应用于输电线路巡检机器人的机械手臂的制作方法

本实用新型涉及电力系统中输电线路的巡检技术领域，特别是一种能够沿输电线路行走并完成巡检的装置。

背景技术：

输电线路设备由于长期露置在野外环境，受到各种气象条件（如大风、覆冰雪、气温变化、雷击等）的侵袭、化学气体的腐蚀以及外力的破坏，时间长了不仅会产生断股、磨损、腐蚀等线路损伤，而且绝缘子闪烙、杆塔塔材丢失以及金具脱落等故障的几率也较高，如不及时检修更换，原本微小的损伤就有可能扩大，最终导致输电中断甚至发生输电事故。因此，高压输电线路巡检对保证输电线路安全稳定运行具有十分重要的意义。

目前，对输电线路巡检主要有以下三种方式：1）人工目测法：人工巡检目前仍是国内最主要的巡检方法，人工目测法即，巡线工人采用目测或通过望远镜、测距仪及红外热像等设备在地面沿线路逐塔巡检。该方法虽然具有较强的灵活性和适应能力等优点，但其劳动强度大、危险系数高、工作效率和巡检精度低的缺点更加突出。2）航测法：航测发分为直升机巡检和无人机巡检。直升机巡检方式存在巡检成本高、受天气影响大的缺点，并且对巡检人员和飞行员的技术要求都较高；无人机巡检虽小巧无人驾驶，可以自主GPS 导航，但载荷有限，续航时间短。

技术实现要素：

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种用于输电线路巡检机器人的机械手臂，不仅能够实现输电线路的日常巡检，而且还能够实现越障巡检，提高输电线路巡检的精度和准确度，从而为输电线路的安全运行提供保障。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下。

应用于输电线路巡检机器人的机械手臂，包括机械手臂机架，机械手臂机架上设置有用于控制机器人行走的驱动行走装置、用于控制机器人停止的刹车制动装置以及用于实现越过障碍物的手掌开合装置，所述驱动行走装置设置在机械手臂机架顶端，手掌开合装置设置在机械手臂机架底端，刹车制动装置设置在驱动行走装置与手掌开合装置之间的机械手臂机架上。

上述应用于输电线路巡检机器人的机械手臂，所述驱动行走装置包括直流驱动电机、锥齿轮传动机构以及相对设置的左驱动半和右驱动半轮，直流驱动电机经锥齿轮传动机构驱动同传动轴设置的左驱动半轮和右驱动半轮在输电线路上行走。

上述应用于输电线路巡检机器人的机械手臂，所述刹车制动装置包括电磁自锁器、压紧轮以及顶紧弹簧，电磁自锁器设置在传动轴的末端，压紧轮位于左驱动半轮和右驱动半轮的下方，顶紧弹簧位于压紧轮下方的机械手臂机架上，压紧轮在顶紧弹簧的作用下将输电线路压紧在左驱动半轮和右驱动半轮之间。

上述应用于输电线路巡检机器人的机械手臂，所述手掌开合装置包括能够开合以实现越过障碍物的平行四边形机构以及控制平行四边形机构开合的蜗轮蜗杆减速电机，蜗轮蜗杆减速电机和平行四边形机构之间通过齿轮机构连接；所述齿轮机构为固定设置在蜗轮蜗杆减速电机输出轴上的直齿轮。

上述应用于输电线路巡检机器人的机械手臂，所述平行四边形机构包括两根齿轮连杆、两根连杆以及两个半开合手，其中两根齿轮连杆的齿轮端通过轴承安装在机械手臂机架上并相啮合，其中一个齿轮连杆的齿轮端与直齿轮啮合；两根连杆的一端分别通过销轴设置在位于齿轮连杆上方的机械手臂机架上，连杆的另一端与齿轮连杆的另一端分别铰接半开合手的上下两端；所述连杆与齿轮连杆平行设置。

上述应用于输电线路巡检机器人的机械手臂，所述机械手臂机架顶端还设置有防坠落装置，防坠落装置包括贯穿式步进电机和减载销，贯穿式步进电机通过连扳设置在机械手臂机架上，减载销与贯穿式步进电机的输出轴固定连接。

由于采用了以上技术方案，本实用新型所取得技术进步如下。

本实用新型应用于输电线路巡检机器人上，用于对高压输电线路进行日常巡检，可以近距离接近输电线路，具有巡检成本低、精度高以及安全可靠等优点，不仅能够实现输电线路的日常巡检，而且还能够实现越障巡检，提高输电线路巡检的精度和准确度，从而为输电线路的安全运行提供保障。

本实用新型的机械手臂支架上集装了驱动行走装置、防坠落装置、手掌开合装置和刹车制动装置，既满足越障行走、刹车制动功能性要求，又保证了设备的紧凑型，方便越障机械手臂升降和旋转运动；当发生故障或遇到恶劣天气时，防坠落装置能够保证机器人可靠自锁，以免从输电线路摔落。

附图说明

图1为本实用新型的主视图；

图2图1的侧视图；

图3为本实用新型的立体图。

其中：11.驱动行走装置；111.直流驱动电机；112.锥齿轮传动机构；113.传动轴；114.右驱动半轮；115.左驱动半轮；12.刹车制动装置；121.电磁制动器；122.压紧轮；123.行程开关；124.弹簧装置；13.防坠落装置；131.贯穿式步进电机；132.减载销；14.手掌开和装置；141.蜗轮蜗杆减速电机142.直齿轮；143.齿轮连杆；144.连杆；145.半开合手；15.机械手臂机架。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本实用新型进行进一步详细说明。

一种应用于输电线路巡检机器人的机械手臂，其结构如图1至3所示，包括机械手臂机架15，机械手臂机架15上设置有驱动行走装置11、刹车制动装置12、防坠落装置13以及手掌开合装置14，驱动行走装置设置在机械手臂机架15顶端，手掌开合装置14设置在机械手臂机架15底端，刹车制动装置12设置在驱动行走装置11与手掌开合装置14之间的机械手臂机架15上。

驱动行走装置11用于控制机器人行走，包括直流驱动电机111、锥齿轮传动机构112以及相对设置的左驱动半轮115和右驱动半轮114，锥齿轮传动机构112包括两个垂直啮合的锥齿轮，其中一个锥齿轮与左驱动半轮115和右驱动半轮114均固定安装在传动轴上，另一个锥齿轮安装在直流驱动电机的输出轴上，直流驱动电机提供动力，通过锥齿轮传动机构完成90°方向传动，驱动左驱动半轮115和右驱动半轮114在输电线路上行走。

刹车制动装置12提供制动摩擦力，保证机器人能够及时、准确的制动停车。包括电磁自锁器121、压紧轮122以及顶紧弹簧124，电磁自锁器121设置在传动轴的末端，压紧轮122位于左驱动半轮115和右驱动半轮114的下方，顶紧弹簧124位于压紧轮下方的机械手臂机架15上，压紧轮122在顶紧弹簧124的作用下将输电线路压紧在左驱动半轮115和右驱动半轮114之间。由控制装置控制实现电磁自锁器与直流驱动电机同时得电与失电，直流驱动电机得电工作时电磁自锁器处于放松状态不产生制动摩擦力，一旦直流驱动电机断电停机电磁自锁器会立刻处于抱紧状态产生制动摩擦力，再加上弹簧装置的压紧力与直流驱动电机的自锁性配合，可以及时准确的实现刹车制动；其次，在手掌开合装置张开状态下，电磁自锁器与直流驱动电机自锁性能保证两驱动半轮不发生自行转动，两半轮对中性准确。本实用新型中的顶紧弹簧不仅能够在驱动行走装置工作状态时，与巡检机器人自身重力相配合为驱动半轮有提供足够的驱动摩擦力；而且还能够在驱动行走装置停机状态时，为驱动轮产生制动摩擦力。

手掌开合装置14用于实现在输电线路上越过障碍物。包括平行四边形机构、齿轮机构和蜗轮蜗杆减速电机141；齿轮机构连接蜗轮蜗杆减速电机141和平行四边形机构，实现动力传输；蜗轮蜗杆减速电机141通过齿轮机构控制平行四边形机构的开合。本实施例中，齿轮机构为固定设置在蜗轮蜗杆减速电机141输出轴上的直齿轮142。

平行四边形机构能够开合以实现越过障碍物。平行四边形机构的结构如图所示，包括两根齿轮连杆143、两根连杆141以及两个半开合手145，连杆与齿轮连杆143平行设置；其中两根齿轮连杆143的齿轮端通过轴承安装在机械手臂机架15上并相啮合，其中一个齿轮连杆143的齿轮端与直齿轮142啮合；两根连杆的一端分别通过销轴设置在位于齿轮连杆上方的机械手臂机架15上，连杆的另一端与齿轮连杆143的另一端分别铰接半开合手的上下两端。

防坠落装置13提供手掌开合装置闭合的准确性，防止巡检机器人沿输电线路巡检时脱落。包括贯穿式步进电机131和减载销132，贯穿式步进电机131通过连扳设置在机械手臂机架15上，减载销132与贯穿式步进电机的输出轴固定连接。当手掌开合机构打开前，通过贯穿式步进电机先带动减载销到预定位置，才能进行手掌的开合运动；当手掌开合机构合拢后，通过贯穿式步进电机将减载销插到预定位置，才能保证机器人不发生坠落事故。

本实用新型应用于输电线路巡检机器人上，能够实现沿输电线路进行越障巡检，进而逐步代替人工沿线路巡检。该巡检机器人不但能在输电线路上以一定的速度平稳运行，而且能够灵活稳定的跨越输电线路上的障碍物（包括防震锤、悬垂线夹、跳线线夹杆塔等），进而利用机载设备完成输电线路巡检；对比人工巡检方式，机器人巡检方式效率大大提高，降低了劳动成本，而且整个设备结构简单、易于操作、加工制造方便、制造成本低。