物 体，而电缆受物体向下压的力量减少时会自动向上提升，使得两者之间位置变化不大，造成 脱线困难。而具有本发明机器臂的机器人采用专口的搭脱线机构，在完成脱线动作时，脱线 电机将电缆突然释放，整个机器人受重力的作用突然下降，而电缆不受机器臂的向下拉力， 在张力的作用下迅速上升，两者之间分离会更迅速。 阳101] 在上述的各项运动中，所述的各电机的启停受控于电控系统，该控制技术为现有 技术可实现，此处不寶述。 阳102] 上述各实施例可在不脱离本发明的范围下加W若干变化，故W上的说明所包含应 视为例示性，而非用W限制本发明申请专利的保护范围。
【主权项】
1. 一种架空电缆巡线机器人的荡越式机器臂，该架空电缆巡线机器人由本体和控制系 统组成，所述的本体至少包括有一机体、一对行走机构、一对指关节组和一对机器臂，各行 走机构位于对应侧的机器臂之上且与该对应侧的指关节组相连；其特征在于： 所述的一对机器臂分别安装在机体的两端，各机器臂中包括有一水平旋转关节、一腕 关节、一带有肘关节的肘臂和一肩关节，其中，所述的肩关节设在机体的端点处； 所述各机器臂的腕关节与机体两端点间连有柔索。2. 如权利要求1所述的架空电缆巡线机器人的荡越式机器臂，其特征在于：在所述各 腕关节处设有一个定滑轮，在所述各肩关节处设有两个滚筒电机；所述各机器臂的腕关节 与机体两端点间连有的柔索为一条整根的绳索，且该绳索一端固定绕于机体一端点肩关节 处的滚筒电机上，中间经由腕关节处的定滑轮绕过，另一端固定绕于机体另一端点肩关节 处的滚筒电机上。3. 如权利要求2所述的架空电缆巡线机器人的荡越式机器臂，其特征在于：所述经由 腕关节处定滑轮绕过的绳索至少是在定滑轮上缠绕一圈。4. 如权利要求1至3中任一种所述的架空电缆巡线机器人的荡越式机器臂，其特征在 于：所述的行走机构中至少包括有一个行走轮；所述每个指关节组由对称分布在行走轮两 侧的一个指关节构成，每个指关节中包括有一个螺旋轴、一个搭线电机和一个握线电机；所 述的搭线电机固定在行走机构上；所述螺旋轴的一端固定在搭线电机的输出转轴上，以随 搭线电机的双向转动而实现与电缆的搭线和脱线；且螺旋轴该端侧的端头与悬置的握线电 机的输出转轴固定连接，以随握线电机的转动而实现螺旋轴的自转。5. 如权利要求1至3中任一种所述的架空电缆巡线机器人的荡越式机器臂，其特征 在于所述的指关节组与相连的行走机构整合为一个复合式的搭线脱线器，该搭线脱线器具 有： 一 "U"式的机架； 在该机架一侧竖架的顶端上通过一活动支点连接行走机构，该行走机构具有一框架， 该框架上套设有行走轮和传动涡轮；在该侧竖架的上部安设有一灵敏杆、一圆弧形的传动 杆和一可触动行走机构动作的触发机构；所述灵敏杆的一端与该机架竖架上的一支点活动 连接并绕该支点转动；所述的传动杆通过一活动支点与该侧的竖架连接，该传动杆的一端 抵在灵敏杆的下端，另一端可在转动时触及触发机构，在该传动杆的中部与机架该机架的 竖架间连有复位弹簧；在该侧竖架的顶端上设有用于限定行走机构的限位卡； 在该机架另一侧竖架的顶部由下至上依次安装有行走电机、减速机构和输出涡轮，所 述的行走电机通过减速机构与输出涡轮连接，在该侧竖架的顶部同时还安设一个上部带有 卡口的脱扣器； 当所述机架一侧的框架被另一侧竖架上的脱扣器上部卡口咬合时，所述的传动涡轮与 输出涡轮相互齿接。6. 如权利要求5所述的架空电缆巡线机器人的荡越式机器臂，其特征在于：所述的触 发机构包括有一个可锁定行走机构的锁扣，该锁扣由触发杆实施放松、由拉紧弹簧实施拉 紧；在行走机构的框架上安设一传动块，该传动块安设的位置使得其可被触发时的触发杆 抵住向下带动行走机构的框架一起下行。7. 如权利要求5所述的架空电缆巡线机器人的荡越式机器臂，其特征在于：所述的脱 扣器包括一对主纵杆和一对位置对应的副支架，各主纵杆的顶部带有卡头，该主纵杆顶部 的卡头与副支架的顶端间构成脱扣器上部的卡口；在各主纵杆和与其对应的副支架间连接 有支撑弹簧，在主纵杆上设有一个脱扣器支点；该脱扣器还配设有一个脱线电机和一个偏 心凸轮，所述的偏心凸轮套设在脱线电机的输出轴上，该偏心凸轮的转动可推动脱扣器带 有卡头的主纵杆逆时针转动。8. -种架空电缆巡线机器人的越障方法，该架空电缆巡线机器人具有权利要求1至7 中任一种所述的荡越式机器臂，其特征在于：当遇到障碍物时，采用侧旋式或荡越式越障； 其中， 所述的侧旋式越障方法如下： a) 首先该架空电缆巡线机器人遇到障碍物停止前行； b) 两只机器臂肩关节处的滚筒电机分别转动，机器人前机器臂的肘臂弯曲，机器人的 质心上移； c) 后机器臂脱线；前机器臂的水平回转关节侧身转动，带动已脱线的后机器臂以其为 中心向前旋转跨越，当后机器臂上方的行走机构的行走轮到达已跨过障碍物的电缆下方 时，该后机器臂对应的指关节伸出，完成搭线动作； d) 随之，前机器臂脱线；后机器臂的水平旋转关节侧身转动，带动已脱线的前机器臂 以其为中心再次向前旋转跨越，当前机器臂上方的行走机构行走轮接近或到达已跨过障碍 物的电缆下方时，该前机器臂对应的指关节伸出完成搭线动作； e) 架空电缆巡线机器人还原初始状态，完成越障过程； 所述的荡越式越障方法如下： f) 首先该架空电缆巡线机器人遇到障碍物停止前行； g) 架空电缆巡线机器人后机器臂的肘臂弯曲，前机器臂的肘臂舒展渐直，使机器人的 质心向上、向后移； h) 架空电缆巡线机器人后机器臂脱线，继而前机器臂的水平旋转关节旋转，后机器臂 以前机器臂上方的行走机构的前端行走轮为圆心向前180度旋转并做荡越运动，直至后机 器臂上行走机构的行走轮跨越障碍物接近或到达电缆的高度时，对应的指关节伸出并完成 搭线动作； i) 此时，后机器臂的水平旋转关节旋转，前机器臂脱线并侧身旋转，调整前进方向，直 至到达已跨障碍物电缆下方时，前机器臂对应的指关节伸出并完成搭线动作； j) 架空电缆巡线机器人还原初始状态，完成越障过程。9. 如权利要求8所述的方法，具有权利要求4所述的指关节；在所述侧旋式和荡越式 越障方法中： 所述搭线的具体方法是：机器人指关节上的搭线电机旋转，带动其螺旋轴摆向电缆， 当螺旋轴接触到电缆时，握线电机启动旋转，带动螺旋轴自转，螺旋轴上的螺纹带动电缆平 行运动，当电缆到达行走机构的行走轮正下方时，指关节的搭线电机反向旋转90度，受重 力作用，行走机构的行走轮搭在电缆之上； 所述脱线的具体方法是：机器人指关节上的搭线电机正向旋转90度，握线电机反转， 脱离行走机构前端或后端的行走轮的垂直投影区时，搭线电机反向旋转90度，完成脱线动 作。10.如权利要求8所述的方法，具有权利要求5所述的搭线脱线器，其中，所述的侧旋式 或荡越式越障方法中， 所述搭线的具体方法如下：当所述的搭线脱线器被机器人举到能够抓到电缆高度时， 电缆触到其灵敏杆，此灵敏杆向下运动，触动传动杆，该传动杆绕支点转动又触动触发杆， 触发杆放松锁扣并使整个行走机构下行；受传动杆推力和自身重力的作用，所述行走机构 撑开脱扣器上的卡口，脱扣器将行走机构锁紧，输出涡轮与传动涡轮接触，将来自行走电机 的动力传送到行走轮，以完成相应运动； 所述脱线的具体方法如下：当需要脱线时，脱线电机转动，带动偏心凸轮转动，偏心凸 轮推动脱扣器的主纵杆逆时针转动，使得脱扣器上部的卡口放松对框架的咬合；整个搭线 脱线器相对电缆向下移动，电缆相对上行，带动行走机构上移，当行走机构上移至限位卡时 停止运动，此时的锁扣也被拉紧弹簧拉紧，扣住行走机构，灵敏杆在复位弹簧的作用下回复 原位，等待下一次搭线工作。
【专利摘要】本发明公开了一种架空电缆巡线机器人的荡越式机器臂和越障方法，该机器人由本体和控制系统组成，该本体至少包括有一机体、一对行走机构和一对机器臂，各行走机构具有一对行走轮，各行走机构位于对应侧的机器臂之上且中部与该对应侧机器臂的指关节相连接；一对机器臂分别安装在机体的两端侧，各机器臂中至少包括有一对指关节、一腕关节、一带有肘关节的肘臂和一肩关节，其中，所述的肩关节设在机体的端点处；在各机器臂的指关节和腕关节间还设有一个水平旋转关节；各机器臂的腕关节与机体两端点间连有柔索，该整根绳索以腕关节处的定滑轮为支点可向两侧滑动以调节两侧绳索长度和张力。其跨越障碍物长、稳定性强且快捷。
【IPC分类】B62D57/02
【公开号】CN105292288
【申请号】CN201510650556
【发明人】杨志成, 张利霞, 张景胜, 闫贵琴, 刘茜
【申请人】北京联合大学
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年10月9日