一种输电线路巡检机器人轮夹复合机构的制作方法

本发明属于巡检机器人技术领域，特别是涉及一种输电线路巡检机器人轮夹复合机构。

背景技术：

当电能成为现代社会发展不可替代的能源时，电力设施的稳定与完善就成为了国家发展的基本需求。目前，远离城市的高压架空输电线路作为电网中远距离输电的重要环节，对输电线路进行定期巡检，是发现因灾害、磨损或老化导致输电线路缺陷的最主要方法。由于高压架空输电线路具有地域分布广阔以及架设环境复杂的特点，传统的人工巡检方式越发的难以胜任巡检任务，而巡检机器人的出现却为输电线路巡检提供了全新模式。

巡检机器人具备了人工巡检所不具的优势，其不但可以近距离检测输电线路，而且工作效率要远远高于人工巡检。但是，由于架设地线上安装有电力元件，这些电力元件会限制巡检机器人的工作空间，巡检机器人需要跨越这些电力元件才能完成巡检任务。因此，为了保证巡检机器人在越障时的安全性，在巡检机器人上会设置轮夹复合机构，但具备越障功能的巡检机器人普遍自重较大，导致现有的轮夹复合机构受力情况并不理想，而且现有的轮夹复合机构不能有效适应输电线路上存在的坡度，导致现有的轮夹复合机构对输电线路的适应性偏低。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种输电线路巡检机器人轮夹复合机构，能够有效适应输电线路上存在的坡度，且受力情况更加合理，并具备自适应输电线路的能力。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种输电线路巡检机器人轮夹复合机构，包括基座、端板、随动壳体、行走驱动电机、夹紧驱动电机、行走驱动轴、夹紧驱动轴、行走轮、左夹爪及右夹爪；

所述行走驱动轴和夹紧驱动轴均通过轴承安装在基座与端板之间，且行走驱动轴与夹紧驱动轴相平行；所述行走驱动电机和夹紧驱动电机均固装在基座上，行走驱动电机的电机轴与行走驱动轴相固连，夹紧驱动电机的电机轴与夹紧驱动轴相固连；

所述行走轮通过轴承套装在夹紧驱动轴上，在所述行走驱动轴上固定套装有主动带轮，在夹紧驱动轴上空套有从动带轮，从动带轮固连在行走轮侧部，且从动带轮与行走轮同心设置，所述主动带轮与从动带轮之间通过传动带相连；

在所述行走轮一侧的夹紧驱动轴上设有左螺纹，在行走轮另一侧的夹紧驱动轴上设有右螺纹，左螺纹与右螺纹互为反螺纹；

在所述夹紧驱动轴的左螺纹上安装有左圆螺母，在左圆螺母上套装有左套筒，左套筒相对于左圆螺母仅具有转动自由度；在所述左夹爪上开设有左安装孔，左夹爪通过左安装孔固定套装在左套筒上；

在所述夹紧驱动轴的右螺纹上安装有右圆螺母，在右圆螺母上套装有右套筒，右套筒相对于右圆螺母仅具有转动自由度；在所述右夹爪上开设有右安装孔，右夹爪通过右安装孔固定套装在右套筒上；

所述随动壳体位于基座与端板之间，在随动壳体内固定设置有左支撑杆和右支撑杆，在左支撑杆与右支撑杆之间固连有前光轴和后光轴，前光轴与后光轴相平行，在前光轴上安装有前压线轮，在后光轴上安装有后压线轮，且前压线轮与后压线轮分别位于行走轮的前侧和后侧。

在所述基座与端板之间加装有导向轴，导向轴平行于夹紧驱动轴，在导向轴上分别套装有左滑块和右滑块，左滑块与左圆螺母相固连，右滑块与右圆螺母相固连。

在所述左夹爪上设有两个光孔，左夹爪通过两个光孔分别与前光轴和后光轴相连，左夹爪相对于前光轴和后光轴仅具有直线滑动自由度；在所述右夹爪上设有两个光孔，右夹爪通过两个光孔分别与前光轴和后光轴相连，右夹爪相对于前光轴和后光轴仅具有直线滑动自由度。

在所述左支撑杆的中部开设有左套装孔，左支撑杆的左套装孔通过轴承套装在夹紧驱动轴上；在所述右支撑杆的中部开设有右套装孔，右支撑杆的右套装孔通过轴承套装在夹紧驱动轴上。

在所述左夹爪上设置有左前夹紧轮和左后夹紧轮，在所述右夹爪上设置有右前夹紧轮和右后夹紧轮；所述左前夹紧轮和右前夹紧轮与前压线轮相配合，所述左后夹紧轮和右后夹紧轮与后压线轮相配合。

在所述随动壳体与基座之间加装有随动复位弹簧。

本发明的有益效果：

本发明能够输出足够的夹紧力，保证行走轮与输电线路表面之间具有足够的摩擦力，进而使巡检机器人能够在大坡度输电线路上顺利行进。

本发明输出的夹紧力通过左、右夹爪作用在夹紧驱动轴的左、右螺纹面上，而反作用力弯矩将作用在导向轴上，有效避免夹紧驱动轴在反作用力弯矩下发生变形，提高夹紧力输送可靠性。

本发明的主要受力被平均分摊到端板、基座、导向轴、夹紧驱动轴及行走驱动轴上，使本发明的轮夹复合机构受力更加合理。

随着输电线路坡度的变化，通过本发明前压线轮的被迫抬高，带动前光轴抬高，进而带动左支撑杆、右支撑杆、随动壳体、左夹爪及右夹爪一同绕着夹紧驱动轴进行自适应转动，而后压线轮及后光轴进行自适应随动，并通过随动复位弹簧实现自动复位，进而提高了巡检机器人自适应输电线路的能力。

附图说明

图1为本发明的一种输电线路巡检机器人轮夹复合机构立体图；

图2为本发明的一种输电线路巡检机器人轮夹复合机构正视图；

图3为本发明的一种输电线路巡检机器人轮夹复合机构左视图；

图4为本发明的一种输电线路巡检机器人轮夹复合机构仰视图；

图中，1—基座，2—端板，3—随动壳体，4—行走驱动电机，5—夹紧驱动电机，6—行走驱动轴，7—夹紧驱动轴，8—行走轮，9—左夹爪，10—右夹爪，11—主动带轮，12—从动带轮，13—传动带，14—左圆螺母，15—左套筒，16—左支撑杆，17—右支撑杆，18—前光轴，19—后光轴，20—前压线轮，21—后压线轮，22—导向轴，23—左滑块，24—右滑块，25—左前夹紧轮，26—左后夹紧轮，27—右前夹紧轮，28—右后夹紧轮，29—随动复位弹簧。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1～4所示，一种输电线路巡检机器人轮夹复合机构，包括基座1、端板2、随动壳体3、行走驱动电机4、夹紧驱动电机5、行走驱动轴6、夹紧驱动轴7、行走轮8、左夹爪9及右夹爪10；

所述行走驱动轴6和夹紧驱动轴7均通过轴承安装在基座1与端板2之间，且行走驱动轴6与夹紧驱动轴7相平行；所述行走驱动电机4和夹紧驱动电机5均固装在基座1上，行走驱动电机4的电机轴与行走驱动轴6相固连，夹紧驱动电机5的电机轴与夹紧驱动轴7相固连；

所述行走轮8通过轴承套装在夹紧驱动轴7上，在所述行走驱动轴6上固定套装有主动带轮11，在夹紧驱动轴7上空套有从动带轮12，从动带轮12固连在行走轮8侧部，且从动带轮12与行走轮8同心设置，所述主动带轮11与从动带轮12之间通过传动带13相连；

在所述行走轮8一侧的夹紧驱动轴7上设有左螺纹，在行走轮8另一侧的夹紧驱动轴7上设有右螺纹，左螺纹与右螺纹互为反螺纹；

在所述夹紧驱动轴7的左螺纹上安装有左圆螺母14，在左圆螺母14上套装有左套筒15，左套筒15相对于左圆螺母14仅具有转动自由度；在所述左夹爪9上开设有左安装孔，左夹爪9通过左安装孔固定套装在左套筒15上；

在所述夹紧驱动轴7的右螺纹上安装有右圆螺母，在右圆螺母上套装有右套筒，右套筒相对于右圆螺母仅具有转动自由度；在所述右夹爪10上开设有右安装孔，右夹爪10通过右安装孔固定套装在右套筒上；

所述随动壳体3位于基座1与端板2之间，在随动壳体3内固定设置有左支撑杆16和右支撑杆17，在左支撑杆16与右支撑杆17之间固连有前光轴18和后光轴19，前光轴18与后光轴19相平行，在前光轴18上安装有前压线轮20，在后光轴19上安装有后压线轮21，且前压线轮20与后压线轮21分别位于行走轮8的前侧和后侧。

在所述基座1与端板2之间加装有导向轴22，导向轴22平行于夹紧驱动轴7，在导向轴22上分别套装有左滑块23和右滑块24，左滑块23与左圆螺母14相固连，右滑块24与右圆螺母相固连。

在所述左夹爪9上设有两个光孔，左夹爪9通过两个光孔分别与前光轴18和后光轴19相连，左夹爪9相对于前光轴18和后光轴19仅具有直线滑动自由度；在所述右夹爪10上设有两个光孔，右夹爪10通过两个光孔分别与前光轴18和后光轴19相连，右夹爪10相对于前光轴18和后光轴19仅具有直线滑动自由度。

在所述左支撑杆16的中部开设有左套装孔，左支撑杆16的左套装孔通过轴承套装在夹紧驱动轴7上；在所述右支撑杆17的中部开设有右套装孔，右支撑杆17的右套装孔通过轴承套装在夹紧驱动轴7上。

在所述左夹爪9上设置有左前夹紧轮25和左后夹紧轮26，在所述右夹爪10上设置有右前夹紧轮27和右后夹紧轮28；所述左前夹紧轮25和右前夹紧轮27与前压线轮20相配合，所述左后夹紧轮26和右后夹紧轮28与后压线轮21相配合。

在所述随动壳体3与基座1之间加装有随动复位弹簧29。

下面结合附图说明本发明的一次使用过程：

当巡检机器人采用了本发明的轮夹复合机构后，在初始静止状态下，行走轮8、前压线轮20及后压线轮21与输电线路表面相接触。

开始巡检，此时启动行走驱动电机4，带动行走驱动轴6转动，进而依次通过主动带轮11、传动带13及从动带轮12带动行走轮8转动，从而实现巡检机器人在输电线路上的行进动作。

当输电线路的坡度增大时，为了增加行走轮8与输电线路表面的摩擦力，以满足巡检机器人的爬坡需要，此时启动夹紧驱动电机5，带动夹紧驱动轴7转动，使左圆螺母14和右圆螺母分别通过左螺纹和右螺纹逐渐靠近，进而带动左夹爪9和右夹爪10逐渐靠近，直到左前夹紧轮25和右前夹紧轮27将输电线路压紧在前压线轮20上，同时左后夹紧轮26和右后夹紧轮28将输电线路压紧在后压线轮21上，输电线路也将同时被压紧在行走轮8上，由于夹紧力增大，行走轮8与输电线路表面的摩擦力也将增大，随着行走轮8的转动，巡检机器人将实现在输电线路上的爬坡行进。

当巡检机器人在大坡度的输电线路上行进时，前压线轮20会被迫抬高，随着前压线轮20的抬高，会带动前光轴18抬高，进而带动左支撑杆16、右支撑杆17、随动壳体3、左夹爪9及右夹爪10一同绕着夹紧驱动轴7进行自适应转动，而后压线轮21及后光轴19也会自适应随动。在此过程中，左前夹紧轮25、右前夹紧轮27及前压线轮20的相对夹紧位置不会改变，左后夹紧轮26、右后夹紧轮28及后压线轮21的相对夹紧位置不会改变，则夹紧力也不会因为坡度变化而改变。

当巡检机器人在大坡度的输电线路上行进时，即使突发夹紧驱动电机5的断电事故而失去动力，由于左圆螺母14和右圆螺母分别与夹紧驱动轴7的左螺纹和右螺纹具有自锁性，左圆螺母14和右圆螺母不会反向后退，即左夹爪9和右夹爪10不会脱离夹持状态，从而使巡检机器人能够继续停留在输电线路上。

在巡检机器人进行越障过程中，轮夹复合机构需要抬离输电线路，而在轮夹复合机构抬离过程中，在随动复位弹簧29的作用下，随动壳体3会被拉回到初始位置，进而使左支撑杆16、右支撑杆17、左夹爪9及右夹爪10同一被恢复到初始位置，保证后续巡检工作正常进行。

当需要巡检机器人在输电线路上进行固定时，只需断开行走驱动电机4供电，同时通过夹紧驱动电机5输出足够的夹紧力，使行走轮8与输电线路表面具有足够的摩擦力，以克服巡检机器人的自身重力，进而实现巡检机器人的固定。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。