一种三臂式沿地线巡检机器人自主越障机构

1.本发明属于电力巡检技术领域，尤其涉及巡检机器人。


背景技术：

2.输电线路是电力系统极为重要的组成部分，关系到社会民生，是国家基础设施和社会发展的“动脉”。为了保证其安全稳定地运行，需要定期进行巡视检查。目前采用的方法主要有人工巡检和无人机巡检。人工巡检主要靠肉眼或者望远镜等辅助装备去观察线路的缺损，劳动强度大、效率低，且危险性高。无人机巡检成本高，操控难，飞行速度快，且准确性不高，易受气候影响。因此，电力部门迫切需要研究新的巡检方式。
3.其中移动机器人技术的发展为架空电力线路巡检提供了良好的发展基础。巡检机器人在对线路和附属金具的工作状况进行巡检的同时，还具备跨越杆塔、绝缘子、防震锤等障碍的功能，甚至可利用巡检机器人的视角优势，将线路巡线机器人技术扩展至其他工作场合的监测应用。但由于外部环境的影响，当前的高压输电线巡检机器人在高压线上行走时，多存在越障困难、稳定性较差的问题，具体表现在越障时的不稳定与行进过程中的倾覆。


技术实现要素：

4.针对现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题就是提供一种三臂式沿地线巡检机器人自主越障机构，越障能力强，以解决现有技术中的巡检机器人不稳定和易倾覆问题。
5.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种三臂式沿地线巡检机器人自主越障机构，包括矩形结构的控制箱以及沿控制箱长度方向依次设置的第一臂式机构、第二臂式机构和第三臂式机构，所述第一臂式机构、第二臂式机构和第三臂式机构均包括行进机构、升降机构、平移底台；所述行进机构包括行走轮固定连接板、设于行走轮固定连接板上的左侧传动支撑臂、设于左侧传动支撑臂上的行走轮、驱动行走轮行进的行进电机，所述升降机构与行走轮固定连接板连接，用于驱动行进机构升降，所述升降机构设于平移底台上，由平移底台带动升降机构水平移动。
6.优选的，所述升降机构包括推杆控制电机、电动推杆、升降丝杆、升降螺母，所述推杆控制电机用于驱动电动推杆，所述升降螺母通过螺纹与升降丝杆相连。
7.优选的，所述平移底台上设有平移滑轨、平移电机、平移丝杆、平移螺母，平移螺母与平移丝杆螺纹连接，平移螺母与推杆固定连接板连接，推杆固定连接板设有与平移滑轨滑动配合的滑块，平移电机驱动平移丝杆转动。
8.优选的，所述左侧传动支撑臂的右侧设有右侧传动支撑臂，所述行走轮固定连接板上设有驱动右侧传动支撑臂左右水平滑动的移动机构。
9.优选的，所述移动机构包括移动支撑架、移动电机、移动丝杆、移动螺母，所述移动电机安装在所述移动支撑架的外侧，所述移动丝杆安装在所述移动支撑架的中间且与所述
移动电机的输出轴相连接，所述移动螺母通过螺纹与移动丝杆相连。
10.本发明采用的技术方案，具有如下有益效果：
11.通过三臂式结构，使巡检机器人在越障过程中始终会有两个臂挂在线上，保证整个机构不会倾覆，安全稳定，可以广泛应用于输电线路的巡检。
12.本发明采用的具体技术方案及其带来的有益效果将会在下面的具体实施方式中结合附图中予以详细的揭露。
附图说明
13.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：
14.图1是本发明一种三臂式沿地线巡检机器人自主越障机构的结构示意图；
15.图中：1.右侧传动支撑臂，2.锁紧轮，3.锁紧控制电机，4.联轴器，5.行走轮固定连接板，6.支撑杆支架，7.电动推杆，8.辅助支撑杆，9.升降螺母，10.推杆固定连接板，11.平移滑轨，12.固定锁扣，13.齿轮外壳，14.传动齿轮，15.底座，16.开口槽，17.直流电源，18.支撑套筒，19.中心齿轮，20.平移丝杆，21.平移控制电机，22.推杆控制电机，23.连接齿轮，24.移动电机，25.行进电机，26.左侧传动支撑臂，27.行走轮。
具体实施方式
16.下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。
17.在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。例如下述的“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系的词语仅基于附图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置/元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
18.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
19.本领域技术人员可以理解的是，在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。
20.如图1所示，本发明提供了一种应用于输电线路巡检的三臂式巡检机器人自主越障机构，运用在机器人上时，需要同时装配三根可分离越障机械臂。其包括矩形结构的控制箱以及沿控制箱长度方向依次设置的第一臂式机构、第二臂式机构和第三臂式机构，所述第一臂式机构、第二臂式机构和第三臂式机构均包括行进机构、升降机构、平移底台。
21.图1所示为其中一个臂式机构，如图1所示，所述行进机构包括行走轮固定连接板5、设于行走轮固定连接板上的左侧传动支撑臂26、设于左侧传动支撑臂上的行走轮27、驱动行走轮行进的行进电机25，所述升降机构与行走轮固定连接板连接，用于驱动行进机构升降，所述升降机构设于平移底台上，由平移底台带动升降机构水平移动。
22.作为一种实施方式，所述升降机构包括推杆控制电机22、支撑杆支架6、电动推杆
7、推杆固定连接板10、升降螺母9、辅助支撑杆8，其中所述推杆控制电机安装在电动推杆左侧，所述辅助支撑杆为四根直立支撑的固定支杆，电动推杆设有升降丝杆，杆控制电机用于驱动电动推杆，所述升降螺母9通过螺纹与升降丝杆相连，通过升降螺母升降带动行进机构升降。辅助支撑杆的下端与推杆固定连接板10连接，辅助支撑杆的上端与支撑杆支架6连接。
23.进一步的，还可以设置连接齿轮23连接行进机构和升降机构，连接齿轮可以由旋转电机驱动带动行进机构旋转。
24.作为一种实施方式，所述平移底台上设有平移滑轨11、平移控制电机21、平移丝杆20、平移螺母，平移螺母与平移丝杆螺纹连接，平移螺母与推杆固定连接板10连接，推杆固定连接板10设有与平移滑轨滑动配合的滑块，平移控制电机驱动平移丝杆转动。固定锁扣12固定平移丝杆20，齿轮外壳13保护传动齿轮14，底座15固定整个平移底台，开口槽16和中心齿轮19方便安装其他两个机械臂，直流电机17为机构供电支撑套筒18用作连接上下两个部分。
25.所述左侧传动支撑臂的右侧设有右侧传动支撑臂1，所述行走轮固定连接板上设有驱动右侧传动支撑臂左右水平滑动的移动机构。所述右侧传动支撑臂上设有锁紧机构。所述锁紧机构包括可上下滑动的锁紧轮2、锁紧控制电机3、联轴器4、螺杆、螺母、锁紧臂和锁紧支撑架，所述锁紧电机的输出轴与所述螺杆通过联轴器4相接，所述螺杆的另一端安装在所述锁紧支撑架上，所述螺母与所述螺杆通过螺纹连接，所述锁紧臂的一端与所述螺母相连，所述锁紧轮2安装于锁紧臂，通过螺杆螺母驱动锁紧臂带动锁紧轮。
26.作为一种实施方式，所述移动机构包括移动支撑架、移动电机24、移动丝杆、移动螺母，移动支撑架安装于行走轮固定连接板5，所述移动电机安装在所述移动支撑架的外侧，所述移动丝杆安装在所述移动支撑架的中间且与所述移动电机的输出轴相连接，所述移动螺母通过螺纹与移动丝杆相连，并且移动螺母与右侧传动支撑臂1连接，带动右侧传动支撑臂1左右滑动，移动支撑架上设有滑轨与右侧传动支撑臂1滑动配合。
27.其工作过程包括越障过程具体如下：
28.将采用本发明的机器人安置于高压线上运行，整个机器人通过行走轮27在高压线上正常行走。当机器人沿线前进的过程中遇到防振锤、绝缘子线夹等障碍时，行进电机25停止转动，调动机械臂进行越障操作。行进电机25控制行走轮27脱离高压线，推杆控制电机22带动电动推杆7，使得第一臂式机构向上抬升，平移控制电机带动升降机构水平滑动，带动第一臂式机构朝远离地线方向运行。此时行走轮27完成一次两侧分离，第一臂式机构越过障碍。等第一臂式机构脱离高压线后，同时三臂机器人中其他两臂仍在高压线上，整个机体继续前进。随后，控制箱控制机械臂移动，越过障碍物后，电动推杆7重复之前的动作，在连接齿轮23转动导向机构，左右各一次，以确保行走轮能正确挂到高压线上。
29.当三支机械臂连续越障时，其中两个障碍距离过近，障碍间距离小于两个机械臂挂在高压线上的宽度，按行进方向上，前一个机械臂需要再次越过障碍，给后一个机械臂提供足够的空间越障。
30.三支机械臂都连接在控制箱上，保证了整个机器人在水平方向上刚性足够强。在整个越障过程中，至少同时有两个臂是挂在线上，通过双挂点可以保证在运行过程中稳定，第一臂式和第三臂式是沿地线对称的，使得运行过程中重心始终落在中轴线附近，不会发
生偏移。区别于现有的巡线机器人，独特的机械连接结构在使得机器人整体水平方向的刚性足够的同时，单个臂式机构还可以做水平方向的转动，增强了其灵活性，可以跨越带有一定角度的障碍物。
31.当机械臂挂在高压线上时，右侧传动支撑臂1与左侧传动支撑臂26抱合，高压线此时在行走轮27下方，当出现驱动异常时，将抱合到最紧，使整机稳定停止于高压线固定位置，保护高空运行过程的整机安全。
32.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。