一种巡线机器人变距机构及巡线机器人的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种巡线机器人变距机构，用于巡线机器人，包括：基座，用于安装所述巡线机器人的夹持机构；可滑动地设置于所述基座上的滑座，所述滑座用于安装所述巡线机器人的行走轮组机构；可转动地架设在所述基座上的丝杠；与所述丝杠螺纹配合的丝母，所述丝母与所述滑座相连；设置于所述基座上，用于驱动所述丝杠转动的变距驱动装置。本实用新型能够快速越过障碍物，提高了巡线机器人的应用范围。本实用新型还公开了一种具有上述巡线机器人变距机构的巡线机器人。
【专利说明】 一种巡线机器人变距机构及巡线机器人
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及巡线机器人【技术领域】，更具体地说，涉及一种巡线机器人变距机构及巡线机器人。
【背景技术】
[0002]采用高压和超高压架空电力线是长距离输配电力的主要方式，高压和超高压线路的安全运行是远距离输电的保障。但是，架空输电线路长期暴露在野外，因受到持续的机械张力、风吹日晒、材料老化的影响，经常出现断股、磨损、腐蚀等损伤，如不及时修复更换，原本微小的破损和缺陷就可能扩大，最终导致严重事故，造成大面积停电，从而带来极大的经济损失和严重的社会影响。
[0003]早期，传统的巡线方法采用人工目测和飞机巡航。人工目测往往费时费力而事倍功半，且受制于作业人员的经验和个人素质，人身安全还得不到保障。飞机巡航则只能检测输电线的上半部分。
[0004]现有技术中除了上述两种巡线方式之外，还具有一种机器人巡检方式，利用机器人带电巡检和维护超高压输电网络，不但可以减轻工人千里巡线和带电作业的劳动强度，而且对提高电网自动化水平、保障电网安全运行具有重要意义。在机器人研究领域中，电力机器人属于典型的特种机器人，其研究应用范围越来越广，在国际上形成了独特的电力机器人应用研究领域，特别是机器人技术在架空输电线路巡检、异物清除等方面的应用研究更是电力机器人研究领域的热点。架空输电线路机器人是以移动机器人为载体，携带检测仪器或作业工具，沿架空输电线路的地线或导线运动，对线路进行检测、维护等作业。
[0005]巡线机器人的行走机构一般包括基座以及设置于基座上的行走轮组机构和夹持机构。其中，行走轮组机构包括驱动轮机构和压紧轮机构，驱动轮机构的多个驱动轮搭接在线路上，压紧轮机构的压紧轮压紧在线路的下侧，为驱动轮提供预紧摩擦力。通常驱动轮至少为两个，驱动轮是由一个直流无刷电机带动旋转，在驱动轮旋转时，便实现了巡线机器人在线路上的行走。然而线路上必定具有一些障碍，对于规则的障碍物，驱动轮机构还可通过驱动轮的开合实现越障功能，但是对于线路中的一些不规则排布的障碍物，仅仅通过驱动轮的开合也很难实现越障，导致巡线机器人的应用范围受限。
[0006]因此，如何保证巡线机器人具有越障功能，提高巡线机器人的应用范围，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
实用新型内容
[0007]有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种巡线机器人变距机构，以保证巡线机器人具有越障功能，提高巡线机器人的应用范围；
[0008]本实用新型的另一目的在于提供一种具有巡线机器人变距机构的巡线机器人。
[0009]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0010]一种巡线机器人变距机构，用于巡线机器人，包括:[0011]基座，用于安装所述巡线机器人的夹持机构；
[0012]可滑动地设置于所述基座上的滑座，所述滑座用于安装所述巡线机器人的行走轮组机构；
[0013]可转动地架设在所述基座上的丝杠；
[0014]与所述丝杠螺纹配合的丝母，所述丝母与所述滑座相连；
[0015]设置于所述基座上，用于驱动所述丝杠转动的变距驱动装置。
[0016]优选地，在上述巡线机器人变距机构中，所述基座上设置有第一变距滑动装置，所述滑座上设置有与所述第一变距滑动装置滑动配合的第二变距滑动装置。
[0017]优选地，在上述巡线机器人变距机构中，所述第一变距滑动装置为滑轨，所述第二变距滑动装置为与滑轨配合的滑槽；
[0018]或者，所述第一变距滑动装置为滑槽，所述第二变距滑动装置为与滑槽配合的滑轨。
[0019]优选地，在上述巡线机器人变距机构中，所述变距驱动装置通过传动装置与所述丝杠相连。
[0020]优选地，在上述巡线机器人变距机构中，所述传动装置包括:
[0021]设置于所述变距驱动装置的输出轴上的主动带轮；
[0022]设置于所述丝杠上的从动带轮；
[0023]连接所述主动带轮和所述从动带轮的传动带。
[0024]优选地，在上述巡线机器人变距机构中，所述变距驱动装置为电机。
[0025]优选地，在上述巡线机器人变距机构中，所述丝杠通过轴承架设在所述基座上。
[0026]一种巡线机器人，包括行走轮组机构和夹持机构，还包括如上任一项所述的巡线机器人变距机构，所述夹持机构设置于所述基座上，所述行走轮组机构设置于所述滑座上。
[0027]从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的巡线机器人变距机构，通过变距驱动装置提供动力，带动丝杠旋转，在丝杠旋转的过程中，丝母沿丝杠的轴向移动，同时带动滑座移动，滑座带动其上的行走轮组机构移动。在行走轮组机构遇到障碍物时，行走轮组机构的驱动轮分开，并通过丝杠机构带动滑座上的行走轮组机构快速越过障碍物。本实用新型能够快速越过障碍物，提高了巡线机器人的应用范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为本实用新型实施例提供的巡线机器人变距机构的结构示意图；
[0030]图2为本实用新型实施例提供的巡线机器人动作过程一的结构示意图；
[0031]图3为本实用新型实施例提供的巡线机器人动作过程二的结构示意图；
[0032]图4为本实用新型实施例提供的巡线机器人动作过程三的结构示意图；
[0033]图5为本实用新型实施例提供的巡线机器人动作过程四的结构示意图；
[0034]图6为本实用新型实施例提供的巡线机器人动作过程五的结构示意图；[0035]图7为本实用新型实施例提供的巡线机器人动作过程六的结构示意图。
[0036]其中:
[0037]501为基座，502为第一变距滑动装置，503为滑座，504为丝杠，505为丝母，506为
变距驱动装置；
[0038]100为障碍物，200为夹持机构，300为第一行走轮组机构，400为第二行走轮组机构，500为第一巡线机器人变距机构，600为第二巡线机器人变距机构。
【具体实施方式】
[0039]本实用新型的核心在于提供一种巡线机器人变距机构，以保证巡线机器人具有越障功能，提高巡线机器人的应用范围；
[0040]本实用新型的另一核心在于提供一种具有巡线机器人变距机构的巡线机器人。
[0041]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0042]请参阅图1，图1为本实用新型实施例提供的压紧轮机构的结构示意图。
[0043]本实用新型实施例提供的巡线机器人变距机构，用于巡线机器人，包括基座501、滑座503、丝杠504、丝母505和变距驱动装置506。
[0044]其中，基座501用于安装巡线机器人的夹持机构，夹持机构相对于基座501是固定不同的，即在基座501移动时，夹持机构跟随移动。
[0045]夹持机构包括支撑盒、支撑架、第一转动轴、第二转动轴、夹持驱动装置、第一夹持爪和第二夹持爪。
[0046]其中，支撑架设置于支撑盒上，第一转动轴和第二转动轴可转动地设置于支撑架上，第一转动轴和第二转动轴通过传动机构传动连接，即只需要通过驱动其中一个转动轴旋转，那么另外一个转动轴会跟随旋转。
[0047]夹持驱动装置驱动第一转动轴和第二转动轴中的一个转动，第一夹持爪固定在第一转动轴上，第二夹持爪固定在第二转动轴上，第一夹持爪和第二夹持爪交叉后能够挂接在线路上，在第一夹持爪和第二夹持爪分离后能够脱离线路。具体地可通过传动机构实现第一转动轴和第二转动轴的转速相同并且转向相反，从而使得第一夹持爪和第二夹持爪做对称旋转运动。
[0048]夹持爪(第一夹持爪和第二夹持爪)包括摆动杆和爪齿，摆动杆与转动轴(第一转动轴和第二转动轴)相连，爪齿与摆动杆，并且与摆动杆相垂直，需要说明的是爪齿与摆动杆也可不垂直，只要具有一定角度即可。为了提高夹持效果，在转动轴的两端均设置摆动杆，两个摆动杆通过一个连杆实现连接。为了保证第一夹持爪和第二夹持爪能够实现交叉而不发生干涉，第一夹持爪和第二夹持爪的爪齿应当相互避开。
[0049]夹持驱动装置驱动第一转动轴和第二转动轴中的一个转动，例如驱动第一转动轴转动,那么第一转动轴通过传动机构带动第二转动轴转动,继而带动第一夹持爪和第二夹持爪做相向或相离运动，从而完成抱住线路或松开线路的作用。在驱动轮和夹紧轮越障时，可以通过该夹持机构夹住线路，保证巡线机器人不会由线路上掉落。[0050]滑座503可滑动地设置于基座501上，滑座503用于安装巡线机器人的行走轮组机构。行走轮组机构包括驱动轮机构和压紧轮机构。驱动轮机构与压紧轮组机构相配合，实现对线路的压紧，从而使得驱动轮机构的驱动轮在转动时可以带动巡线机器人在线路上行走。驱动轮机构的驱动轮可以实现分合动作，在驱动轮分开时，可以脱离线路。
[0051]丝杠504可转动地架设在基座501上，具体地，丝杠504可通过轴承架设在基座501上，从而使得丝杠504能够绕其轴线自由转动。
[0052]丝母505与丝杠504螺纹配合，丝母505与滑座503相连，变距驱动装置506设置于基座501上，且用于驱动丝杠504转动。丝杠504转动时，丝母505根据丝杠504的转向沿丝杠504轴向移动，移动过程中，带动滑座503滑动。需要说明的是，滑座503的滑动方向与丝杠504的轴向相同。
[0053]本实用新型提供的巡线机器人变距机构，通过变距驱动装置506提供动力，带动丝杠504旋转，在丝杠504旋转的过程中，丝母505沿丝杠504的轴向移动，同时带动滑座503移动，滑座503带动其上的行走轮组机构移动。在行走轮组机构遇到障碍物时，行走轮组机构的驱动轮分开，并通过丝杠机构带动滑座503上的行走轮组机构快速越过障碍物。本实用新型能够快速越过障碍物，提高了巡线机器人的应用范围。
[0054]在本实用新型一具体实施例中，基座501上设置有第一变距滑动装置502，滑座503上设置有与第一变距滑动装置502滑动配合的第二变距滑动装置。第一变距滑动装置502和第二变距滑动装置的延伸方向与丝杠504的轴向平行。本实用新型通过在基座501上设置第一变距滑动装置502，并在滑座503上设置第二变距滑动装置，能够为滑座503提供更加稳定的滑动。
[0055]具体地，第一变距滑动装置502为滑轨，第二变距滑动装置为与滑轨配合的滑槽，第一变距滑动装置502也可为滑槽，第二变距滑动装置为与滑槽配合的滑轨。
[0056]如图1所示，第一变距滑动装置502为滑轨，第二变距滑动装置为设置于滑座503底部的滑座，滑座上开设有滑槽，该滑槽与滑轨滑动配合。
[0057]在本实用新型一具体实施例中，变距驱动装置506通过传动装置与丝杠504相连，变距驱动装置506可为电机。传动装置包括主动带轮、从动带轮和传动带。
[0058]其中，主动带轮设置于变距驱动装置506的输出轴上，通过变距驱动装置506带动主动带轮转动，从动带轮设置于丝杠504上，传动带连接主动带轮和从动带轮，从而将主动带轮的转动传递给从动带轮，继而带动丝杠504旋转。传动装置除了可以为带轮机构之外，还可为齿轮机构。
[0059]请参阅图2-图7，图2为本实用新型实施例提供的巡线机器人动作过程一的结构示意图；图3为本实用新型实施例提供的巡线机器人动作过程二的结构示意图；图4为本实用新型实施例提供的巡线机器人动作过程三的结构示意图；图5为本实用新型实施例提供的巡线机器人动作过程四的结构示意图；图6为本实用新型实施例提供的巡线机器人动作过程五的结构示意图；图7为本实用新型实施例提供的巡线机器人动作过程六的结构示意图。
[0060]本实用新型实施例提供的巡线机器人，包括行走轮组机构和夹持机构，还包括如上实施例公开的巡线机器人变距机构，夹持机构设置于基座501上，行走轮组机构设置于滑座503上。[0061]巡线机器人通常具有两个行走轮组机构，为了便于区分两个行走轮组机构，将两个行走轮组机构分别定义为第一行走轮组机构300和第二行走轮组机构400。与两个行走轮组机构对应的巡线机器人变距机构也为两个，分别为第一巡线机器人变距机构500和第二巡线机器人变距机构600。
[0062]如图2所示，在夹持机构200遇到障碍物100时，两个夹持机构200均张开两个夹持爪，从而脱离线路。
[0063]如图3所示，第一巡线机器人变距机构500和第二巡线机器人变距机构600工作，由于第一行走轮组机构300和第二行走轮组机构400均夹紧在线路上，因此在第一巡线机器人变距机构500和第二巡线机器人变距机构600工作时，第一巡线机器人变距机构500和第二巡线机器人变距机构600的基座移动，由于两个夹持机构200均安装在基座上，因此两个夹持机构200跟随基座移动，从而越过部分障碍物100。
[0064]如图4所示，两个夹持机构200夹住线路，第一行走轮组机构300和第二行走轮组机构400松开线路，通过夹持机构200将巡线机器人保持在线路上而不滑落。
[0065]如图5所示，第一巡线机器人变距机构500和第二巡线机器人变距机构600工作，由于第一行走轮组机构300和第二行走轮组机构400均松开线路，因此在第一巡线机器人变距机构500和第二巡线机器人变距机构600工作时，第一巡线机器人变距机构500和第二巡线机器人变距机构600的滑座移动，从而带动第一行走轮组机构300和第二行走轮组机构400移动。
[0066]如图6所示，第一行走轮组机构300和第二行走轮组机构400闭合夹住线路，并松开两个夹持机构200。
[0067]如图7所示，第一巡线机器人变距机构500和第二巡线机器人变距机构600工作，由于第一行走轮组机构300和第二行走轮组机构400均夹紧在线路上，因此在第一巡线机器人变距机构500和第二巡线机器人变距机构600工作时，第一巡线机器人变距机构500和第二巡线机器人变距机构600的基座移动，由于两个夹持机构200均安装在基座上，因此两个夹持机构200跟随基座移动，从而越过部分障碍物100。
[0068]按照上述工序依次进行，便可以实现越障的功能。尺蠖式行走是本实用新型一个比较重要的运动方式，由于线路中有一些不规则排布的障碍物，尺蠖式运动能极大的提高机器人对障碍物的适应性。在尺蠖式运动中，巡线机器人的两个行走轮组机构和夹持机构分别组成一组，通过行走轮组机构和夹持机构组的交替运动实现机器人的前进。
[0069]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0070]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种巡线机器人变距机构，用于巡线机器人，其特征在于，包括: 基座(501)，用于安装所述巡线机器人的夹持机构； 可滑动地设置于所述基座(501)上的滑座(503 )，所述滑座(503 )用于安装所述巡线机器人的行走轮组机构； 可转动地架设在所述基座(501)上的丝杠(504)； 与所述丝杠(504)螺纹配合的丝母(505 )，所述丝母(505 )与所述滑座(503 )相连； 设置于所述基座(501)上，用于驱动所述丝杠(504 )转动的变距驱动装置(506 )。
2.如权利要求1所述的巡线机器人变距机构，其特征在于，所述基座(501)上设置有第一变距滑动装置(502 )，所述滑座(503 )上设置有与所述第一变距滑动装置(502 )滑动配合的第二变距滑动装置。
3.如权利要求2所述的巡线机器人变距机构，其特征在于，所述第一变距滑动装置(502)为滑轨，所述第二变距滑动装置为与滑轨配合的滑槽； 或者，所述第一变距滑动装置(502)为滑槽，所述第二变距滑动装置为与滑槽配合的滑轨。
4.如权利要求1-3任一项所述的巡线机器人变距机构，其特征在于，所述变距驱动装置(506)通过传动装置与所述丝杠(504)相连。
5.如权利要求4所述的巡线机器人变距机构，其特征在于，所述传动装置包括: 设置于所述变距驱动装置(506)的输出轴上的主动带轮； 设置于所述丝杠(504)上的从动带轮； 连接所述主动带轮和所述从动带轮的传动带。
6.如权利要求4所述的巡线机器人变距机构，其特征在于，所述变距驱动装置(506)为电机。
7.如权利要求1-3任一项所述的巡线机器人变距机构，其特征在于，所述丝杠(504)通过轴承架设在所述基座(501)上。
8.一种巡线机器人，包括行走轮组机构和夹持机构，其特征在于，还包括如权利要求1-7任一项所述的巡线机器人变距机构，所述夹持机构设置于所述基座(501)上，所述行走轮组机构设置于所述滑座(503)上。
【文档编号】H02G1/02GK203566695SQ201320755205
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年11月26日 优先权日:2013年11月26日
【发明者】周庆, 陈超, 甘建峰, 陈勇全, 吴高林, 王谦, 王成疆, 钱辉环, 郝建, 石为人, 逄凯 申请人:国家电网公司, 国网重庆市电力公司电力科学研究院, 深圳市先进智能技术研究所