[发明专利]适应单导线的悬挂式巡线机器人结构及其越障方法

说明书

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别是指一种适应单导线的悬挂式巡线机器人结构及其越障方法。

背景技术

采用高压和超高压架空电力线是长距离输配电力的主要方式。电力线及杆塔附件长期暴露在野外,因受到持续的机械张力、电气闪烙、材料老化的影响而容易产生断股、磨损、腐蚀等损伤,如不及时修复更换,原本微小的破损和缺陷就可能扩大,最终导致严重事故,造成大面积的停电和巨大的经济损失。当前输电导线巡检、维护的方法主要有两种:地面目测法与航测法。目测法采用人工巡检,这种方法劳动强度大,工作效率和探测精度低,可靠性差，存在检查盲区；航测法采用直升飞机巡线,这种方法虽然有较高的检测效率和精度，但是这种方法受一些环境因素的制约，同时巡检的技术难度高,运行费用较高。巡线机器人技术的发展,为高压输电线的检查工作提供了新的技术手段。

目前国内外研究的高压、超高压输电线路机器人多为双臂反对称结构、三臂结构及多臂结构，其运行环境多为架空地线。安装于架空地线上的线路机器人不仅运行过程中易受自然环境中的外力影响，导致运行不稳定，甚至从输电线路上掉落，而且还存在巡检清障范围有限，工作效率低，与导线之间有很大距离。因此，有必要提供一种既能减轻劳动强度、降低运行成本，又能够翻越障碍物的巡线机器人机械结构。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种既能减轻劳动强度、降低运行成本，又能够翻越障碍物的适应单导线的悬挂式巡线机器人结构及其越障方法。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

一方面，提供一种适应单导线的悬挂式巡线机器人结构，包括机架，其中：

所述机架的上方设置有中间轮臂，所述中间轮臂通过设置在所述机架内部的升降机构与所述机架连接；

所述机架上悬空对称设置有前轮臂和后轮臂，所述前轮臂和中间轮臂之间以及所述后轮臂和中间轮臂之间分别设置有第一俯仰关节和第二俯仰关节；

所述前轮臂、中间轮臂和后轮臂均包括成对设置且可开合的主动轮臂和从动轮臂，所述主动轮臂和从动轮臂的端部均设置有行走轮和用于驱动所述行走轮的驱动电机，所述前轮臂、中间轮臂和后轮臂的下方均设置有开合控制机构。

进一步的，所述主动轮臂和从动轮臂的端部均设置有行走轮安装架，所述驱动电机和行走轮纵向水平排列安装在所述行走轮安装架上，所述驱动电机通过主轴与所述行走轮连接。

进一步的，所述前轮臂、中间轮臂和后轮臂下方的开合控制机构均包括轮臂底座，所述轮臂底座上设置有横向水平排列的轮臂开合电机和齿轮传动，所述齿轮传动包括用于驱动所述主动轮臂的主动齿轮和与所述主动齿轮连接且用于驱动所述从动轮臂的从动齿轮，所述轮臂开合电机通过传动轴驱动所述主动齿轮。

进一步的，所述升降机构包括与所述中间轮臂固定连接的推杆电机，所述推杆电机内部设置有控制所述中间轮臂升降的伸缩轴。

进一步的，所述第一俯仰关节和第二俯仰关节均包括俯仰关节安装架和铰接在所述俯仰关节安装架上的连杆，所述俯仰关节安装架上设置有用于驱动铰接轴的俯仰关节电机。

进一步的，所述主动轮臂的末端设置有凸圆结构，所述从动轮臂的末端设置有与所述凸圆结构相嵌合的凹槽结构。

进一步的，所述机架的下部设置有配重，所述配重为电源控制箱。

另一方面，提供一种上述的适应单导线的悬挂式巡线机器人结构的越障方法，包括：

步骤1：未遇到障碍物时，所述前轮臂、中间轮臂和后轮臂的行走轮在各开合控制机构、升降机构和各俯仰关节机构的作用下架设在线路上并带动巡线机器人行走；

步骤2：遇到障碍物时，巡线机器人停止前进，所述前轮臂的行走轮在对应的开合控制机构和第一俯仰关节的作用下脱开并远离线路；

步骤3：所述中间轮臂和后轮臂的行走轮带动巡线机器人前行，所述前轮臂的行走轮越过障碍物后在对应的开合控制机构和第一俯仰关节的作用下重新架设在线路上；

步骤4：所述中间轮臂的行走轮在对应的开合控制机构和升降机构的作用下脱开并远离线路，此时，所述前轮臂和后轮臂的行走轮带动巡线机器人前行；

步骤5：所述中间轮臂的行走轮越过障碍物后在对应的开合控制机构和升降机构的作用下重新架设在线路上，然后，所述后轮臂重复所述前轮臂的动作，直到巡线机器人跨越障碍物后，转至步骤1，等待下一次越障。

本发明具有以下有益效果：