一种高压电力杆塔攀爬机器人的制作方法

本发明涉及高压输电技术领域，特别涉及一种高压电力杆塔攀爬机器人。

背景技术：

高压输电线路在使用过程中，高压杆塔及高压线路上的电力金具如绝缘子、耐张线夹、悬垂线夹等需要经常进行维护或更换，高空维护人员在进行维护时，需要将工具及需要更换的部件带上塔上，在爬塔过程中携带中午大大增加了危险性，为了解决这种问题，需设计一种高压电力杆塔攀爬机器人。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种高压电力杆塔攀爬机器人，包括装载装置、驱动连接装置、攀爬装置。

所述的装载装置包括承载盒、上盖、上弹簧头、拉伸弹簧、下弹簧头、下连轴、上连轴、外壳、大轴承、外齿轮、升降块、升降电缸、内定位板，所述的上盖转动安装在承载盒的上方，三个拉伸弹簧两端分别固定安装在上弹簧头和下弹簧头上，上弹簧头通过上连轴转动安装在上盖上，下弹簧头通过下连轴转动安装在升降块上，外壳固定安装在承载盒外侧，升降电缸底部固定安装在承载盒侧面，升降块固定安装在升降电缸顶部，内定位板固定安装在升降块内侧，大轴承内测固定安装在承载盒外侧，外齿轮外侧固定安装在承载盒外侧。

所述的驱动连接装置包括连接壳、内板、行星齿轮、内齿轮、行星电机、控制盒、防水盖、基座板、轨迹齿环、旋转电机、旋转小齿轮、旋转大齿轮、旋转轨道、蓄电池、控制箱，所述的连接壳固定安装在控制盒外侧，内板固定安装在连接壳上，行星齿轮转动安装在内板上，行星电机固定安装在连接壳上，内齿轮固定安装在行星电机的电机轴上，内齿轮与四个行星齿轮啮合，四个行星齿轮与外齿轮啮合，大轴承外侧与连接壳内侧固定安装，连接壳转动安装在承载盒上，基座板通过滚动轴承转动安装在控制盒外侧，旋转大齿轮固定安装在控制盒外侧，旋转电机固定安装在基座板上，旋转小齿轮固定安装在旋转电机的电机轴上，旋转小齿轮与旋转大齿轮啮合，轨迹齿环固定安装在基座板上，旋转轨道固定安装在基座板上。

所述的攀爬装置包括摩擦片、夹持板、夹持电缸、夹持座、收缩弹簧、外旋转块、内旋转块、末端电机、内小臂、小臂电缸、外小臂、小臂电机、大臂电缸、内大臂、外大臂、大臂电机、大臂旋转块、传动带、传动块、传动电机、轨迹电机、攀爬块、行走齿轮、行走轴、行走限位块，所述的摩擦片固定安装在夹持板内测，夹持板滑动安装在夹持座上，夹持电缸固定安装在夹持座上，两块夹持板分别固定安装在夹持电缸的两个顶部，夹持座固定安装在外旋转块下方，收缩弹簧一端固定安装在夹持板内测，另一端固定安装在外旋转块外侧，外旋转块通过步进电机转动安装在内旋转块上，内旋转块通过末端电机的电机轴转动安装在内小臂上，末端电机固定安装在内小臂上，内小臂滑动安装在外小臂内部，小臂电缸底部固定安装在外小臂底部，顶部固定安装在内小臂上，外小臂通过小臂电机的电机轴转动安装在内大臂上，小臂电机固定安装在内大臂上，内大臂滑动安装在外大臂内部，大臂电缸底部固定安装在外大臂底部，顶部固定安装在内大臂上，大臂电机固定安装在大臂旋转块上，外大臂通过大臂电机的电机轴转动安装在大臂旋转块上，大臂旋转块通过滚动轴承转动安装在攀爬块上，传动电机固定安装在攀爬块上，传动块固定安装在传动电机的电机轴上，传动带缠绕在传动块和大臂旋转块外侧，轨迹电机固定安装在攀爬块上，行走轴固定安装在轨迹电机的电机轴上，行走齿轮固定安装在行走轴上，行走限位块固定安装在行走轴顶端，行走齿轮与轨迹齿环啮合，行走轴与旋转轨道滑动安装。

进一步的，所述的装载装置的上盖与承载盒之间连接有三个拉伸弹簧，升降电缸驱动升降块通过拉伸弹簧使得上盖和承载盒形成转动配合。

进一步的，所述的装载装置和驱动连接装置形成行星轮系的转动配合。

进一步的，所述的四个攀爬装置分别和驱动连接装置形成圆环型滑动配合。

进一步的，所述的夹持板与夹持座形成滑动配合，外旋转块与内旋转块形成转动配合，内小臂与外小臂形成滑动配合，外小臂与内大臂形成转动配合，内大臂与外大臂形成滑动配合，外大臂与大臂旋转块形成转动配合。

进一步的，所述的攀爬装置末端的夹持板上安装有摩擦片，使得夹持更牢固。

进一步的，所述的攀爬装置的夹持板夹最紧时，正好能够将杆塔的角钢抓紧，再通过多个攀爬装置相对于驱动连接装置的旋转实现攀爬。

进一步的，所述的驱动连接装置为一个有盖的盒子加上两个连接座，内置有控制箱和蓄电池，同时也是装载装置和攀爬装置的安装平台。

进一步的，所述的防水盖可拆卸的安装在控制盒顶部，蓄电池和控制箱可拆卸的安装在控制盒底部。

由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：（1）本发明的装载装置的承载盒中可放置需要带到杆塔顶部的电力金具，通过升降电缸和三组拉伸弹簧的共同作用能使得上盖压紧承载盒，防止机器人在攀爬中金具掉出；（2）本发明在攀爬过程中，控制箱可控制装载部分相对与驱动连接装置进行旋转，可实现装载部分一直与地面保持平行，防止攀爬过程中金具掉出；（3）本发明的驱动连接装置的控制盒上设置有防水盖，且使用防水垫圈密封，放置蓄电池盒控制箱进水；（4）本发明的四个攀爬装置可沿着驱动连接装置上的旋转轨道进行环形移动，使得四个攀爬装置的相对位置能够改变，更有利于机器人进行攀爬；（5）本发明的攀爬装置能够实现旋转、伸缩等动作，为攀爬动作提供足够的自由度；（6）本发明的攀爬装置末端的夹持板上安装有摩擦片，使得夹持更牢固；（7）本发明的攀爬装置的夹持板夹最紧时，正好能够将杆塔的角钢抓紧，再通过多个攀爬装置相对于驱动连接装置的旋转实现攀爬。

附图说明

图1为本发明整体示意图。

图2、3、4为本发明装载装置结构示意图。

图5、6、7为本发明驱动连接装置结构示意图。

图8、9为本发明攀爬装置结构示意图。

附图标号：1-装载装置；2-驱动连接装置；3-攀爬装置；101-承载盒；102-上盖；103-上弹簧头；104-拉伸弹簧；105-下弹簧头；106-下连轴；107-上连轴；108-外壳；109-大轴承；110-外齿轮；111-升降块；112-升降电缸；113-内定位板；201-连接壳；202-内板；203-行星齿轮；204-内齿轮；205-行星电机；206-控制盒；207-防水盖；208-基座板；209-轨迹齿环；210-旋转电机；211-旋转小齿轮；212-旋转大齿轮；213-旋转轨道；214-蓄电池；215-控制箱；301-摩擦片；302-夹持板；303-夹持电缸；304-夹持座；305-收缩弹簧；306-外旋转块；307-内旋转块；308-末端电机；309-内小臂；310-小臂电缸；311-外小臂；312-小臂电机；313-大臂电缸；314-内大臂；315-外大臂；316-大臂电机；317-大臂旋转块；318-传动带；319-传动块；320-传动电机；321-轨迹电机；322-攀爬块；323-行走齿轮；324-行走轴；325-行走限位块。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例：如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8所示的一种高压电力杆塔攀爬机器人。驱动连接装置2为一个有盖的盒子加上两个连接座，内置有控制箱215和蓄电池214，同时也是装载装置1和攀爬装置3的安装平台。

装载装置1的具体结构如图2、3、4所示，其中上盖102转动安装在承载盒101的上方，三个拉伸弹簧104两端分别固定安装在上弹簧头103和下弹簧头105上，上弹簧头103通过上连轴107转动安装在上盖102上，下弹簧头105通过下连轴106转动安装在升降块111上，外壳108固定安装在承载盒101外侧，升降电缸112底部固定安装在承载盒101侧面，升降块111固定安装在升降电缸112顶部，内定位板113固定安装在升降块111内侧，大轴承109内测固定安装在承载盒101外侧，外齿轮110外侧固定安装在承载盒101外侧。将需要运输的电力金具放入承载盒2中后，升降电缸112收缩，控制上盖102盖紧，并同时利用拉伸弹簧104的作用力，将上盖102拉紧，防止在攀爬过程中，金具掉出。

具体的如图5、6、7所示为驱动连接装置2的具体结构示意图，其中连接壳201固定安装在控制盒206外侧，内板202固定安装在连接壳201上，行星齿轮203转动安装在内板202上，行星电机205固定安装在连接壳201上，内齿轮204固定安装在行星电机205的电机轴上，内齿轮204与四个行星齿轮203啮合，四个行星齿轮203与外齿轮11啮合，大轴承109外侧与连接壳201内侧固定安装，连接壳201转动安装在承载盒101上，防水盖207可拆卸的安装在控制盒206顶部，蓄电池214和控制箱215可拆卸的安装在控制盒206底部，基座板208通过滚动轴承转动安装在控制盒206外侧，旋转大齿轮212固定安装在控制盒206外侧，旋转电机210固定安装在基座板208上，旋转小齿轮211固定安装在旋转电机210的电机轴上，旋转小齿轮211与旋转大齿轮212啮合，轨迹齿环209固定安装在基座板208上，旋转轨道213固定安装在基座板208上。行星电机205转动带动内齿轮20转动，从而控制承载盒101转动，从而控制装载装置1相对于驱动连接装置2转动，旋转电机210转动控制旋转小齿轮211转动，带动基座板208相对于控制盒206旋转，机器人的所有电力由蓄电池214提供，通过控制箱215对所有电机和电缸进行控制。

具体的如图8、图9所示为攀爬装置3的具体结构示意图，其中摩擦片301固定安装在夹持板302内测，夹持板302滑动安装在夹持座304上，夹持电缸303固定安装在夹持座304上，两块夹持板302分别固定安装在夹持电缸303的两个顶部，夹持座304固定安装在外旋转块306下方，收缩弹簧305一端固定安装在夹持板302内测，另一端固定安装在外旋转块306外侧，外旋转块306通过步进电机转动安装在内旋转块307上，内旋转块307通过末端电机308的电机轴转动安装在内小臂309上，末端电机308固定安装在内小臂309上，内小臂309滑动安装在外小臂311内部，小臂电缸310底部固定安装在外小臂311底部，顶部固定安装在内小臂309上，外小臂311通过小臂电机312的电机轴转动安装在内大臂314上，小臂电机312固定安装在内大臂314上，内大臂314滑动安装在外大臂315内部，大臂电缸313底部固定安装在外大臂315底部，顶部固定安装在内大臂314上，大臂电机316固定安装在大臂旋转块317上，外大臂315通过大臂电机316的电机轴转动安装在大臂旋转块317上，大臂旋转块317通过滚动轴承转动安装在攀爬块322上，传动电机320固定安装在攀爬块322上，传动块319固定安装在传动电机320的电机轴上，传动带318缠绕在传动块319和大臂旋转块317外侧，轨迹电机321固定安装在攀爬块322上，行走轴324固定安装在轨迹电机321的电机轴上，行走齿轮323固定安装在行走轴324上，行走限位块325固定安装在行走轴324顶端，行走齿轮323与轨迹齿环209啮合，行走轴324与旋转轨道213滑动安装。轨迹电机321转动控制攀爬装置4沿着旋转轨道213进行行走，传动电机320转动控制大臂旋转块317相对与攀爬块322转动，大臂带年纪316转动控制外大臂315相对与大臂旋转块317转动，大臂电缸313伸缩控制内大臂314相对于外大臂315伸缩，小臂电机312转动控制外小臂311相对于内大臂314转动，小臂电缸316伸缩控制内小臂309相对于外小臂311伸缩，末端电机308转动控制内旋转块307相对于内小臂309转动，内旋转块307上的步进电机转动控制外旋转块306相对于内旋转块307转动，实现攀爬部分4到达需要夹持的杆塔角钢发附近，夹持电缸303伸缩控制两个夹持板302相对于夹持座304进行内外收缩滑动，实现将杆塔角钢进行夹持。

使用本发明运输电力金具攀爬杆塔时，将需要运输的电力金具放入承载盒2中后，升降电缸112收缩，控制上盖102盖紧，并同时利用拉伸弹簧104的作用力，将上盖102拉紧，轨迹电机321转动控制攀爬装置4沿着旋转轨道213进行行走，传动电机320转动控制大臂旋转块317相对与攀爬块322转动，大臂带年纪316转动控制外大臂315相对与大臂旋转块317转动，大臂电缸313伸缩控制内大臂314相对于外大臂315伸缩，小臂电机312转动控制外小臂311相对于内大臂314转动，小臂电缸316伸缩控制内小臂309相对于外小臂311伸缩，末端电机308转动控制内旋转块307相对于内小臂309转动，内旋转块307上的步进电机转动控制外旋转块306相对于内旋转块307转动，实现攀爬部分4到达需要夹持的杆塔角钢发附近，夹持电缸303伸缩控制两个夹持板302相对于夹持座304进行内外收缩滑动，实现将杆塔角钢进行夹持，旋转电机210转动控制旋转小齿轮211转动，带动基座板208相对于控制盒206旋转，使得四个攀爬部分4不断重复上述动作沿着杆塔进行攀爬，在攀爬过程中，行星电机205转动带动内齿轮20转动，从而控制承载盒101转动，从而控制装载装置1相对于驱动连接装置2转动，使得承载盒101始终与地面保持平行，防止金具掉出。