[發明專利]一種高壓輸電線巡線機器人的機械結構

在審

• 申請號: 202010430091.8
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111730611A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 張興國;陸金霞;岳經緯;李岳磊;陳悅寒;貫大興
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J5/02;B25J19/00;H02G1/02
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 秦秋星

本發明提供一種高壓輸電線巡線機器人的機械結構，包括行走機構、中間機構、越障機構、壓緊機構、線垂度調節機構和支撐機構；行走機構有兩組，包括由兩個半輪構成的行走輪，兩個半輪分別為主動輪和從動輪；越障機構用于驅動主動輪和從動輪分離或連接；兩組行走機構之間設有中間機構，包括由兩個半輪構成的中間輪以及驅動兩個半輪分離或連接的機構；壓緊機構包括壓緊輪以及驅動壓緊輪向上壓緊輸電線或向下運動的機構；線垂度調節機構位于越障機構下方，用于調節行走機構的垂直位置。還包括清除異物模塊和除冰模塊，為多功能機器人的發展奠定基礎。本發明可在輸電線上穩定運行并有效越障，結構簡單、新穎、體積小。

技術領域

本發明屬于輸電線巡線機器人技術領域，具體涉及一種高壓輸電線巡線機器人的機械結構。

背景技術

電網作為國家的重要的基礎設施之一，支撐著國民經濟發展，在當今社會中發揮著不可替代的作用。輸電線路作為電力輸送的主要載體，實現了電力資源大范圍優化配置，是電力通訊的重要保障之一。近年來，隨著我國輸電工程大力發展，輸電線路規模早已今非昔比。然而輸電線路規模越大，復雜程度越高，其事故發生率也就越高，而輸電線路的事故會導致電力通訊中斷，給民眾的生活造成直接的影響，甚至可能造成不可挽回的損失。

綜合以往輸電線事故來看，其原因主要包括以下幾點：

(1)持續的機械張力、材料老化等；

(2)天氣影響，包括雨、雪、冰凍災害等；

(3)其他潛在因素，如異物纏繞和其他不可控因素；

(4)人為因素，操作不當，質量不合格。

這些原因易造成輸電線磨損、腐蝕、斷股等損傷，為了避免嚴重事故的發生,電力部門必須定期巡視檢查輸電線路。目前的巡線手段主要有三種，分別是人工行走巡線，船舶車輛巡線和直升機飛行巡線。(1)人工行走巡線：主要是通過人力對輸電線進行巡檢，但由于大部分輸電線路處于復雜的山地地形，對人工巡線帶來了很大的不便，巡視效率低，同時作業人員的安全得不到保障。(2)船舶車輛巡線：由于自然因素的限制，車輛無法直接到達很多輸電線的區域，因而船舶車輛巡線用的很少。(3)直升機飛行巡線：直升機飛臨輸電線并與輸電線路走向同步，直升機上的工作人員用機載攝像機對輸電線進行觀測并記錄故障點的情況與位置。雖然這種巡線的巡檢效率和探測精度都得到了一定的提高，但是巡線的費用相當昂貴，對工作人員的要求也很高。

隨著機器人技術的不斷發展，科學家們設計出了空中巡線機器人來進行輸電線路的日常巡檢維護。輸電線路上通常有防震錘、耐張線夾、桿塔等障礙，巡線機器人需能夠跨越它們并以一定的速度在輸電線路上爬行、檢測。機器人巡檢不僅可以進行可靠地線路巡檢工作，而且巡線的效率和精度得到了很大的提高，減少了大量的人力物力開支，保障輸電線路安全的運行。因此，空中巡線機器人成為巡線領域研究的重點。

巡線機器人機械設計功能要求有：

(1)機器人能在輸電線上穩定行走；

(2)機器人可以自主安全地跨越輸電線上的障礙物；

(3)機器人具有一定的爬坡能力；

(4)機器人的自由度盡可能少，操作控制方便；

(5)在給電源、控制器、探測器等足夠空間和保證機器人整體機械強度的前提下，機器人體積盡可能小，重量盡可能輕。

所述的障礙物有：

(1)桿塔：輸電線路中，每隔一段距離會有一個桿塔用來支撐導線并保證導線與導線之間有足夠的安全距離。

(2)防震錘：輸電線在風力的影響下，會產生周期性的振動。在輸電線上安裝防震錘，可用來吸收風振能量，以減輕輸電線的振動效果。防震錘一般安裝在桿塔的附近，尺寸約為長300mm、高40mm。