行走輪與機械臂組合式巡線機器人機械結(jié)構(gòu)及其越障方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種行走輪與機械臂組合式巡線機器人機械結(jié)構(gòu)及其越障方法，屬于機器人技術(shù)領(lǐng)域。所述行走輪與機械臂組合式巡線機器人機械結(jié)構(gòu)包括機架，所述機架的上部設(shè)置有至少兩對可伸縮且可在側(cè)向方向轉(zhuǎn)動的行走輪支撐桿，所述行走輪支撐桿的末端設(shè)置有行走輪；所述機架的兩端分別設(shè)置有第一旋轉(zhuǎn)底座和第二旋轉(zhuǎn)底座，所述第一旋轉(zhuǎn)底座和第二旋轉(zhuǎn)底座上分別設(shè)置有第一機械臂和第二機械臂，所述第一機械臂和第二機械臂上分別設(shè)置有一對可張開可對合的第一機械手和第二機械手；所述機架的下部還設(shè)置有配重。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明專利技術(shù)具有減輕勞動強度、降低運行成本，且能夠翻越障礙物的優(yōu)點。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及機器人
，特別是指一種行走輪與機械臂組合式巡線機器人機械結(jié)構(gòu)及其越障方法。
技術(shù)介紹
采用高壓和超高壓架空電力線是長距離輸配電力的主要方式。電力線及桿塔附件長期暴露在野外,因受到持續(xù)的機械張力、電氣閃烙、材料老化的影響而容易產(chǎn)生斷股、磨損、腐蝕等損傷,如不及時修復(fù)更換,原本微小的破損和缺陷就可能擴大,最終導(dǎo)致嚴重事故,造成大面積的停電和巨大的經(jīng)濟損失。當前輸電導(dǎo)線巡檢、維護的方法主要有兩種:地面目測法與航測法。目測法采用人工巡檢,這種方法勞動強度大,工作效率和探測精度低,可靠性差，存在檢查盲區(qū)；航測法采用直升飛機巡線,這種方法雖然有較高的檢測效率和精度，但是這種方法受一些環(huán)境因素的制約，同時巡檢的技術(shù)難度高,運行費用較高。巡線機器人技術(shù)的發(fā)展,為高壓輸電線的檢查工作提供了新的技術(shù)手段。現(xiàn)有巡線機器人的技術(shù)研發(fā)已經(jīng)取得了一定的相應(yīng)成果，但對于輸電線路上存在的障礙物無法跨越，不能實現(xiàn)超高壓輸電線路的連續(xù)巡檢。因此，有必要提供一種既能減輕勞動強度、降低運行成本，又能夠翻越障礙物的巡線機器人機械結(jié)構(gòu)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是提供一種既能減輕勞動強度、降低運行成本，又能夠翻越障礙物的行走輪與機械臂組合式巡線機器人機械結(jié)構(gòu)及其越障方法。為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供技術(shù)方案如下：一方面，提供一種行走輪與機械臂組合式巡線機器人機械結(jié)構(gòu)，包括機架，其中：所述機架的上部設(shè)置有至少兩對可伸縮且可在側(cè)向方向轉(zhuǎn)動的行走輪支撐桿，所述行走輪支撐桿的末端設(shè)置有行走輪；所述機架的兩端分別設(shè)置有第一旋轉(zhuǎn)底座和第二旋轉(zhuǎn)底座，所述第一旋轉(zhuǎn)底座和第二旋轉(zhuǎn)底座上分別設(shè)置有第一機械臂和第二機械臂，所述第一機械臂和第二機械臂上分別設(shè)置有一對可張開可對合的用于抱抓四分裂線的第一機械手和第二機械手；所述機架的下部還設(shè)置有能夠沿所述機架的行走方向前后滑動的配重。進一步的，每個行走輪支撐桿均通過沿所述機架前后方向的轉(zhuǎn)軸連接在所述機架上，各轉(zhuǎn)軸均通過電機驅(qū)動。進一步的，所述行走輪支撐桿是由兩根具有直徑差的豎桿套接組成的可升降結(jié)構(gòu)。進一步的，每對行走輪支撐桿均對稱布置在所述機架的兩側(cè)，兩對行走輪支撐桿均位于所述機架的中部且前后排列。進一步的，所述第一機械臂和第二機械臂從下至上分別包括依次鉸接的機械上臂、機械小臂和機械手腕。進一步的，所述第一旋轉(zhuǎn)底座和機械上臂之間、所述第二旋轉(zhuǎn)底座和機械上臂之間、所述機械上臂和機械小臂之間、所述第一機械手和機械手腕之間、以及所述第二機械手和機械手腕之間的鉸接軸均通過電機驅(qū)動。進一步的，所述配重為電源控制箱。進一步的，所述配重通過絲杠與所述機架連接。另一方面，提供一種上述的行走輪與機械臂組合式巡線機器人機械結(jié)構(gòu)的越障方法，包括：步驟1：未遇到障礙時，所述配重位于所述機架的中部，所述第一機械手和第二機械手分別在所述第一機械臂和第二機械臂的作用下張開并脫離線路，所述行走輪帶動機器人前行；步驟2：遇到障礙時，機器人停止前進，所述第一機械手在所述第一機械臂的作用下抓持住線路，所述配重移至所述第一機械臂的下方；步驟3：所述行走輪在所述行走輪支撐桿的作用下上升并脫離線路，所述第一機械手固定不動，所述機架通過所述第一旋轉(zhuǎn)底座帶動所述行走輪和第二機械手旋轉(zhuǎn)180°，從而越過障礙物，此時，所述第二機械手位于所述機架的前端，所述第一機械手位于所述機架的后端；步驟4：所述第二機械手在所述第二機械臂的作用下抓持住線路，所述行走輪在所述行走輪支撐桿的作用下重新架設(shè)在線路上，所述配重移至所述機架的中部，然后，所述第一機械手和第二機械手分別在所述第一機械臂和第二機械臂的作用下脫離線路，轉(zhuǎn)至步驟1，等待下一次越障。本專利技術(shù)具有以下有益效果：本專利技術(shù)的行走輪與機械臂組合式巡線機器人機械結(jié)構(gòu)及其越障方法，行走輪可以在行走輪支承桿的作用下脫離或架設(shè)在線路上，各機械手可以在各機械臂的作用下對合或張開從而抱抓或脫離四分裂線，機架可以在第一旋轉(zhuǎn)底座或第二旋轉(zhuǎn)底座的作用下旋轉(zhuǎn)。遇到障礙物時，第一機械手在第一機械臂的作用下抓持住線路，行走輪在行走輪支撐桿的作用下上升并脫離線路，此時，第一機械手固定不動，機架通過第一旋轉(zhuǎn)底座帶動行走輪和第二機械手旋轉(zhuǎn)180°，從而越過障礙物，這時第二機械手位于機架的前端，行走輪在行走輪支撐桿的作用下重新架設(shè)在線路上，第一機械手在第一機械臂的作用下脫離線路，巡線機器人恢復(fù)到正常行走狀態(tài)，下一次越障時，位于機架前端的第二機械手抓持住線路；配重能夠沿機架的行走方向前后滑動，這種結(jié)構(gòu)可以調(diào)整重心從而保證機器人自身的安全。綜上，本專利技術(shù)解決了現(xiàn)有技術(shù)中，人工巡線勞動強度大和飛機巡線運行成本高的問題，并能翻越常規(guī)障礙物(如絕緣子串、壓接管，懸垂線夾等)，實現(xiàn)了對四分裂線的連續(xù)巡檢。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有減輕勞動強度、降低運行成本，且能夠翻越障礙物的優(yōu)點。附圖說明圖1為本專利技術(shù)的行走輪與機械臂組合式巡線機器人機械結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2-圖8為本專利技術(shù)的行走輪與機械臂組合式巡線機器人機械結(jié)構(gòu)的越障方法的各步驟對應(yīng)的狀態(tài)示意圖。具體實施方式為使本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例進行詳細描述。一方面，本專利技術(shù)提供一種行走輪與機械臂組合式巡線機器人機械結(jié)構(gòu)，如圖1所示，包括機架1，其中：機架1的上部設(shè)置有至少兩對可伸縮且可在側(cè)向方向轉(zhuǎn)動的行走輪支撐桿5，行走輪支撐桿5的末端設(shè)置有行走輪10；機架1的兩端分別設(shè)置有第一旋轉(zhuǎn)底座2和第二旋轉(zhuǎn)底座14，第一旋轉(zhuǎn)底座2和第二旋轉(zhuǎn)底座14上分別設(shè)置有第一機械臂4和第二機械臂12，第一機械臂4和第二機械臂12上分別設(shè)置有一對可張開可對合的用于抱抓四分裂線的第一機械手9和第二機械手11；機架1的下部還設(shè)置有能夠沿機架1的行走方向前后滑動的配重16。本專利技術(shù)的行走輪與機械臂組合式巡線機器人機械結(jié)構(gòu)，行走輪可以在行走輪支承桿的作用下脫離或架設(shè)在線路上，第一機械手和第二機械手分別可以在第一機械臂和第二機械臂的作用下對合或張開從而抱抓或脫離四分裂線，機架可以在第一旋轉(zhuǎn)底座或第二旋轉(zhuǎn)底座的作用下帶動行走輪旋轉(zhuǎn)從而跨越障礙物，配重能夠沿機架的行走方向前后滑動，這種結(jié)構(gòu)可以調(diào)整重心從而保證機器人自身的安全。綜上，本專利技術(shù)既能減輕勞動強度、降低運行成本、提高巡線機器人安全性，又能夠翻越障礙物。優(yōu)選的，每個行走輪支撐桿5均通過沿機架1前后方向的轉(zhuǎn)軸15連接在機架1上，各轉(zhuǎn)軸15均通過電機驅(qū)動。這種設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單、控制方便。進一步的，行走輪支撐桿5是由兩根具有直徑差的豎桿13套接組成
的可升降結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)可以使行走輪先上升然后脫離線路，減少對線路的磨損，還可以調(diào)整機架與線路的距離，使行走輪與線路更好的嵌合，從而提高巡線機器人行走時的穩(wěn)定性。除了上述給出的實施方式以外，其還可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的各種其他方式，此處不再贅述。進一步的，每對行走輪支撐桿5均對稱布置在機架1的兩側(cè)，兩對行走輪支撐桿5均位于機架1的中部且前后排列。這種位置布局能夠提高巡線機器人行走時的安全性。作為本專利技術(shù)的一種改進，第一機械臂4和第二機械臂12從下至上分別包括依次鉸接的機械上臂3、機械小臂7和機械手腕8。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計能使第一機械手9和第二機械手11的動作更加精細，提高抱抓的準確性。另外本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種行走輪與機械臂組合式巡線機器人機械結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括機架，其中：所述機架的上部設(shè)置有至少兩對可伸縮且可在側(cè)向方向轉(zhuǎn)動的行走輪支撐桿，所述行走輪支撐桿的末端設(shè)置有行走輪；所述機架的兩端分別設(shè)置有第一旋轉(zhuǎn)底座和第二旋轉(zhuǎn)底座，所述第一旋轉(zhuǎn)底座和第二旋轉(zhuǎn)底座上分別設(shè)置有第一機械臂和第二機械臂，所述第一機械臂和第二機械臂上分別設(shè)置有一對可張開可對合的用于抱抓四分裂線的第一機械手和第二機械手；所述機架的下部還設(shè)置有能夠沿所述機架的行走方向前后滑動的配重。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種行走輪與機械臂組合式巡線機器人機械結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括機架，其中：所述機架的上部設(shè)置有至少兩對可伸縮且可在側(cè)向方向轉(zhuǎn)動的行走輪支撐桿，所述行走輪支撐桿的末端設(shè)置有行走輪；所述機架的兩端分別設(shè)置有第一旋轉(zhuǎn)底座和第二旋轉(zhuǎn)底座，所述第一旋轉(zhuǎn)底座和第二旋轉(zhuǎn)底座上分別設(shè)置有第一機械臂和第二機械臂，所述第一機械臂和第二機械臂上分別設(shè)置有一對可張開可對合的用于抱抓四分裂線的第一機械手和第二機械手；所述機架的下部還設(shè)置有能夠沿所述機架的行走方向前后滑動的配重。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行走輪與機械臂組合式巡線機器人機械結(jié)構(gòu)，其特征在于，每個行走輪支撐桿均通過沿所述機架前后方向的轉(zhuǎn)軸連接在所述機架上，各轉(zhuǎn)軸均通過電機驅(qū)動。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的行走輪與機械臂組合式巡線機器人機械結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述行走輪支撐桿是由兩根具有直徑差的豎桿套接組成的可升降結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的行走輪與機械臂組合式巡線機器人機械結(jié)構(gòu)，其特征在于，每對行走輪支撐桿均對稱布置在所述機架的兩側(cè)，兩對行走輪支撐桿均位于所述機架的中部且前后排列。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行走輪與機械臂組合式巡線機器人機械結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一機械臂和第二機械臂從下至上分別包括依次鉸接的機械上臂、機械小臂和機械手腕。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的行走輪與機械臂組合式巡線機器人機械結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一旋轉(zhuǎn)底座和機械上臂之間、所述第二旋轉(zhuǎn)底座和機械...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：杜宗展，高琦，
申請(專利權(quán))人：山東大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：山東;37