一种绝缘子检测机器人机构的制作方法

本发明涉及移动机器人机构，具体地说是一种绝缘子检测机器人机构。

背景技术：

在现有技术的绝缘子检测机器人机构中，按照机器人的移动方式可以分为蠕动式、履带式和轮腿式三类，其中蠕动式行走机构利用仿生学的原理沿悬垂绝缘子串爬行，这种机构运动稳定可靠，但是其步态控制复杂。履带式行走机构主要依靠履带沿绝缘子表面进行滚动式爬行，这种机构承载能力强、有很强的表面适应能力，广泛应用于各类越障机器人中，但其结构复杂、体积笨重。轮腿式行走机构是一种利用轮腿与绝缘子瓷裙接触以实现沿悬垂绝缘子串运动的机构，机构原理简单、体积轻便，但已有的轮腿式行走机构一般都存在着运动平稳性过差、易与绝缘子发生干涉、运动可靠性差等缺点。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种绝缘子检测机器人机构。该绝缘子检测机器人机构运动平稳性好、不易与绝缘子发生干涉、适应性强、运动速度快、可靠性高。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种绝缘子检测机器人机构，包括开合机构、检测机构及多组运动部件，其中多组运动部件沿圆周方向均布于开合机构上，所述检测机构设置于开合机构或者任意一组运动部件上；在对绝缘子串进行检测时，通过多组运动部件在绝缘子串上爬行、并通过检测机构对绝缘子串进行检测。

所述开合机构包括第一环形臂、第二环形臂、第一旋转关节、第三环形臂、第四环形臂及导向杆，其中第一环形臂和第二环形臂的一端通过竖直布置的第一旋转关节连接，所述第三环形臂和第四环形臂分别位于第一环形臂和第二环形臂的上方，所述第三环形臂和第四环形臂通过导向杆分别与第一环形臂和第二环形臂连接。

所述第三环形臂通过第一导杆和第二导杆与第一环形臂连接，所述第四环形臂通过第三导杆与第二环形臂连接。

所述多组运动部件的结构相同，均包括上连杆、第二旋转关节、上轮腿、下连杆、第三旋转关节及下轮腿，其中上连杆的上端与第四环形臂或第三环形臂连接，下端通过水平放置的第二旋转关节与上轮腿连接，所述下连杆的下端与第二环形臂或第一环形臂连接，上端通过水平放置的第三旋转关节与下轮腿连接，所述下轮腿与上轮腿相对应。

所述上轮腿和下轮腿结构相同，均包括杆一、杆二、杆三、轮一、轮二及轮三，其中杆一、杆二及杆三沿周向均布、并一端相连，所述杆一、杆二及杆三的末端分别与轮一、轮二及轮三连接。所述杆一、杆二及杆三的长度相等。所述运动部件为三组。

所述检测机构包括第一齿轮、第二齿轮、第一探针、第二探针及检测机构驱动电机，其中第一齿轮、第二齿轮及检测机构驱动电机均设置于开合机构或者任意一组运动部件上，所述第一齿轮与检测机构驱动电机的输出轴连接、并与第二齿轮啮合，所述第一探针和第二探针分别与第二齿轮的两侧转轴垂直连接。

本发明的优点与积极效果为：

1.本发明对不同类型的绝缘子适应性强。本发明采用轮腿式爬行方式，机器人可适应水平、I型、V型和Y型等不同类型的绝缘子串。

2.本发明运动速度快。绝缘子检测机器人机构通过轮腿式的运动机构沿绝缘子串行走，因此机构运动速度快。

3.本发明采用上下轮腿结构，上轮腿和下轮腿交替与绝缘子交替接触，运动平稳性好。

4.上轮腿和下轮腿结构相同，均包括120度均布的轮杆，不易与绝缘子发生干涉。

5.本发明易于布置检测机构，便于检测。检测装置可布置于开合机构或者三组运动部件的任意位置，便于实现对绝缘子的检测。

6.本发明可靠性高。由于该机器人的开合机构采用具有自锁性的蜗轮蜗杆减速结构，工作过程中保证机构不会从绝缘子串脱落，机器人作业可靠性高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中开合机构的结构示意图；

图3为本发明中运动部件的结构示意图；

图4为本发明中运动部件的上轮腿和下轮腿的结构示意图；

图5为本发明中检测机构的结构示意图；

图6a为本发明中运动部件的上轮腿和下轮腿的初始位置示意图；

图6b为本发明中运动部件的上轮腿和下轮腿逆时针旋转30°的示意图；

图6c为本发明中运动部件的上轮腿和下轮腿逆时针旋转60°的示意图；

图6d为本发明中运动部件的上轮腿和下轮腿逆时针旋转90°的示意图；

图6e为本发明中运动部件的上轮腿和下轮腿逆时针旋转120°的示意图；

图7为本发明在绝缘子串上爬行与检测的第一步示意图；

图8为本发明在绝缘子串上爬行与检测的第二步示意图；

图9为本发明在绝缘子串上爬行与检测的第三步示意图；

图10为本发明在绝缘子串上爬行与检测的第四步示意图。

其中：1为开合机构，1-1为第一环形臂，1-2为第二环形臂，1-3为第一旋转关节，1-4为第三环形臂，1-5为第四环形臂，1-6为第一导杆，1-7 为第二导杆，1-8为第三导杆，2为第一组运动部件，2-1为上连杆，2-2为第二旋转关节，2-3为上轮腿，2-4为下连杆，2-5为第三旋转关节，2-6为下轮腿，3为检测机构，3-1为第一齿轮，3-2为第二齿轮，3-3为第一探针， 3-4为第二探针，4为绝缘子串。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明包括开合机构1、检测机构3及多组运动部件，其中多组运动部件沿圆周方向均布于开合机构1上，所述检测机构3设置于开合机构1或者任意一组运动部件上；在对绝缘子串4进行检测时，通过多组运动部件在绝缘子串4上爬行、并通过检测机构3对绝缘子串4进行检测。

如图2所示，所述开合机构1包括第一环形臂1-1、第二环形臂1-2、第一旋转关节1-3、第三环形臂1-4、第四环形臂1-5及导向杆，其中第一环形臂1-1和第二环形臂1-2的一端通过竖直布置的第一旋转关节1-3连接，所述第三环形臂1-4和第四环形臂1-5分别位于第一环形臂1-1和第二环形臂 1-2的上方，所述第三环形臂1-4和第四环形臂1-5通过导向杆分别与第一环形臂1-1和第二环形臂1-2连接。通过电机驱动第一旋转关节1-3实现第一环形 臂1-1和第二环形 臂1-2开合，由于导向架的固连作用，进而实现第三环形 臂1-4和第四环形 臂1-5的开合。

本实施例中，所述第三环形臂1-4通过第一导杆1-6和第二导杆1-7与第一环形臂1-1连接，所述第四环形臂1-5通过第三导杆1-8与第二环形臂 1-2连接。

所述开合机构1具有采用具有自锁性的蜗轮蜗杆减速结构(现有技术)，实现开合机构1的自锁性。

如图3所示，所述多组运动部件的结构相同，均包括上连杆2-1、第二旋转关节2-2、上轮腿2-3、下连杆2-4、第三旋转关节2-5及下轮腿2-6，其中上连杆2-1的上端与第四环形臂1-5或第三环形臂1-4连接，下端通过水平放置的第二旋转关节2-2与上轮腿2-3连接，所述下连杆2-4的下端与第二环形臂1-2或第一环形臂1-1连接，上端通过水平放置的第三旋转关节2-5 与下轮腿2-6连接，所述下轮腿2-6与上轮腿2-3相对应。

如图4所示，所述上轮腿2-3和下轮腿2-6结构相同，均包括杆一2-3-1、杆二2-3-2、杆三2-3-3、轮一2-3-4、轮二2-3-5及轮三2-3-6，其中杆一 2-3-1、杆二2-3-2及杆三2-3-3沿周向均布、并一端相连，所述杆一2-3-1、杆二2-3-2及杆三2-3-3的末端分别与轮一2-3-4、轮二2-3-5及轮三2-3-6 连接，所述杆一2-3-1、杆二2-3-2及杆三2-3-3的长度相等，相邻两个杆之间的夹角为120度，所述轮一2-3-4、轮二2-3-5及轮三2-3-6可沿自身轴线旋转。当机器人在绝缘子串上时，绝缘子串的轴线在由轮一2-3-4，轮二2-3-5 和轮三2-3-6的中心点所确定的平面上。本实施例中，所述运动部件为三组。

如图5所示，所述检测机构3包括第一齿轮3-1、第二齿轮3-2、第一探针3-3、第二探针3-4及检测机构驱动电机，其中第一齿轮3-1、第二齿轮3-2 及检测机构驱动电机均设置于开合机构1或者任意一组运动部件上，所述第一齿轮3-1与检测机构驱动电机的输出轴连接、并与第二齿轮3-2啮合，所述第一探针3-3和第二探针3-4分别与第二齿轮3-2的两侧转轴垂直连接。本实施例中，所述检测机构3安装在第三环形臂1-4上。通过检测机构驱动电机驱动第一齿轮3-1转动，带动第二齿轮3-2旋转，进而实现第一探针3-3 和第二探针3-4的转动对绝缘子串钢帽的搭接。

如图6a-6e所示，所述上轮腿2-3和下轮腿2-6由0度(初始位置)沿逆时针旋转30°、60°、90°及120°的状态示意图，所述上轮腿2-3和下轮腿2-6在初始位置时，所述上轮腿2-3的杆一2-3-1垂直向上，所述下轮腿2-6的杆二2-3-2垂直向下，所述上轮腿2-3和下轮腿2-6的杆一2-3-1 之间相差60度。

本发明可实现对水平、I型、Y型或者V型等绝缘子串4进行检测，现以本机器人的等效机构对I型绝缘子串4的一片绝缘子检测为例说明。

本发明在绝缘子串4上爬行的过程是：

第一步，开合机构1打开，上轮腿2-3和下轮腿2-6置于初始位置，两者相差60度，如图7所示。

第二步，开合机构1闭合，上轮腿2-3和下轮腿2-6逆时针转动120度，机构向上爬行一片绝缘子，如图8所示。

第三步，检测机构3的探针摆动实现对绝缘子阻值检测，如图9所示。

第四步，检测结束后检测机构3的探针回到初始位置，完成一片绝缘子的检测，如图10所示。