[發明專利]一種用于鐵路線路監測的巡線機器人

有效

• 申請號: 201410107348.0
• 申請日: 2014-03-21
• 公開（公告）號: CN103904585A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 華凌云;劉吉成;江盼閣;李斌;崔建祥;盧熙昌
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: H02G1/02
• 分類號: H02G1/02
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

技術領域

本發明涉及一種用于鐵路線路監測的巡線機器人，應用與鐵路線路監測與巡線技術領域。

背景技術

為了保證電力線路的正常運行，需要對鐵路電力線路定期維護。而目前主要是采用人工目測檢查的方式，大大增加了人力物力的投入，浪費了大量勞動力與財力，同時巡檢效率低下，質量不高。因此，迫切需要基于機器人技術的巡線機器人來輔助人工巡檢，這不僅保證了巡檢效率、巡檢質量，也降低了巡檢成本。

發明內容

為了解決現有技術問題，本發明的目的在于克服已有技術存在的不足，提供一種用于鐵路線路監測的巡線機器人，利用機械臂旋轉以避開障礙物的方法，使得機器人能夠很好地避開障礙物。

為達到上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種用于鐵路線路監測的巡線機器人，由機器人本體、巡線運動裝置、機械臂導向裝置、配重平衡裝置、控制系統及電源組成；所述巡線運動裝置通過所述機械臂導向裝置連接機器人本體，在所述機器人本體沿供電線方向的一側設置三組結構相同的所述巡線運動裝置與所述機械臂導向裝置，所述配重平衡裝置、控制系統及電源安裝在所述機器人本體內。

進一步地，所述巡線運動裝置包括框架、電磁鐵、彈簧、鐵質小輪架、小輪、大輪和第二電機；所述電磁鐵與所述框架固定相連，所述彈簧一端與所述電磁鐵固定相連，另一端與所述鐵質小輪架固定相連，所述小輪與所述鐵質小輪架通過軸相連，所述大輪與所述第二電機通過軸相連，所述第二電機與所述框架固定相連。

進一步地，所述機械臂導向裝置包括第一機械臂、第二機械臂、第一電機；所述第一機械臂連接所述機器人本體，由固定設置在所述機器人本體內部的電機驅動，所述第二機械臂與所述框架轉動連接，所述第二機械臂與所述第一機械臂通過所述第一電機轉動連接，所述第二機械臂通過所述第一電機驅動，所述第一電機的輸出軸垂直于供電線，以控制所述第二機械臂的運動。

進一步地，所述配重平衡裝置包括絲杠、配重塊、聯軸器和第三電機；所述第三電機固定在機器人本體的一端，所述配重塊與所述絲杠螺旋連接，所述絲杠與所述第三電機通過所述聯軸器連接。

進一步地，所述機器人本體中還裝有傳感器，用于判斷到達障礙和越過障礙。所述電源為鋰電池。

本發明與現有技術相比較，具有如下顯而易見的突出實質性特點和顯著優點：

本發明用于鐵路線路監測的巡線機器人輔助人工巡檢，促進了巡檢的自動化程度，提高了效率，同時，節約了成本。

附圖說明

圖1為本發明總體結構示意圖。

圖2為本發明俯視圖。

圖3為本發明巡線運動裝置的結構示意圖。

圖4（a~p）為本發明越過障礙物示意圖。

具體實施方式

本發明的優選實施例結合附圖詳述如下：

參見圖1～圖3，一種用于鐵路線路監測的巡線機器人，由機器人本體1、巡線運動裝置I、機械臂導向裝置II、配重平衡裝置III、控制系統及電源組成；所述巡線運動裝置I通過所述機械臂導向裝置II連接機器人本體1，在所述機器人本體1沿供電線方向的一側設置三組結構相同的所述巡線運動裝置I與所述機械臂導向裝置II，所述配重平衡裝置III、控制系統及電源安裝在所述機器人本體1內。

所述巡線運動裝置I包括框架2、電磁鐵3、彈簧4、鐵質小輪架5、小輪6、大輪7和第二電機11；所述電磁鐵3與所述框架2固定相連，所述彈簧4一端與所述電磁鐵3固定相連，另一端與所述鐵質小輪架5固定相連，所述小輪6與所述鐵質小輪架5通過軸相連，所述大輪7與所述第二電機11通過軸相連，所述第二電機11與所述框架2固定相連。

所述機械臂導向裝置II包括第一機械臂8、第二機械臂10、第一電機9；所述第一機械臂8連接所述機器人本體1，由固定設置在所述機器人本體1內部的電機驅動，所述第二機械臂10與所述框架2轉動連接，所述第二機械臂10與所述第一機械臂8通過所述第一電機9轉動連接，所述第二機械臂10通過所述第一電機9驅動，所述第一電機9的輸出軸垂直于供電線，以控制所述第二機械臂10的運動。

所述配重平衡裝置III包括絲杠12、配重塊13、聯軸器14和第三電機15；所述第三電機15固定在機器人本體1的一端，所述配重塊13與所述絲杠12螺旋連接，所述絲杠12與所述第三電機15通過所述聯軸器14連接。

所述機器人本體1中還裝有傳感器，用于判斷到達障礙和越過障礙。所述電源為鋰電池。

本實施例的工作原理和過程如下：

如圖4所示，（a）在越障過程中，當巡線機器人運動到障礙物前某處時，由傳感器感應到信號，控制系統控制前中尾巡線運動裝置I的第二電機11停止轉動，巡線機器人停止前進；（b）控制系統控制前部巡線運動裝置I的電磁鐵3工作，將前部巡線運動裝置I的鐵質小輪架5吸住壓緊前部巡線運動裝置I的彈簧4，在前部巡線運動裝置I的大輪7和小輪6之間空出大于供電線直徑的間隙；同時，第三電機15啟動，控制配重塊13沿絲杠12向右運動，使配重停止在中后兩個結構之間（使重心偏到后部，確保當前面的機械結構脫離電線時，機器人不發生偏轉）；（c）前部機械臂導向裝置II的第一電機9控制第二機械臂10上揚至前部巡線運動裝置I的兩輪能脫離導線的位置；（d）前部機械臂導向裝置II的第一機械臂8由內置于機器人本體1的電機驅動，轉至一定角度，使得前部巡線運動裝置I能順利繞開障礙物；（e）控制系統控制中部和尾部巡線運動裝置I的第二電機11啟動，當中部巡線運動裝置I到達障礙物前某處時，由傳感器感應到信號，控制系統控制中部和尾部巡線運動裝置I的第二電機11停止轉動，巡線機器人停止前進；（f）前部巡線運動裝置I和前部機械臂導向裝置II復位，同時配重平衡裝置III也復位；（g）控制系統控制中部巡線運動裝置I的電磁鐵3工作，將中部巡線運動裝置I的鐵質小輪架5吸住壓緊中部巡線運動裝置I的彈簧4，在中部巡線運動裝置I的大輪7和小輪6之間空出大于供電線直徑的間隙；由于重心本就在中間，配重平衡裝置III不工作；（h）中部機械臂導向裝置II的第一電機9控制第二機械臂10上揚至中部巡線運動裝置I的兩輪能脫離導線的位置；（i）中部機械臂導向裝置II的第一機械臂8由內置于機器人本體1的電機驅動，轉至一定角度，使得中部巡線運動裝置I能順利繞開障礙物；（j）控制系統控制前部和尾部巡線運動裝置I的第二電機11啟動，當尾部巡線運動裝置I到達障礙物前某處時，由傳感器感應到信號，控制系統控制中部和尾部巡線運動裝置I的第二電機11停止轉動，巡線機器人停止前進；（k）中部巡線運動裝置I和中部機械臂導向裝置II復位；（l）控制系統控制尾部巡線運動裝置I的電磁鐵3工作，將尾部巡線運動裝置I的鐵質小輪架5吸住壓緊尾部巡線運動裝置I的彈簧4，在尾部巡線運動裝置I的大輪7和小輪6之間空出大于供電線直徑的間隙；同時，第三電機15啟動，控制配重塊13沿絲杠12向左運動，使配重停止在前中兩個結構之間；（m）尾部機械臂導向裝置II的第一電機9控制第二機械臂10上揚至尾部巡線運動裝置I的兩輪能脫離導線的位置；（n）尾部機械臂導向裝置II的第一機械臂8由內置于機器人本體1的電機驅動，轉至一定角度，使得尾部巡線運動裝置I能順利繞開障礙物；（o）控制系統控制前部和中部巡線運動裝置I的第二電機11啟動，當尾部巡線運動裝置I離開障礙物一定距離時，傳感器感應到信號，控制系統控制前部和中部巡線運動裝置I的第二電機11停止轉動，巡線機器人停止前進；（p）尾部巡線運動裝置I和尾部機械臂導向裝置II復位，同時配重平衡裝置III也復位；控制系統控制前中尾巡線運動裝置I的電機11啟動，巡線機器人繼續前進。?