[發明專利]一種高壓輸電線路機器人多功能實驗平臺

在審

• 申請號: 201510840809.X
• 申請日: 2015-11-27
• 公開（公告）號: CN105319992A
• 公開（公告）日: 2016-02-10
• 發明（設計）人: 郭磊;吳功平;楊智勇;王偉
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 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: 張火春

技術領域

本發明涉及一種高壓輸電線巡檢設備試驗平臺，具體涉及一種高壓輸電線路機器人多功能實驗平臺。

背景技術

傳統的高壓輸電線路巡檢方法主要以人工巡線為主，其巡線效率低，勞動強度大，工人經常野外工作，工作環境惡劣，并且跨越高山、密林、大河的輸電線路檔段的巡檢難度更大，存在安全隱患。此外，目前國內外高壓輸電線路的維修、維護基本上采用人工登塔的方式，由檢修人員攜帶檢設備與工具來完成各項檢修任務，如：如絕緣子檢測與清掃等，這不僅僅需要大量的人力，而且危險。高壓輸電路機器人分為巡檢機器人和帶電作業機器人，巡檢機器人是一種用于巡檢高壓輸電線路的特種機器人，可用于代替人工巡檢，其巡檢效率高，成像效果好。帶電作業機器人是一種能夠代替或輔助人工進行線路清洗、檢修和維護的機器人。高壓輸電線路機器人是機器人技術與輸電線路巡檢及帶電作業技術發展相結合的趨勢。

首先介紹一下本發明所研究的高壓輸電線路機器人的組成、工作原理機及其存在的問題，其組成為：

高壓輸電線路機器人，由行走輪A1，行走電機A2，行走輪B3，行走電機B4，壓緊機構A5，壓緊機構B6，壓緊滑動機構A7，壓緊滑動機構B8，架空線路地線9，回轉機構A10，回轉機構B11，錯臂滑動機構A12，錯臂滑動機構B13，滑動平臺14，機械臂A15，機械臂B16組成。該機器人在高壓輸電線路的地線上行走并對高壓輸電線路走廊進行巡檢。

其工作原理是：

①壓緊滑動機構A7和壓緊滑動機構B8向上移動，使壓緊機構A5和壓緊機構B6向上壓緊，壓緊機構A5及壓緊機構B6和行走輪A1及行走輪B3形成的壓緊力將增大行走輪行走的摩擦力。

②控制行走電機A2和行走電機B4的轉速進而控制行走輪A1和行走輪B3的行走速度，即機器人上坡和下坡的速度。

存在的問題：

①壓緊機構A5和壓緊機構B6壓緊力的大小無法確定，需要進行研究和優化；

②行走電機A2和行走電機B4的轉速是用傳統的控制方法控制，將會使行走輪A1和行走輪B3行走速度不一致，從而使機械臂A15和機械臂B16之前產生內應力。故行走電機A2和行走電機B4的協同控制需要做進一步研究。

③機器人下坡過程中消耗大量的電能進行制動，使機器人續航時間縮短。可將電能回饋制動應用在其中來提高電能的利用效率。即當機器人下坡行駛時，可切換到無動力下坡控速與饋能模式，即將行走電機A2和行走電機B4完全釋放，用能耗制動或饋能制動的方式進行控速，并將多余的電能存儲到鋰電池中去。

由于高壓輸電線路機器人的作業環境為架空高壓輸電線路走廊，若到現場進行機器人研究實驗，如：機器人無動力下坡空速與饋能實驗、機器人雙行走輪協同控制實驗、機器人壓緊輪壓緊方法實驗、機器人行走輪打滑檢測與優化控制實驗等，不僅實驗環境惡劣，成本高，而且危險。

發明內容

本發明主要是解決現有技術所存在的技術問題；提供了一種能夠進行高壓輸電線路機器人多種研究實驗的實驗平臺。此實驗平臺彌補了高壓輸電線路機器人在現場做實驗難度大，成本高，存在安全隱患等不足，大大提高了實驗效率，保障了實驗的安全可靠進行。

為了解決上述技術問題，本發明主要是通過下述技術方案得以解決的：

一種高壓輸電線路機器人多功能實驗平臺，包括：兩個壓緊皮帶輪總成、設有大電機驅動的皮帶輪C、皮帶輪D、皮帶、縱向安裝板、橫向安裝板、支架和電路模塊；

所述壓緊皮帶輪總成包括安裝在壓緊輪支架上的兩個壓緊輪、安裝在壓緊輪支架滑動導軌上的小皮帶輪和驅動小皮帶輪旋轉的小電機，所述壓緊輪支架與壓緊輪支架滑動導軌相配合并可相對上下移動，所述兩個壓緊輪位于小皮帶輪兩邊；

所述縱向安裝板垂直的安裝在支架上，所述橫向安裝板水平的安裝在縱向安裝板中部，所述兩個壓緊皮帶輪總成分別可上下移動的安裝在縱向安裝板兩端，所述橫向安裝板一端設有可橫向移動的皮帶輪C，另外一端設有可橫向移動的皮帶輪D，所述皮帶將兩個壓緊皮帶輪總成、皮帶輪C和皮帶輪D串聯起來組成一個環形運動回路；

所述電路模塊包括：帶電源模塊的控制板卡模塊、分別與兩個壓緊皮帶輪總成小電機并聯的電路組件A和電路組件B、以及與皮帶輪C大電機并聯的電路組件C；所述電路組件A、電路組件B和電路組件C均設有并聯的饋能電池、超級電容和能耗電阻；控制板卡模塊控制所述電路組件A、電路組件B和電路組件C及上述所有電氣部分的開閉、電機的轉動與停止及能耗電阻接入電阻的大小值。