（3g）、销Ⅱ（3h）、支撑块（3i）、转盘Ⅰ（3k）、销Ⅲ（3l）、基座Ⅱ（2a）、保持架Ⅱ（3n），其中，所述支撑块（3i）固定到基座Ⅱ（2a）上，支撑块（3i）上的孔定位曲杆轴（3e），支撑块（3i）的上表面支撑曲杆轴（3e）的轴肩部分；曲杆轴（3e）插在曲杆（3a）的轴孔（3o），结合销孔（3p）起到约束和支撑曲杆（3a）的作用，使得曲杆（3a）在越障过程中绕曲杆轴（3e）转动，压紧螺母Ⅱ（3f）在曲杆轴（3e）上；所述支撑块（3i）通过销Ⅱ（3h）与连接件（3d）连接，连接件（3d）通过销Ⅰ（3g）与拨叉（3b）连接，拨叉（3b）的一端通过拨叉轴（3c）固定到基座Ⅱ（2a）上；转盘Ⅰ（3k）与拨叉（3b）相对应且通过销Ⅲ（3l）与驱动半轴（2k）连接；保持架Ⅱ（3n）限制带轮Ⅰ（7i）的轴向移动。3.根据权利要求1所述的输电线路除冰机器人，其特征在于：所述的辅助行走模块（4）包括两个辅助行走单元（4t），每个辅助行走单元各与一个越障单元集成；每个辅助行走单元（4t）包括盘形刀具Ⅰ（4a）或盘形刀...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹青，张永利，张启超，付佳佳，贾东明，刘圣强，李莉佳，高玉江，姚建宁，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
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