用于高压输电线巡检的机器人的制作方法

专利名称：用于高压输电线巡检的机器人的制作方法
技术领域：
本实用新型属于移动机器人领域，特别涉及一种在高压架空输电线路全程上行 驶、用于高压输电线巡检的机器人。
背景技术：
对高压架空输电线路进行带电巡检是一项重要而危险的工作，因此，用机器人 进行巡检越来越受到重视，涉及用于高压输电线巡检的机器人或其相关结构的专利申请 不断出现。公开号为CN 101342700A的专利申请公开了一种机器人，所述机器人是对ZL 200410061316. 8专利中的机器人的改进，以解决操作车在夹紧臂交替换夹输电线而前进 运动过程中所存在的操作车重心偏移及不能跨越障碍物的问题。CN 101342700A专利申 请的技术方案主要是在ZL200410061316. 8专利的基础上增设了重心调节机构，对机械手 机构进行了改进，并在机械手机构、回转机构下端之间设置了俯仰机构；所述重心调节机构 包括能在支架上作往复运动的机箱支撑板、沿重心移动丝杆作往复运动的重心移动螺母与 机箱支撑板相联结，所述重心移动丝杆一段与固定在大臂上的重心调节减速器相连；所述 机械手机构包括动臂、能与动臂作相对运动的静臂以及驱动动臂做铅垂运动的伸缩驱动机 构，所述伸缩驱动机构包括能带动嵌入静臂内的伸缩螺母做垂直运动的伸缩丝杆以及输出 轴与伸缩丝杆相连的伸缩驱动装置，所述伸缩丝杆与伸缩驱动装置均设置在动臂内；所述 回转机构和机械手机构下端之间还设有绕水平轴设置的俯仰机构，所述俯仰机构包括俯仰 蜗轮蜗杆箱、俯仰蜗轮、俯仰蜗杆以及与俯仰蜗杆传动轴相连的俯仰驱动装置，所述的静臂 下端固定在由俯仰蜗轮输出轴构成的水平轴上，该俯仰机构通过旋转座与铅垂轴输出轴固 连。CN 101342700A专利申请所述机器人虽然提高了沿输电线行驶的平稳性，并具有了一 定的越障能力，但仍然存在以下问题1、由于该机器人的重心离输电线较远，且其重心调节 机构中的机箱支撑板只能在支架上作往复运动，调节重心的能力有限，因而不能完全解决 机器人在输电线上行驶所引起的输电线晃动问题；2、该机器人的结构很难跨越耐张塔引流 线有并沟的障碍，尤其是难于跨越耐张塔中相的挑杆；3、该机器人放上输电线和从输电线 路取下的操作过程复杂，对一线工人技术水平要求高，且必须多人配合，不仅影响了工作效 率，而且也不安全。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于高压输电线巡检的机 器人，以进一步提高机器人在输电线上行驶的平稳性，增强越障能力，简化机器人上、下输 电线路的操作。本实用新型所述用于高压输电线巡检的机器人，包括前手臂，后手臂，末端执行装 置，重心调节装置和用于安装前手臂、后手臂、重心调节装置的支承体，末端执行装置为两 套，两套末端执行装置分别与前手臂、后手臂连接，所述重心调节装置由两个翼、驱动翼滑 动的机构和驱动翼摆动的机构组成；驱动翼滑动的机构由第二传动带组件和第二滑台组成，第二传动带组件安装在支承体的驱动层腔体内，第二滑台包括第二滑座和两条承载臂， 第二滑座安装在支承体的第二滑台层并与第二传动带组件中的传动带相连，两条承载臂对 称固定在第二滑座的两侧面；驱动翼摆动的机构包括两台第十四电机和两套支架，两台第 十四电机分别安装在所述两承载臂上，两套支架分别与一台第十四电机的动力输出轴和一 个翼连接。为了充分利用重心调节装置中的两个翼及适应翼的摆动，上述重心调节装置中的 两个翼上均设置有放置电源和控制器件的腔体及摆动轨道。为了更好的实现实用新型目的，本实用新型所述用于高压输电线巡检的机器人的 前手臂、后手臂、末端执行装置优选以下结构前手臂由第一臂架、第一曲臂、第一升降机构和第一铅垂回转机构组成；第一臂架 包括顶板、底板和三根立柱，各立柱的两端分别与顶板和底板固连，第一臂架套装在支承体 前端所设置的套筒内；第一升降机构包括第一电机和第一齿轮齿条传动副，第一齿轮齿条 传动副中的齿条设置在第一臂架的一根立柱上，第一齿轮齿条传动副中的齿轮套装在第一 电机的壳体上，并与第一电机的动力输出轴连接，第一电机安装在支承体的驱动层上；第一 铅垂回转机构包括第一转轴和第二电机，第一转轴穿过所述顶板上的孔插装在设置有齿条 的立柱的内孔中，第二电机安装在第一臂架的底板上，第二电机的动力输出轴通过传动件 向第一转轴传递动力；第一曲臂为U形槽或V形槽，其槽底与第一转轴的顶部固连，其槽壁 与末端执行装置连接。后手臂由第二臂架、第二曲臂、滑动机构、第二升降机构和第二铅垂回转机构组 成；滑动机构由第一传动带组件和第一滑台组成，第一传动带组件安装在支承体的驱动层 腔体内，第一滑台包括第一滑座和滑套，第一滑座安装在支承体的第一滑台层并与第一传 动带组件中的传动带相连，滑套固定在第二滑座上；第二臂架包括顶板和两根立柱，各立柱 的上端与顶板固连，第二臂架套装在滑动机构的滑套内；第二升降机构包括第三电机和第 二齿轮齿条传动副，第二齿轮齿条传动副中的齿条为两条，两齿条分别设置在第二臂架的 两根立柱上，第二齿轮齿条传动副中的齿轮为两个，所述两齿轮和第三电机均安装在支承 体的第一滑台层内的第一滑座腔体内，第三电机的动力输出轴通过传动件向第二齿轮齿条 传动副中的两个齿轮传递动力；第二曲臂为U形槽或V形槽；第二铅垂回转机构包括第二 转轴、第五电机和齿轮传动副，第五电机安装在第二曲臂上，第二转轴套装在第二曲臂槽底 所设置的孔中，其下端与第二臂架的顶板连接，齿轮传动副中的主动齿轮安装在第五电机 的动力输出轴上，齿轮传动副中的从动齿轮安装在第二转轴上。末端执行装置由第一壳体、第二壳体、行走机构和夹紧机构组成；行走机构包括主 动轮组件和主动轮伸缩组件；主动轮组件包括滚轮、第六电机和轴套，轴套与主动轮伸缩组 件的滑块螺母连接，第六电机安装在轴套内，滚轮套装在轴套上并与第六电机的动力输出 轴连接；主动轮伸缩组件包括第七电机、丝杠和滑块螺母，第七电机安装在第一壳体上，丝 杠的两端安装在固定于第一壳体的支承座上，滑块螺母套装在丝杠上，第七电机的动力输 出轴通过传动件向丝杠传递动力；夹紧机构包括夹紧组件、夹紧伸缩组件和水平回转组件； 夹紧组件包括辅助行走轮组件、夹片、支撑架、拉杆、闭锁扣、第八电机、驱动盘、滑杆和第九 电机，支撑架与夹紧伸缩组件的滑块螺母连接，第八电机和第九电机安装在支撑架上，滑杆 的两端分别与支撑架的上部和下部固连，夹片安装在滑杆上，辅助行走轮组件安装在夹片上，驱动盘与第八电机的动力输出轴连接，拉杆两端分别与驱动盘和夹片铰接，闭锁扣与第 九电机的动力输出轴连接；夹紧伸缩组件包括丝杠、定位滑套、第十一电机和滑块螺母，定 位滑套和第十一电机安装在水平回转组件的回转架上，丝杠的两端安装在固定于水平回转 组件中回转架的支承座上，滑块螺母套装在丝杠上，第十一电机的动力输出轴通过传动件 向丝杠传递动力；水平回转组件包括第十二电机、回转架和回转套环，第十二电机安装在第 二壳体上，回转架与第十二电机的动力输出轴连接，回转套环为滚珠轴承式结构，其静圈与 第二壳体连接，其动圈与回转架连接。上述末端执行装置中，所述辅助行走轮组件包括辅助行走轮、两条刹车夹条、复位 弹簧、蜗杆、蜗轮和第十电机；辅助行走轮通过复位弹簧安装在夹片上，第十电机安装在夹 片的腔体中，刹车夹条安装在辅助行走轮的转轴上，蜗杆与第十电机的动力输出轴连接，蜗 轮的蜗轮轴上设置有一段左旋螺纹和一段右旋螺纹，所述蜗轮轴通过夹片的壳体支撑，其 上的左旋螺纹段、右旋螺纹段分别穿过两夹条上的螺孔，与所述夹条上的螺孔形成螺旋传 动副。本实用新型具有以下有益效果1、本实用新型所述机器人的结构，其重心可以通过前、后手臂的升降实现最大限 度的接近输电线，且设置了既可滑动、又可摆动的翼式重心调节装置，因而大大提高了机器 人在输电线上运行和越障的平稳性。2、本实用新型所述机器人的前、后手臂中设置了曲臂，因而跨越防震锤障碍时，末 端执行装置中的夹紧机构可松开输电线缩回壳体，使得防震锤从末端执行装置中的行走机 构和前手臂或后手臂中的曲臂形成的铅垂闭合空间里直接通过，大大节省了机器人跨越障 碍的时间。3、本实用新型所述机器人能够跨越或避让输电线路上的各种障碍物(金具、耐张 线夹、并沟和挑杆)，具备行驶完线路全程的能力。4、本实用新型所述机器人的翼式重心调节装置和前、后手臂配合运动，可实现机 器人自动在牵引机器人的绝缘绳和输电线之间跨越，与同类机器人相比，机器人上、下输电 线路的操作过程大大简化，有利于提高工作效率、减轻工作强度和降低工作的危险性。5、本实用新型所述机器人的前、后手臂在非越障状态时可“隐藏”于机器人两翼 中，从而使机器人上的电子器件可减少太阳暴晒等恶劣环境对其造成的损伤。6、本实用新型所述机器人的结构，使得其相对于现有同类机器人体积更小，重量 更轻，因而有利于提高机器人高速运行和越障的平稳性。

图1是本实用新型所述用于高压输电线巡检的机器人的结构示意图；图2是本实用新型所述用于高压输电线巡检的机器人中前手臂的结构示意图，该 图还描述了前手臂与末端执行机构的组装关系及重心调节装置的结构；图3是所述前手臂中第一铅垂回转机构的结构示意图；图4是所述前手臂中第一升降机构的结构示意图；图5是前手臂中第一升降机构的第一齿轮齿条传动副中的齿轮与电机的组装示 意9[0023]图6是本实用新型所述用于高压输电线巡检的机器人中后手臂的结构示意图，该 图还描述了后手臂与末端执行机构的组装关系及重心调节装置的结构；图7是所述后手臂中第二升降机构的结构示意图，该图还描述了重心调节装置的 部分结构；图8是所述后手臂中的滑动机构的结构示意图；图9是图8中滑动机构的第一滑台的结构示意图；图10是重心调节装置中两个翼的形状、构造示意图，该图还描述了与支承体的组 装关系；图11是重心调节装置中驱动翼滑动的机构的结构示意图；图12是本实用新型所述用于高压输电线巡检的机器人中末端执行装置的结构示 意图；图13是图12中辅助行走轮组件的结构示意图；图14是图13的右视图；图15是本实用新型所述用于高压输电线巡检的机器人中支承体的结构示意图；图16是图15的A-A剖面图图17、图18、图19是本实用新型所述用于高压输电线巡检的机器人上输电线的示 意图；图20是高压输电线上主要障碍物的示意图。图中，1-前手臂、1011-顶板、1012-底板、1022-立柱、1021-第一齿轮齿条传动 副中的齿条、10231-第一齿轮齿条传动副中的齿轮、10232-第一电机、103-第一曲臂、 1041-第一转轴、1042-第二电机、1043-第一同步带、2-后手臂、2011-顶板、2012-立柱、 2021-第二齿轮齿条传动副中的齿条、2022-第二齿轮齿条传动副中的齿轮、2023-第三电 机、2024-第二同步带、20311-第一传动带组件中的传动带、20312-第一传动带组件中的 主动转轴、20313-第一传动带组件中的从动转轴、20314-第四电机、20315-第三同步带、 20321-第一滑座、20322-滑套、204-第二曲臂、2051-第二转轴、2052-第五电机、2053-齿 轮传动副、3-末端执行装置、301-行走机构、30111-滚轮、30112-第六电机、30113-轴 套、30121-丝杠、30122-第七电机、30123-滑块螺母、30124-第四同步带、302-夹紧机 构、30211-辅助行走轮组件、302111-辅助行走轮、302112-刹车夹条、302113-复位弹簧、 302114-蜗杆、302115-蜗轮、302116-第十电机、30212-夹片、30213-支撑架、30214-拉杆、 30215-闭锁扣、30216-第八电机、30217-驱动盘、30218-滑杆、30219-第九电机、30221-丝 杠、30222-定位滑套、30223-第—^一电机、30224-滑块螺母、30225-第五同步带、30231-第 十二电机、30232-回转架、30233-回转套环、3031第一壳体、3032第二壳体、4-重心调节装 置、40111-第二传动带组件中的传动带、40112-第二传动带组件中的主动转轴、40113-第 二传动带组件中的从动转轴、40114-第十三电机电机、40115-第六同步带、40121-第二滑 座、40122-承载臂、402-翼、4021-放置电源和控制器件的腔体、4022-摆动轨道、4031-第 十四电机、4032-支架、5-支承体、501-驱动层、502-第一滑台层、503-第二滑台层、504-套 筒、6-输电线、601-绝缘子、602-挑杆、603-悬垂线夹、604-耐张线夹、605-防震锤、7-定滑 轮、8-绝缘绳、9-地面电机、10-卷线筒。
具体实施方式

以下结合附图，通过实施例对本实用新型所述用于高压输电线巡检的机器人的结 构和工作时的运动方式作进一步说明。本实施例中，用于高压输电线巡检的机器人的结构如图1所示，由前手臂1、后手 臂2、两套末端执行装置3、重心调节装置4和用于安装前手臂、后手臂、重心调节装置的支 承体5构成，两套末端执行装置分别与前手臂1、后手臂2连接。前手臂1的结构如图2、图3、图4、图5所示，由第一臂架、第一曲臂103、第一升降 机构和第一铅垂回转机构组成；第一臂架包括顶板1011、底板1012和三根立柱1022，各立 柱的两端分别与顶板1011和底板1012固连，第一臂架的三根立柱套装在支承体前端所设 置的套筒504内(根据需要套筒可是闭合的、也可是开口的)，其中两根立柱兼作导向滑杆， 一根立柱用于设置齿条和安装第一转轴；第一升降机构包括第一电机10232和第一齿轮齿 条传动副，第一齿轮齿条传动副中的齿条1021设置在第一臂架的一根立柱上，第一齿轮齿 条传动副中的齿轮10231套装在第一电机10232的壳体上，且与第一电机的动力输出轴连 接，第一电机10232安装在支承体的驱动层501上；第一铅垂回转机构包括第一转轴1041 和第二电机1042，第一转轴1041穿过所述顶板1011上的孔插装在设置有齿条的立柱的内 孔中，第二电机1042安装在第一臂架的底板1012上，第二电机1042的动力输出轴通过第 一同步带1043(或齿轮传动副)向第一转轴1041传递动力；第一曲臂103为U形槽，其槽 底与第一转轴1041的顶部固连，其槽壁与末端执行装置3的构件连接。后手臂2的结构如图6、图7、图8所示，由第二臂架、第二曲臂204、滑动机构、第二 升降机构和第二铅垂回转机构组成；滑动机构由第一传动带组件和第一滑台组成；第一传 动带组件安装在支承体的驱动层501腔体内，其构件包括传动带20311、主动转轴20312、从 动转轴20313、第四电机20314和第三同步带20315，第四电机20314的动力输出轴通过第 三同步带20315向主动转轴20312传递动力，传动带20311套装在主动转轴20312和从动 转轴20313上；第一滑台包括第一滑座20321和滑套20322 (见图8、图9)，第一滑座20321 安装在支承体的第一滑台层502并与第一传动带组件中的传动带20311相连，滑套20322 固定在第一滑座20321上(见图8)；第二臂架包括顶板2011和两根立柱2012，各立柱的上 端与顶板固连，第二臂架的两根立柱套装在滑动机构的滑套20322内，具有导向功能并用 于设置齿条；第二升降机构包括第三电机2023和第二齿轮齿条传动副，第二齿轮齿条传动 副中的齿条2021为两条，两齿条分别设置在第二臂架的两根立柱2012上，第二齿轮齿条传 动副中的齿轮2022为两个，所述两齿轮2022和第三电机均安装在支承体的第一滑台层502 内的第一滑座20321腔体内，第三电机2023的动力输出轴通过两条第二同步带20M分别 向第二齿轮齿条传动副中的两个齿轮2022传递动力；第二曲臂204为U形槽；第二铅垂回 转机构包括第二转轴2051、第五电机2052和齿轮传动副2053，第五电机2052安装在第二 曲臂204上，第二转轴2051套装在第二曲臂槽底所设置的孔中，其下端与第二臂架的顶板 2011固连，齿轮传动副2053中的主动齿轮安装在第五电机2052的动力输出轴上，齿轮传动 副2053中的从动齿轮安装在第二转轴2051上。两套末端执行装置的结构相同，均由第一壳体3031、第二壳体3032、行走机构和 夹紧机构组成，如图12所示；所述行走机构包括主动轮组件和主动轮伸缩组件；主动轮组 件包括滚轮30111、第六电机30112和轴套30113，轴套30113与行走伸缩组件的滑块螺母30123连接，第六电机安装在轴套内，滚轮套装在轴套30113上并与第六电机的动力输 出轴连接；主动轮伸缩组件包括第七电机30122、丝杠30121和滑块螺母30123，第七电机 安装在第一壳体3031上，丝杠的两端安装在固定于第一壳体的支承座上，滑块螺母套装在 丝杠上，第七电机的动力输出轴通过第四同步带30124(或齿轮传动副)向丝杠传递动力； 所述夹紧机构包括夹紧组件、夹紧伸缩组件和水平回转组件；夹紧组件包括辅助行走轮组 件30211、夹片30212、支撑架30213、拉杆30214、闭锁扣30215、第八电机30216、驱动盘 30217、滑杆30218和第九电机30219，支撑架30213与夹紧伸缩组件的滑块螺母302 连 接，第八电机30216和第九电机30219安装在支撑架30213上，滑杆的两端分别与支撑架 30213的上部和下部固连，夹片30212安装在滑杆30218上，驱动盘30217与第八电机30216 的动力输出轴连接，拉杆30214为弯形拉杆，其两端分别与驱动盘30217和夹片30212铰 接，闭锁扣30215与第九电机30219的动力输出轴连接；辅助行走轮组件30211如图13、图 14所示，包括辅助行走轮组件30211包括辅助行走轮302111、两条刹车夹条302112、复位 弹簧302113、蜗杆302114、蜗轮302115和第十电机302116 ；辅助行走轮30211通过复位弹 簧302113安装在夹片30212上，第十电机302116安装在夹片30212的腔体中，刹车夹条 302112安装在辅助行走轮的转轴上，蜗杆302115与第十电机302116的动力输出轴连接，蜗 轮的蜗轮轴上设置有一段左旋螺纹和一段右旋螺纹，所述蜗轮轴通过夹片的壳体支撑，其 上的左旋螺纹段、右旋螺纹段分别穿过两夹条上的螺孔，与所述夹条上的螺孔形成螺旋传 动副。夹紧伸缩组件如图12所示，包括丝杠30221、定位滑套30222、第i^一电机30223和 滑块螺母30224，定位滑套30222和第i^一电机30223安装在水平回转组件的回转架30232 上，丝杠30221的两端安装在固定于回转架30232的支承座上，滑块螺母302M套装在丝杠 上，第十一电机30223的动力输出轴通过第五同步带30225(或齿轮传动副)向丝杠传递动 力；水平回转组件如图12所示，包括第十二电机30231、回转架30232和回转套环30233，第 十二电机30231安装在第二壳体3032上，回转架30232与第十二电机的动力输出轴连接， 回转套环30233为滚珠轴承式结构，其静圈与第二壳体连接，其动圈与回转架连接。重心调节装置的结构如图2、图6、图10、图11所示，由两个翼402、驱动翼滑动的 机构和驱动翼摆动的机构组成；两个翼的形状相同，对称安装，且均设置有放置电源和控 制器件的腔体4021及摆动轨道4022，如图10所示；驱动翼滑动的机构由第二传动带组件 和第二滑台组成；第二传动带组件安装在支承体的驱动层501腔体内，其构件包括传动带 40111、主动转轴40112、从动转轴40113、第十三电机电机40114和第六同步带40115，第 十三电机电机40114的动力输出轴通过第六同步带40115向主动转轴40112传递动力，传 动带40111套装在主动转轴40112和从动转轴40113上；第二滑台包括第二滑座40121和 两条承载臂40122，第二滑座40121安装在支承体的第二滑台层503并与第二传动带组件 中的传动带40111相连，两条承载臂40122对称固定在第二滑座40121的两侧面；驱动翼摆 动的机构包括两台第十四电机4031和两套支架4032，两台第十四电机4031分别安装在所 述两承载臂40122上，两套支架4032分别与一台第十四电机的动力输出轴和一个翼402连 接。支承体5的结构如图15、图16所示，包括驱动层501、第一滑台层502、第二滑台层 503和套筒504，驱动层501、第一滑台层502、第二滑台层503相互平行且通过侧板连接形 成一种多层架体，套筒504位于多层架体的前端。[0044]本实用新型所述用于高压输电线巡检的机器人工作时可实现以下运动1、机器人在无障碍物直线段输电线路上滚动行驶调控前、后手臂中的升降机构和重心调节装置，使机器人的重心升高至距离输电 线6最近且处在前、后手臂之间的位置，让前、后手臂末端执行装置同步行走，即可实现机 器人在无障碍物直线段输电线路上的滚动行驶。2、机器人爬行行走与越障爬行向下倾斜的有障碍或无障碍的输电线6时，机器人的前手臂在后手臂之前， 与前、后手臂连接的末端执行装置都抓住向下倾斜的输电线6，机器人既通过驱动翼滑动的 机构使两翼在支承体5上靠近后手臂，又通过驱动翼摆动的机构摆动两翼使重心在后手臂 上；机器人的重心转移至后手臂后，与前手臂连接的末端执行装置的行走机构和夹紧机构 松开输电线6分别缩回第一、二壳体内，此时，机器人的前手臂既可以升降，又可以绕后手 臂旋转，还可以通过后手臂的滑动机构在支承体上改变前手臂与后手臂之间的距离，与机 器人前手臂连接的末端执行装置可相对于前手臂转动；机器人通过这些动作的分别运动或 联合运动定位到输电线6的下一位置后，与前手臂相连的末端执行装置的行走机构从第一 壳体内伸出，同时夹紧机构根据输电线6的斜度从第二壳体内旋转适当角度伸出，配合行 走机构夹住输电线6 ；在机器人的前手臂及与前手臂连接的末端执行装置实施上述动作的 过程中，实时调节机器人的重心，使机器人的重心保持在其后手臂。在与前手臂连接的末端执行装置抓住输电线6后，前、后手臂中的升降机构根据 输电线走向或/和其上的障碍物调节机器人的两翼至输电线6的距离，同时驱动翼滑动的 机构使两翼靠近前手臂，驱动翼摆动的机构使两翼摆动实现重心在前手臂上；机器人的重 心转移至前手臂后，与后手臂连接的末端执行装置的行走机构和夹紧机构松开输电线6分 别缩回第一、二壳体内，此时，机器人的后手臂既可以升降，又可以绕前手臂旋转，还可以通 过其滑动机构在支承体上改变后手臂与前手臂之间的距离，与机器人后手臂连接的末端执 行装置相对于后手臂转动；通过这些动作的分别运动或联合运动定位到输电线6的下一位 置后，与后手臂相连的末端执行装置的行走机构从第一壳体内伸出，同时其夹紧机构根据 输电线6的斜度从第二壳体内旋转适当角度伸出，配合行走机构夹住输电线6 ；在机器人的 后手臂及与后手臂连接的末端执行装置实施上述动作的过程中，实时调节机器人的重心， 使机器人的重心保持在其前手臂。重复以上动作可以实现机器人在向下倾斜的输电线6上 爬行。当爬行至输电线6的最低点后，开始爬行向上倾斜的输电线6，此时机器人后手臂 在前手臂之前，与前、后手臂连接的末端执行装置抓住向上倾斜的输电线6，机器人爬行动 作过程与上述爬行向下倾斜的输电线6的动作相同。由于机器人可实施以上动作，因此可 在有障碍或无障碍的任意弯曲输电线6上爬行。3、机器人跨越防震锤调控两末端执行装置，使两末端执行装置的夹紧机构松开输电线6并缩回第二壳 体内，则两末端执行装置中的滚轮30111可直接从防震锤605上方的输电线6上滚过(因 为夹紧机构缩回第二壳体后，在末端执行装置中的行走机构和曲臂之间形成有铅垂闭合空 间，可使防震锤605从该空间通过)。4、机器人跨越悬垂线夹[0054]当遇到悬垂线夹603时，机器人的重心转移至后手臂，与前手臂相连的末端执行 装置的行走机构和夹紧机构松开输电线6并缩回第一、二壳体内，则悬垂线夹603可直接从 所述末端执行装置的第一、二壳体之间的空间通过；机器人的前手臂跨越悬垂线夹603后， 与其连接的末端执行装置抓住输电线6，当前手臂的末端执行装置抓稳输电线6后，重心转 移至前手臂，与后手臂相连的两末端执行装置的行走机构和夹紧机构松开输电线6并缩回 第一、二壳体内，则悬垂线夹603可直接从所述末端执行装置的第一、二壳体之间的空间通 过，实现后手臂跨越悬垂线夹603。5、机器人上输电线与下输电线机器人上输电线与下输电线如图17、图18、图19所示，操作员在监护人的监护下， 将绝缘绳8通过定滑轮7固定在靠近输电线6并比输电线高的位置，绝缘绳绕在地面电机 9驱动的卷线筒10上，机器人的前手臂抓住绝缘绳，此时，整个机器人的重心为沿绝缘绳的 铅垂方向，后手臂靠近前手臂；地面驱动电机9带动卷线筒10转动，使绝缘绳通过定滑轮带 动机器人上升，当机器人靠近输电线路时，地面驱动电机9停止转动，机器人的后手臂旋转 伸出并上升或下降寻输电线6，然后通过与其连接的末端执行装置抓输电线6，当末端执行 装置抓输电线6稳定后，机器人的重心移至后手臂，此时与前手臂连接的末端执行装置脱 离绝缘绳8，前手臂旋转靠近后手臂并上升或下降寻输电线6，与前手臂连接的末端执行装 置抓输电线6，机器人上到输电线6后自动调整至滚动行走起始状态。同理，可实现机器人下输电线。
权利要求1.一种用于高压输电线巡检的机器人，包括前手臂(1)，后手臂O)，末端执行装置 (3)，重心调节装置(4)和用于安装前手臂、后手臂、重心调节装置的支承体(5)，末端执行 装置(3)为两套，两套末端执行装置分别与前手臂(1)、后手臂(2)连接，其特征在于所述重 心调节装置由两个翼002)、驱动翼滑动的机构和驱动翼摆动的机构组成；驱动翼滑动的机构由第二传动带组件和第二滑台组成，第二传动带组件安装在支承体 的驱动层(501)腔体内，第二滑台包括第二滑座(40121)和两条承载臂00122)，第二滑座 (40121)安装在支承体的第二滑台层(50 并与第二传动带组件中的传动带(40111)相连， 两条承载臂(40122)对称固定在第二滑座00121)的两侧面；驱动翼摆动的机构包括两台第十四电机G031)和两套支架(4032)，两台第十四电机 (4031)分别安装在所述两承载臂(4012 上，两套支架003 分别与一台第十四电机的动 力输出轴和一个翼(402)连接。
2.根据权利要求1所述的用于高压输电线巡检的机器人，其特征在于两个翼(402)上 均设置有放置电源和控制器件的腔体G021)及摆动轨道0022)。
3.根据权利要求1或2所述的用于高压输电线巡检的机器人，其特征在于所述前手臂(1)由第一臂架、第一曲臂(103)、第一升降机构和第一铅垂回转机构组成；第一臂架包括顶板(1011)、底板(101 和三根立柱(1022)，各立柱的两端分别与顶板 (1011)和底板(1012)固连，第一臂架套装在支承体前端所设置的套筒(504)内；第一升降机构包括第一电机(1023 和第一齿轮齿条传动副，第一齿轮齿条传动副中 的齿条(1021)设置在第一臂架的一根立柱上，第一齿轮齿条传动副中的齿轮(10231)套装 在第一电机(1023 的壳体上，并与第一电机的动力输出轴连接，第一电机(1023 安装在 支承体的驱动层(501)上；第一铅垂回转机构包括第一转轴(1041)和第二电机(1042)，第 一转轴(1041)穿过所述顶板(1011)上的孔插装在设置有齿条的立柱的内孔中，第二电机 (1042)安装在第一臂架的底板(1012)上，第二电机(1042)的动力输出轴通过传动件向第 一转轴(1041)传递动力；第一曲臂(10 为U形槽或V形槽，其槽底与第一转轴(1041)的顶部固连，其槽壁与 末端执行装置( 连接。
4.根据权利要求1或2所述的用于高压输电线巡检的机器人，其特征在于所述后手臂(2)由第二臂架、第二曲臂004)、滑动机构、第二升降机构和第二铅垂回转机构组成；滑动机构由第一传动带组件和第一滑台组成，第一传动带组件安装在支承体的驱动层 (501)腔体内，第一滑台包括第一滑座O0321)和滑套Q0322)，第一滑座Q0321)安装在 支承体的第一滑台层(502)并与第一传动带组件中的传动带O0311)相连，滑套(20322) 固定在第二滑座G0121)上；第二臂架包括顶板O011)和两根立柱(2012)，各立柱的上端与顶板固连，第二臂架套 装在滑动机构的滑套O0322)内；第二升降机构包括第三电机002；3)和第二齿轮齿条传动副，第二齿轮齿条传动副中 的齿条Q021)为两条，两齿条分别设置在第二臂架的两根立柱001 上，第二齿轮齿条传 动副中的齿轮002 为两个，所述两齿轮002 和第三电机均安装在支承体的第一滑台 层(502)内的第一滑座(20321)腔体内，第三电机002；3)的动力输出轴通过传动件向第二 齿轮齿条传动副中的两个齿轮002 传递动力；第二曲臂(204)为U形槽或V形槽；第二铅垂回转机构包括第二转轴(2051)、第五电机005 和齿轮传动副(2053)，第五 电机Q052)安装在第二曲臂(204)上，第二转轴Q051)套装在第二曲臂槽底所设置的孔 中，其下端与第二臂架的顶板O011)连接，齿轮传动副O053)中的主动齿轮安装在第五电 机005 的动力输出轴上，齿轮传动副005；3)中的从动齿轮安装在第二转轴O051)上。
5.根据权利要求3所述的用于高压输电线巡检的机器人，其特征在于所述后手臂(2) 由第二臂架、第二曲臂004)、滑动机构、第二升降机构和第二铅垂回转机构组成；滑动机构由第一传动带组件和第一滑台组成，第一传动带组件安装在支承体的驱动层 (501)腔体内，第一滑台包括第一滑座(20321)和滑套Q0322)，第一滑座Q0321)安装在 支承体的第一滑台层(50 并与第一传动带组件中的传动带O0311)相连，滑套(20322) 固定在第二滑座G0121)上；第二臂架包括顶板O011)和两根立柱(2012)，各立柱的上端与顶板固连，第二臂架套 装在滑动机构的滑套O0322)内；第二升降机构包括第三电机002；3)和第二齿轮齿条传动副，第二齿轮齿条传动副中 的齿条Q021)为两条，两齿条分别设置在第二臂架的两根立柱001 上，第二齿轮齿条传 动副中的齿轮002 为两个，所述两齿轮002 和第三电机均安装在支承体的第一滑台 层(502)内的第一滑座(20321)腔体内，第三电机002；3)的动力输出轴通过传动件向第二 齿轮齿条传动副中的两个齿轮002 传递动力；第二曲臂(204)为U形槽或V形槽；第二铅垂回转机构包括第二转轴(2051)、第五电机005 和齿轮传动副(2053)，第五 电机005 安装在第二曲臂(204)上，第二转轴Q051)套装在第二曲臂槽底所设置的孔 中，其下端与第二臂架的顶板O011)连接，齿轮传动副O053)中的主动齿轮安装在第五电 机005 的动力输出轴上，齿轮传动副005；3)中的从动齿轮安装在第二转轴O051)上。
6.根据权利要求1或2所述的用于高压输电线巡检的机器人，其特征在于所述末端执 行装置由第一壳体(3031)、第二壳体(3032)、行走机构和夹紧机构组成；行走机构包括主动轮组件和主动轮伸缩组件；主动轮组件包括滚轮(30111)、第六电 机(30112)和轴套(30113)，轴套(30113)与主动轮伸缩组件的滑块螺母(30123)连接， 第六电机安装在轴套内，滚轮套装在轴套(3011 上并与第六电机的动力输出轴连接；主 动轮伸缩组件包括第七电机(30122)、丝杠(30121)和滑块螺母(30123)，第七电机安装在 第一壳体(3031)上，丝杠的两端安装在固定于第一壳体的支承座上，滑块螺母套装在丝杠 上，第七电机的动力输出轴通过传动件向丝杠传递动力；夹紧机构包括夹紧组件、夹紧伸缩组件和水平回转组件；夹紧组件包括辅助行走轮 组件(30211)、夹片(30212)、支撑架(30213)、拉杆(30214)、闭锁扣(30215)、第八电机 (30216)、驱动盘(30217)、滑杆(30218)和第九电机(30219)，支撑架(30213)与夹紧伸 缩组件的滑块螺母(30224)连接，第八电机(30216)和第九电机(30219)安装在支撑架 (30213)上，滑杆的两端分别与支撑架(30213)的上部和下部固连，夹片(3021 安装在 滑杆(30218)上，辅助行走轮组件(30211)安装在夹片(30212)上，驱动盘(30217)与 第八电机(30216)的动力输出轴连接，拉杆(30214)两端分别与驱动盘(30217)和夹片 (30212)铰接，闭锁扣(3021 与第九电机(30219)的动力输出轴连接；夹紧伸缩组件包括丝杠(30221)、定位滑套(30222)、第i^一电机(3022 和滑块螺母(302M)，定位滑套 (30222)和第i^一电机(3022 安装在水平回转组件的回转架(3023 上，丝杠(30221)的 两端安装在固定于水平回转组件中回转架的支承座上，滑块螺母(30224)套装在丝杠上， 第十一电机(30223)的动力输出轴通过传动件向丝杠传递动力；水平回转组件包括第十二 电机(30231)、回转架(3023 和回转套环(30233)，第十二电机(30231)安装在第二壳体 (3032)上，回转架(3023 与第十二电机的动力输出轴连接，回转套环(3023 为滚珠轴承 式结构，其静圈与第二壳体连接，其动圈与回转架连接。
7.根据权利要求3所述的用于高压输电线巡检的机器人，其特征在于所述末端执行装 置由第一壳体(3031)、第二壳体(3032)、行走机构和夹紧机构组成；行走机构包括主动轮组件和主动轮伸缩组件；主动轮组件包括滚轮(30111)、第六电 机(3011 和轴套(30113)，轴套(3011 与主动轮伸缩组件的滑块螺母(3012 连接， 第六电机安装在轴套内，滚轮套装在轴套(3011 上并与第六电机的动力输出轴连接；主 动轮伸缩组件包括第七电机(30122)、丝杠(30121)和滑块螺母(30123)，第七电机安装在 第一壳体(3031)上，丝杠的两端安装在固定于第一壳体的支承座上，滑块螺母套装在丝杠 上，第七电机的动力输出轴通过传动件向丝杠传递动力；夹紧机构包括夹紧组件、夹紧伸缩组件和水平回转组件；夹紧组件包括辅助行走轮 组件(30211)、夹片(30212)、支撑架(30213)、拉杆(30214)、闭锁扣(30215)、第八电机 (30216)、驱动盘(30217)、滑杆(30218)和第九电机(30219)，支撑架(30213)与夹紧伸 缩组件的滑块螺母(30224)连接，第八电机(30216)和第九电机(30219)安装在支撑架 (30213)上，滑杆的两端分别与支撑架(30213)的上部和下部固连，夹片(3021 安装在 滑杆(30218)上，辅助行走轮组件(30211)安装在夹片(30212)上，驱动盘(30217)与 第八电机(30216)的动力输出轴连接，拉杆(30214)两端分别与驱动盘(30217)和夹片 (30212)铰接，闭锁扣(3021 与第九电机(30219)的动力输出轴连接；夹紧伸缩组件包 括丝杠(30221)、定位滑套(30222)、第i^一电机(3022 和滑块螺母(302M)，定位滑套 (30222)和第i^一电机(3022 安装在水平回转组件的回转架(3023 上，丝杠(30221)的 两端安装在固定于水平回转组件中回转架的支承座上，滑块螺母(30224)套装在丝杠上， 第十一电机(30223)的动力输出轴通过传动件向丝杠传递动力；水平回转组件包括第十二 电机(30231)、回转架(3023 和回转套环(30233)，第十二电机(30231)安装在第二壳体 (3032)上，回转架(3023 与第十二电机的动力输出轴连接，回转套环(3023 为滚珠轴承 式结构，其静圈与第二壳体连接，其动圈与回转架连接。
8.根据权利要求4所述的用于高压输电线巡检的机器人，其特征在于所述末端执行装 置由第一壳体(3031)、第二壳体(3032)、行走机构和夹紧机构组成；行走机构包括主动轮组件和主动轮伸缩组件；主动轮组件包括滚轮(30111)、第六电 机(3011 和轴套(30113)，轴套(3011 与主动轮伸缩组件的滑块螺母(3012 连接， 第六电机安装在轴套内，滚轮套装在轴套(3011 上并与第六电机的动力输出轴连接；主 动轮伸缩组件包括第七电机(30122)、丝杠(30121)和滑块螺母(30123)，第七电机安装在 第一壳体(3031)上，丝杠的两端安装在固定于第一壳体的支承座上，滑块螺母套装在丝杠 上，第七电机的动力输出轴通过传动件向丝杠传递动力；夹紧机构包括夹紧组件、夹紧伸缩组件和水平回转组件；夹紧组件包括辅助行走轮组件(30211)、夹片(30212)、支撑架(30213)、拉杆(30214)、闭锁扣(30215)、第八电机 (30216)、驱动盘(30217)、滑杆(30218)和第九电机(30219)，支撑架(30213)与夹紧伸 缩组件的滑块螺母(30224)连接，第八电机(30216)和第九电机(30219)安装在支撑架 (30213)上，滑杆的两端分别与支撑架(30213)的上部和下部固连，夹片(3021 安装在 滑杆(30218)上，辅助行走轮组件(30211)安装在夹片(3021 上，驱动盘(30217)与 第八电机(30216)的动力输出轴连接，拉杆(30214)两端分别与驱动盘(30217)和夹片(30212)铰接，闭锁扣(3021 与第九电机(30219)的动力输出轴连接；夹紧伸缩组件包 括丝杠(30221)、定位滑套(30222)、第i^一电机(3022 和滑块螺母(302M)，定位滑套 (30222)和第i^一电机(3022 安装在水平回转组件的回转架(3023 上，丝杠(30221)的 两端安装在固定于水平回转组件中回转架的支承座上，滑块螺母(30224)套装在丝杠上， 第十一电机(30223)的动力输出轴通过传动件向丝杠传递动力；水平回转组件包括第十二 电机(30231)、回转架(3023 和回转套环(30233)，第十二电机(30231)安装在第二壳体 (3032)上，回转架(3023 与第十二电机的动力输出轴连接，回转套环(3023 为滚珠轴承 式结构，其静圈与第二壳体连接，其动圈与回转架连接。
9.根据权利要求5所述的用于高压输电线巡检的机器人，其特征在于所述末端执行装 置由第一壳体(3031)、第二壳体(3032)、行走机构和夹紧机构组成；行走机构包括主动轮组件和主动轮伸缩组件；主动轮组件包括滚轮(30111)、第六电 机(30112)和轴套(30113)，轴套(30113)与主动轮伸缩组件的滑块螺母(30123)连接， 第六电机安装在轴套内，滚轮套装在轴套(3011 上并与第六电机的动力输出轴连接；主 动轮伸缩组件包括第七电机(30122)、丝杠(30121)和滑块螺母(30123)，第七电机安装在 第一壳体(3031)上，丝杠的两端安装在固定于第一壳体的支承座上，滑块螺母套装在丝杠 上，第七电机的动力输出轴通过传动件向丝杠传递动力；夹紧机构包括夹紧组件、夹紧伸缩组件和水平回转组件；夹紧组件包括辅助行走轮 组件(30211)、夹片(30212)、支撑架(30213)、拉杆(30214)、闭锁扣(30215)、第八电机 (30216)、驱动盘(30217)、滑杆(30218)和第九电机(30219)，支撑架(30213)与夹紧伸 缩组件的滑块螺母(30224)连接，第八电机(30216)和第九电机(30219)安装在支撑架(30213)上，滑杆的两端分别与支撑架(30213)的上部和下部固连，夹片(3021 安装在 滑杆(30218)上，辅助行走轮组件(30211)安装在夹片(30212)上，驱动盘(30217)与 第八电机(30216)的动力输出轴连接，拉杆(30214)两端分别与驱动盘(30217)和夹片 (30212)铰接，闭锁扣(3021 与第九电机(30219)的动力输出轴连接；夹紧伸缩组件包 括丝杠(30221)、定位滑套(30222)、第i^一电机(3022 和滑块螺母(302M)，定位滑套 (30222)和第i^一电机(3022 安装在水平回转组件的回转架(3023 上，丝杠(30221)的 两端安装在固定于水平回转组件中回转架的支承座上，滑块螺母(30224)套装在丝杠上， 第十一电机(30223)的动力输出轴通过传动件向丝杠传递动力；水平回转组件包括第十二 电机(30231)、回转架(3023 和回转套环(30233)，第十二电机(30231)安装在第二壳体 (3032)上，回转架(3023 与第十二电机的动力输出轴连接，回转套环(3023 为滚珠轴承 式结构，其静圈与第二壳体连接，其动圈与回转架连接。
10.根据权利要求6所述的用于高压输电线巡检的机器人，其特征在于所述辅助行走 轮组件(30211)包括辅助行走轮(302111)、两条刹车夹条(302112)、复位弹簧(302113)、蜗杆(302114)、蜗轮(302115)和第十电机(302116)；辅助行走轮(30211)通过复位弹簧 (302113)安装在夹片(30212)上，第十电机(302116)安装在夹片(30212)的腔体中，刹车 夹条(30211 安装在辅助行走轮的转轴上，蜗杆(30211 与第十电机(302116)的动力输 出轴连接，蜗轮的蜗轮轴上设置有一段左旋螺纹和一段右旋螺纹，所述蜗轮轴通过夹片的 壳体支撑，其上的左旋螺纹段、右旋螺纹段分别穿过两夹条上的螺孔，与所述夹条上的螺孔 形成螺旋传动副。
专利摘要一种用于高压输电线巡检的机器人，包括前手臂，后手臂，末端执行装置，重心调节装置和用于安装前手臂、后手臂、重心调节装置的支承体，末端执行装置为两套，两套末端执行装置分别与前手臂、后手臂连接，所述重心调节装置由两个翼、驱动翼滑动的机构和驱动翼摆动的机构组成。所述机器人可以进一步提高其在输电线上行驶的平稳性，增强越障能力，与同类机器人相比，上、下输电线路的操作过程大大简化。
文档编号B25J19/00GK201927944SQ20112001079
公开日2011年8月10日 申请日期2011年1月14日 优先权日2011年1月14日
发明者杨登翔, 杨舒会 申请人:杨登翔