专利名称：巡检机器人的行走夹持复合机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及巡检机器人机构，具体地说是一种巡检机器人的行走夹持复合机构。
背景技术：
在现有的超高压输电线路巡检机器人机构中，大多采用轮式移动和复合连杆组合而成的复合移动机构(参见文献:Jun Sawada, Kazuyuki Kusumoto, et al.A MobileRobot for Inspection of PowerTransmissiOn Lines[Al.1EEE transactions of PowerDelivery,1991.6(I).309 315，P0UL10T，N，MONTAMBAULT，S.LineScoutTechnology:Frominspection to robotic maintenance on livetransmission power lines[C] Roboticsand Automation,2009.1CRA; 09.1EEE International Conference on, pp.1034-1040,12-17 May 2009 ；WU Gongping, ZHENG Tuo, XIAO Hua, et al.Navigation, location andnon-collision obstacles overcomingfor high-voltage power transmission-lineinspectionrobot[C]//Mechatronics and Automation,2009.1CMA 2009.1nternationalConference, pp.2014-2020,9-12 Aug.2009.)，这些机构的结构复杂、重量大、能耗高，并且在行走时安全保护性差，难以适应实际的输电线路作业情况。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种巡检机器人的行走夹持复合机构。该行走夹持复合机构能够增强机器人的行走能力。本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的:本实用新型包括行走轮驱动电机、支架、行走轮、升降机构、夹紧驱动电机、连杆机构及夹紧轮，其中支架安装在巡检机器人的手臂上，行走轮驱动电机设置在所述支架上，所述行走轮位于架空地线的上方，与行走轮驱动电机的输出轴相连，由行走轮驱动电机驱动在架空地线上行走；所述升降机构安装在支架上，并与夹紧驱动电机相连，由该夹紧驱动电机驱动升降；所述夹紧轮位于架空地线的下方，通过连杆机构与升降机构连接，由升降机构带动夹紧或松开架空地线。其中:所述连杆机构包括夹紧连杆及驱动连杆，其中夹紧连杆铰接在所述支架上，所述夹紧轮连接于夹紧连杆一端，夹紧连杆的另一端与驱动连杆的一端铰接，驱动连杆的另一端与所述升降机构相连；所述升降机构包括丝杠及丝母，其中丝杠的一端转动安装在所述支架上，另一端与所述夹紧驱动电机相连，由夹紧驱动电机驱动旋转；所述丝母螺纹连接在丝杠上，所述驱动连杆的另一端与丝母固接；所述支架上安装有导轨，丝母上固接有沿导轨上下升降的滑块，所述驱动连杆的另一端与该滑块固接；所述升降机构为气缸，所述驱动连杆的另一端与该气缸的活塞连接。本实用新型的优点与积极效果为:[0009]1.本实用新型采用行走和夹持的复合结构，兼有行走和保护功能；夹紧轮通过连杆机构夹紧或松开，所需的运动空间变小，可以减小巡检机器人的手臂长度，有利于减小巡检机器人的尺寸和重量。2.安全保护性好。本实用新型的夹紧轮在架空地线的下方夹紧，越障过程中也有至少一个夹紧轮夹紧，因此安全保护性好。3.越障性能好。本实用新型夹紧轮在架空地线的下方夹紧，减小了巡检机器人的作业空间，便于巡检机器人的越障；当遇到线路障碍时，本实用新型的行走夹持复合机构可以回到初始位置(手臂的侧面)，更有利于巡检机器人对障碍的避让，有利于狭小空间的巡检机器人越障。4.应用范围广。本实用新型适用于超高压环境下的机器人巡检夹紧机构。
图1为本实用新型处于夹持状态的结构示意图；图2为本实用新型处于松开状态的结构示意图；图3为带有本实用新型的巡检机器人结构示意图；图4为超高压输电线路的障碍环境示意图；图5a为本实用新型越障过程第一个动作描述示意图；图5b为本实用新型越障过程第二个动作描述示意图；图5c为本实用新型越障过程第三个动作描述示意图；图5d为本实用新型越障过程第四个动作描述示意图；其中:1为行走轮驱动电机，2为支架，3为行走轮，4为夹紧连杆，5为驱动连杆，6为丝杠，7为丝母,8为夹紧驱动电机,9为夹紧轮,10为转动支撑点，11为绝缘子，12为第一防振锤，13为悬垂金具及线夹，14为架空地线，15为第二防振锤，16为滑块，17为导轨，18为前行走夹持复合机构，19为后行走夹持复合机构,20为前手臂,21为后手臂，22为前移动关节，23为后移动关节，24为前旋转关节，25为后旋转关节。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详述。本实用新型安装在巡检机器人的手臂上，如图1、图2所示，本实用新型包括行走轮驱动电机1、支架2、行走轮3、升降机构、夹紧驱动电机8、连杆机构及夹紧轮9，其中连杆机构包括夹紧连杆4及驱动连杆5，升降机构可为丝杠6及丝母7结构，或为气缸，本实施例为丝杠6及丝母7的结构。本实用新型的支架2安装在巡检机器人的手臂上，行走轮驱动电机I固定在所述支架2上，行走轮3位于架空地线14的上方，与行走轮驱动电机I的输出轴相连，由行走轮驱动电机I驱动在架空地线14上行走。丝杠6的一端(上端)转动安装在支架2上，另一端(下端)与夹紧驱动电机8的输出轴连接，由夹紧驱动电机8驱动旋转；丝母7螺纹连接在丝杠6上，当丝杠6旋转时沿丝杠6升降。为了使夹紧轮9在升降过程中运动平稳，在支架2上固接有导轨17，丝母7上则固接一个滑块16，该滑块16沿导轨17上下升降。夹紧连杆4铰接在所述支架2上，夹紧轮9固接在夹紧连杆4 一端，夹紧连杆4的另一端与驱动连杆5的一端铰接，驱动连杆5的另一端固接在滑块16上；夹紧轮9位于架空地线14的下方，通过连杆机构及升降机构的带动夹紧或松开架空地线14。若升降机构为气缸，则驱动连杆5的另一端与该气缸的活塞连接。如图3所示，在巡检机器人的前手臂20及后手臂21上均安装了行走夹持复合机构，即前行走夹持复合机构18和后行走夹持复合机构19 ;前、后手臂20、21具有转动自由度和移动自由度，即前手臂20具有前移动关节22及前旋转关节24，后手臂21具有后移动关节23及后旋转关节25 ;前、后手臂20、21通过移动副连接于巡检机器人的车体上。如图4所示，为超高压输电线路的障碍环境示意图，在架空地线14上主要的障碍物为第一防振锤12、绝缘子11、悬垂金具及线夹13、第二防振锤15等。本实用新型工作时，由行走轮驱动电机I驱动，带动巡检机器人在架空地线14上行走，通过巡检机器人车体和前、后手臂的协调运动，可沿架空地线14行走并跨越架空地线14上的障碍物。具体为:当行走机构带动机器人以速度V在架空地线14上行走，前、后行走夹持复合机构18、19中的夹紧轮9均处于图2的夹紧状态；当遇到第一防振锤12时停下(如图5a所示)，行走于前端的前行走夹持复合机构18中的夹紧驱动电机8工作，使丝母7沿丝杠6向上运动，由于驱动连杆5与滑块16固接，通过丝母7的向上运动，实现夹紧连杆4和驱动连杆5绕转动支撑点10转动；由于夹紧轮9与夹紧连杆4固接，因此实现夹紧轮9从架空地线14下方松开。然后，巡检机器人的前手臂20在前移动关节22的作用下伸长，使前行走夹持复合机构18升高，脱离架空地线14，后行走夹持复合机构19的行走轮驱动电机I工作，驱动巡检机器人车体和后手臂21行走，遇到第一防振锤12停下，此时，巡检机器人的前手臂20已越过下方的第一防振锤12，前手臂20在前移动关节22的作用下收缩，使前行走夹持复合机构18重新落到架空地线14上，夹紧驱动电机8反转，使丝母7向下运动，进而使夹紧连杆4及驱动连杆5绕转动支撑点10转动,夹紧轮9重新夹紧架空地线14(如图4b所示)，此后巡检机器人的后手臂21将跨越第一防振锤12，其跨越第一防振锤12的过程和前手臂18相同。当前行走夹持复合机构18行进到悬垂金具及线夹13处停下，巡检机器人车体移动到前手臂20的下方，行走于后端的后行走夹持复合机构19的夹紧轮9松开架空地线14，后手臂21伸长，使行走于后端的后行走夹持复合机构19升高，脱离架空地线14，并绕在后手臂21的后旋转关节25作用下旋转180°，从悬垂金具及线夹13的侧面绕过，到达悬垂金具及线夹13前面的架空地线14上方后，后手臂21收缩，使行走于后端的后行走夹持复合机构19回到架空地线14上(如图5c所示)，接着前手臂20跨越悬垂金具及线夹13，其过程与后手臂21相同。跨越第二防振锤15的过程同跨越第一防振锤12的过程相似，越过后的状态如图5d所示。在行走夹紧机构的夹持力作用下，由于本实用新型的行走夹紧机构增大了行走轮3对架空地线14的正压力，增强了巡检机器人沿架空地线14爬行的能力与安全性，同时优于夹紧轮9在架空地线14的下方夹紧方式，减小了巡检机器人的作业空间，便于巡检机器人的越障。
权利要求1.一种巡检机器人的行走夹持复合机构，其特征在于:包括行走轮驱动电机(I)、支架(2)、行走轮(3)、升降机构、夹紧驱动电机(8)、连杆机构及夹紧轮(9)，其中支架(2)安装在巡检机器人的手臂上，行走轮驱动电机(I)设置在所述支架(2)上，所述行走轮(3)位于架空地线(14)的上方，与行走轮驱动电机(I)的输出轴相连，由行走轮驱动电机(I)驱动在架空地线(14)上行走；所述升降机构安装在支架(2)上，并与夹紧驱动电机(8)相连，由该夹紧驱动电机(8)驱动升降；所述夹紧轮(9)位于架空地线(14)的下方，通过连杆机构与升降机构连接，由升降机构带动夹紧或松开架空地线(14)。
2.按权利要求1所述巡检机器人的行走夹持复合机构，其特征在于:所述连杆机构包括夹紧连杆(4)及驱动连杆(5)，其中夹紧连杆(4)铰接在所述支架(2)上，所述夹紧轮(9)连接于夹紧连杆(4)一端，夹紧连杆(4)的另一端与驱动连杆(5)的一端铰接，驱动连杆(5)的另一端与所述升降机构相连。
3.按权利要求2所述巡检机器人的行走夹持复合机构，其特征在于:所述升降机构包括丝杠(6)及丝母(7)，其中丝杠(6)的一端转动安装在所述支架(2)上，另一端与所述夹紧驱动电机(8 )相连，由夹紧驱动电机(8 )驱动旋转；所述丝母(7 )螺纹连接在丝杠(6 )上，所述驱动连杆(5)的另一端与丝母(7)固接。
4.按权利要求3所述巡检机器人的行走夹持复合机构，其特征在于:所述支架(2)上安装有导轨(17)，丝母(7)上固接有沿导轨(17)上下升降的滑块(16)，所述驱动连杆(5)的另一端与该滑块(16)固接。
5.按权利要求2所述巡检机器人的行走夹持复合机构，其特征在于:所述升降机构为气缸，所述驱动连杆(5)的另一端与该气缸的活塞连接。
专利摘要本实用新型涉及巡检机器人机构，具体地说是一种巡检机器人的行走夹持复合机构，包括行走轮驱动电机、支架、行走轮、升降机构、夹紧驱动电机、连杆机构及夹紧轮，支架安装在巡检机器人的手臂上，行走轮驱动电机设置在支架上，行走轮位于架空地线的上方，与行走轮驱动电机的输出轴相连，由行走轮驱动电机驱动在架空地线上行走；升降机构安装在支架上，并与夹紧驱动电机相连，由该夹紧驱动电机驱动升降；夹紧轮位于架空地线的下方，通过连杆机构与升降机构连接，由升降机构带动夹紧或松开架空地线。本实用新型的夹紧轮通过连杆机构夹紧或松开，所需的运动空间变小，可以减小巡检机器人的手臂长度，有利于减小巡检机器人的尺寸和重量。
文档编号H02G1/02GK202943630SQ20122068499
公开日2013年5月22日 申请日期2012年12月10日 优先权日2012年12月10日
发明者凌烈, 岳平, 王洪光, 董建新, 杨成钢, 夏之罡, 龚坚刚, 姜文东, 劳建明, 包学平, 唐永庆, 王灿灿, 王武军, 张彤, 杨健伟 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所, 丽水电业局, 国家电网公司