[发明专利]电网除冰巡检节能机器人

权利要求书

1.一种电网除冰巡检节能机器人，其特征在于，包括：控制系统和分别与之相连的运动机构和敲击机构，其中：控制系统向运动机构和敲击机构分别发出控制指令实现机器人的整体移动及敲击破冰；

所述的敲击机构包括：剪刀臂、中心对称凸轮和敲击电机，其中：剪刀臂设置于主动夹臂与从动夹臂之间，中心对称凸轮设置于剪刀臂的下方以控制剪刀臂运动，敲击电机与中心对称凸轮的输入轴相连，该中心对称凸轮为带有两个旋臂的中心对称的小轮，剪刀臂左右两支的下段分别设有滚子以和急回的中心对称凸轮保持线接触，中心对称凸轮通过线接触来控制剪刀臂运动，该运动需具有急回特性，推程较缓而回程较急，以回程产生的较大冲击力实现较大的敲击力；中心对称凸轮旋转时，剪刀臂被中心对称凸轮的两旋臂撑开，当旋臂转过与剪刀臂接触的角度，剪刀臂在拉簧的作用下急速回弹，和中心对称凸轮中间的小径接触，完成整个周期的推程和回程；

所述的运动机构包括：主动夹臂、同步驱动轮、驱动电机、开合装置和平移装置，其中：同步驱动轮通过对应的转动轴与主动夹臂连接，驱动电机、开合装置和平移装置分别与主动夹臂连接；

所述的开合装置包括：工作缸、推杆电机、供油缸和从动组件，其中：工作缸设置于主动夹臂的中部，推杆电机的伸缩带动供油缸做活塞运动，从动组件设置于主动夹臂的两侧，主动夹臂和工作缸设置于与运动机构前进方向平行的滑槽上，该滑槽设计为燕尾形以实现导向作用；从动夹臂开合：蜗轮蜗杆电机的电机轴上装有45°螺旋圆柱齿轮，丝杆的两端有旋向相反的螺纹并装有45°螺旋圆柱齿轮相啮合，完成1:1转动，改变扭矩方向，丝杆两端旋向相反的螺母分别与丝杆配合，受导向杠约束而不发生轴向旋转，当蜗轮蜗杆电机转动时，通过相啮合的两齿轮带动丝杆旋转，使两端的螺母分开或合并，进而通过控制蜗轮蜗杆电机的转动来控制从动夹臂的开合；主动夹臂开合：推杆电机伸缩带动供油缸活塞运动，向工作缸的有杆腔注油或回油，液压油进入工作缸的无杆腔，工作缸收缩，拉紧主动夹臂，完成合并动作；工作缸的无杆腔中的液压油回油，工作缸伸长，打开主动夹臂；

所述的从动组件包括：从动夹臂、从动轮、蜗轮蜗杆电机、丝杆、齿轮副和导向杠，其中：从动轮设置于从动夹臂上以辅助主动夹臂前进并保证在前进过程中始终有两个从动夹臂或者一个主动夹臂和一个从动夹臂来承担机器的重量，蜗轮蜗杆电机设置于从动夹臂的下方，丝杆设置于从动夹臂的两臂之间，齿轮副设置于丝杆旁侧以带动丝杆旋转，导向杠横向贯穿从动夹臂的两臂，齿轮副为丝杆上设置的螺旋圆柱齿轮与蜗轮蜗杆电机的电机轴上设置的螺旋圆柱齿轮相啮合；

所述的平移装置包括：齿形带、齿形带轮和直流电机，其中：齿形带位于主动夹臂远离输电线的一端，齿形带轮设置于齿轮带的内侧，直流电机设置于齿形带轮的旁侧；直流电机带动齿形带，齿形带水平运动拉动滑台，使主动夹臂水平前移，转动轴上设有同步带，主动夹臂上的三组同步驱动轮通过同步带与主动夹臂一齐前移；

所述的控制系统设置于滑台的底板下部以增加配重；

所述的控制系统包括：分别设置于运动机构和敲击机构上的传感器、与传感器相连的终端控制器以及终端控制器相连的服务器，其中：传感器与终端控制器相连并输出机器前进方向的障碍物位置信息以及机械敲击力度信息，终端控制器通过以太网通讯将信息传递至服务器，终端控制器与运动机构中的驱动电机、推杆电机以及敲击机构中的敲击电机相连并分别发出控制指令，服务器经过运算将指令反馈给终端控制器，终端控制器与运动机构中的驱动电机、推杆电机以及敲击机构中的敲击电机相连直接控制电机工作状态；

所述的开合、前移和敲击具体是指：

1)机器敲除积冰并前移，当传感器感知到前方有悬挂节点；

2)控制系统发出指令执行跨杆动作；

开合，具体为：从动夹臂开合：蜗轮蜗杆电机的电机轴上装有45°螺旋圆柱齿轮，丝杆的两端有旋向相反的螺纹并装有45°螺旋圆柱齿轮相啮合，完成1:1转动，改变扭矩方向，丝杆两端旋向相反的螺母分别与丝杆配合，受导向杠约束而不发生轴向旋转，当蜗轮蜗杆电机转动时，通过相啮合的两齿轮带动丝杆旋转，使两端的螺母分开或合并，进而通过控制蜗轮蜗杆电机的转动来控制从动夹臂的开合；主动夹臂开合：推杆电机伸缩带动供油缸活塞运动，向工作缸的有杆腔注油或回油，液压油进入工作缸的无杆腔，工作缸收缩，拉紧主动夹臂，完成合并动作；工作缸的无杆腔中的液压油回油，工作缸伸长，打开主动夹臂；

前移，具体为：直流电机带动齿形带，齿形带水平运动拉动滑台，使主动夹臂水平前移，主动夹臂上的三组同步驱动轮通过同步带与主动夹臂一齐前移；

3)跨杆结束，敲击，具体为：剪刀臂左右两支的下段分别设有滚子以和急回的中心对称凸轮保持线接触，中心对称凸轮通过线接触来控制剪刀臂运动，该运动需具有急回特性，推程较缓而回程较急，以回程产生的较大冲击力实现较大的敲击力，中心对称凸轮旋转时，剪刀臂被中心对称凸轮的两旋臂撑开，当旋臂转过与剪刀臂接触的角度，剪刀臂在拉簧的作用下急速回弹，和中心对称凸轮中间的小径接触，完成整个周期的推程和回程。