[發明專利]一種架空高壓輸電線路帶電作業樹枝修剪機器人

在審

• 申請號: 201510277573.3
• 申請日: 2015-05-27
• 公開（公告）號: CN104823731A
• 公開（公告）日: 2015-08-12
• 發明（設計）人: 吳功平;徐志翔;劉席洲;肖華
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: A01G3/08
• 分類號: A01G3/08;B25J5/00;B25J9/10;B25J9/04;B25J17/02
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魯力

技術領域

本發明涉及一種樹枝修剪作業機器人，特別是一種架空高壓輸電線路帶電作業樹枝修剪機器人，以代替人工作業，解決高壓線路走廊維護問題。

背景技術

高壓線路走廊的樹枝是導致線路跳閘停電的重要隱患源，國內外曾經發生過的大面積、長時間停電事故，事故原因正是因為樹枝引起的，而由樹枝引起的小范圍線路跳閘停電事故則更是多見，因而，高壓線路走廊樹木/枝的修剪成為線路運行維護中的一項重要工作，也是一項艱苦而又危險的工作。目前采取的措施是人工登樹修剪樹枝或作業車輛輔助的人工修剪樹枝，有時甚至是直接砍伐樹木，這種方式不僅勞動強度大、安全風險高、植被受損并由此引起社會矛盾甚至糾紛，而且作業質量難于控制，作業范圍受到限制，并由此留下了重要的安全隱患上。隨著我國森林植被范圍加大及其保護力度加強，線路走廊樹木/樹枝對線路安全正常運行的影響將愈趨明顯，尤其是對于那些跨越林區的線路更是如此，而僅依賴于目前的人工作業方式對線路走廊進行維護，將越來越不能適應經濟社會的發展要求。

高壓輸電線路帶電檢修維護作業機器人的研究經歷了兩個發展階段，第一個階段于世紀80年代初到90年代末，以日本、美國和加拿大及中國學者者為代表的研究人員，對用于高壓輸電線路巡檢及除冰的機器人、配電作業機器人進行了研究，如日本學者研制的由機器人自帶軌道跨越地線桿塔的巡檢機器人、主從操作臂的配電作業機器人，美國學者研制的三臂懸掛的輸電線路巡檢機器人，加拿大學者研制的不越障除冰機器人，以及我國學者研制的主從操作臂的配電作業機器人。除了日本研制的配電作業機器人得到了應用外，其它巡檢機器人的研究則限于試驗研究且沒有真正走出實驗室環境。第二階段為本世紀初至今，這一階段是高壓輸電線路機器人發展的快速期，以加拿大魁北克水電研究院、日本關西電力公司，我國的武漢大學、中科院自動化所等單位的學者為代表，研究開發了不同結構形式和功能的巡檢機器人、帶電作業機器人、除冰機器人，以及配電作業機器人和用于變電站支柱式絕緣子的帶電清掃作業機器人。但目前，國內外還尚未見到本發明研制的機器人設備的報道。

發明內容

本發明的目的是為克服現有技術的不足，提供一種架空高壓輸電線路帶電作業樹枝修剪機器人，以代替人工作業，解決高壓線路走廊維護問題。

本發明的上述目的主要是通過下述技術方案得以實現的：

一種架空高壓輸電線路帶電作業樹枝修剪機器人，其特征在于，包括機器人作業平臺，固定在機器人作業平臺上的主軸驅動箱，與主軸驅動箱固定連接的重心調節裝置，與重心調節裝置連接的操作臂擺動關節以及設置在操作臂擺動關節末端的末端工具；其中：

所述機器人作業平臺，包括機體，機械臂，行走輪，夾持夾爪，等電位輪，壓緊輪。所述機械臂以反對稱等距離形式布置在機體兩側，上端連接行走輪和夾線夾爪。等電位輪布置在夾線夾爪的一側；所述壓緊輪布置在機械臂上與絲桿螺母結構連接，電機驅動絲桿螺母機構，帶動壓緊輪，在機械臂縱向方向進行直線運動，壓緊導線。

所述驅動箱通過螺釘連接懸掛在機體的中間。所述主軸驅動箱包括驅動箱箱體，主軸，主軸傳動渦輪，蝸桿，鍵，主軸驅動電機，重心調節渦輪，重心調節電機，傳動齒輪，齒輪端蓋，軸承端蓋，主軸偏心套，箱體蓋板；所述主軸以垂直于箱體地面布置于主軸驅動箱中，通過鍵與渦輪連接，由蝸輪蝸桿機構驅動主軸的旋轉；所述蝸桿橫向布置于主軸傳動箱中，通過一對外嚙合齒輪傳動，由電機驅動。蝸桿兩端由箱體側壁通過一對角接觸球軸承托起，將承受的反作用力直接傳遞到機體上；所述渦輪被主軸穿透，由圓錐滾子軸承隔離主軸并托起主軸，保證渦輪在蝸桿驅動下，可以繞主軸獨立旋轉與主軸無摩擦；所述主軸偏心套穿透箱體蓋板，與機體通過螺釘固接。偏心套在主軸上端通過滾動軸承，限定主軸不會兩側傾倒。

在上述的一種架空高壓輸電線路帶電作業樹枝修剪機器人，所述重心調節裝置包括連接套，重心調節前臂，后臂回轉關節，重心調節后臂，主控制箱。其中，重心調節前臂通過連接套與重心調節渦輪連接，前臂末端與后臂回轉關節連接。重心調節機構前臂在重心調節蝸輪驅動下，能夠繞主軸做回轉運動；所述后臂回轉關節包括回轉臺，渦輪法蘭，后臂渦輪，后臂蝸桿，后臂電機，蝸桿端蓋，偏心套；該后臂回轉關節由蝸輪蝸桿結構驅動，帶動重心調節后臂做回轉運動。重心調節后臂末端連接主控制箱，主控制箱作為重心調節配重，前臂后臂協同運動，調節重心?；剞D臺固定在中心調節機構前臂上，回轉臺上安裝有蝸輪法蘭和后臂蝸輪，蝸桿端蓋密封后臂蝸桿的滑動軸承，后臂蝸桿與前臂固定，后臂蝸輪通過偏心套與后臂連接固定，后臂電機驅動蝸輪蝸桿機構運動，從而由后臂蝸輪帶動后臂做旋轉運動。