[發(fā)明專利]一種用于高壓輸電線路巡檢的仿生兩運(yùn)動(dòng)模態(tài)機(jī)器人

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611184685.5
• 申請(qǐng)日: 2016-12-20
• 公開（公告）號(hào): CN106741942B
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張小棟;郭健;陸竹風(fēng);樊琛;孫曉峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B64C39/02
• 分類號(hào): B64C39/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 強(qiáng)宏超

本發(fā)明公開了一種用于高壓輸電線路巡檢的仿生兩運(yùn)動(dòng)模態(tài)機(jī)器人，包括四旋翼飛行器和連接在四旋翼飛行器上的兩個(gè)仿生手臂；本發(fā)明的機(jī)器人可以進(jìn)行飛行巡檢，鎖定可能存在的局部損傷目標(biāo)后，才會(huì)轉(zhuǎn)換為線上移動(dòng)巡檢，對(duì)于長距離的高壓輸電線而言，其即保存著飛行巡檢，效率高的優(yōu)勢(shì)，又保存著線上巡檢機(jī)器人準(zhǔn)確性高的優(yōu)勢(shì)；具有兩種運(yùn)動(dòng)模態(tài)，當(dāng)環(huán)境惡劣不適合飛行巡檢時(shí)，可以轉(zhuǎn)化為線上移動(dòng)巡檢，以便應(yīng)對(duì)突發(fā)的情況，而且線上移動(dòng)機(jī)構(gòu)采用了仿生機(jī)構(gòu)，能快速實(shí)現(xiàn)的線上越障，運(yùn)動(dòng)靈活適合復(fù)雜的巡檢情況。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及高壓電線巡線檢測(cè)機(jī)器人領(lǐng)域，特別是一種用于高壓輸電線路巡檢的仿生兩運(yùn)動(dòng)模態(tài)機(jī)器人。

【背景技術(shù)】

高輸電線路的缺陷主要有斷股、松股、生銹、缺損、缺失、移位、雷擊、污穢、磨損、腐蝕等，尤其是輸電線路上金具的氧化腐蝕、接頭松動(dòng)以及絕緣子老化、開裂和擊穿等缺陷及故障嚴(yán)重威脅輸電系統(tǒng)的安全運(yùn)行，為此對(duì)高壓輸電線路實(shí)施有效及時(shí)的巡檢具有重要的工程意義。

長期以來，對(duì)高壓輸電線路巡檢主要依靠人工觀測(cè)作業(yè)方式，然而由于高壓輸電線路分布點(diǎn)廣、地理?xiàng)l件復(fù)雜和冬季山區(qū)積雪等環(huán)境因素，使得人工巡檢勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率低、檢測(cè)精度低和可靠性差，因此高壓線路巡檢機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)的研究及其系統(tǒng)開發(fā)研制成為電網(wǎng)發(fā)展的迫切需要。

現(xiàn)有的非人工高壓線巡檢方法有無人機(jī)巡檢和機(jī)器人線上巡檢，飛行巡檢巡檢速度快，但為保持飛機(jī)與線塔的安全距離，無法進(jìn)行近距離檢查，巡檢的準(zhǔn)確性較差，惡劣天氣條件下無法巡檢；機(jī)器人巡檢以高壓輸電線路的相線或地線為作業(yè)路徑，攜帶檢測(cè)設(shè)備，對(duì)輸電線路走廊進(jìn)行偵查?？梢越嚯x接近輸電線路，巡檢精度高，可以對(duì)線路上設(shè)備進(jìn)行常規(guī)檢測(cè)，還能對(duì)輸電線路進(jìn)行缺陷維修，但其移動(dòng)速度慢，工作效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的是提供一種用于高壓輸電線路巡檢的仿生兩運(yùn)動(dòng)模態(tài)機(jī)器人，利用機(jī)器人即可實(shí)現(xiàn)飛行及高壓線上移動(dòng)的功能，為實(shí)現(xiàn)高壓輸電線路巡檢打下基礎(chǔ)，解決人工檢修線路，工作強(qiáng)度大，效率地下的問題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種用于高壓輸電線路巡檢的仿生兩運(yùn)動(dòng)模態(tài)機(jī)器人，包括四旋翼飛行器和連接在四旋翼飛行器上的兩個(gè)仿生手臂；四旋翼飛行器包括連接在一起的四旋翼頂部、四旋翼中部和四旋翼起落架，四個(gè)四旋翼機(jī)臂通過轉(zhuǎn)軸等夾角分別連接在四旋翼頂部，控制機(jī)臂轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)放置在四旋翼中部?jī)?nèi)，四旋翼螺旋槳通過轉(zhuǎn)軸安裝在四旋翼機(jī)臂的端部，其內(nèi)部安裝有電機(jī)；

兩個(gè)仿生手臂分別通過轉(zhuǎn)軸連接在四旋翼中部的兩側(cè)，四旋翼中部?jī)?nèi)設(shè)有控制仿生手臂動(dòng)作的電機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于抓握高壓輸電線的抓線手爪與爪部旋轉(zhuǎn)塊連接，爪部旋轉(zhuǎn)塊通過轉(zhuǎn)軸鉸鏈連接在仿生手臂端部，仿生手臂上安裝有與爪部旋轉(zhuǎn)塊轉(zhuǎn)軸連接的手部轉(zhuǎn)角電機(jī)；

電源及控制部分的硬件均在設(shè)置在四旋翼中部?jī)?nèi)；

移動(dòng)時(shí)，處于前進(jìn)方向后方的仿生手臂上的抓線手爪松開，仿生手臂和機(jī)器人進(jìn)行擺蕩，當(dāng)抓線手爪擺蕩至高壓線附近時(shí)抓住高壓線，四旋翼飛行器同時(shí)翻滾180度，抓線手爪抓穩(wěn)后就完成半個(gè)運(yùn)動(dòng)周期，不斷重復(fù)此過程，實(shí)現(xiàn)仿生兩運(yùn)動(dòng)模態(tài)機(jī)器人的高壓線上的移動(dòng)。

進(jìn)一步，所述抓線手爪包括手掌、固定爪、移動(dòng)爪，蝸輪軸通過滾動(dòng)軸承安裝在手掌上，蝸輪軸上安裝有的蝸輪，固定爪和爪部電機(jī)固定在手掌上，蝸桿軸通過軸承安裝在固定爪上且與爪部電機(jī)連接，移動(dòng)爪通過蝸輪軸上的螺紋實(shí)現(xiàn)沿蝸輪軸軸向移動(dòng)。

進(jìn)一步，兩個(gè)仿生手臂分別通過轉(zhuǎn)軸連接在四旋翼中部的兩側(cè)，四旋翼中部?jī)?nèi)通過減速器固定座安裝有蝸輪蝸桿減速器，手臂電機(jī)通過蝸輪蝸桿減速器與轉(zhuǎn)軸連接。

進(jìn)一步，兩個(gè)仿生手臂對(duì)稱安裝在四旋翼中部的兩側(cè)。

進(jìn)一步，四旋翼螺旋槳安裝有無刷電機(jī)。