CN204068162U - 输电线路除冰机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于机械领域，特别涉及输电线路维护领域，具体讲涉及一种新型运动形式输电线路除冰机器人，其包括：手臂机构、除冰机构和同步带车体；所述同步带车体包括：同步带、两个驱动同步带轮、两个第一从动同步带轮、两个第二从动同步带轮、限位板、Г型板和直流电机，所述同步带环绕于驱动同步带轮、第一从动同步带轮和第二从动同步带轮上，输电线路除冰机器人是将手臂机构、除冰机构与同步带车巧妙地结合在一起，采用两个电机分别驱动除冰机构和同步带车，并依靠手臂离散抓取电缆的特点规避障碍。本机器人整体体积小、结构简单、质量轻、容易控制，实验证明此种结构机器人具有良好的越障能力和除冰效果。可以应用于输电线路的巡检和除冰。
Description
技术领域
本实用新型属于机械领域，特别涉及输电线路维护领域，具体讲涉及一种新型运动形式输电线路除冰机器人。
背景技术
输电线路担负着电力输送的重任，国家经济的稳定健康发展与其运行的安全性息息相关。我国为保证现有输电线路安全可靠运行，每年投入大量的人力、物力对其进行定期检查与维护。特别在冬季恶劣天气下，冰冻雨雪会造成输电线路积雪和覆冰，引起线路跳闸等事故，造成大规模经济损失。为此我们综合巡线机器人和除冰方法方面的研究成果，设计了具有一定越障能力和输电线路巡检、除冰功能的机器人。
目前，典型的输电线路巡检除冰机器人分为轮式、臂式和轮臂混合式。加拿大的HQ LineROVer遥控小车和日本Sato公司生产的电力线损伤探测器车型机器人是典型的轮式巡检除冰机器人，它们没有越障能力，只适用于杆塔间行走除冰。美N1TRC公司研制的悬臂自治巡检机器人是较早的臂式巡检机器人，它越障能力相对较强，在电缆上行走速度有限。Serge等人研制的LineScout机器人和沈阳自动化研究所研制的超高压输电线路巡检机器人是具有代表性的轮臂混合式输电线路巡检机器人，能跨越防震锤、接线管等障碍物，但是控制较为复杂。
发明内容
本实用新型的目的是要提供一种输电线路除冰机器人，解决了现有输电线路除冰机器人存在越障能力差、控制复杂的技术问题，本申请可以连贯、稳定地实现“行走-越障-除冰”等功能，实现高效率的去除输电线路附冰，并且结构简单，控制方便。
为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为输电线路除冰机器人，其包括：手臂机构、除冰机构和同步带车体；所述同步带车体包括：同步带、两个驱动同步带轮、两个第一从动同步带轮、两个第二从动同步带轮、限位板、Г型板和直流电机，所述同步带环绕于驱动同步带轮、第一从动同步带轮和第二从动同步带轮上，直流电机通过其上的同步带轮经减速同步带和减速同步带轮驱动两个驱动同步带轮，两个驱动同步带轮带动第一从动同步带轮和第二从动同步带轮运动；所述减速同步带轮和驱动同步带轮通过顶丝连接为一体；所述手臂机构均匀的分别在同步带车体的同步带上，所述同步带车体上设有除冰机构。
所述手臂机构为9个。
所述手臂机构包括：支柱、两个单爪、限位件、滚动轮、连接轴和弹簧；所述支柱和限位件组成手臂机构的支架；所述两个单爪设置于支架上并与U型件相连接，所述连接轴一端穿过限位筒通过螺纹与U型件连接，另一端穿插小轴，小轴两侧各装有两个滚动轮，连接轴穿插小轴的一端横向插入限位棒限制连接轴在限位件内孔中的转动，连接轴上设有弹簧。
所述限位件的正方形圆柱部分插入同步带，并用螺栓把两者连接在一起。
所述手臂机构依靠两个单爪与输电线接触，其循环离散抓取输电线，为点状接触；即当手臂机构随同步带转动到竖直位置时，手臂机构的滚动轮切入同步带车体里的限位板下侧，手臂机构的连接轴向下移动，手臂机构闭合；当手臂机构移动到限位板的另一端时，滚动轮脱离限位板，手臂在弹簧的作用下自动打开。
所述除冰机构包括：驱动直流电机、驱动齿轮、两个从动齿轮、固定板、O型槽、导向连杆、定位筒、转动柱、连杆、除冰臂和锤头；齿轮被螺栓和轴承固定在固定架上；“O”型槽用螺钉固定在齿轮上，所述0型槽可在齿轮移动；与“O”型槽相连接的导向连杆穿过限位筒，其两端与定位筒和“O”型槽螺纹连接；转动柱下端插入定位筒中，上端通孔穿有连杆；两个铝板组成具有一定夹角的除冰臂，连杆与除冰臂螺纹连接；同步带车体的U型件为除冰臂提供支点，所述除冰臂上设有锤头；除冰驱动直流电机位于同步带车体内侧前部，其通过齿轮组和连杆传送到除冰臂，除冰臂带动锤头运动。
本实用新型的工作过程如下：手臂机构均匀分布同步带车体的同步带上，直流电机通过其上的同步带轮经减速同步带和减速同步带轮驱动两个驱动同步带轮，两个驱动同步带轮带动第一从动同步带轮和第二从动同步带轮运动，从而带动同步带运动，同步带带动设置其上的手柄机构运动；当手臂机构随同步带转动到竖直位置时，手臂机构的滚动轮切入同步带车体的限位板下侧，手臂机构的连接轴向下移动，手臂机构闭合；当手臂机构移动到限位板的另一端时，滚动轮脱离限位板，两个单爪在弹簧的作用下自动打开；机器人通过手臂循环抓取输电线完成移动；位于同步带车体内侧前部的除冰驱动电机的动力通过齿轮组和连杆传送到除冰臂，除冰臂带动锤头，使锤头横向往返运动，完成输电线路除冰。
本发明的优点在于：输电线路除冰机器人是将手臂机构、除冰机构与同步带车巧妙地结合在一起，采用两个电机分别驱动除冰机构和同步带车，并依靠手臂离散抓取电缆的特点规避障碍。本机器人整体体积小、结构简单、质量轻、容易控制，实验证明此种结构机器人具有良好的越障能力和除冰效果。可以应用于输电线路的巡检和除冰。
附图说明
图1本发明的结构示意图；
图2本发明的侧面结构剖视示意图；
图3本发明的俯视结构示意图；
图4本发明的手臂机构示意图；
图5本发明的除冰驱动传动示意图；
图中：1、锤头，2、除冰臂，3、侧板，4、同步带，5、连杆，6、Г型板，7、限位板，8、减速同步带，9、驱动同步带轮，10、直流电机，11、第二从动同步带轮，12、除冰驱动电机，13、驱动齿轮，14、第一从动同步带轮，15、爪臂在机器人整体上的位置，16、卡件，17、减速同步带轮，18、齿轮，19、转动柱，20、导向连杆，21、连接轴，22、限位件，23、弹簧，24、U型件，25、单爪，26、支柱，27、限位棒，28、滚动轮，29、小轴，30、固定架，31、螺栓，32、“O”型槽，33、螺钉，34、限位筒，35、定位筒。
具体实施方式：
为了进一步了解该输电线路除冰机器人，下面结合附图说明如下。
其将手臂机构、除冰机构与同步带车体巧妙地结合在一起，采用两个电机分别驱动除冰机构和同步带车体；同步带车体包括同步带4、两个驱动同步带轮9、两个第一从动同步带轮14、两个第二从动同步带轮11、限位板7、Г型板6和直流电机10，所述同步带4环绕于驱动同步带轮9、第一从动同步带轮14和第二从动同步带轮11上，直流电机10通过其上的同步带轮经减速同步带8和减速同步带轮17驱动两个驱动同步带轮9，两个驱动同步带轮9带动第一从动同步带轮14和第二从动同步带轮11运动；所述减速同步带轮17和驱动同步带轮9通过顶丝连接为一体；Г型板6被卡件16限制在侧板3上，并由顶丝从侧板外侧固定；限位板7可以上下调整位置；手臂机构中限位件22的正方形圆柱部分插入同步带4，并用螺栓把两者连接在一起；单爪25与输电线接触；两个支柱26和限位件22组成手臂机构的支架。连接轴21下端穿插小轴29，小轴两侧各装有两个滚动轮28，连接轴21的顶端通过螺纹与U型件24连接，下侧横向插入限位棒27限制连接轴在限位件22内孔中的转动；当手臂机构随同步带转动到竖直位置时，手臂机构的滚动轮28切入同步带车体里的限位板7下侧，手臂机构的连接轴21下移动，手臂机构闭合；当手臂机构移动到限位板7的另一端时，滚动轮28脱离限位板，手臂在弹簧23的作用下自动打开；机器人的手臂机构循环离散抓取输电线，带动车体向前移动。所述除冰机构中的齿轮18被螺栓31和轴承固定在固定架30上，“O”型槽32用螺钉33固定在齿轮18上，导向连杆20穿过限位筒34，其两端与定位筒35和“O”型槽32螺纹连接。转动柱19下端插入定位筒35中，上端通孔穿有连杆5。两个铝板组成具有一定夹角的除冰臂2，连杆5与除冰臂(2)螺纹连接。U型件3为除冰臂2在车体上提供了个支点。位于同步带车体内侧前部的除冰驱动电机(12)的周转运动通过齿轮组和连杆传送到锤头(1)，并使锤头横向往返运动，完成输电线路除冰。
Claims (6)
1.输电线路除冰机器人，其包括：手臂机构、除冰机构和同步带车体；所述同步带车体包括：同步带(4)、两个驱动同步带轮(9)、两个第一从动同步带轮(14)、两个第二从动同步带轮(11)、限位板(7)、Г型板(6)和直流电机(10)，所述同步带(4)环绕于驱动同步带轮(9)、第一从动同步带轮(14)和第二从动同步带轮(11)上，直流电机(10)通过其上的同步带轮经减速同步带(8)和减速同步带轮(17)驱动两个驱动同步带轮(9)，两个驱动同步带轮(9)带动第一从动同步带轮(14)和第二从动同步带轮(11)运动；所述减速同步带轮(17)和驱动同步带轮(9)通过顶丝连接为一体；所述手臂机构均匀的分别在同步带车体的同步带(4)上，所述同步带车体上设有除冰机构。
2.根据权利要求1所述的输电线路除冰机器人，其特征在于：所述手臂机构为9个。
3.根据权利要求1所述的输电线路除冰机器人，其特征在于：所述手臂机构包括：支柱(26)、两个单爪(25)、限位件(22)、滚动轮(28)、连接轴(21)和弹簧(23)；所述支柱(26)和限位件(22)组成手臂机构的支架；所述两个单爪设置于支架上并与U型件(24)相连接，所述连接轴(21)一端穿过限位筒通过螺纹与U型件(24)连接，另一端穿插小轴(29)，小轴(29)两侧各装有两个滚动轮(28)，连接轴(21)穿插小轴的一端横向插入限位棒(27)限制连接轴在限位件(22)内孔中的转动，连接轴上设有弹簧(23)。
4.根据权利要求3所述的输电线路除冰机器人，其特征在于：所 述限位件(22)的正方形圆柱部分插入同步带(4)，并用螺栓把两者连接在一起。
5.根据权利要求1或3所述的输电线路除冰机器人，其特征在于：所述手臂机构依靠两个单爪(25)与输电线接触，其循环离散抓取输电线，为点状接触；即当手臂机构随同步带转动到竖直位置时，手臂机构的滚动轮(28)切入同步带车体里的限位板(7)下侧，手臂机构的连接轴(21)向下移动，手臂机构闭合；当手臂机构移动到限位板(7)的另一端时，滚动轮(28)脱离限位板，手臂在弹簧(23)的作用下自动打开。
6.根据权利要求1所述的输电线路除冰机器人，其特征在于：所述除冰机构包括：驱动直流电机(12)、驱动齿轮(13)、两个从动齿轮(18)、固定板(30)、O型槽(32)、导向连杆(20)、定位筒(35)、转动柱(19)、连杆(5)、除冰臂(2)和锤头(1)；齿轮(18)被螺栓(31)和轴承固定在固定架(30)上；“O”型槽(32)用螺钉(33)固定在齿轮(18)上，所述O型槽可在齿轮(18)移动；与“O”型槽(32)相连接的导向连杆(20)穿过限位筒(34)，其两端与定位筒(35)和“O”型槽(32)螺纹连接；转动柱(19)下端插入定位筒(35)中，上端通孔穿有连杆(5)；两个铝板组成具有一定夹角的除冰臂(2)，连杆5与除冰臂(2)螺纹连接；同步带车体的U型件(3)为除冰臂(2)提供支点，所述除冰臂上设有锤头(1)；除冰驱动直流电机(12)位于同步带车体内侧前部，其通过齿轮组和连杆传送到除冰臂，除冰臂带动锤头(1)运动。
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