一种驻塔式轻小型输电线路巡检机器人的制作方法

1.本实用新型属于电机电网技术领域，具体涉及一种驻塔式轻小型输电线路巡检机器人。


背景技术：

2.高压输电线路受到来自于自然环境、人为因素及运行状况、设备缺陷、老化等的影响。因此要定期对线路进行巡查和维护，以保证安全运行。在不停电的状态下对架空高压供电线路进行巡视、维修、增架、撤线等作业，越来越受到重视。专利号为zl201910030708.4一种高压线路驻塔式轻小型输电线路巡检机器人，两个行走夹持装置、升降装置、基板和水平移动装置，行走夹持装置用于夹持高压地线并在高压地线上行走，两个行走夹持装置分别安装在两个升降装置的升降端，水平移动装置包括牵引绳、张紧滚动体、两个水平导轨和拉动牵引绳运动的驱动装置，张紧滚动体分别安装在基板两端，牵引绳套在基板两端的张紧滚动体上，两个水平导轨分别安装在牵引绳的两侧，两个升降装置的本体固定端通过水平滑块分别安装在两个水平导轨上，水平滑块与相应侧的牵引绳固定相连，通过驱动装置驱动牵引绳来回运动，可以带动两个行走夹持装置沿着水平导轨来回水平运动，配合升降装置的升降功能，从而实现越障类的效果。但是在实际应用时发现，手腕关节承受机器人的重量容易变形，并且手腕的运动对机器人的越障动作意义不大，且无法转弯，因此在进行转角过耐张塔时，一般的辅助设备都无法适应，无法实现过桥动作。并且由于无法转弯，在机器人上下塔时也极为繁琐，无法通过拉线实现上下塔的动作。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种驻塔式轻小型输电线路巡检机器人，可以方便实现转角过桥，并且直接通过拉线即可完成上下塔的动作。
4.为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种驻塔式轻小型输电线路巡检机器人，包括机箱、导轨支架和设置在导轨支架上的两个升降臂，导轨支架两侧分别设置有用于升降臂和机箱水平方向导向移动的导轨，升降臂顶部安装有轮爪机构，底部安装有水平旋转机构，水平旋转机构和机箱分别通过滑块安装在导轨支架两侧，导轨支架两侧分别设置有用于驱动两个滑块沿其滑轨移动的水平移动机构。
5.进一步的，水平旋转机构包括第一蜗杆蜗轮、水平旋转电机、旋转外壳和旋转盘齿，旋转外壳安装在移动支架上，旋转盘齿水平设置在旋转外壳内，旋转盘齿蜗杆蜗轮设置在旋转外壳内，并与水平旋转齿轮啮合传动，水平旋转电机固定在旋转外壳上，蜗杆蜗轮通过水平旋转电机驱动旋转。
6.进一步的，水平移动机构包括齿条、移动支架、第二蜗杆蜗轮和水平移动电机，齿条固定在导轨支架上，齿条固定在导轨支架上，移动支架滑动套设在齿条上，移动支架一端向下延伸连接滑块，第二蜗杆蜗轮设置在移动支架内，并与齿条啮合传动，水平移动电机安装在移动支架上，第二蜗杆蜗轮通过水平移动电机驱动旋转。
7.进一步的，升降臂包括第二蜗杆蜗轮、升降齿条和升降电机，旋转盘齿中部设置由供升降齿条上下导向活动的导槽，升降齿条穿插在导槽上，第二蜗杆蜗轮安装在旋转盘齿内和升降齿条啮合传动，升降电机安装在旋转盘齿，并为第二蜗杆蜗轮提供动力。
8.进一步的，轮爪机构包括支撑臂、滚轮和握爪，滚轮通过轮轴安装在支撑臂上，并通过滚轮电机驱动，支撑臂内夹取齿轮，支撑臂内设置有第三蜗杆蜗轮，第三蜗杆蜗轮啮合传动，握爪由两个夹持臂组成，两个夹持臂分别连接夹取齿轮和第三蜗杆蜗轮的蜗轮、支撑臂上安装有夹持电机，第三蜗杆蜗轮通过夹持电机驱动。
9.进一步的，两个升降手臂安装在导轨支架同一侧边。
10.与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：升降臂通过水平移动机构实现水平旋转动作，在进行转角过桥动作或搭线上塔时，一只升降臂通过轮爪机构握住地线，另一只升降臂松开地线，并通过水平旋转机构旋转，使另一只升降臂在水平方向脱离地线，再由水平旋转机构调整另一只升降臂的水平旋转角度，使另一只升降臂可以握住地线夹角处另一侧的地线，从而实现转角动作。
附图说明
11.图1为本实用新型结构示意图；
12.图2为本实用新型上塔示意图；
13.图3为本实用新型翻越悬垂线夹示意图；
14.图4为本实用新型翻越悬垂线过程中第二升降臂升起示意图；
15.图5为本实用新型翻越悬垂线过程中第一升降臂旋转示意图；
16.图6为本实用新型翻越悬垂线过程第二升降臂位移过悬垂线夹示意图；
17.图7为本实用新型翻越悬垂线过程第一升降臂回转示意图；
18.图8为本实用新型翻越悬垂线过程中第二升降臂下降握紧地线示意图；
19.图9为本实用新型翻越悬垂线过程中第一升降臂调整位置并松开地线示意图；
20.图10为本实用新型翻越悬垂线过程中第二升降臂松开地线调整位置示意图；
21.图11为本实用新型翻越悬垂线过程中第二升降臂旋转示意图；
22.图12为本实用新型越过悬垂线夹示意图；
23.图中：1.机箱、2.导轨支架、21.滑块、3.升降臂、3a.第一升降臂、3b第二升降臂、31.第二蜗杆蜗轮、32.升降齿条、33.升降电机、4.轮爪机构、41.支撑臂、42.滚轮、43.夹持臂、44.第三蜗杆蜗轮、45.夹取齿轮、46.滚轮电机、5.水平旋转机构、51.第一蜗杆蜗轮、52.旋转外壳、53.旋转盘齿、6.水平移动机构、61.齿条、62.移动支架、63.第二蜗杆蜗轮、7.地线。
具体实施方式
24.参照图1-12，一种驻塔式轻小型输电线路巡检机器人，包括机箱1、导轨支架2和设置在导轨支架2上的两个升降臂3，导轨支架2两侧分别设置有用于升降臂3和机箱1水平方向导向移动的导轨，升降臂3顶部安装有轮爪机构4，底部安装有水平旋转机构5，水平旋转机构5和机箱1分别通过滑块21安装在导轨支架2两侧，导轨支架2两侧分别设置有用于驱动两个滑块21沿其滑轨移动的水平移动机构6。本实用新型在使用时，升降臂3通过水平移动
机构6实现水平旋转动作，在进行转角过桥动作或搭线上塔时，第一升降臂3a通过轮爪机构4握住地线7，第二升降臂3b升起，并松开地线7，机箱1通过水平移动机构6位移调整重心，第一升降臂3a通过水平旋转机构5旋转，使第二升降臂3b在水平方向脱离地线7，再由水平旋转机构5调整第二升降臂3b的水平旋转角度，从而调整第二升降臂3b上的握爪机构与地线7配合的角度，使第二升降臂3b可以握住地线7夹角处另一侧的地线7。当第二升降臂3b回缩并握住地线7时，机箱1再次通过水平移动机构6位移调整重心，同时第一升降臂3升起，并松开地线7，第二升降臂3b通过水平旋转机构5旋转，使第一升降臂3a越过地线7夹角，同时第一升降臂3a通过水平旋转机构5旋转调整握爪机构和地线7配合角度，并回缩握住地线7，实现转角动作。并且，相对于现有技术，本实用新型可以实现水平方向翻越障碍的方式，因此，适应性更强，针对不同的障碍物可以选择不同的翻越方式。在进行拉线上塔过程中，如果拉线倾角较大，滚轮42无法上塔，则可以通过轮爪机构4从滚轮42切换成握爪，通过握爪夹住拉线上塔。
25.其中，水平移动机构6包括齿条61、移动支架62、第二蜗杆蜗轮63和水平移动电机，齿条61固定在导轨支架2上，齿条61固定在导轨支架2上，移动支架62滑动套设在齿条61上，移动支架62一端向下延伸连接滑块21，第二蜗杆蜗轮63设置在移动支架62内，并与齿条61啮合传动，水平移动电机安装在移动支架62上，第二蜗杆蜗轮63通过水平移动电机驱动旋转。水平移动机构6在使用过程中，通过水平移动电机驱动第二蜗杆蜗轮63，从而带动水平移动机构6沿齿条61地线7滑动，使水平移动机构6带动滑块21位移。
26.其中，水平旋转机构5包括第一蜗杆蜗轮51、水平旋转电机、旋转外壳52和旋转盘齿53，旋转外壳52安装在移动支架62上，旋转盘齿53水平设置在旋转外壳52内，旋转盘齿53蜗杆蜗轮设置在旋转外壳52内，并与水平旋转齿轮啮合传动，水平旋转电机固定在旋转外壳52上，蜗杆蜗轮通过水平旋转电机驱动旋转。水平旋转机构5在使用过程中，通过水平旋转电机驱动第一蜗杆蜗轮51带动水平方向旋转盘齿53转动，使旋转盘齿53带动升降臂3转动。
27.其中，升降臂3包括第二蜗杆蜗轮63、升降齿条32和升降电机33，旋转盘齿53中部设置由供升降齿条32上下导向活动的导槽，升降齿条32穿插在导槽上，第二蜗杆蜗轮63安装在旋转盘齿53内和升降齿条32啮合传动，升降电机33安装在旋转盘齿53，并为第二蜗杆蜗轮63提供动力。升降臂3在使用过程中，通过升降电机33带动第二蜗杆蜗轮63，使升降齿条32沿导槽上下移动。升降齿条32穿插在旋转盘齿53的方式，可以使本实用新型结构更为紧凑，减小体积。
28.其中，轮爪机构4包括支撑臂41、滚轮42和握爪，滚轮42通过轮轴安装在支撑臂41上，并通过滚轮电机46驱动，支撑臂41内夹取齿轮45，支撑臂41内设置有第三蜗杆蜗轮44，第三蜗杆蜗轮44啮合传动，握爪由两个夹持臂43组成，两个夹持臂43分别连接夹取齿轮45和第三蜗杆蜗轮44的蜗轮、支撑臂41上安装有夹持电机，第三蜗杆蜗轮44通过夹持电机驱动。
29.其中，两个升降手臂安装在导轨支架2同一侧边。
30.巡检机器人在实际应用时，由于机器人在输电线地线7上作业，机器人过高过宽，如果机器人在地线7上行走到某些位置可能小于安全距离，高压输电线的相线就会对机器人进行放电，引发电网的重大人为事故。机器人过高过宽，机器人在越障和上下塔时候，操
作不当，容易小于安全距离，引发输电线故障等重大人为事故。异侧安装升降臂3，在实践中发现，机器人在转弯时，近铁塔侧的手臂或移重心时机箱1外壳容易碰着铁塔的角钢。机器人在地线7上双轮驱动进行滚动前行时，两轮滚动前行方向要与地线7方向一致，由于机械间隙和机构磨损，两臂的轮子的中心会各自向外偏离地线7这条中心线。本实用新型在设计过程中，采用导轨支架2，导轨支架2可以采用宽度较薄的板材，而滑轨和水平移动机构6分别安装在导轨支架2两侧，因此，导轨支架2整体宽度较小，并且两个升降手臂同侧安装，无需担心两臂的偏离中心线的问题，并且可以使机箱1的位移距离更大方便中心调整，且侧方便可以使机箱1的宽度和长度可以设计得比较大，容易安装下电气器材，而整机则可以设计得更小，在翻越耐张塔、直线塔时，两个升降手臂同侧安装，不会碰着铁塔。
31.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。