专利名称：用于测试输电线路舞动性能的移动输入式机器人的制作方法
技术领域：
本实用新型属于架空输电线路性能测试机器人领域，尤其涉及一种用于测试输电线路舞动性能的移动输入式机器人。
背景技术：
当水平方向的风吹到因覆冰而变为非圆断面的输电导线时，将产生一定的空气动力，在一定的件下，会诱发导线产生低频(约为0. 1-3HZ)、大振幅(约为导线直径的5 300 倍)的自激振动。舞动产生的危害是多方面的，轻者发生闪络、跳间，重者造成金具及绝缘子损坏，导线断骨、断线，杆塔螺栓松动、脱落，甚至倒塔，从而导致重大电网事故。因此，针对舞动研制相关设备是十分必要的。舞动发生的时，导线能经受住舞动的次数是衡量导线性能的重要指标，对输电线路防舞工作有非常重要的参考价值。根据大量的现场观测，导线舞动的轨迹在垂直于导线轴线的截面内呈椭圆形。椭圆的长轴与铅垂方向的夹角在0° 90°间变化，而长轴与短轴的长度之比一股在2 1 5 1的范围内。经对现有技术文献的检索发现，可以利用机械装置实现测试架空线舞动性能的目的。例如，利用一只马达输出轴输出动力，通过曲柄连杆机构、动力传动机构等可以合成椭圆运动的轨迹(测试架空线舞动性能的试验机，专利号ZL200420110381. 0)。该方案通过分别调整两个滑块在两个滑槽中的位置实现椭圆轨迹长短轴比例的变化、通过调节两个滑槽中心线的相对角度可以实现斜的椭圆轨迹。该方案中的测试机运行时，椭圆轨迹不能在线调整。如需调整该椭圆轨迹，必须停机后才能进行调节。由于该方案仅采用了一个马达，椭圆轨迹长短轴比例以及椭圆轨迹倾斜程度的调节均需手动或者通过其他动力装置实现，增加了该方案使用的复杂性。
实用新型内容为了克服现有技术中的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种用于测试输电线路舞动性能的移动输入式机器人，该实用新型的机器人不但可以提高机器人的刚度，还可以承受测试输电线路舞动时的大载荷。为此，本实用新型提出了一种用于测试输电线路舞动性能的移动输入式机器人， 该机器人包括第一机架、第二机架和末端执行器，其改进之处在于所述末端执行器通过第一分支与第一机架相连接，所述末端执行器通过第二分支与第二机架相连接。其中，所述第一分支包括第一连架杆、第一移动副、两个第一连杆和四个第一转动副，所述第一连架杆与第一机架通过第一移动副相连接、且所述第一连架杆和末端执行器与两个第一连杆之间通过四个第一转动副相连接构成第一套平行四杆机构。其中，所述第二分支包括第二连架杆、第二移动副、两个第二连杆和四个第二转动副，所述第二连架杆与第二机架通过第二移动副相连接、且所述第二连架杆和末端执行器与两个第二连杆之间通过四个第二转动副相连接构成第二套平行四杆机构。其中，所述四个第一转动副与四个第二转动副的轴线相互平行。[0009]其中，所述四个第一转动副中两两相邻的第一转动副轴线间的距离相等。其中，所述四个第二转动副中两两相邻的第二转动副轴线间的距离相等。与现有技术相比，本实用新型的有益效果为1、本实用新型所述机器人不但可以提高机器人的刚度，还有利于其承受测试输电线路舞动时的大载荷，尤其采用平行四杆机构，效果更为显著。2、本实用新型所述机器人通过两个移动副驱动机器人进行移动输入，且两个移动副均置于机架上，使其安装布置更加方便。3、本实用新型所述机器人的末端执行器不具有转动运动，仅具有平面内的移动， 可以降低编制机器人控制程序的复杂程度。
图1是本实用新型所述机器人的结构示意图；图2是末端执行器的结构示意图；图3是第一连杆和第二连杆的结构示意图；图4是第一连架杆和第二连架杆的结构示意图；其中，1-第一机架，2-第一连架杆，3,4-第一连杆，5-末端执行器，6_第二机架， 7-第二连架杆，8、9_第二连杆，10-第一移动副，11、12、13、14-第一转动副，15-第二移动副，16、17、18、19-第二转动副。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的机器人做进一步的详细说明。如图1所示，该机器人包括第一机架1、第二机架6和末端执行器5，末端执行器5 通过第一分支与第一机架1相并联，末端执行器5通过第二分支与第二机架6相并联。第一分支包括第一连架杆2、第一移动副10、两个第一连杆3、4和四个第一转动副 11、12、13、14，第一连架杆2与第一机架1通过第一移动副10相连接，两个第一连杆3、4的一端通过两个第一转动副11、12与第一连架杆2相连接、其另一端通过另外两个第一转动副13、14与末端执行器5相连接构成第一套平行四杆机构；第二分支包括第二连架杆7、第二移动副15、两个第二连杆8、9和四个第二转动副16、17、18、19，第二连架杆7与第二机架 6通过第二移动副15相连接，两个第二连杆8、9的一端通过两个第二转动副16、17与第二连架杆7相连接、其另一端通过另外两个第二转动副18、19与末端执行器5相连接构成第二套平行四杆机构。其中，两个第一转动副11、12轴线间的距离与另外两个第一转动副13、 14轴线间的距离相等、两个第一转动副12、14轴线间的距离与另外两个第一转动副11、13 轴线间的距离相等；两个第二转动副16、17轴线间的距离与另外两个第二转动副18、19轴线间的距离相等、两个第二转动副17、18轴线间的距离与另外两个第二转动副16、19轴线间的距离相等；四个第一转动副11、12、13、14以及四个第二转动副16、17、18、19的轴线相互平行。上面所述的第一移动副10和第二移动副15可以由活塞和液压缸构成，四个第一转动副11、12、13、14以及四个第二转动副16、17、18、19可由轴和轴承构成。本例中的末端执行器5的结构如图2所示，两个第一连杆3、4和两个第二连杆8、9的结构如图3所示，在实际应用中可根据需要对末端执行器和连杆做相适应的变形。
4[0023]如图4所示，第一连架杆2和第二连架杆7采用工型结构，即第一连架杆和第二连架杆的上下两边是相互平行的；也可以根据实际需求将第一连架杆2和第二连架杆7的上下边设置成不平行结构。在实际使用时，可以通过控制第一连架杆2与第二连接杆7分别相对于第一机架 1与第二机架6的相对位置实现末端执行器5在其移动平面内具有椭圆轨迹且椭圆的长轴与铅垂方向的夹角在0° 90°间变化。具体地讲，当第一连架杆2与第二连接杆7之间相对运动为零时，末端执行器具有与第一连架杆2相同的轨迹，即静止或者沿第一机架1方向的运动。当第一连架杆2与第二连架杆7具有相对运动时，末端执行器5将具有垂直于第一机架1的运动。例如，当第一连架杆2与第二连架杆7的相对距离增大时，末端执行器 5具有靠近第一机架1的运动；当第一连架杆2与第二连架杆7的相对距离减小时，末端执行器5具有远离第一机架1的运动。可见，末端执行器5既可以沿着第一机架1移动，也可以垂直于第一机架1移动。经过合理的协调，可以使末端执行器5具有预期的椭圆轨迹。本实用新型的机器人可以实现自动调整椭圆轨迹，仅需修改、调用相关控制程序即可，无需手动调节机器人结构。尤其是采用平行四杆机构和并联机构(末端执行器5与第一机架1通过第一分支进行并联，末端执行器5与第二机架6通过第二分支进行并联) 的结构，大大提高了机器人的刚度，应用前景良好。最后应当说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本实用新型的具体实施方式
进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.一种用于测试输电线路舞动性能的移动输入式机器人，该机器人包括第一机架 (1)、第二机架(6)和末端执行器(5)，其特征在于所述末端执行器( 通过第一分支与第一机架(1)相连接，所述末端执行器( 通过第二分支与第二机架(6)相连接。
2.如权利要求1所述的用于测试输电线路舞动性能的移动输入式机器人，其特征在于所述第一分支包括第一连架杆O)、第一移动副(10)、两个第一连杆(3、4)和四个第一转动副(11、12、13、14)，所述第一连架杆⑵与第一机架⑴通过第一移动副(10)相连接、 且所述第一连架杆( 和末端执行器( 与两个第一连杆(3、4)之间通过四个第一转动副 (11、12、13、14)相连接构成第一套平行四杆机构。
3.如权利要求2所述的用于测试输电线路舞动性能的移动输入式机器人，其特征在于所述第二分支包括第二连架杆(7)、第二移动副(15)、两个第二连杆(8、9)和四个第二转动副(16、17、18、19)，所述第二连架杆(7)与第二机架(6)通过第二移动副(15)相连接、 且所述第二连架杆(7)和末端执行器( 与两个第二连杆(8、9)之间通过四个第二转动副 (16、17、18、19)相连接构成第二套平行四杆机构。
4.如权利要求3所述的用于测试输电线路舞动性能的移动输入式机器人，其特征在于所述四个第一转动副(11、12、13、14)与四个第二转动副(16、17、18、19)的轴线相互平行。
5.如权利要求4所述的用于测试输电线路舞动性能的移动输入式机器人，其特征在于所述四个第一转动副(11、12、13、14)中两两相邻的第一转动副轴线间的距离相等。
6.如权利要求4所述的用于测试输电线路舞动性能的移动输入式机器人，其特征在于所述四个第二转动副(16、17、18、19)中两两相邻的第二转动副轴线间的距离相等。
专利摘要本实用新型属于架空输电线路性能测试机器人领域，尤其涉及一种用于测试输电线路舞动性能的移动输入式机器人。该机器人包括第一机架、第二机架和末端执行器，所述末端执行器通过第一分支与第一机架相连接，所述末端执行器通过第二分支与第二机架相连接。该机器人不但可以提高机器人的刚度，还有利于其承受测试输电线路舞动时的大载荷，尤其采用本实用新型的平行四杆机构，效果更为显著；该机器人通过两个移动副驱动机器人进行移动输入，且两个移动副均置于机架上，使其安装布置更加方便；该机器人的末端执行器不具有转动运动，仅具有平面内的移动，可以降低编制机器人控制程序的复杂程度。
文档编号B25J9/08GK202021606SQ20112003628
公开日2011年11月2日 申请日期2011年2月11日 优先权日2011年2月11日
发明者刘彬, 孙娜, 朱宽军, 杨加伦, 牛海军 申请人:中国电力科学研究院