[發(fā)明專利]一種用于輸電線路維護的空中作業(yè)機器人

有效

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• 申請日: 2020-09-03
• 公開（公告）號: CN112003190B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鐘杭;王耀南;李玲;繆志強
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南大學(xué)
• 主分類號: H02G1/02
• 分類號: H02G1/02
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所(普通合伙) 43114
• 代理人: 姚瑤

1.一種用于輸電線路維護的空中作業(yè)機器人，其特征在于：包括無人機平臺、Delta并聯(lián)機構(gòu)以及切除作業(yè)機構(gòu)，所述Delta并聯(lián)機構(gòu)固定在所述無人機平臺下方，所述切除作業(yè)機構(gòu)固定在所述Delta并聯(lián)機構(gòu)的末端；

所述切除作業(yè)機構(gòu)至少包括夾緊機構(gòu)支撐板、夾緊機構(gòu)以及電熱絲，所述夾緊機構(gòu)固定于所述夾緊機構(gòu)支撐板上，所述夾緊機構(gòu)上形成容納空間用于容納輸電線路，所述電熱絲固定于所述夾緊機構(gòu)上并橫穿所述容納空間；

其中，所述Delta并聯(lián)機構(gòu)基于逆運動學(xué)利用位置補償向量進行姿態(tài)擾動補償控制，所述位置補償向量的公式如下：

式中，O_B是初始狀態(tài)下機械手基坐標系的原點，O'_B是姿態(tài)變換后機械手基坐標系的原點，P為末端作業(yè)工具的目標位置，為位置補償向量，是初始狀態(tài)的機械手基坐標下末端作業(yè)工具的目標位置向量，^Vt_V'和^VR_V'分別是姿態(tài)變換前后飛行平臺機體坐標系的平移偏移和旋轉(zhuǎn)變換矩陣，I_3×3是恒等矩陣，^Vt_B為初始狀態(tài)的機械手基坐標與飛行平臺機體坐標系的原始偏移向量，T為矩陣轉(zhuǎn)置符號。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空中作業(yè)機器人，其特征在于：所述切除作業(yè)機構(gòu)上還設(shè)有彈簧支撐板和彈簧，所述彈簧設(shè)置于彈簧支撐板與夾緊機構(gòu)支撐板之間，所述彈簧支撐板、彈簧以及夾緊機構(gòu)支撐板構(gòu)成所述切除作業(yè)機構(gòu)的柔順機構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空中作業(yè)機器人，其特征在于：所述夾緊機構(gòu)內(nèi)設(shè)有隔熱柱用于固定電熱絲，所述電熱絲呈Z字型、X字型或兩個Z字反向疊加形狀布置。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空中作業(yè)機器人，其特征在于：所述切除作業(yè)機構(gòu)上設(shè)有視覺傳感器，所述視覺傳感器的檢測方向朝向所述電熱絲，并與水平面呈45度角。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空中作業(yè)機器人，其特征在于：所述Delta并聯(lián)機構(gòu)包括固定基座、并聯(lián)機構(gòu)、移動平臺以及Delta并聯(lián)機構(gòu)控制板，所述并聯(lián)機構(gòu)設(shè)置于所述固定基座與所述移動平臺之間，所述移動平臺上安裝有與所述Delta并聯(lián)機構(gòu)控制板連接的轉(zhuǎn)動電機，所述轉(zhuǎn)動電機通過移動平臺底部的轉(zhuǎn)動電機安裝板固定；

所述切除作業(yè)機構(gòu)上設(shè)有旋轉(zhuǎn)安裝支架，所述切除作業(yè)機構(gòu)與所述Delta并聯(lián)機構(gòu)通過轉(zhuǎn)動電機安裝板與旋轉(zhuǎn)安裝支架連接而相連。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空中作業(yè)機器人，其特征在于：所述Delta并聯(lián)機構(gòu)包括固定基座、并聯(lián)機構(gòu)、移動平臺以及Delta并聯(lián)機構(gòu)控制板，所述并聯(lián)機構(gòu)設(shè)置于所述固定基座與所述移動平臺之間；

所述并聯(lián)機構(gòu)包括三個驅(qū)動關(guān)節(jié)，所述固定基座的底部設(shè)置三個呈120度角分布的位置驅(qū)動電機，所述位置驅(qū)動電機與所述Delta并聯(lián)機構(gòu)控制板連接，用于驅(qū)動對應(yīng)驅(qū)動關(guān)節(jié)，所述驅(qū)動關(guān)節(jié)中主動連桿一端與對應(yīng)位置 驅(qū)動電機的輸出軸連接，另一端通過半球軸承與從動連桿一端連接，所述從動連桿的另一端通過半球軸承與移動平臺連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的空中作業(yè)機器人，其特征在于：每組從動連桿由至少兩根桿件組成，相鄰兩個桿件之間設(shè)有彈簧。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空中作業(yè)機器人，其特征在于：所述Delta并聯(lián)機構(gòu)包括固定基座、并聯(lián)機構(gòu)以及移動平臺，所述并聯(lián)機構(gòu)設(shè)置于固定基座與所述移動平臺之間；

所述固定基座上設(shè)有用于支撐無人機平臺的支架，所述無人機平臺與所述Delta并聯(lián)機構(gòu)通過所述支架連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空中作業(yè)機器人，其特征在于：所述無人機平臺為多旋翼無人機平臺，所述多旋翼無人機平臺包括：至少2個機翼、機架、飛行控制器、電源模塊以及機載電腦模塊，所述機翼安裝于機架最外端，所述飛行控制器、所述電源模塊均與所述機載電腦模塊連接。