CN212343186U - 一种高压地线巡检机器人移动自锁组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高压地线巡检机器人移动自锁组件，包括：垂直臂，绕垂直臂转动的水平臂，水平臂连接有水平旋转电机；主动行走机构，包括驱动轮和主驱动电机，主驱动电机连接驱动轮；随动行走机构，包括随动轮，随动轮与驱动轮轴线平行，且二者位于水平臂的同一面上，随动轮与驱动轮中间区域形成挂线区；自锁机构，包括位于水平臂和随动轮支撑板之间的左挡板和右挡板，自锁机构与水平臂和随动轮支撑板转动连接，该移动自锁组件可装配在高压输电线路巡检机器人上，采用双轮夹紧驱动方式，既增大了机器人爬坡能力和抗风载能力，同时自锁机构也可在双轮夹紧时随动实现自锁，防止机器人突然故障时跌落损坏。

Description

一种高压地线巡检机器人移动自锁组件

技术领域

本实用新型属于高压线智能巡检自动化装备领域，更具体的说涉及一种适用于高压地线巡检机器人的移动自锁组件。

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。3)机器人巡检法，利用行走装置将巡检机器人挂在输电线路上，利用行走装置上的滚轮带动巡检机器人沿着输电线路前进，其成本低，检测效率高，长续航，但现有的高压地线巡检机器人通常只有行走功能，且爬坡能力有限，缺少防跌落安全防护装置。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种可装配在高压地线巡检机器人上的移动自锁组件；配置有该移动自锁组件的巡检机器人采用双轮夹紧驱动方式，增大爬坡能力，提高抗风载能力，同时双轮夹紧时同步利用自锁机构实现自锁，防止机器人突然故障时跌落损坏。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种高压地线巡检机器人移动自锁组件，包括：

垂直臂，其用于连接巡检机器人，其上固定有水平旋转电机；

水平臂，其中部与水平旋转电机连接，其两端分别设置有驱动轮支撑板和随动轮支撑板；

主动行走机构，包括驱动轮和主驱动电机，驱动轮设置于水平臂的和驱动轮支撑板之间，主驱动电机连接驱动轮；

随动行走机构，包括随动轮，随动轮设置于水平臂和随动轮支撑板之间，随动轮与驱动轮轴线平行，且二者位于水平臂的同一面上，随动轮与驱动轮中间区域形成挂线区；

自锁机构，包括位于水平臂和随动轮支撑板之间的左挡板和右挡板，左挡板和右挡板之间设置有上滚柱和下滚柱，所述左挡板与水平臂的中部转动连接，右挡板与随动轮支撑板转动连接。

进一步的所述右挡板的下端与随动轮支撑板之间设置有用于自动复位的拉簧。

进一步的所述上滚柱和下滚柱上表面的连线到水平臂的旋转中心的距离等于地线的半径。

进一步的所述随动轮支撑板上设置有推拉式电磁铁，所述推拉式电磁铁连接有轴销，在所述的右挡板上开设有与轴销配合的定位孔，当自锁机构运动到位时，推拉式电磁铁动作，轴销插入自锁机构中实现机械自锁。

进一步的所述驱动轮支撑板和随动轮支撑板上分别设置有上出入线导向板和下出入线导向板，上出入线导向板和下出入线导向板的外侧分别向上和下倾斜呈向外开口姿态。

进一步的所述垂直臂上设置有用于检测水平臂转动角度的垂直电路板。

进一步的所述垂直臂上设置有谐波减速器，谐波减速器与水平旋转电机的电机轴连接，水平臂连接在谐波减速器上。

进一步的所述随动轮一端设置有码盘，在随动轮支撑板上设置有与码盘配合的霍尔传感器，霍尔传感器检测码盘转过的圈数，实现位移反馈。

进一步的所述驱动轮支撑板和随动轮支撑板的左右两侧上分别设置有相互配合的左对射传感器和右对射传感器，用于检测和判断高压地线的进出状态。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：采用双轮夹紧驱动方式进行移动，增大了爬坡能力，移动自锁部件同时也可以从地线上移出，为后面机器人跨越地线金具障碍物提供了可能，同时设计的自锁机构，结构巧妙，无需动力源即可实现自锁，防止机器人突然故障时跌落损坏。

附图说明

图1为本实用新型呈单轮出入线模式时的立体结构示意图一；

图2为本实用新型呈单轮出入线模式时的立体结构示意图二；

图3为本实用新型呈单轮出入线模式时的主视图；

图4为本实用新型中自锁机构的立体结构示意图；

图5为本实用新型呈双轮夹紧移动自锁模式时的立体结构示意图；

图6为本实用新型呈双轮夹紧移动自锁模式时的主视图。

附图说明：1、驱动轮支撑板；2、右对射传感器；3、上下出入线导向板；4、推拉式电磁铁；5、随动轮支撑板；6、码盘；7、霍尔传感器；8、垂直臂；9、随动轮；10、垂直电路板；11、水平臂；12、自锁机构；13、谐波减速器；14、水平旋转电机；15、左对射传感器；16、主驱动电机；17、驱动轮；18、驱动轮轴承；19、挡板支撑轴承；20、左挡板；21、右挡板；22、随动轮支撑轴承；23、上滚柱；24、挂钩孔；25、定位孔；26、下滚柱。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向(X)”、“纵向(Y)”、“竖向(Z)”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本实用新型的具体保护范围。

此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本实用新型描述中，“数个”、“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

一种高压地线巡检机器人移动自锁组件，包括：

垂直臂8，其用于连接巡检机器人，其上固定有水平旋转电机14；水平臂11，其中部与水平旋转电机14连接，其两端分别设置有驱动轮支撑板1和随动轮支撑板5；

主动行走机构，包括驱动轮17和主驱动电机16，驱动轮17设置于水平臂11的和驱动轮支撑板1之间，主驱动电机16连接驱动轮17；随动行走机构，包括随动轮9，随动轮9设置于水平臂11和随动轮支撑板5之间，随动轮9与驱动轮17轴线平行，且二者位于水平臂11的同一面上，随动轮9与驱动轮17中间区域形成挂线区；

自锁机构12，包括位于水平臂11和随动轮支撑板5之间的左挡板20和右挡板21，左挡板20和右挡板21之间设置有上滚柱23和下滚柱26，所述左挡板20与水平臂11的中部转动连接，右挡板21与随动轮支撑板5转动连接，左挡板20和右挡板21形成锁定通道。

本实施例中优选的驱动轮17及随动轮9均为凹形轮，驱动轮17与随动轮9的凹槽相对。

本实施例优选的所述垂直臂8上设置有谐波减速器13，谐波减速器13与水平旋转电机14的电机轴连接，水平臂11连接在谐波减速器13上。

如图4所示，在本实施例中优选的驱动轮17通过驱动轮轴承18一端固定在水平臂11，一端固定在驱动轮支撑板1，驱动轮支撑板1通过螺钉和定位销与水平臂11连接，主驱动电机16固定在水平臂11上，主驱动电机16输出轴与驱动轮17连接，驱动驱动轮17正反转，完成机器人沿地线的移动；随动轮9通过随动轮支撑轴承22一端固定在水平臂11，一端固定在随动轮支撑板5，随动轮支撑板5通过螺钉和定位销与水平臂11连接。

如图4所示，本实施例优选的左挡板20和右挡板21通过上滚柱23和下滚柱26进行连接形成一个整体，在左挡板20和右挡板21中间外侧安装有挡板支撑轴承19，挡板支撑轴承19一端安装在随动轮支撑板5上，另一端安装在水平臂11的转轴中心。

本实施例优选的所述上滚柱23和下滚柱26上表面的连线到水平臂11的旋转中心的距离等于地线的半径。

巡检机器人安装于垂直臂8下方，如图1、2、3所示，正常状态时水平臂11与垂直臂8基本齐平，使得驱动轮17和随动轮9在同一垂线上，使高压地线由挂线区到达驱动轮17下方，放下行走防跌落组件，高压地线即进入驱动轮17的槽内，随动轮9位于高压地线的下方与高压地线不接触，且自锁机构12的左挡板20和右挡板21呈水平状态，此时为单轮出入线模式，单轮出入线模式适用于机器人在进行金具越障阶段，自锁机构12打开，从而方便移动自锁部件出入线；

如图5和图6所示，水平旋转电机14旋转使水平臂11转动，至随动轮9接触高压地线的底面，通过驱动轮17和随动轮9夹紧高压地线，同时高压地线会带动自锁机构12随动旋转直至与驱动轮17和随动轮9接触夹紧，此时自锁机构12的左挡板20和右挡板21也刚好与驱动轮17和随动轮9形成一个封闭的空间，将高压地线围在封闭空间中，从而达到自锁的目的，此时为双轮夹紧移动自锁模式，主动轮和随动轮9同时抱紧高压输电线路地线，增大了机器人沿地线周向的摩擦转矩，因此，可在一定程度上抵抗大风造成的机器人的摆动，同时，双轮夹紧，也为驱动轮17提供了更大的压紧力，增大了驱动轮17与高压输电线地线间的摩擦力，防止驱动轮17打滑，提升了机器人爬坡能力。

本实施例优选的所述右挡板21的下端与随动轮支撑板5之间设置有用于自动复位的拉簧。

本实施例中在右挡板21的下端开设有挂钩孔24，挂钩孔24位于右挡板21的中间，拉簧一端钩在挂钩孔24上，另一端连接在随动轮支撑板5上，在右挡板21水平时，拉簧处于竖直状态，使用拉簧将挂钩孔24和随动轮支撑板5连接，这样当高压地线没有接触上滚柱23和下滚柱26时，因为拉簧的拉力作用，自锁机构12将自动恢复到初始展开位，即左挡板20和右挡板21处于水平状态，方便地线的进出。

本实施例优选的所述随动轮支撑板5上设置有推拉式电磁铁4，所述推拉式电磁铁4连接有轴销，在所述的右挡板21上开设有与轴销配合的定位孔25，在双轮夹紧移动自锁模式时，通过推拉式电磁铁4动作，使轴销插入到定位孔25内，即可实现将自锁机构12位置锁定，完成自锁动作；当然需要进入单轮出入线模式时，推拉式电磁铁4则使轴销拔出定位孔25，在水平旋转电机14使水平臂11复位，那么此时自锁机构12将在拉簧的作用下恢复到初始展开位。

本实施例优选的所述驱动轮支撑板1和随动轮支撑板5上分别设置有上出入线导向板和下出入线导向板，上出入线导向板和下出入线导向板构成上下出入线导向板3，其外侧分别向上和下倾斜呈向外开口姿态，使得高压地线即使有一定程度的摆动也可顺利的出入线，同时对机器人的控制精度也要求简单很多。

本实施例优选的所述垂直臂8上设置有用于检测水平臂11转动角度的垂直电路板10，垂直电路板10上设置有霍尔元件，所述水平臂11上设有与霍尔元件相配合的电磁铁，这样检测水平臂11转动的角度，实现位置闭环。

本实施例优选的所述随动轮9一端设置有码盘6，在随动轮支撑板5上设置有与码盘6配合的霍尔传感器7，码盘6安装在随动轮9一端，并随着随动轮9一起转动，霍尔传感器7固定在随动轮支撑板5上，用于检测码盘6转动的刻度，从而计算出机器人的实际行走距离，反馈巡检机器人沿地线实时移动的位移，供巡检机器人位移采集和闭环控制，方便对巡检机器人移动距离进行精准位置控制，提高巡检机器人沿地线行走的定位精度。

本实施例优选的所述驱动轮支撑板1和随动轮支撑板5的左右两侧上分别设置有相互配合的左对射传感器15和右对射传感器2，左对射传感器15和右对射传感器2形成出入线检测收发系统，当高压地线经过他们中间进入挂线区时，出入线检测收发系统检测到障碍物经过，从而输出入线信号给控制系统，可通过左对射传感器15和右对射传感器2信号来检测高压地线是否正确进入到组件中，保证高压地线进出更加可靠、稳定。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种高压地线巡检机器人移动自锁组件，其特征在于，包括：

垂直臂，其用于连接巡检机器人，其上固定有水平旋转电机；水平臂，其中部与水平旋转电机连接，其两端分别设置有驱动轮支撑板和随动轮支撑板；

主动行走机构，包括驱动轮和主驱动电机，驱动轮设置于水平臂和驱动轮支撑板之间，主驱动电机连接驱动轮；

随动行走机构，包括随动轮，随动轮设置于水平臂和随动轮支撑板之间，随动轮与驱动轮轴线平行，且二者位于水平臂的同一面上，随动轮与驱动轮中间区域形成挂线区；

自锁机构，包括位于水平臂和随动轮支撑板之间的左挡板和右挡板，左挡板和右挡板之间设置有上滚柱和下滚柱，所述左挡板与水平臂的中部转动连接，右挡板与随动轮支撑板转动连接。

2.根据权利要求1所述的高压地线巡检机器人移动自锁组件，其特征在于：所述右挡板的下端与随动轮支撑板之间设置有用于自动复位的拉簧。

3.根据权利要求2所述的高压地线巡检机器人移动自锁组件，其特征在于：所述上滚柱和下滚柱上表面的连线到水平臂的旋转中心的距离等于地线的半径。

4.根据权利要求3所述的高压地线巡检机器人移动自锁组件，其特征在于：所述随动轮支撑板上设置有推拉式电磁铁，所述推拉式电磁铁连接有轴销，在所述的右挡板上开设有与轴销配合的定位孔，当自锁机构运动到位时，推拉式电磁铁动作，轴销插入自锁机构中实现机械自锁。

5.根据权利要求4所述的高压地线巡检机器人移动自锁组件，其特征在于：所述驱动轮支撑板和随动轮支撑板上分别设置有上出入线导向板和下出入线导向板，上出入线导向板和下出入线导向板的外侧分别向上和下倾斜呈向外开口姿态。

6.根据权利要求5所述的高压地线巡检机器人移动自锁组件，其特征在于：所述垂直臂上设置有用于检测水平臂转动角度的垂直电路板。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的高压地线巡检机器人移动自锁组件，其特征在于：所述垂直臂上设置有谐波减速器，谐波减速器与水平旋转电机的电机轴连接，水平臂连接在谐波减速器上。

8.根据权利要求7所述的高压地线巡检机器人移动自锁组件，其特征在于：所述随动轮一端设置有码盘，在随动轮支撑板上设置有与码盘配合的霍尔传感器，霍尔传感器检测码盘转过的圈数，实现位移反馈。

9.根据权利要求8所述的高压地线巡检机器人移动自锁组件，其特征在于：所述驱动轮支撑板和随动轮支撑板的左右两侧上分别设置有相互配合的左对射传感器和右对射传感器，用于检测和判断高压地线的进出状态。

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