一种巡线机器人的移动结构和巡线机器人的制作方法

本发明涉及巡线机器人技术领域，尤其涉及一种巡线机器人的移动结构和巡线机器人。

背景技术：

现有的巡线机器人，其移动部移动于线缆上；一般地，移动部分别带有上端轮和下端轮，通过上端轮和下端轮之间的组合，将线缆压紧，达到巡路机器人锁紧于线缆上；但现有的巡线机器人中，其连接上端轮和下端轮的板件长度有限，不能适合障碍物跨度大的情况；若将板件长度设置过长，则会导致巡路机器人的体积过大。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种巡线机器人的移动结构，其使用若干个内转向板提供足够的距离为机器人跨越障碍物。

本发明还提出一种巡线机器人，其使用了上述的移动结构。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种巡线机器人的移动结构，包括：内抓手结构、外抓手结构和换向结构；

所述内抓手结构和所述外抓手结构分别设有移动部；所述移动部，用于移动于线缆；

所述换向结构包括：内抓手换向电机、外抓手换向电机、内转向板、转向电机和外转向板；

所述内抓手换向电机安装于所述内抓手结构；所述外抓手换向电机安装于所述外抓手结构；

所述内转向板和所述转向电机的数量为若干，并成若干层或若干列分布；第一个所述内转向板，其一端连接所述内抓手换向电机的输出端，其另一端连接所述转向电机的固定端；其余的所述内转向板，其一端连接上一所述转向电机的输出端，另一端连接下一所述转向电机的固定端，形成层或列关系；

所述外转向板，其一端连接所述外抓手换向电机的输出端，另一端连接最后所述转向电机的输出端。

优选地，所述外抓手结构的数量至少为2，其分别位于所述内抓手结构的左右位置。

优选地，多个所述内转向板形成内转向板单元；

所述内转向板单元设有叠合状态和/或展开状态；

在所述叠合状态时，所述内转向板单元中的各个所述内转向板同轴叠合成若干层；

在所述展开状态，所述内转向板单元的各个所述内转向板沿伸展开，使所述内转向板单元的两端之间形成水平跨度。

优选地，多个所述内转向板单元内的所述内转向板相互平行设置。

优选地，所述所述内转向板依次成上下层叠合设置；所述内转向板的数量为2。

优选地，还包括：内板转动组件；

所述内板转动组件包括：转动臂和摆动驱动器；

所述转动臂可摆动地设置于所述内抓手结构和/或所述外抓手结构，并对应连接所述内抓手换向电机的固定端或所述外抓手换向电机的固定端；

所述摆动驱动器安装于所述内抓手结构和/或所述外抓手结构，其输出端连接所述转动臂，用于驱动所述转动臂摆动，调节所述内转向板的倾斜角度。

优选地，所述内抓手结构和/或所述外抓手结构包括：抓手基板、行走轮件、升降轮件和升降驱动器；

所述行走轮件可转动地安装于所述抓手基板；所述升降驱动器安装于所述抓手基板，其输出端连接所述升降轮件，用于驱动所述升降轮件靠近和远离于所述行走轮件。

优选地，所述内抓手结构和/或所述外抓手结构包括：抓轮驱动器；

所述抓轮驱动器安装于所述抓手基板，其输出端连接所述行走轮件，用于驱动所述行走轮件转动。

优选地，所述行走轮件和/或所述升降轮件包括：上半轮体和下半轮体；

所述上半轮体与所述下半轮体连接，并于两者之间的连接位置形成用于接触线缆的移动内凹部；

所述上半轮体和/或所述下半轮体具有弹性，其中带弹性的一者内设有带空隙的弹性变形槽。

一种巡线机器人，包括：机器人主体和如上述任意实施例的移动结构；

所述机器人主体安装于所述移动结构。

本发明的有益效果：

本移动结构，用于巡线机器人中，通过多个内转向板和转向电机的叠合驱动，以达到驱动巡线机器人实现转向的功能，可以帮助巡线机器人的每一个抓手自由地在大幅度空间范围内进行抓取目标物，起到帮助巡线机器人跨越障碍的作用。

附图说明

图1是移动结构的结构示意图；

图2是内抓手结构或外抓手结构的结构示意图；

图3是移动结构处于叠合状态时的结构示意图；

图4是移动结构处于展开状态时的结构示意图；

图5是内转向板单元处于倾斜状态时的结构示意图；

图6是行走轮件或升降轮件的结构示意图；

图7是行走轮件或升降轮件的剖面示意图；

图8是行走轮件或升降轮件的剖面示意图。

其中：

线缆001；

内抓手结构1、外抓手结构2、换向结构3；内板转动组件4；

内抓手换向电机31、外抓手换向电机32、内转向板33、转向电机34、外转向板35；转向板单元33a；

转动臂41、摆动驱动器42；

抓手基板11、行走轮件12、升降轮件13、升降驱动器14；抓轮驱动器15；

轴通过孔111。

具体实施方式

下面结合附图通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

一种巡线机器人的移动结构，包括：内抓手结构1、外抓手结构2和换向结构3；

所述内抓手结构1和所述外抓手结构2分别设有移动部；所述移动部，用于移动于线缆001；

所述换向结构3包括：内抓手换向电机31、外抓手换向电机32、内转向板33、转向电机34和外转向板35；

所述内抓手换向电机31安装于所述内抓手结构1；所述外抓手换向电机32安装于所述外抓手结构2；

所述内转向板33和所述转向电机34的数量为若干，并成若干层或若干列分布；第一个所述内转向板33，其一端连接所述内抓手换向电机31的输出端，其另一端连接所述转向电机34的固定端；其余的所述内转向板33，其一端连接上一所述转向电机34的输出端，另一端连接下一所述转向电机34的固定端，形成层或列关系；

所述外转向板35，其一端连接所述外抓手换向电机32的输出端，另一端连接最后所述转向电机34的输出端。

本移动结构，用于巡线机器人中，通过多个内转向板33和转向电机34的叠合驱动，以达到驱动巡线机器人实现转向的功能，可以帮助巡线机器人的每一个抓手自由地在大幅度空间范围内进行抓取目标物，起到帮助巡线机器人跨越障碍的作用。

具体地，移动部移动于线缆001处，内抓手结构1和外抓手结构2抓住线缆001；当巡线机器人需要大幅度跨越时，经内多个转向电机34的转动，以使多个内转向板33组成满足跨越障碍物所需要长度s1；此时通过松开内抓手结构1或外抓手结构2其中一者，并通过启动另一者中的内抓手换向电机31或外抓手换向电机32，使多个内转向板33转向后，再通过内抓手结构1或外抓手结构2抓紧转向后的所在线缆001。比如，多个内转向板33组成满足跨越障碍物所需要长度后，松开内抓手结构1，使内抓手结构1脱离线缆001；此时启动外抓手换向电机32，驱动多个内转向板33绕外抓手换向电机32的输出端转动，带动内抓手结构1跨越障碍物后，通过内抓手结构1抓紧所在位置的线缆001，实现了障碍物的跨越。

同时，移动结构除了可以跨越同一线缆上的障碍外，还能跨越于不同线缆之间。

优选地，所述外抓手结构2的数量至少为2，其分别位于所述内抓手结构1的左右位置。

如图1，外抓手结构2分别位于内抓手结构1的两侧，即内抓手结构1内设有两个内抓手换向电机31，分别用于驱动左右两侧的各个内转向板33转向。当外抓手结构2位于内抓手结构1两侧时，在使用过程中，至少一侧的外抓手结构2锁紧于线缆，内抓手结构1可视实际情况进行选择使用；如图1，左侧外抓手结构2的各个内转向板33足以跨越障碍物时，位于中间的内抓手结构1可不需要松开线缆；而当左侧外抓手结构2的各个内转向板33不足以跨越障碍物时，可将内抓手结构1松开，充分利用内抓手结构1左右两侧的多个内转向板33，以使总的内转向板33长度符合跨越的长度；同时亦能保证始终有外抓手结构2抓住线缆，具有较高的安全系数，防止机器人因意外掉落，破坏高压输电线。

优选地，多个所述内转向板33形成内转向板单元33a；

所述内转向板单元33a设有叠合状态和/或展开状态；

在所述叠合状态时，所述内转向板单元33a中的各个所述内转向板33同轴叠合成若干层；

在所述展开状态，所述内转向板单元33a的各个所述内转向板33沿伸展开，使所述内转向板单元33a的两端之间形成水平跨度。

本方案中，移动结构带有若干个内转向板单元33a，每个内转向板单元33a都具有如图3的叠合状态和/或如图4的展开状态；如图1中，2个内转向板33形成内转向板单元33a，其中2个内转向板33之间的转向电机34输出转动后，2个内转向板33展开，转向板单元展开后的长度等于(或约等于)2×内转向板33的长度，同时外抓手换向电机32的输出端亦会转动，由外转向板35为内转向板单元33a补充长度，以使内转向板单元33a和外转向板35充分展开，巡线机器人处于展开状态，提高了巡线机器人跨越障碍的最长距离；

如图3，当巡线机器人处于叠合状态时，内转向板单元33a内的内转向板33叠合于一体，即上下层之间的内转向板33处于头碰头，尾碰尾的关系；此时，由于内转向板单元33a的长度最短，内抓手结构1和外抓手结构2之间的距离缩小，巡线机器人的占用空间缩小，移动更方便和稳定，同时在叠合状态时更方便工程师的携带和高空作业。

优选地，多个所述内转向板单元33a内的所述内转向板33相互平行设置。

多个内转向板单元33a内，由于内转向板33之间相互平行，转向电机34的输出轴相互平行设置，以使任意一个内转向板33的转动面与其余内转向板33的转动面相互平行；当内转向板33的转动面相互平行时，相邻位置的内转向板33转动后不会受限位，且能充分地伸展开各个内转向板33，以使内转向板单元33a的长度最大化，进一步地将跨越障碍物的距离最大化；同时，由于外抓手结构2的分别设置于内抓手结构1的左右位置，配合左右两侧的内转向板单元33a，本巡线机器人的移动结构具有较长的跨越距离，能跨越更长的距离，进一步优化了巡线机器人更换线缆或跨越障碍物。

优选地，所述所述内转向板33依次成上下层叠合设置；所述内转向板33的数量为2。

如图1中，内转向板单元33a为数量为1，内转向板单元33a内的内转向板33数量为2，此处的内转向板33为基本款，内转向板单元33a的展开状态中长度为两个内转向板33距离。

优选地，还包括：内板转动组件4；

所述内板转动组件4包括：转动臂41和摆动驱动器42；

所述转动臂41可摆动地设置于所述内抓手结构1和/或所述外抓手结构2，并对应连接所述内抓手换向电机31的固定端或所述外抓手换向电机32的固定端；

所述摆动驱动器42安装于所述内抓手结构1和/或所述外抓手结构2，其输出端连接所述转动臂41，用于驱动所述转动臂41摆动，调节所述内转向板33的倾斜角度。

本移动结构中，内转向板33和外转向板35可摆动；具体地，摆动驱动器42如图2所示，其输出端能绕x轴转动，带动转动臂41绕x轴摆动，使内转向板33和/或外转向板35摆动后靠近线缆的位置，进面调节内转向板33的倾斜角度，以使在高空作业中将内转向板33的位置调节最佳。

具体地，巡路机器人移动于线缆时，由于线缆并非完全水平设置，因此对于移动结构需要对内转向板33进行角度调节，以使内转向板33与线缆保持平行；如图4，当内抓手结构1和外抓手结构2配合进行跨越障碍物时，内转向板33保持水平状态下，对于内抓手结构1和外抓手结构2在障碍物之间的移动更准确。正如图中，由于线缆的a段和b段并非处于同一水平面，因此当内抓手结构1和外抓手结构2需要跨越障碍物时非常不便；此时，只需通过摆动驱动器42调节转动臂41，调节内抓手换向电机31和/或外抓手换向电机32的方向，进而调节内转向板33的位置，以使内转向板33一端进行倾斜角度的调节，控制内转向板33平行于线缆或对齐于线缆的某段位置，以使内抓手结构1或外抓手结构2更容易抓取到线缆。

一般地，当巡线机器人需要跨越于两种线缆之间时，若两条线缆之间为平行设置时，可通过摆动驱动器42驱动转动臂41摆动，以调节内抓手结构1与外抓手结构2保持平行，更方便内抓手结构1与外抓手结构2依次跨越动作；而当线缆之间为带有一定的高度差时，可通过摆动驱动器42驱动转动臂41摆动，以调节内转向板33的倾斜角度，进一步地令内抓手结构1或外抓手结构2两者中的一者处的移动部更靠近于线缆上，更方便抓取。

如图2，y轴方向为线缆001的沿伸方向，z轴为升降轮件13的升降方向。

优选地，所述内抓手结构1和/或所述外抓手结构2包括：抓手基板11、行走轮件12、升降轮件13和升降驱动器14；

所述行走轮件12可转动地安装于所述抓手基板11；所述升降驱动器14安装于所述抓手基板11，其输出端连接所述升降轮件13，用于驱动所述升降轮件13靠近和远离于所述行走轮件12。

抓手基板11、行走轮件12、升降轮件13和升降驱动器14形成了上述的移动部；而移动部可由公知的移动结构代替；

升降驱动器14用于驱动升降轮件13升降，使升降轮件13靠近于行走轮件12；一般地，行走轮件12移动于线缆上，其底部卡接于线缆，通过升降轮件13的升降，使线缆的上方与下方都充分与线缆接触，实现了移动部对线缆的抓取。

优选地，所述内抓手结构1和/或所述外抓手结构2包括：抓轮驱动器15；

所述抓轮驱动器15安装于所述抓手基板11，其输出端连接所述行走轮件12，用于驱动所述行走轮件12转动。

抓轮驱动器15用于驱动行走轮件12转动，使本移动部能活动于线缆001上；当升降轮件13压紧于线缆上，移动部夹紧于线缆；此时，启动抓轮驱动器15，驱动行走轮件12移动，带动巡路机器人移动于线缆上，而此过程中，升降轮件13作从动作用，使线缆的上下位置都有辊面接触，提高了移动部的流畅性。

优选地，所述行走轮件12和/或所述升降轮件13包括：上半轮体51和下半轮体52；

所述上半轮体51与所述下半轮体52连接，并于两者之间的连接位置形成用于接触线缆的移动内凹部53；

所述上半轮体51和/或所述下半轮体52具有弹性，其中带弹性的一者内设有带空隙的弹性变形槽54。

本方案为一种走线轮结构，其通过上半轮体51和下半轮体52设计成弹性结构，通过在内部引入带空隙的弹性变形槽54，使得走线轮结构与缆线的接触面积更大，更大地降低了滑动摩擦的可能性，走线轮结构与线缆010作用时的滚动摩擦得到了保证。

具体地，上半轮体51和/或下半轮体52有弹性，而带弹性的一者带空隙的弹性变形槽54；当走线轮结构压紧于线缆010时，由于上半轮体51和/或下半轮体52可变形，含有间隙的弹性变形槽54更容易变形，其由于带有间隙，压紧线缆010时会挤压弹性变形槽54内的间隙，因此弹性变形槽54内的变形相对增大，以使走线轮结构的表面与线缆010接触更紧密，提高了走线轮结构对线缆010的抓取力，大幅度地降低了滑动摩擦的可能性，使得走线轮结构与缆线作用时的滚动摩擦得到了保证。

此处的线缆，是指走线轮结构移动的对象，比如线缆、轨道等能卡接于移动内凹部53的结构，以便将上半轮体51与下半轮体52贴住线缆。

所述弹性变形槽54，与所述移动内凹部53靠近设置，其至少部分包围于所述移动内凹部53。

移动内凹部53为活动接触于线缆的部分，当弹性变形槽54围绕于移动内凹部53设置时，弹性变形槽54可在移动内凹部53压紧线缆时变形程度大，使移动内凹部53贴紧于线缆时更紧密，增大了位于移动内凹部53的可变形性。如图8，当弹性变形槽54包围于移动内凹部53后，位于移动内凹部53的线缆010能压紧内侧的移动内凹部53，促使靠近位置的弹性变形槽54变形。

一种巡线机器人，包括：机器人主体和上述任意实施例的移动结构；

所述机器人主体安装于所述移动结构。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。