[发明专利]一种基于仿生学开发的电缆巡检机器人

说明书

本发明属于巡检机器人技术领域，具体公开了一种基于仿生学开发的电缆巡检机器人，包括具有虫骨型常规结构多组节体模组，所述节体模组之间通过万向连接器活动连接，每一组所述节体模组包括一虫骨本体和交错设置在虫骨本体上的两个机械臂结构和抓手，机械臂结构和抓手之间通过传动结构相连接；利用该成熟技术的电性操作系统，能够帮助设计人员在较低成本的情况下，实现空间机械臂在电缆上运动学模拟实验，验证电缆巡检机器人变负载情况下控制算法的可行性和有效性；仿生昆虫的基础上增加更加人性化的设计理念，根据实际情况放置不同类型的检测设备，这样就可以避免资源浪费，也相对更加自由灵活，具有更广泛的适应性。

技术领域

本发明涉及巡检机器人技术领域，具体为一种基于仿生学开发的电缆巡检机器人。

背景技术

电力行业电缆巡检以前由人工和飞行进行，由于高空作业，风险大，随着科学技术的发展，渐渐开始引入机器人，但由于电网杆塔部署有避震锤，张力塔转向，大俯仰角变化等特点，一般的巡检机器人难以实现越障，因此实现高压输电线的高效率精确巡检是一个亟待解决的科学技术难题；

目前飞行巡检机器人已经应用于高压输电线精确智能巡检，基于仿生原理，据老鹰腿爪在飞行起降过程中的运行特点，设计了一种高压输电线飞行巡检机器人起降用仿生柔顺机械腿爪，如专利申请号：CN202010266671.8，专利名称为一种高压输电线飞行巡检机器人起降用仿生柔顺机械腿爪，基于老鹰腿部和手爪仿生的机理，设计了并联腿部机构，提高整体结构刚度，实现大负载作用下的上下线动作；

该设备的确改善了现在飞行巡检的大环境，但是由于鹰式手爪需要抓电缆和高压线，因此手爪采用鹰式四指结构，通过直线电缸带动连杆运动，实现手指的开闭动作。针对高压输电线的结构特点，每个手指内侧设置凹槽结构，提高抓线的快速性与准确性，手爪中心设置弹簧缓冲结构提高手爪的柔顺，保证了高压输电线飞行巡检机器人上、下线的平稳性；其具体结构相对来说就需要比较高的精度，生产工艺要求也比较高，才能实施该方案，其主要应用于高压下安装和改造；而单纯用于巡检，则结构过于精细化，且功能相对复杂，其造价相对也会比较高，无法实现设备普及；

另外巡检用的机器人，主要是用于对电线的故障的排查，因不同区域高压线安装情况不统一，需要针对杆塔电缆的特点进行开发的一种基于仿生学开发的电缆巡检机器人。应用的技术特点是沿电缆爬行，可以挂任何用户需要的负载，如X光机，视觉巡检等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于仿生学开发的电缆巡检机器人以解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于仿生学开发的电缆巡检机器人，包括具有虫骨型常规结构多组节体模组，所述节体模组之间通过万向连接器活动连接，每一组所述节体模组包括一虫骨本体和交错设置在虫骨本体上的两个机械臂结构和抓手，机械臂结构和抓手之间通过传动结构相连接；

所述虫骨本体，包括两端开口的中空腹腔，以及设置在中空腹腔两端凸起部位的安装孔：中空腹腔中设置有多个装载卡槽，装载卡槽包括但不限于安装二轴插补控制器；

所述机械臂结构，包括固定在所述虫骨本体侧边顶部的底座、底座通过第一连接件连接下臂，下臂通过第二连接件连接上臂，上臂的末端通过第三连接件与抓手连接；

其中，下臂和上臂中空结构，第一连接件和第二连接件的内部均设置有一钢丝绳，钢丝绳的一端分别连接下臂驱动电机和上臂驱动电机，对应的钢丝绳另一端分别固定连接下臂和上臂的末端；

传动结构，包括设置于底座上部的下臂驱动电机、设置在下臂和上臂关节处的上臂驱动电机、设置在上臂和抓手关节处的抓手驱动电机以及对应设置于机械臂结构的其他各关节位置的钢丝绳，钢丝绳将机械臂结构和抓手连接于一体；

其中，钢丝绳分别与下臂驱动电机、上臂驱动电机、抓手驱动电机之间的连接方式形成串联和并联相结合的传动结构。

所述抓手与上臂的底部中心连接，所述抓手包括第一手指、第二手指。

优选的，所述下臂和所述上臂还包括拉绳传感器和碰撞传感器。