专利名称：积冰高压电线巡线作业平台的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在lkv到500kv的高压输电线上进行运动、越障、搭载其他实用操作模块的装置，尤其是能在极端冰雪、冻雨、低温条件下连续一小时以上自动工作的轻型巡线机器人平台。
背景技术：
目前在世界范围内，尚无具有越障功能的机器人成熟产品应用于超高压输电线路巡检(引用自中国科学院网，"500Kv超高压输电线路巡检机器人现场带电巡检试验成功")。国内目前较为先进的巡线机器人平台以动力部分、控制部分两个主要部分构成，其中动力部分中一组蓄电池与若干个电动机和伺服电机并联，电动机主轴上连接绝缘轮子与电线相连，并把装置整体悬挂在电线上，靠电动机运转使机器人在电线上移动；伺服电机控制平台主要关节运动和形状变化，已完成逾越障碍等动作。控制部分由一个控制器(单片机或机载计算机)和若干传感器构成，其中蓄电池与控制器并联以向控制器供电，控制器信号输入端并联各个传感器并接收信号，输出端并联各个电动机和伺服电机并输出信号。控制器的远程通讯模块能将所收集到的数据传送到地面控制中心，或接收地面控制中心的指令。 但是，当电线由于结冰而整体横截面积增大、形状不规则或气候极端寒冷并伴随大风、降雪、冻雨等恶劣天气时，以上结构会无法使平台在线上有效移动或越障或者整体出
现故障。在这种条件下将无法利用这种平台进行线路巡检工作。另外，这种平台整体重量较大，结构较为复杂，无法迅速快捷地被运输或投入使用。
发明内容
为了使低温、大风、降雪、冻雨天气下的冰上自动化巡线作业能够正常实施，本发明提供一种积冰高压线上作业平台机械结构设计。该平台不仅能在正常环境状况下完成线路巡检作业，还能在积有一定厚度且形状不规则的冰的高压电线上完成线路巡检、越障、搭载除冰设备等操作，且具有较轻的重量，结构简单，易于迅速组装。
发明内容
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种巡线作业平台，由一组两根水平支杆、两组三根竖直支杆、六个电磁阻尼关节、六个履带开合伺服电机，六组运动履带、两组四个正交姿态控制电机，和一个主挂架、四个副挂架、一套自动控制系统组成。两组竖直支杆中各包含两根刚性齿条；竖直支杆垂直、对称安装在水平支杆两侧，水平支杆中包含一根刚性齿条；在两个交点处各有一组正交姿态控制电机，通过齿轮传动系统使齿条与电机刚体发生相对位移，使竖直支杆可以相对于水平支杆进行沿竖直方向、水平方向的移动。每组竖直支杆上端在前后方向上等距用螺丝套锁安装一个电磁阻尼关节，电磁阻尼关节的自由度不小于60角度，且转动平面与竖直支杆平面一致。每个电磁阻尼关节在前后方向上用螺丝卡槽结构并排等间距连接一个履带开合伺服电机，两组伺服电机转动姿态应关于水平支杆短轴对称，两组伺服电机伺服电机自由度不小于90角度，且转动平面与电磁阻尼关节转动平面、水平支杆平面垂直，每个伺服电机的输出摆臂铆接一组运动履带的履带的履带罩，履带罩半包围履带和传动轮组，每组运动履带的轮组的轴(包括主动轮和传动轮)都自由卡接在履带罩上，且在每个主动轮轴处履带罩外共轴连接一个用于无冰电线驱动的磨砂胶轮。六组履带将整个平台悬挂在高压电线上。在竖直支杆下端，通过螺丝套锁连接幅挂架。在水平支杆中央，通过螺丝套锁连接主挂架。在水平支杆左右段各通过螺丝套锁连接副挂架。 所述水平支杆在水平方向上为整个平台提供支撑，其中包含一根刚性齿条作为竖直支杆水平运动的凭借。水平支杆中间套有一个主挂架，用来携带自动控制系统、电池或较重的作业工具。 所述竖直枝干在树枝方向上为整个平台提供支撑，其中每组竖直支杆包括两根刚性齿条，作为水平支杆竖直运动的凭借。竖直支杆与水平支杆通过由两个正交姿态控制电机组成的正交活动关节相连，使竖直支杆相对于水平支杆可以在上下、左右两个方向上自由移动。在正交活动关节内装有微电加热装置，能够及时除去关节内和刚性齿条表面的积冰。 所述电磁阻尼关节可由电信号控制其阻尼系数，以控制履带组的姿态调整程度。
所述履带开合伺服电机可以控制履带在其旋转平面内作一定程度的开合运动。
所述履带组将平台悬挂在电线上。在履带组上部的履带罩含有微电加热装置，能够及时溶化履带组内外的积冰。 本发明的有益效果是在低温、大风、降雪、冻雨天气下的冰上自动化巡线作业能够正常实施，能在正常环境状况下和积有一定厚度且形状不规则的冰的高压电线上完成线路巡检、越障、搭载除冰设备等操作，且具有较轻的重量，结构简单，易于迅速组装。整体结构重量不超过20千克，载重不小于45千克。
下面是结合附图和实施例对本发明的进一步说明。 图1 、图2是本发明结构示意图。 图3是本发明越障动作实施例的示意图。 图中，1、履带组；2、履带开合伺服电机；3、电磁阻尼关节；4、副挂架；5、水平、竖直支杆(白线所指为刚性齿条)；6、竖直正交姿态控制电机；7、水平正交姿态控制电机。
具体实施例方式
参照图1、图2和图3，本发明是这样实施的 —种巡线作业平台，包括一组两根水平支杆和两组三根竖直支杆(5)、六个电磁阻尼关节(3)、六个履带开合伺服电机(2)，六组运动履带(1)、两组四个正交姿态控制电机(6) (7)，和一个主挂架、四个副挂架(4)、一套自动控制系统组成。 所述水平支杆在水平方向上为整个平台提供支撑，其中包含一根刚性齿条作为竖直支杆水平运动的凭借。水平支杆中间套有一个主挂架，用来携带自动控制系统、电池或较重的作业工具。
所述竖直枝干在树枝方向上为整个平台提供支撑，其中每组竖直支杆包括两根刚性齿条，作为水平支杆竖直运动的凭借。竖直支杆与水平支杆通过由两个正交姿态控制电机组成的正交活动关节相连，使竖直支杆相对于水平支杆可以在上下、左右两个方向上自由移动，以适应不同积有不同厚度的冰的电线的线上作业。在正交活动关节内装有微电加热装置，能够及时除去关节内和刚性齿条表面的积冰。 所述电磁阻尼关节可由电信号控制其阻尼系数，以控制履带组的姿态调整程度。当线上积冰形状不规则，表面起伏较大，或电线整体与水平面存在坡度时，电磁阻尼关节可减小阻尼系数使平台在重力作用下自动调整至最佳姿态。 所述履带开合伺服电机可以控制履带在其旋转平面内作一定程度的开合运动，当平台移动过程中遇到线上障碍，如高压电线绝缘子等，履带可以向外翻开以规避障碍，靠其他未翻开的履带组继续移动。 所述履带组将平台悬挂在电线上，能够使平台具有一定逾越较小的冰面障碍的能力，并且增大平台与冰线接触面的摩擦力，使平台移动更加迅速。在履带组上部的履带罩含有微电加热装置，能够及时溶化履带组内外的积冰。 在图3所示的越障动作中，前后的履带在履带开合伺服电机控制下向外翻开以规避障碍，假设电线此时有一定相对于水平的斜度，此时中间一对履带所连接的电磁阻尼关节阻尼系数减小，平台在重力作用下使关节旋转一定角度，以调整姿态。 以上所述，仅是本发明一种积冰高压电线巡线作业平台的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，凡是依照本发明的技术实质对以上实施例进行的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案范围内。
权利要求
一种积冰高压电线巡线作业平台，整个结构悬挂在高压电线上，沿高压电线移动并翻越一定障碍。其特征是主体结构由一组水平支杆和两组竖直支杆通过正交姿态控制电机连接，支杆间可以进行一定正交移动。
2. 根据权利要求1所述的积冰高压电线巡线作业平台，其特征是结构通过履带悬挂在高压电线上。
3. 根据权利要求2所述的积冰高压电线巡线作业平台，其特征是履带下方连接有履带开合伺服电机，履带组可以通过伺服电机的控制在与水平支杆、竖直支杆垂直的平面内做自由度不小于90角度的沿轴转动。
4. 根据权利要求2所述的积冰高压电线巡线作业平台，其特征是履带开合伺服电机与竖直支杆通过电磁阻尼关节连接，且电磁阻尼关节能在与竖直支杆一致的运动面内有不小于60角度的自由度。
5. 根据权利要求1所述的积冰高压电线巡线作业平台，其特征是水平支杆包含一根刚性齿条，每组竖直支杆包含两根刚性齿条，水平支杆和竖直支杆正交，姿态控制电机通过齿轮组与齿条发生相对位移，以使支杆间发生相对移动。
6. 根据权利要求1所述的积冰高压电线巡线作业平台，其特征是在每组竖直支杆下端连接有一个副挂架，在水平支杆中间连接有一个主挂架，在水平支杆左、右端各有一个副挂架。
7. 根据权利要求1所述的积冰高压电线巡线作业平台，其特征是平台搭载一套自动控制系统，以控制平台在线上的自动运行。
全文摘要
一种能在积冰且冰的形状不规则的高压电线上沿线行走、越障、搭载除冰设备的积冰高压电线巡线作业平台。它是一组水平支杆与两组竖直支杆通过正交姿态控制电机垂直相连，在每组竖直支杆下端连接有一个副挂架，在水平支杆中间连接有一个主挂架，在水平支杆左、右端各有一个副挂架。在竖直支杆上端依次连接电磁阻尼关节、履带开合伺服电机、运动履带，通过运动履带将它悬挂在高压电线上并在线上活动，并通过各个电机控制关节调整平台姿态，以在电线上适应不同作业环境并翻越障碍。
文档编号H02G7/00GK101728785SQ200810171969
公开日2010年6月9日 申请日期2008年10月28日 优先权日2008年10月28日
发明者李书然, 贾捷阳, 邹翔进 申请人:李书然;贾捷阳;邹翔进