[發明專利]一種基于仿生學飛走蛇形高壓輸電線路變構態檢修機器人

有效

• 申請號: 202010998510.8
• 申請日: 2020-09-21
• 公開（公告）號: CN112060068B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 雷金;張杰;秦新燕;賈博;李惠東;李博;李兆鈞;阿不都拉·熱合曼
• 申請（專利權）人: 石河子大學
• 主分類號: B25J9/06
• 分類號: B25J9/06;B25J19/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提出一種基于仿生學飛走蛇形高壓輸電線路變構態檢修機器人，包括行走模塊、飛行模塊、維修裝備搭載平臺以及前后攝像頭，機器人仿爬蟲類蛇與飛禽，具有飛行和行走兩種工作模式，能夠快速飛行掛線后沿高壓輸電線路行走。機器人冗余自由度多，在空中及線上均具有變構態，不僅可變換“之”字飛行姿態以穿越狹窄空間，也可變換“O”型飛行姿態以穩定飛行；在線上也能夠以纏繞、伸縮、彎蜒等姿態進行翻越各類障礙；此外，機器人前端安裝攝像頭，末端也安裝攝像頭并預留維修裝備搭載平臺，可搭載不同維修裝備，輔以機器人變構態特性，不僅可完成巡檢工作，也可完成在線維修工作。本發明為高壓輸電線路智能化巡檢提供一定參考。

技術領域

本發明涉及一種基于仿生學飛走蛇形高壓輸電線路變構態檢修機器人，屬于高壓輸電線路檢修裝置技術領域。

背景技術

高壓輸電線路是電力輸送的中間媒介，其穩定性關系到國計民生。高壓輸電線路經常架設在高山、大河、森林等野外惡劣環境，由于長期暴露在室外，遭受風吹、雨淋等惡劣環境影響，因此需要定期進行巡檢工作，巡檢的對象主要是線路金具、桿塔、導線。巡檢的手段多采用人工巡視，或者使用無人飛行設備進行巡視。隨著機器人技術研究的深入，高壓輸電線路機器人開始在巡檢作業中發揮起重要作用。

高壓輸電線路環境復雜多變，線路上金具的發展日新月異，桿塔結構也是多種多樣，作為巡檢的機器人應當完成桿塔之間的移動，因此需要其具備越障的能力。高壓輸電線路環境復雜，本身存在大量種類的金具，加上人工維修以及更換，而且有時缺乏相應的后期維護文檔，導致高壓輸電線路的越障工作存在很大難度。像傳統的巡線機器人大多采用2臂或3臂的剛性結構，該種類型的機器人適合工作在特定結構的金具和桿塔環境。而蛇形機器人具有冗余多自由度的特點可使得機器人能夠適應各類線路環境。另外，蛇形機器人的研究大多集中在地面、水下、管道等工作環境，將蛇形機器人應用在高壓輸電線路為巡線機器人研究領域提供了一個新的發展空間，也是蛇形機器人應用領域的全新探索。

蛇形機器人冗余自由度多，靈活性強，在越障方面適應度高，特別是高壓輸電線路上存在多種障礙物，如防震錘、懸垂線夾、接續管等，蛇形機器人在高壓輸電線路上越障具有很大的優勢，但目前蛇形機器人在高壓輸電線路上的研究相對較少，同時大多數巡線機器人存在：（1）需要人工輔助才能上下線，不方便快捷，同時存在事故風險；（2）不具備檢修能力，即只巡不修。（3）不具備三維變形能力，特別是在懸垂線夾處，線纜在垂直水平面上成一定角度，機器人越障存在風險；（4）在線上工作時受風載、弧垂等工況影響較大。

為同時解決上述瓶頸問題，本發明提出了一種基于仿生學飛走蛇形高壓輸電線路變構態檢修機器人，機器人仿爬蟲類蛇與飛禽，具有飛行和行走兩種工作模式，能夠在空中盤旋，穿梭，也能夠在線纜上行走，可自行飛行掛線進行巡檢工作，從而脫離人工輔助上線的限制；機器人在空中及線上均具有變構態，不僅可變換“之”字飛行姿態以穿越狹窄空間，或變換“O”型飛行姿態以穩定飛行；在線上也能夠以纏繞、伸縮、彎蜒等姿態進行翻越各類障礙；此外，機器人前端安裝攝像頭，末端也安裝攝像頭并預留維修裝備搭載平臺，可搭載不同維修裝備，輔以機器人變構態特性，不僅可完成巡檢工作，也可完成在線維修工作。本發明為高壓輸電線路的智能化巡檢，自動化巡檢提供一定參考。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：針對嚴峻的輸電線路巡檢形勢和巡檢技術瓶頸，提出了一種基于仿生學飛走蛇形高壓輸電線路變構態檢修機器人，實現快速上下線，線上快速行走、線上越障、檢修等功能。