可以自动制动的输电线塔攀爬作业智能车及其使用方法与流程

1.本技术涉及行走机器人技术领域，特别是涉及可以自动制动的输电线塔攀爬作业智能车及其使用方法。


背景技术：

2.在野外的高压输电线塔需要定期巡查或检修，工作人员在对输电线塔作业时需要人力攀爬，难以携带过多的工具或设备，输电线塔附近不适合使用无人机运输，只能依靠人力多次攀爬运输，劳动强度大，且安全性低。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供了可以自动制动的输电线塔攀爬作业智能车及其使用方法，以至少解决对高压输电线塔作业时依靠人力多次攀爬运输工具或设备的问题。
4.为了实现上述目的，第一方面，本技术提供了可以自动制动的输电线塔攀爬作业智能车，所述输电线塔攀爬作业智能车通过牵引绳牵引在设有导轨的输电线塔上沿所述导轨运动作业，所述输电线塔攀爬作业智能车包括智能车本体和用于使所述智能车本体在牵引绳断裂时自动制动的制动机构，所述制动机构包括设置在所述智能车本体上用于在制动时对所述导轨实现抱夹制动的抱夹装置，所述抱夹装置包括第一抱夹件和第二抱夹件，所述第一抱夹件和/或第二抱夹件铰接在所述智能车本体上，所述智能车本体上设有用于使所述第一抱夹件和所述第二抱夹件保持对所述导轨抱紧状态趋势的弹簧；所述智能车本体上设有与所述牵引绳连接的牵引滑块和与所述牵引滑块配合的滑轨，所述智能车本体上设有与所述牵引滑块连接的用以限制所述第一抱夹件和/或第二抱夹件运动的约束机构；当所述牵引绳牵引所述智能车本体运动时，所述牵引滑块受所述牵引绳的牵引力联动所述约束机构，所述约束机构联动所述第一抱夹件和第二抱夹件处于张开状态，并且使所述弹簧储能；所述牵引绳断裂时，所述弹簧释放能量推动所述第一抱夹件和第二抱夹件处于抱紧状态。
5.在其中一些实施例中，所述约束机构包括两个相对设置的限位件，所述限位件下端铰接在所述智能车本体上，所述限位件中部通过连接件与所述牵引滑块铰接，所述第一抱夹件和第二抱夹件部分处于两个相对设置的限位件之间，所述牵引绳牵引所述牵引滑块时所述牵引滑块通过连接件拉动两个所述限位件上端相互靠近从而带动所述第一抱夹件和第二抱夹件处于张开状态。
6.在其中一些实施例中，所述智能车本体上设有与所述牵引滑块连接的用于推动牵引滑块活动的动力机构。
7.在其中一些实施例中，所述滑轨下端处设置有与所述滑轨垂直的第一平台，所述第一平台上固定设置有固定连接件和电动推杆，所述固定连接件与所述滑轨抵接或插接，所述限位件的一端可转动的连接在所述固定连接件上，所述电动推杆的一端固定连接在所述牵引滑块。
8.在其中一些实施例中，所述限位件或所述连接件是弧形限位件或弧形连接件。
9.在其中一些实施例中，所述限位件左右对称设置，并向中间方向弯曲，当所述牵引滑块沿所述滑轨向上运动时，所述限位件在所述连接件的带动下向中间合拢，当所述牵引绳断裂时，所述限位件在所述弹簧的作用下向两侧分开，并通过所述连接件带动所述牵引滑块沿所述滑轨向下运动。
10.在其中一些实施例中，在所述智能车本体上设置有液压缓冲器，所述液压缓冲器末端以液压缓冲器为轴可转动的连接所述抱夹装置。
11.在其中一些实施例中，在所述滑轨上端设置有与所述第一平台平行的第二平台，所述第二平台向下延伸设置有液压缓冲器，所述液压缓冲器末端以液压缓冲器为轴可转动的连接有抱夹装置。
12.在其中一些实施例中，所述第一抱夹件和所述第二抱夹件在靠近所述约束机构方向的端部处分别朝向所述约束机构延伸设置有限位柱，所述限位柱与所述限位件配合对使所述第一抱夹件和所述第二抱夹件保持对所述导轨抱紧状态趋势的弹簧进行抑制，使所述第一抱夹件和第二抱夹件处于张开状态。
13.在其中一些实施例中，所述导轨包括具有两个边缘相互抵接的平面的a字型导轨和与所述a字型导轨固定连接的工字型导轨，所述工字型导轨固定设置在所述a字型导轨的两个抵接面形成角度小于180度的一侧，所述智能车本体设置在所述a字型导轨的两个抵接面形成角度大于180度的一侧。
14.在其中一些实施例中，所述智能车本体沿前进方向的前端设置有与所述a字型导轨的两个边缘相互抵接的平面贴合的除冰结构；所述智能车本体设置有与所述a字型导轨配合的轮组，所述轮组包括设置有驱动电机的驱动轮以及配合所述智能车本体运动的从动轮。
15.在其中一些实施例中，所述智能车本体设置有用以监测智能车本体在所述导轨上运行速度的速度感应器。
16.在其中一些实施例中，所述智能车本体设置有用于装载物品的装载平台，所述装载平台的侧部设置有与所述装载平台垂直的太阳能板，所述装载平台底部设置有容置空间，所述容置空间内设置有电路板和与所述太阳能板配合的为所述驱动电机以及电动推杆供电的蓄电池。
17.在其中一些实施例中，所述智能车本体设置有用于搭载其他智能设备的搭载结构。
18.第二方面，本技术提供了一种如上所述的可以自动制动的输电线塔攀爬作业智能车的使用方法，包括：步骤s1，牵引绳在外部动力机构作用下牵引所述输电线塔攀爬作业智能车沿设在输电线塔上的导轨运动进行攀爬作业时，牵引滑块在牵引绳的拉动下向高位运动，先沿着所述滑轨滑动从而带动所述约束机构约束所述抱夹装置使所述抱夹装置张开，弹簧储能，使所述智能车本体可以在所述导轨上运动；步骤s2，当出现牵引绳断裂的情况时，在牵引绳断开瞬间，所述弹簧释放能量，所述抱夹装置在所述弹簧的作用下抱紧导轨直至所述智能车本体停止运动，同时牵引滑块向低位运动；
步骤s3，检测到所述智能车本体速度，当速度下降为零时，控制牵引滑块向高位运动，使所述抱夹装置对导轨的压力减小，所述智能车本体在自重下开始向下运动，根据检测到的速度变化自动控制所述抱夹装置对导轨的压力，使智能车本体缓慢降落；步骤s4，当所述智能车本体无法通过自重降落时，控制驱动智能车本体上的驱动轮运动从而使所述智能车本体降落。
19.在其中一些实施例中，步骤s1中，通过所述牵引绳连接所述牵引滑块，沿着所述滑轨滑动，从而带动所述弧形限位件向中间合拢，进而通过所述弧形限位件对所述限位柱施加向内的力使所述抱夹装置张开，此时，所述智能车本体可以在所述导轨上由所述牵引绳带动运动。
20.在其中一些实施例中，步骤s2中，当所述牵引绳断开瞬间，所述弹簧向两侧扩张，所述抱夹装置以所述液压缓冲器为轴转动，直到所述抱夹装置与所述工字型导轨紧密贴合，此时在所述弹簧的作用下，所述抱夹装置使所述智能车本体停止运动，由于惯性的作用，所述液压缓冲器开始压缩，所述智能车本体的下落速度衰减直至停止运动，此时，所述牵引滑块被所述弧形限位件带动至所述滑轨最下方。
21.在其中一些实施例中，步骤s3中，当所述速度传感器检测到所述智能车本体速度下降为零时，所述电动推杆向上运动，带动所述牵引滑块向上运动，使限位件向中间合拢，通过对所述限位柱限位进而压制所述弹簧，从而使所述抱夹装置对所述工字型导轨的压力减小，所述智能车本体由于自身重力开始向下运动，所述电动推杆可通过所述速度传感器的信号，自动调节行程，从而控制压力大小，使所述智能车本体可缓慢降落至地面。
22.在其中一些实施例中，步骤s4中，当所述智能车本体无法通过自重降落至地面，设置在所述驱动轮的驱动电机通过接收所述速度传感器发出的速度异常信号，使所述驱动轮运动，从而使所述智能车本体降落至地面。
23.根据上述内容，本技术的有益效果是：通过牵引绳牵引智能车沿输电线塔攀爬帮助运输物品，当出现牵引绳断开时，智能车可通过抱夹装置实现自动制动，防止智能车坠毁，并且可以实现智能车的自动缓降。
附图说明
24.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1是本技术实施例结构示意图；图2是本技术实施例侧视图；图3是本技术实施例俯视图；图4是本技术实施例约束机构与抱夹装置配合示意图；图5是本技术实施例约束机构与抱夹装置配合侧视图；图6是本技术实施例轮组结构示意图；图7是本技术实施例整体结构示意图。
25.附图标记说明：智能车本体1；滑轨1.1；第一平台1.2；电动推杆1.2.1；固定连接件1.2.2；第二平台1.3；液压缓冲器1.3.1；除冰结构1.4；驱动轮1.5.1；驱动电机1.5.1.1；从动轮1.5.2；轮槽1.5.3；速度感应器1.6；装载平台1.7；太阳能板1.8；搭载结构1.9；导轨2；a
字型导轨2.1；工字型导轨2.2；竖直部2.2.1；牵引绳3.1；牵引滑块3.2；约束机构4；弧形限位件4.1；弧形连接件4.2；抱夹装置5；第一抱夹件5.1；第二抱夹件5.2；铰接端5.3；限位柱5.4；夹持部5.5；弹簧6。
具体实施方式
26.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。基于本技术提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本技术公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本技术揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本技术公开的内容不充分。
27.在本技术中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本技术所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。
28.除非另作定义，本技术所涉及的技术术语或者科学术语应当为本技术所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本技术所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块（单元）的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本技术所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本技术所涉及的“多个”是指大于或者等于两个。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a和/或b”可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。本技术所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。
29.第一方面，本技术提供了可以自动制动的输电线塔攀爬作业智能车，所述输电线塔攀爬作业智能车通过牵引绳牵引在设有导轨的输电线塔上沿所述导轨运动作业，所述输电线塔攀爬作业智能车包括智能车本体和用于使所述智能车本体在牵引绳断裂时自动制动的制动机构，所述制动机构包括设置在所述智能车本体上用于在制动时对所述导轨实现抱夹制动的抱夹装置，所述抱夹装置包括第一抱夹件和第二抱夹件，所述第一抱夹件和/或第二抱夹件铰接在所述智能车本体上，所述智能车本体上设有用于使所述第一抱夹件和所述第二抱夹件保持对所述导轨抱紧状态趋势的弹簧；所述智能车本体上设有与所述牵引绳连接的牵引滑块和与所述牵引滑块配合的滑轨，所述智能车本体上设有与所述牵引滑块连接的用以限制所述第一抱夹件和/或第二抱夹件运动的约束机构；当所述牵引绳牵引所述智能车本体运动时，所述牵引滑块受所述牵引绳的牵引力联动所述约束机构，所述约束机构联动所述第一抱夹件和第二抱夹件处于张开状态，并且使所述弹簧储能；所述牵引绳断
裂时，所述弹簧释放能量推动所述第一抱夹件和第二抱夹件处于抱紧状态。
30.第二方面，本技术提供了一种如上所述的可以自动制动的输电线塔攀爬作业智能车的使用方法，包括：步骤s1，牵引绳在外部动力机构作用下牵引所述输电线塔攀爬作业智能车沿设在输电线塔上的导轨运动进行攀爬作业时，牵引滑块在牵引绳的拉动下向高位运动，先沿着所述滑轨滑动从而带动所述约束机构约束所述抱夹装置使所述抱夹装置张开，弹簧储能，使所述智能车本体可以在所述导轨上运动；步骤s2，当出现牵引绳断裂的情况时，在牵引绳断开瞬间，所述弹簧释放能量，所述抱夹装置在所述弹簧的作用下抱紧导轨直至所述智能车本体停止运动，同时牵引滑块向低位运动；步骤s3，检测到所述智能车本体速度，当速度下降为零时，控制牵引滑块向高位运动，使所述抱夹装置对导轨的压力减小，所述智能车本体在自重下开始向下运动，根据检测到的速度变化自动控制所述抱夹装置对导轨的压力，使智能车本体缓慢降落；步骤s4，当所述智能车本体无法通过自重降落时，控制驱动智能车本体上的驱动轮运动从而使所述智能车本体降落。
31.实施例如图1~7所示，可以自动制动的输电线塔攀爬作业智能车，包括智能车本体1、与智能车本体1配套使用的导轨2、负责使智能车本体1在导轨2上运动的牵引装置以及在牵引装置失效时自动制动的制动机构。
32.其中，导轨2包括具有两个边缘相互抵接的平面的a字型导轨2.1和与a字型导轨2.1固定连接的工字型导轨2.2，工字型导轨2.2固定设置在a字型导轨2.1的两个抵接面形成角度小于180度的一侧，智能车本体1设置在a字型导轨2.1的两个抵接面形成角度大于180度的一侧；牵引装置包括设置在导轨2和/或地面的卷扬机、和与卷扬机连接的绝缘的牵引绳3.1，通过牵引绳3.1牵引智能车本体1在设有导轨2的输电线塔上沿导轨2运动作业；智能车本体1上设置有沿导轨2延伸方向设置的滑轨1.1，滑轨1.1上设置有可在滑轨1.1上运动的与牵引绳3.1连接的牵引滑块3.2，牵引滑块3.2可活动的连接有限制制动机构的约束机构4，在滑轨1.1的下端和上端分别设置有与滑轨1.1垂直的第一平台1.2和第二平台1.3，第一平台1.2上固定设置有与牵引滑块3.2底部固定连接的用于推动牵引滑块3.2运动的电动推杆1.2.1和固定设置在第一平台1.2上的与滑轨1.1插接或抵接的固定连接件1.2.2，固定连接件1.2.2与约束机构4可活动的连接，第二平台1.3设置有向下延伸的液压缓冲器1.3.1，液压缓冲器1.3.1末端以液压缓冲器1.3.1为轴可转动的连接有制动机构。
33.具体的，制动机构为在牵引绳3.1断裂时对导轨2实现抱夹制动的抱夹装置5，抱夹装置5包括第一抱夹件5.1和第二抱夹件5.2，第一抱夹件5.1和第二抱夹件5.2在靠近约束机构4的一端为铰接端5.3，第一抱夹件5.1和第二抱夹件5.2在铰接端5.3处与液压缓冲器1.3.1铰接，使抱夹装置5可相对导轨2抱紧或松开；在第一抱夹件5.1和第二抱夹件5.2之间设置有对第一抱夹件5.1和第二抱夹件5.2提供向外的推力使第一抱夹件5.1和第二抱夹件5.2保持对抱紧状态趋势的弹簧6；在铰接端5.3设置有朝约束机构4延伸的限位柱5.4，约束机构4与限位柱5.4配合用以对使所述第一抱夹件5.1和所述第二抱夹件5.2保持对所述导轨2抱紧状态趋势的弹簧6进行抑制，进而使第一抱夹件5.1和第二抱夹件5.2处于张开状
态。在第一抱夹件5.1和第二抱夹件5.2另一端设置有用于增大抵接面积的夹持部5.5，第一抱夹件5.1和第二抱夹件5.2的夹持部5.5在抱紧状态下分别与工字型导轨2.2的竖直部2.2.1的两侧抵接。
34.具体的，约束机构4包括两个相对设置且左右对称的弧形限位件4.1，两个弧形限位件4.1上端向中间方向弯曲，弧形限位件4.1下端与设置在第一平台1.2的固定连接件1.2.2铰接，弧形限位件4.1中部通过弧形连接件4.2与牵引滑块3.2铰接，第一抱夹件5.1和第二抱夹件5.2的限位柱5.4处于两个相对设置的弧形限位件4.1之间。
35.牵引绳3.1牵引牵引滑块3.2时，牵引滑块3.2延滑轨1.1向上运动，牵引滑块3.2通过弧形连接件4.2拉动两个弧形限位件4.1的上端相互靠近，向中间合拢，从而带动第一抱夹件5.1和第二抱夹件5.2的限位柱5.4运动且限制弹簧6向外的推力，进而使抱夹装置5处于张开状态，且为弹簧6储能。
36.当牵引绳3.1断裂时，弹簧6释放能量推动第一抱夹件5.1和第二抱夹件5.2，弧形限位件4.1在弹簧6的作用下向两侧分开，进而在弧形连接件4.2的带动下使牵引滑块3.2沿滑轨1.1向下运动，抱夹装置5对导轨2处于抱紧状态。
37.进一步的，在智能车本体1沿导轨2前进方向的前端设置有与a字型导轨2.1的两个边缘相互抵接的平面贴合的除冰结构1.4，用以在智能车本体1行进过程中进行对导轨2表面的积雪和/或结冰进行清除，保障智能车本体1运行安全。
38.进一步的，智能车本体1设置有与所述a字型导轨2.1配合的轮组，轮组设置有与a字型导轨2.1外缘配合的轮槽1.5.3，轮槽1.5.3可防止智能车本体1脱离导轨2；轮组包括设置有驱动电机1.5.1.1的驱动轮1.5.1以及配合智能车本体1运动的从动轮1.5.2，驱动电机1.5.1.1可为驱动轮1.5.1提供动力用以在必要时刻辅助智能车本体1运动。
39.进一步的，智能车本体1设置有用以监测智能车本体1在导轨2上运行速度的速度感应器1.6。
40.进一步的，智能车本体1设置有用于装载物品的装载平台1.7，装载平台1.7的侧部设置有与装载平台1.7垂直的太阳能板1.8，装载平台1.7底部设置有容置空间，容置空间内设置有电路板和与所述太阳能板1.8配合的为驱动电机1.5.1.1、速度感应器1.6以及电动推杆1.2.1供电的蓄电池。
41.进一步的，智能车本体1设置有用于搭载其他智能设备（如线路巡检机器人等）的搭载结构1.9。
42.使用方法：设置在导轨2和/或地面上的卷扬机通过牵引绳3.1连接牵引滑块3.2，通过卷扬机的旋转牵引绳3.1带着牵引滑块3.2沿着滑轨1.1滑动，从而带动弧形限位件4.1向中间合拢，进而通过弧形限位件4.1对限位柱5.4施加向内的力使抱夹装置5的夹持部5.5张开，此时，智能车本体1可以在导轨2上由牵引绳3.1带动上下运动；当牵引绳3.1断开瞬间，弹簧6释放能量向两侧扩张推动第一抱夹件5.1和第二抱夹件5.2，弧形限位件4.1在弹簧6的作用下向两侧分开，进而在弧形连接件4.2的带动下使牵引滑块3.2沿滑轨1.1向下运动，抱夹装置5以液压缓冲器1.3.1为轴转动，直到抱夹装置5的夹持部5.5与工字型导轨2.2紧密贴合处于抱紧状态，此时在弹簧6的作用下，抱夹装置5使智能车本体1停止运动，由于惯性的作用，液压缓冲器1.3.1开始压缩，智能车本体1的下
落速度衰减直至停止运动，此时，牵引滑块3.2被弧形限位件4.1带动至滑轨1.1最下方；当速度传感器1.6检测到智能车本体1速度下降为零时，电动推杆1.2.1向上运动，带动牵引滑块3.2向上运动，进而使弧形限位件4.1向中间合拢，通过对限位柱5.4限位进而压制弹簧6，从而使抱夹装置5对工字型导轨2.2的压力减小，使抱夹装置5和工字型导轨2.2的摩擦力减小，当此摩擦力减小到一定值，智能车本体1由于重力原因，开始向下运动，电动推杆1.2.1可通过速度传感器1.6的信号，自动调节行程，从而控制摩擦力的大小，使智能车本体1可缓慢降落至地面；当智能车本体1无法通过自重降落至地面，设置在驱动轮1.5.1的驱动电机1.5.1.1通过接收速度传感器1.6发出的速度异常信号，使驱动轮1.5.1运动，从而使智能车本体1降落至地面。
43.本领域的技术人员应该明白，以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
44.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。