[發明專利]蛇形高壓線巡檢機器人及避障方法以及其取放機構及方法

有效

• 申請號: 201910509848.X
• 申請日: 2019-06-13
• 公開（公告）號: CN110190555B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 黃寶旺;于江濤;龍海洋;李德勝;張凈霞;琚立穎;張建寶;李晨輝;李占賢;張欣;劉磊
• 申請（專利權）人: 華北理工大學
• 主分類號: H02G1/02
• 分類號: H02G1/02
• 代理公司: 唐山永和專利商標事務所 13103
• 代理人: 明淑娟

本發明公開了一種蛇形高壓線巡檢機器人及避障方法以及其取放機構及方法，其機器人包括：頭節、尾節和若干驅動節及關節轉向電機，驅動節主要由鋼絲繩、彈簧與扭簧及連桿機構組成，通過絞盤收攏鋼絲繩帶動滑動桿向下運動，由連桿驅使左、右擺桿向內側擺動，帶動驅動輪和從動輪向上及支撐輪向下運動，從而松開電纜；當絞盤釋放鋼絲繩時，在彈簧力作用下帶動滑動桿向上運動，通過連桿使左、右擺桿向外側擺動，帶動驅動輪和從動輪向下及支撐輪向上運動，從而夾緊電纜；其取放機構及方法可以在需要往線纜上掛接或從線纜上取下時，由該取放機構可輕松實現機器人的掛、取作業。本發明可適應成角度交叉電纜的爬行，可避障范圍廣。

技術領域

本發明涉及高壓線巡檢裝置，確切地說是一種蛇形高壓線巡檢機器人及避障方法以及其取放機構及方法。

背景技術

高壓輸電是電力傳輸的一種普遍方式。其中采用高壓及超高壓架空電力輸送線是長距離輸配電力的主要形式。高壓線纜及其附件長期暴露于外部環境，長年風吹日曬，材料極易老化，線纜容易破損。目前，大多數依然采用人工巡檢方式，勞動強度大，且高空、高壓、高危險作業環境難以保證巡檢安全性，易造成工人觸電及高空墜落等危險。

為解決人工巡檢方式存在的問題，有少數采用了機器人巡檢及無人飛機巡檢方式，但是多數機器人巡檢的避障效果差，只能適應部分障礙物的避讓作用，而且在越障過程中動作行為繁瑣，不可以進行具有成角度交叉電纜的爬行，而且越障穩定性及傾覆問題依然存在，在大風等天氣情況下不能保持機器人平衡與穩定。而無人飛機巡檢方式造價極高，而且對于具有大風等惡劣天氣不能適應。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種蛇形高壓線巡檢機器人及避障方法以及其取放機構及方法，本發明可適應多種障礙的避障及可進行成角度交叉電纜的爬行作業，越障穩定性高，大風等天氣情況也能保持機器人平衡與穩定。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術手段：

一種蛇形高壓線巡檢機器人，包括驅動節、轉向電機，所述的驅動節設有第一驅動節、第二驅動節、第三驅動節及第四驅動節，驅動節的首尾處分別設有頭節、尾節；驅動節與驅動節之間以及驅動節與頭節之間、驅動節與尾節之間均鉸接連接，鉸接處設有轉向電機；

所述驅動節的每個節體上端固接一鉸支座、擺動座，擺動座與鉸支座通過軸、設置在軸上的扭簧連接；擺動座上固接有擺桿鉸支座與滑座；

左擺桿下端與右擺桿下端共同鉸接于擺桿鉸支座上；左擺桿上端固接有驅動電機，驅動電機的電機軸固接有驅動輪，右擺桿上端鉸接一從動輪；驅動輪與從動輪分別掛于電纜上方；

左擺桿與左連桿一端鉸接，右擺桿與右連桿一端鉸接，左連桿另一端與右連桿另一端共同鉸接于滑動桿上；

滑動桿上端鉸接一支撐輪，滑動桿下端與滑座滑動連接，彈簧套在滑動桿上，彈簧的剛度小于扭簧的剛度，在彈簧的彈簧力作用下驅動輪、從動輪緊貼于電纜上方，支撐輪頂在電纜下方，驅動電機帶動驅動輪實現前進或后退運動；

擺動座垂直部分設有導向輪支座、導向輪及鋼絲繩，鋼絲繩的一端通過導向輪與滑動桿連接；鋼絲繩的另一端通過導向輪與鋼繩絞盤固定連接，絞盤電機驅動鋼繩拉動滑動桿向下運動壓縮彈簧至極限位后繼續拉動滑動桿則使擺動座在鋼絲繩的拉力作用下，克服扭簧的彈力向外側擺動，使驅動輪、從動輪及支撐輪完全脫離電纜，讓開電纜的上下空間，在蛇形機器人第二驅動節、第三驅動節及第四驅動節的驅動下繼續前進，使第一驅動節讓開障礙物。

采用上述技術方案的本發明，與現有技術相比，其突出的特點是：

（1）頭節與尾節是在蛇形機器人進行避障過程中及有大風天氣情況下，進行左右擺動，對機器人整體機構起到平衡作用。

（2）驅動節與驅動節鉸接設置可進行成角度交叉電纜的爬行作業，對高壓線纜的節點、錨點等復雜障礙物進行避讓，有效避讓多種障礙物，適應性強。