[實用新型]具有越障功能的線路機器人驅動臂

有效

• 申請號: 201220664438.6
• 申請日: 2012-12-05
• 公開（公告）號: CN202917899U
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 曹雷;郭銳;張峰;仲亮
• 申請（專利權）人: 山東電力集團公司電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: H02G1/02
• 分類號: H02G1/02;B62D57/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本實用新型涉及一種機器人驅動臂，具體涉及一種具有越障功能的線路機器人驅動臂，尤其是用于沿輸電導線行走、進行檢測、作業的機器人驅動臂。屬于機器人技術領域。

背景技術

超高壓輸電線路是高壓電網的重要組成部分，為保證其在運行過程中的安全性和穩定性，需要定期的開展巡檢工作；由于輸電線路分布點多，遠離城鎮，地形復雜，并且導線暴漏在野外，長期風吹雨淋，且受到持續的機械張力，電氣閃烙，材料老化的影響，容易引起磨損，斷股，腐蝕等損傷，若不及時修復更換，易引起嚴重的事故，造成大面積停電及經濟財產損失。所以，必須對輸電線路進行定期的巡視檢查，隨時掌握和了解輸電線路的安全運行情況，以便及時發現和消除隱患，預防事故的發生；

長期以來，我國對輸電線路的巡檢主要依靠人工，或望遠鏡，或紅外熱成像儀，邊走邊看，一些特殊的巡檢還需要電力工人攀上高壓線路進行檢查，費時費力，危險性極大，有些原始森林、山崖線路人工根本無法巡檢。利用機器人帶電巡檢和維護超高壓輸電網絡，不但可以減輕工人千里巡線和帶電作業的勞動強度，而且可提高檢測精度和檢測效率，取代人直接工作在高危險的場合，同時大大減少人力資源，對提高電網自動化作業水平、保障電網安全運行具有重要意義。

中國專利ZL200410061316.8公開了一種沿架空高壓輸電線路行駛的機器人，包括一對沿輸電線運動的小臂機械手機構，二個小臂機械手的下端分別聯接在一個能改變二個小臂相對距離的大臂的傳動機構上，各小臂分別具有4個自由度，小臂上方為末端執行機構，該末端執行機構具有一個掛在輸電線上的驅動輪及其第一驅動機構、一個從動輪和一個可抓握輸電線的夾緊機構。綜合分析，此專利主要有如下缺點：該專利機器人在遇到防震錘或者絕緣子串時，通過底部的滑臺將前后兩個小臂相互交替，來實現越障的功能。每個小臂都連接在底部的大臂上，并且每個小臂都分別具有4個自由度，其自由度數過多，機械結構及控制系統都比較復雜。

中國專利201010525761.0公開了一種懸掛型巡線機器人，它由，包括行走和吊艙兩部分。行走部分由兩節軀干和三個驅動輪爪組成。兩節型軀干成雙平行四邊形結構，保證三個驅動輪爪朝向相同，軀干上的5臺電機驅動軀干縱擺、橫擺和伸縮，使每一個越障驅動輪可以實現三自由度平動上下線。每個驅動輪爪包含驅動輪和夾緊裝置，電機帶動驅動輪使機器人在線上移動。由電機、滾珠絲桿副、彈簧以及夾緊輪等構成的夾緊裝置保證驅動輪與線之間有足夠的摩擦力。吊艙與行走部分通過兩條鋼帶連接，吊艙上的兩臺電機通過鋼帶調整自身相對于軀干的重心位置，以保證跨越障礙時機構的靈活性。綜合分析，此專利主要有如下缺點：該專利行走機構由兩節型軀干和三個驅動輪爪組成，兩節型軀干成雙平行四邊形結構，其機械結構復雜，并且驅動部分的軀干上需要5臺電機來驅動縱擺、橫擺和伸縮，軀干機械結構復雜，不易控制；在越障過程中需要通過鋼帶帶動吊艙來調整整個機器人的重心位置，這種方式極易導致機器人在重心調整過程中發生傾覆，控制復雜。

中國專利ZL201010580041.4公開了一種分裂線路移動平臺，主要由行走裝置、驅動臂裝置、防傾倒裝置以及電源控制箱組成，其中，驅動臂裝置采用4臂結構，分別為驅動臂I、驅動臂II、驅動臂III和驅動臂IV，以驅動臂I為例，其包括機械臂、絲杠傳動電機、旋轉臂和旋轉驅動電機，絲杠傳動電機的輸出軸通過齒輪嚙合方式帶動絲杠運動，并進一步的，帶動機械臂實現豎直方向的移動(抬起或落下)，旋轉驅動電機的輸出軸通過齒輪嚙合方式帶動旋轉臂轉動，由于旋轉臂與機械臂通過螺栓固定，因此能夠進一步的帶動機械臂轉動。通過以上絲杠傳動裝置和旋轉裝置的配合運動，使移動輪I實現脫離和重新返回導線的動作。從而實現跨越并避開各種障礙物(防震錘、壓接管、間隔棒、懸垂線夾及絕緣子串等)。該專利主要有如下缺點：雖然采用了升降和旋轉配合的方法，來實現越障的目的，具有兩個自由度，但在旋轉方式上采用的是垂直旋轉，這種旋轉方式在自適應導線的間距變化時，驅動輪非常容易發生偏轉，導致行進方向不再與導線軸線方向平行，阻力變大，驅動電機容易發生堵轉現象。

發明內容

本實用新型的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種高壓輸電線路巡線及作業機器人驅動臂，尤其是用在沿輸電導線行走、進行檢測、作業的機器人驅動臂。其結構簡單緊湊，模塊化設計，互換性強，可互換性強，能夠用在高壓輸電線路地線、單股導線及高壓多分裂導線巡檢作業機器人上，作為機器人的越障驅動臂。

為實現上述目的，本實用新型采用下述技術方案：