一种多凸轮控制式三臂高压巡线避障机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及高压巡线机器人技术领域，具体的说是一种多凸轮控制式三臂高压巡线避障机器人。
【背景技术】
[0002]高压输电线路是长距离输电的主要方式，输电线路巡检是保证高压输电线路正常运行的必要措施，将巡线机器人运用于高压线路的巡检，以一定速度沿线路爬行，并可以跨越防震锤，耐张线夹，悬垂线夹，杆塔等障碍物。利用携带的仪器对杆塔，导线及避雷线，绝缘子、线路夹具，等实施检测，不仅可以减轻工人的劳动力度，降低巡检作业费用，而且可以提高巡线的质量和力度。高压巡线机器人具有强烈的市场需求和广阔的发展前景，因而受到国内外科技人员的关注。
[0003]目前使用的巡线机器人，采用轮式爬行的机器臂，电机驱动实现爬行。缺少夹紧机构且电机装载过多，机身重量大，导致电机带动爬行爬坡能力差，爬行过慢，结构复杂且不易控制。本专利通过一个摆动电机控制凸轮运动，从而控制机械臂的运动，遇到障碍物可以避开，并可以回归原位夹紧；是一种凸轮带动式、电机数量少、爬坡性能好的高压巡线机器人。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是针对现有技术存在的缺陷，提出了一种凸轮带动式、电机数量少、结构简单、爬坡性能好、行走稳定、控制精度高的高压巡线机器人。
[0005]一种多凸轮控制式三臂高压巡线避障机器人，其特征在于:包括支架、依次安装在支架的第一机械臂、第二机械臂、第三个机械臂；所述支架上设有右侧支架支撑、中部支架支撑、左侧支架支撑；支架上固定一个摆动电机，所述摆动电机的输出轴与一个转动轴的一端配接；第一机械臂、第二机械臂、第三个机械臂的底端与转动轴的轴体连接从而能够带动第一机械臂、第二机械臂、第三个机械臂摆动；
[0006]所述第一机械臂、第二机械臂和第三机械臂结构均相同:包括主臂支撑横杆和主臂摆动臂；主臂支撑横杆与主臂摆动臂成90度并通过柱销连接；主臂摆动臂与支架通过左支撑臂与右支撑臂固定安装；主臂摆动臂通过柱销杆连接一夹紧机构；夹紧机构底端的滚轮横臂上的圆形滚轮镶嵌在圆柱凸轮上的轨迹槽内；圆柱凸轮轴上端与支架的横梁固定安装，且圆柱凸轮与一个圆柱凸轮轴固定安装；
[0007]第一机械臂上的圆柱凸轮轴下端与左侧支架支撑固定安装，第二机械臂上的圆柱凸轮轴下端与中部支架支撑固定安装，第三机械臂上的圆柱凸轮轴下端与右侧支架支撑固定安装；三个机械臂的圆柱凸轮轴均与横式锥齿轮通过螺栓固定连接，横式锥齿轮与立式锥齿轮外啮合；立式锥齿轮同中心固定在转动轴的左侧、中部和右侧；
[0008]所述第一机械臂通过左支撑臂和右支撑臂固定安装在支架的左部，并且位于支架的横梁的正后方，第一机械臂底部装有盘型凸轮，第一机械臂底端的主臂支撑横杆安装位置与盘型凸轮的推程运动角a的起始点处重合；盘型凸轮同中心地固定安装在转动轴的左侧；
[0009]所述第二机械臂通过左支撑臂和右支撑臂固定安装在支架的中部，并且位于支架的横梁的正前方，第二机械臂底部装有盘型凸轮；第二机械臂底端的主臂支撑横杆安装位置位于盘型凸轮近休止角b范围内，并且与推程运动角a的起始端呈120度的位置点处重合；盘型凸轮同中心地固定安装在转动轴的中部；
[0010]所述第三机械臂通过左支撑臂和右支撑臂固定安装在支架的右部，并且位于支架的横梁的正后方，第三机械臂底部装有盘型凸轮，第三机械臂底端的主臂支撑横杆的安装位置与盘型凸轮推程运动角a的起始点处重合；盘型凸轮同中心地固定安装在转动轴的右侦牝第三机械臂下端的盘型凸轮相对于第一机械臂和第二机械臂的盘型凸轮反向安装；
[0011]转动轴前端配接摆动电机,固定安装在支架底部，摆动电机带动转动轴转动，转动轴带动第一机械臂底端的盘型凸轮和立式锥齿轮运动，从而带动第一机械臂上部的主臂摆动臂及圆柱凸轮运动；同时转动轴带动第二机械臂底端的盘型凸轮和立式锥齿轮运动，从而带动第二机械臂上部的主臂摆动臂及圆柱凸轮运动；同时转动轴带动第三机械臂底端的盘型凸轮和立式锥齿轮运动，从而带动第三机械臂上部的主臂摆动臂及圆柱凸轮运动；
[0012]所述主臂摆动臂，包括设置在主臂摆动臂一端的圆形行走轮，主臂摆动臂上设有圆型孔槽、左斜行滑槽与右斜行滑槽；所述圆形行走轮同中心固定安装在主臂摆动臂顶部前端伸出轴上，压紧高压线，行走电机同中心固定安装在主臂摆动臂的顶部后端伸出轴上，带动机器人向前运动；左斜行滑槽与右斜行滑槽均为斜行向下的滚轮滑槽，左斜行滑槽开设在主臂摆动臂左侧中下部，右斜行滑槽开设在主臂摆动臂右侧中下部；圆形孔槽开设在主臂摆动臂的上部，柱销杆镶嵌在圆形孔槽内；主臂支撑横杆与主臂摆动臂成90度并通过柱销连接；主臂支撑横杆由支架进行限位支撑。
[0013]在上述的一种多凸轮控制式三臂高压巡线避障机器人，所述夹紧机构包括柱销杆、圆形夹紧轮、矩形连杆、圆形滚轮、滚轮横臂；柱销杆同中心的镶嵌在主臂摆动臂上的圆形孔槽内，夹紧机构与主臂摆动臂通过柱销杆连接，并且夹紧机构可围绕柱销杆相对于主臂摆动臂摆动；圆形夹紧轮同中心固定安装在夹紧机构顶部前端的伸出轴上，与行走轮相配合夹紧高压线向前运动；矩形连杆固定安装在夹紧机构的中部并向下伸出，与竖直方向呈倾斜设置，矩形连杆底端与滚轮横臂通过螺栓固定连接在一起；圆形滚轮同中心固定安装在滚轮横臂前端伸出轴上，并镶嵌在圆柱凸轮的轨迹槽内。
[0014]在上述的一种多凸轮控制式三臂高压巡线避障机器人，所述圆柱凸轮为轨迹槽环绕圆柱的圆柱形凸轮构件；圆柱凸轮同中心固定安装在圆柱凸轮轴的中部，圆柱凸轮开设的轨迹槽均分为四个部分一、二、三和四；轨迹一对应的凸轮转动角为推程运动角a为60度；轨迹二对应的凸轮转动角为远休止角b为O度；此时圆柱凸轮不转动，轨迹为O ;轨迹三对应的凸轮转动角为推回程运动角c为120度；轨迹四对应的凸轮转动角为近休止角d为180度；圆柱凸轮各个转动角与相应方位上的盘型凸轮转动角大小对应一致；夹紧机构底端圆形滚轮镶嵌在圆柱凸轮的轨迹槽内，随着圆柱凸轮转动，圆形滚轮在轨迹槽中能够做上下运动，从而带动夹紧机构上下移动。
[0015]在上述的一种多凸轮控制式三臂高压巡线避障机器人，所述左支撑臂和右支撑臂前端固定在支架的横梁上，左支撑臂后端装有左支撑臂滚轮，右支撑臂后端装有右支撑臂滚轮，左支撑臂滚轮镶嵌安装在左斜行滑槽内，右支撑臂滚轮镶嵌安装在右斜行滑槽内；当主臂摆动臂受到向上的作用力时，左支撑臂滚轮可在左斜行滑槽内滚动，右支撑臂滚轮可在右斜行滑槽内滚动，主臂摆动臂向斜上方运动，行走轮脱离高压线。
[0016]在上述的一种多凸轮控制式三臂高压巡线避障机器人，所述横式锥齿轮自身轴上部开有螺栓孔，圆柱凸轮轴底部开有螺栓孔，横式锥齿轮水平横式放置，与圆柱凸轮轴通过螺栓固定连接在一起；同时横式锥齿轮与固定在转动轴上的立式锥齿轮成90度外啮合；摆动电机带动转动轴旋转，从而带动横式锥齿轮转动，从而带动圆柱凸轮轴转动。
[0017]在上述的一种多凸轮控制式三臂高压巡线避障机器人，所述盘型凸轮为可绕固定轴线转动且有变化直径的圆盘形构件，盘型凸轮上开有键槽，键槽上开有螺钉孔，且三个盘型凸轮与转动轴均同中心通过平键与螺钉垂直固定连接，并且分别固定在转动轴的左侧、中部和右侧。
[0018]在上述的一种多凸轮控制式三臂高压巡线避障机器人，盘型凸轮轮廓即运动轨迹均分为运动轨迹一、运动轨迹二、运动轨迹三和运动轨迹四；运动轨迹一对应凸轮转动角为推程运动角a为60度,运动轨迹二对应凸轮转动角为远休止角b为O度；此时盘型凸轮不转动，运动轨迹二为O ;运动轨迹三对应凸轮转动角为回程运动角c为120度；运动轨迹四对应凸轮转动角为近休止角d为180度。
[0019]摆动电机带动转动轴转动，进而带动固定在转动轴上的盘型凸轮转动。摆动电机带动转动轴转动60度，固定在转动轴左侧的盘型凸轮转动，带动第一机械臂的主臂摆动臂向上斜行运动到顶端，行走轮脱离高压线，摆动电机同时带动左侧的立式锥齿轮转动60度，由于第一机械臂的横式锥齿轮与立式锥齿轮外啮合，进而带动第一机械臂的圆柱凸轮转动60度，迫使第一机械臂的夹紧机构底端圆形滚轮在轨迹槽中滚动，到达轨迹槽的底端，夹紧机构向下运动，夹紧轮脱离高压线。此时，固定在转动轴中部的盘型凸轮及中部的立式锥齿轮在摆动电机的带动下，转过60度时，第二机械臂的主臂摆动臂上下无运动，夹紧机构上下无运动；固定在转动轴右侧的盘型凸轮及右侧的立式锥齿轮在摆动电机的带动下转过60度，第三机械臂的主臂摆动臂上下无运动，夹紧机构上下