除冰巡线机器人的制作方法

专利名称:除冰巡线机器人的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种除冰巡线机器人，属于特种机器人领域，旨在提供一种速度平稳、能够灵活地跨越高压线路上的障碍、体积小、重量轻和耗电省的巡线机器人。所述机器人包括机架下板、机架上板、控制装置和三个机器人单体，三个机器人单体安装在机架上板上，机架下板和机架上板通过螺栓连接，所述的控制装置固联在机架下板，所述的机器人单体包括轮式驱动机构、越障机构、轮式驱动机构控制系统、越障机构控制系统和除冰装置。本实用新型增加轮式驱动机构使巡线机器人在高压线上平稳运行，同时具有一定的爬坡能力，增加越障机构可以使巡线机器人能够较灵活地跨越高压线路上的障碍，增加除冰装置可以很好的进行快速除冰。
【专利说明】
除冰巡线机器人
技术领域
[0001]本发明涉及巡线机器人技术领域，更具体的说，涉及一种具有自动越障功能和除冰功能的巡线机器人。
【背景技术】
[0002]巡线机器人是沿架空高压输电线路进行巡检作业的全自动化的巡线装置，能够带电作业(带电作业是指在高压电气设备上不停电进行检修、测试的一种作业方法，内容可分为带电测试、带电检查和带电维修等几方面)，沿输电导线全程运行(包括沿输电导线的直线段和耐张线段实现滚动爬行，跨越及避让悬垂线夹、悬垂绝缘子、防震锤、耐张线夹、杆塔等结构型障碍，利用携带的传感仪器对杆塔、导线及避雷线、绝缘子、线路金具、线路通道等实施接近检测。由于巡线机器人巡线近距离巡检因而精度高，不存在巡检盲区，又可以提高工作效率，节省大量的人力资源，巡线费用也相对于直升飞机巡线而言要低的多，而且避免检修停电，保证了正常供电。
[0003]因此，采用巡线机器人自动巡线检测已成为保障高压输电线安全运行的一种必要的手段，研制一种成本低、重量轻、控制简单、运行可靠的巡线机器人必然会带来可观的经济效益和社会效益。
[0004]由于自然环境的影响，遇到恶劣的气候环境，高压线容易挂冰，现有的除冰巡线机器人的结构过于复杂，虽能达到除冰的效果，但是结果不太理想，所以，目前急需研制出一种结构简单，体积小巧的除冰巡线机器人，解决上述问题。

【发明内容】

[0005]本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种稳定性高，结构简单，具有除冰功能的巡线机器人。
[0006]本发明的一种除冰巡线机器人，所述的机器人包括机架下板、机架上板、控制装置和三个机器人单体，三个机器人单体安装在机架上板上，机架下板和机架上板通过螺栓连接，所述的控制装置固联在机架下板，所述的机器人单体包括轮式驱动机构、越障机构、轮式驱动机构控制系统、越障机构控制系统和除冰装置；
[0007]所述的轮式驱动机构包括滚动轴承、滚轮固定架、短轴、滚轮和行走电机，所述的滚动轴承有两个，分别固定在滚轮固定架的两侧，所述的滚轮固定架与上连接板连接，所述的行走电机与上连接板固联，所述的短轴与行走电机的传动轴通过联轴器连接，短轴装配于两侧滚动轴承中，所述的滚轮通过键装配于短轴上，端盖通过螺丝固定在滚轮固定架上；
[0008]所述的越障机构包括越障电机、越障电机支座、丝杆、丝杆螺母副、螺母连接杆、右挡板和左挡板，所述的越障电机通过越障电机支座固联在机架上板上，所述的丝杆与越障电机的传动轴连接，丝杆穿过机架上板，丝杆螺母副固定在螺母连接杆上，丝杆与丝杆螺母副螺纹连接，上连接板与螺母连接杆通过铰接连接，左挡板与螺母连接杆固联，右挡板固联在机架上板，所述的控制装置包括PLC和24V直流电源，通过PLC对越障电机和行走电机进行控制，实现电机的正反转；
[0009]所述的轮式驱动机构控制系统包括行程开关、行程开关安装板、上限位开关和上限位开关安装板，所述的行程开关安装在行程开关安装板上，行程开关安装板安装在左挡板上，所述的上限位开关安装在上限位开关安装板上，所述的上限位开关安装板固联在左挡板上；
[0010]所述的越障机构控制系统包括下限位开关和下限位开关安装板，下限位开关安装在下限位开关安装板上，所述的下限位开关安装板固定在机架上板上；
[0011]所述的除冰装置包括电热丝支架、电热丝、导线和升压变压器，所述的电热丝通过导线与升压变压器相连，所述的升压变压器与控制装置连接，所述的电热丝镶嵌在电热丝支架内部，所述的电热丝支架固定在滚轮固定架上。
[0012]更进一步地说，所述的机器人单体之间距离为350mm。
[0013]更进一步地说，所述的电热丝紧密排列在电热丝支架内部，所述的电热丝支架的形状是圆形，电热丝支架距离高压线1-3厘米。
[0014]更进一步地说，所述的升压变压器是直流升压变压器。
[0015]更进一步地说，所述的滚动轴承采用30000型圆锥滚子轴承，轴承支承结构采用采用两端固定支承型式，滚动轴承通过焊接的方式固定在滚轮固定架的两侧。
[0016]更进一步地说，所述的行程开关选用微动碰撞开关作为检测装置，所述的上限位开关是位置传感器，所述的下限位开关是位置传感器和压力传感器。
[0017]本发明的有益效果:(I)体积小、重量轻，耗电省，但必须提供足够的空间安装携带的电源、控制器、探测仪器等；
[0018](2)抗电磁干扰的能力强，能够在强电磁干扰环境中正常使用；
[0019](3)能在高压线上以要求的速度平稳运行，具有一定的爬坡能力；
[0020](4)能够较灵活地跨越高压线路上的障碍。
[0021](5)增加除冰装置，可以实现高压线除冰功能。
【附图说明】

[0022]图1是本发明的结构示意图
[0023]图2是本发明机器人单体的结构示意图
[0024]图3是铰接连接处的示意图
[0025]图4是机架上板的示意图
[0026]图5是轮式驱动机构的结构示意图
[0027]图6是除冰装置结构示意图
[0028]图中:1_机架下板;2-螺栓;3-越障电机;4-越障电机支座;5-机架上板;6-丝杆;7-丝杆螺母副;8-螺母连接杆;9-右挡板;10-上限位开关安装板；11-上限位开关；12-左挡板；13-上连接板;14-螺丝；15-端盖;16-滚动轴承；17-滚轮固定架；18-短轴；19-滚轮;20-行走电机;21-行程开关;22-行程开关安装板;23-下限位开关;24-下限位开关安装板;25-电热丝支架;26-电热丝;27-导线;28-升压变压器和除冰装置A。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
[0030]在图中，巡线机器人包括机架下板1、螺栓2、越障电机3、越障电机支座4、机架上板
5、丝杆6、丝杆螺母副7、螺母连接杆8、右挡板9、上限位开关安装板10、上限位开关11、左挡板12、上连接板13、螺丝14、端盖15、滚动轴承16、滚轮固定架17、短轴18、滚轮19、行走电机20、行程开关21、行程开关安装板22、下限位开关23、下限位开关安装板24、电热丝支架25、电热丝26、导线27、升压变压器28和除冰装置A。
[0031]所述的机器人包括机架下板1、机架上板5、控制装置和三个机器人单体，三个机器人单体安装在机架上板5上，机架下板I和机架上板5通过螺栓2连接，所述的控制装置固联在机架下板I，所述的机器人单体包括轮式驱动机构、越障机构、轮式驱动机构控制系统、越障机构控制系统和除冰装置A;
[0032]所述的轮式驱动机构包括滚动轴承16、滚轮固定架17、短轴18、滚轮19和行走电机20，所述的滚动轴承16有两个，分别固定在滚轮固定架17的两侧，所述的滚轮固定架17与上连接板13连接，所述的行走电机20与上连接板13固联，所述的短轴18与行走电机20的传动轴通过联轴器连接，短轴18装配于两侧滚动轴承16中，所述的滚轮19通过键装配于短轴18上，端盖15通过螺丝14固定在滚轮固定架17上；
[0033]所述的越障机构包括越障电机3、越障电机支座4、丝杆6、丝杆螺母副7、螺母连接杆8、右挡板9和左挡板12，所述的越障电机3通过越障电机支座4固联在机架上板5上，所述的丝杆6与越障电机3的传动轴连接，丝杆6穿过机架上板5，丝杆螺母副7固定在螺母连接杆8上，丝杆6与丝杆螺母副7螺纹连接，上连接板13与螺母连接杆8通过铰接连接，左挡板12与螺母连接杆8固联，右挡板9固联在机架上板5，所述的控制装置包括PLC和24V直流电源，通过PLC对越障电机3和行走电机20进行控制，实现电机的正反转；
[0034]所述的轮式驱动机构控制系统包括行程开关21、行程开关安装板22、上限位开关11和上限位开关安装板10，所述的行程开关21安装在行程开关安装板22上，行程开关安装板22安装在左挡板12上，所述的上限位开关11安装在上限位开关安装板10上，所述的上限位开关安装板10固联在左挡板12上；
[0035]所述的越障机构控制系统包括下限位开关23和下限位开关安装板24，下限位开关23安装在下限位开关安装板24上，所述的下限位开关安装板24固定在机架上板5上；
[0036]所述的除冰装置A包括电热丝支架25、电热丝26、导线27和升压变压器28，所述的电热丝26通过导线27与升压变压器28相连，所述的升压变压器28与控制装置连接，所述的电热丝26镶嵌在电热丝支架25内部，所述的电热丝支架25固定在滚轮固定架17上。
[0037]所述的机器人单体之间距离为350mm。所述的电热丝26紧密排列在电热丝支架25内部，所述的电热丝支架25的形状是圆形，电热丝支架25距离高压线1-3厘米。所述的升压变压器28是直流升压变压器。所述的滚动轴承16采用30000型圆锥滚子轴承，轴承支承结构采用采用两端固定支承型式，滚动轴承16通过焊接的方式固定在滚轮固定架17的两侧。所述的行程开关21选用微动碰撞开关作为检测装置，所述的上限位开关11是位置传感器，所述的下限位开关23是位置传感器和压力传感器。
[0038]除冰巡线机器人安装在高压线上时，先打开加热装置，对高压线上的冰进行融化，然后打开机器人，使机器人开始工作，机器人行走的同时既可以完成自动越障功能，又可完成除冰功能。
[0039]当巡线机器人没有遇到障碍物时，采用三轮同时驱动方式，使滚轮在行走电机驱动下沿高压线行走。
[0040]当巡线机器人遇到障碍物时，遇到障碍物的滚轮通过螺母丝杆越障机构，使其上升脱离高压线，再在自身重力的作用下使得滚轮朝一边倾斜。
[0041]就这样，三个滚轮依次摆开脱离高压线，在另两个滚轮的驱动下使脱离高压线的滚轮越过障碍物，后又通过越障机构下降而与高压线接触再次作为驱动轮，其它两个滚轮依次通过相同的动作完成越障。这样巡线机器人就可以顺利地越过障碍物。
【主权项】
1.一种除冰巡线机器人，其特征是，所述的机器人包括机架下板(I)、机架上板(5)、控制装置和三个机器人单体，三个机器人单体安装在机架上板(5)上，机架下板(I)和机架上板(5)通过螺栓(2)连接，所述的控制装置固联在机架下板(1)，所述的机器人单体包括轮式驱动机构、越障机构、轮式驱动机构控制系统、越障机构控制系统和除冰装置(A); 所述的轮式驱动机构包括滚动轴承(16)、滚轮固定架(17)、短轴(18)、滚轮(19)和行走电机(20 )，所述的滚动轴承(16 )有两个，分别固定在滚轮固定架(17 )的两侧，所述的滚轮固定架(17 )与上连接板(13 )连接，所述的行走电机(20 )与上连接板(13 )固联，所述的短轴(18)与行走电机(20)的传动轴通过联轴器连接，短轴(18)装配于两侧滚动轴承(16)中，所述的滚轮(19)通过键装配于短轴(18)上，端盖(15)通过螺丝(14)固定在滚轮固定架(17)上； 所述的越障机构包括越障电机(3)、越障电机支座(4)、丝杆(6)、丝杆螺母副(7)、螺母连接杆(8)、右挡板(9)和左挡板(12)，所述的越障电机(3)通过越障电机支座(4)固联在机架上板(5)上，所述的丝杆(6)与越障电机(3)的传动轴连接，丝杆(6)穿过机架上板(5)，丝杆螺母副(7)固定在螺母连接杆(8)上，丝杆(6)与丝杆螺母副(7)螺纹连接，上连接板(13)与螺母连接杆(8)通过铰接连接，左挡板(12)与螺母连接杆(8)固联，右挡板(9)固联在机架上板(5)，所述的控制装置包括PLC和24V直流电源，通过PLC对越障电机(3 )和行走电机(20)进行控制，实现电机的正反转； 所述的轮式驱动机构控制系统包括行程开关(21)、行程开关安装板(22)、上限位开关(11)和上限位开关安装板(10)，所述的行程开关(21)安装在行程开关安装板(22)上，行程开关安装板(22)安装在左挡板(12)上，所述的上限位开关(11)安装在上限位开关安装板(10)上，所述的上限位开关安装板(10)固联在左挡板(12)上； 所述的越障机构控制系统包括下限位开关(23)和下限位开关安装板(24)，下限位开关(23)安装在下限位开关安装板(24)上，所述的下限位开关安装板(24)固定在机架上板(5)上； 所述的除冰装置(A)包括电热丝支架(25)、电热丝(26)、导线(27)和升压变压器(28)，所述的电热丝(26)通过导线(27)与升压变压器(28)相连，所述的升压变压器(28)与控制装置连接，所述的电热丝(26)镶嵌在电热丝支架(25)内部，所述的电热丝支架(25)固定在滚轮固定架(17)上。2.根据权利要求1所述的除冰巡线机器人，其特征是，所述的机器人单体之间距离为350mmo3.根据权利要求1所述的除冰巡线机器人，其特征是，所述的电热丝(26)紧密排列在电热丝支架(25)内部，所述的电热丝支架(25)的形状是圆形，电热丝支架(25)距离高压线1-3厘米。4.根据权利要求1所述的除冰巡线机器人，其特征是，所述的升压变压器(28)是直流升压变压器。5.根据权利要求1所述的除冰巡线机器人，其特征是，所述的滚动轴承(16)采用30000型圆锥滚子轴承，轴承支承结构采用采用两端固定支承型式，滚动轴承(16)通过焊接的方式固定在滚轮固定架(17)的两侧。6.根据权利要求1所述的除冰巡线机器人，其特征是，所述的行程开关(21)选用微动碰撞开关作为检测装置，所述的上限位开关(11)是位置传感器，所述的下限位开关(23)是位置传感器和压力传感器。
【文档编号】H02G7/16GK205724781SQ201620382411
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月30日
【发明人】王永辉, 冷护基, 陈霞, 郭凌锋, 焉晋卿, 金炟岐
【申请人】马鞍山市翔宇机械自动化科技有限公司