專利名稱：輸電線路除冰機器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種帶有越障裝置的機器人。
背景技術(shù)：
由于輸電線路上的覆冰和積雪，常引起線路跳閘、斷線、倒桿、絕緣子閃絡(luò)和通信中斷等事故。近幾年我國因輸電線路覆冰引發(fā)大量的安全事故，給國家?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟損失。目前，利用除冰機器人對輸電線路進行除冰作業(yè)處于初步應(yīng)用階段，機器人除冰具有成本低，操作簡單，提高效率，保障員工安全等優(yōu)點。應(yīng)用輸電線路多線同步除冰機器人除冰時，當遇到線上障礙時需要機器人能夠跨越障礙，當在一檔內(nèi)完成任務(wù)需要跨檔時需要機器人能跨越桿塔，繼續(xù)除冰。因此，為了提高效率，減少線路工作人員反復(fù)的攀登桿塔安裝或者卸載機器人的次數(shù)，為此需要機器人能夠越障跨越桿塔連續(xù)除冰作業(yè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供不僅可以跨越線上多種障礙，并且可以跨過桿塔實現(xiàn)多檔線路之間自動除冰作業(yè)的輸電線路除冰機器人。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明輸電線路除冰機器人，其特征是包括除冰機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)、夾緊機構(gòu)、支撐機構(gòu)、越障機構(gòu)，驅(qū)動機構(gòu)包括驅(qū)動電機和電機座，除冰機構(gòu)和夾緊機構(gòu)與電機座固定，支撐機構(gòu)的上端連接電機座，支撐機構(gòu)固定在越障機構(gòu)上；所述的除冰機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)、夾緊機構(gòu)、支撐機構(gòu)有兩組且對稱相向布置；所述的越障機構(gòu)包括電機、小齒輪、大齒輪、左齒輪、右齒輪、轉(zhuǎn)向齒輪、左端齒條、右端齒條、傳動軸、左導(dǎo)軌、右導(dǎo)軌、左伸縮臂、右伸縮臂，電機連接小齒輪，小齒輪連接大齒輪，大齒輪、左齒輪、右齒輪均安裝在傳動軸上，右齒輪與轉(zhuǎn)向齒輪嚙合，左伸縮臂與左導(dǎo)軌和左端齒條相連，右伸縮臂與右導(dǎo)軌和右端齒條相連，左齒輪與左端齒條嚙合帶動左伸縮臂移動，轉(zhuǎn)向齒輪與右端齒條嚙合帶動右伸縮臂移動。本發(fā)明還可以包括I、所述的越障機構(gòu)還包括控制箱體、旋轉(zhuǎn)電機、旋轉(zhuǎn)蝸桿、旋轉(zhuǎn)渦輪、轉(zhuǎn)動傳動軸、右導(dǎo)軌架、旋轉(zhuǎn)支架，右導(dǎo)軌架安裝在右導(dǎo)軌外面，旋轉(zhuǎn)電機、旋轉(zhuǎn)支架安裝在控制箱體里，旋轉(zhuǎn)電機、旋轉(zhuǎn)蝸桿、旋轉(zhuǎn)渦輪依次相連，旋轉(zhuǎn)渦輪與右導(dǎo)軌架固連，右導(dǎo)軌架與旋轉(zhuǎn)支架通過軸承相連。2、所述的兩個支撐機構(gòu)分別安裝在越障機構(gòu)的左伸縮臂上和右伸縮臂上。3、所述的支撐機構(gòu)包括上支撐臂、下支撐臂、支撐臂擺動電機、小錐齒輪、大錐齒輪、轉(zhuǎn)動軸，上支撐臂和下支撐臂通過深溝球軸承相連，支撐臂擺動電機連接小錐齒輪，小錐齒輪與大錐齒輪嚙合，轉(zhuǎn)動軸與大錐齒輪周向聯(lián)接，轉(zhuǎn)動軸穿過下支撐臂固定在上支撐臂里并帶動上支撐臂擺動。4、所述的上支撐臂上安裝定位銷，下支撐臂上設(shè)置限位溝槽，定位銷沿限位溝槽移動。5、所述的夾緊機構(gòu)包括夾緊機構(gòu)電機、夾緊機構(gòu)小齒輪、夾緊機構(gòu)大齒輪、軸、轉(zhuǎn)動蝸輪、轉(zhuǎn)動蝸桿、線纜夾緊手，轉(zhuǎn)動蝸桿安裝在軸上，轉(zhuǎn)動蝸輪連接轉(zhuǎn)動蝸桿，線纜夾緊手連接轉(zhuǎn)動蝸桿，所述的線纜夾緊手、轉(zhuǎn)動蝸輪、轉(zhuǎn)動蝸桿有兩組，兩個線纜夾緊手配合完成夾持、松開動作，夾緊機構(gòu)大齒輪安裝在軸上并與夾緊機構(gòu)小齒輪嚙合，夾緊機構(gòu)小齒輪連接夾緊機構(gòu)電機。6、還包括夾手小臂，夾手小臂安裝在轉(zhuǎn)動蝸輪和線纜夾緊手之間。7、所述的除冰機構(gòu)包括除冰棒、底座、轉(zhuǎn)軸，所述的除冰棒有四個、均勻的安裝在底座上，轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動機構(gòu)相連、并與底座固定。本發(fā)明的優(yōu)勢在于本發(fā)明不僅可以跨越線上多種障礙，還可以跨過桿塔實現(xiàn)多檔線路之間自動除冰作業(yè)。


圖I為本發(fā)明的軸測圖；圖2為本發(fā)明的主視圖；圖3為越障控制機構(gòu)剖面圖A ；圖4為越障控制機構(gòu)剖面圖B ;圖5為支撐機構(gòu)剖面圖；圖6為夾緊機構(gòu)剖面圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細地描述結(jié)合圖I 6，本發(fā)明由除冰機構(gòu)I、驅(qū)動機構(gòu)II、夾緊機構(gòu)III、支撐機構(gòu)IV和越障控制機構(gòu)V組成。所述的越障控制機構(gòu)V由越障控制電機I、電機減速器2、越障控制電機座3、軸承座4、深溝球軸承5、越障控制電機旋轉(zhuǎn)軸6、電機輸出小齒輪7、控制箱體8、軸承端蓋9、大齒輪10、左齒輪11、傳動軸12、左端齒條13、左伸出臂14、左導(dǎo)軌15、左導(dǎo)軌架16、右伸出臂17、右導(dǎo)軌18、右導(dǎo)軌架19、右齒條20、右齒輪21、轉(zhuǎn)向齒輪22、軸套23、右端蓋24、深溝球軸承25、轉(zhuǎn)動傳動軸26、深溝球軸承27、旋轉(zhuǎn)支架28、旋轉(zhuǎn)渦輪29、傳動齒輪30、旋轉(zhuǎn)蝸桿31、軸承座32、傳動齒輪33、旋轉(zhuǎn)電機34等組成。所述的支撐機構(gòu)IV由上支撐臂35、深溝球軸承36、限位溝槽37、大錐齒輪38、轉(zhuǎn)動軸39、電機輸出轉(zhuǎn)動軸40、小錐齒輪41、輸出軸固定銷42、電機減速器43、電機座44、支撐臂擺動電機45、下支撐臂46等構(gòu)成。所述的夾緊機構(gòu)III由線纜夾緊手47、夾手小臂48、橡膠墊49、轉(zhuǎn)動渦輪50、軸承端蓋51、深溝球軸承52、蝸桿53、夾緊機構(gòu)外殼54、夾緊機構(gòu)電機55、電機減速器56、電機座57、電機輸出軸固定銷58、小齒輪59、電機輸出轉(zhuǎn)動軸60、大齒輪61、軸套62等組成。所述的越障控制機構(gòu)V中，越障控制電機I和電機減速器2通過越障控制電機座3固定在控制箱體8上，越障控制電機I的輸出軸通過平鍵與越障控制電機旋轉(zhuǎn)軸6周向聯(lián)接，越障控制電機旋轉(zhuǎn)軸6分別通過左右兩個深溝球軸承5與左右兩個軸承座4軸向固定，軸承座4的左端由通過螺釘固定軸承端蓋9，同時軸承端蓋9將深溝球軸承5軸向定位，越障控制電機旋轉(zhuǎn)軸6通過平鍵將電機輸出小齒輪7周向聯(lián)接，電機輸出小齒輪7左端通過軸套軸向定位，電機輸出小齒輪7與大齒輪10齒輪配合。傳動軸12左端的軸肩通過左齒輪11、軸套、深溝球軸承和軸承左端蓋軸向固定，大齒輪10通過傳動軸12中部的軸肩和圓螺母軸向固定，右齒輪20通過傳動軸12右端的軸肩、軸套、軸承和右端蓋23軸向固定，左齒輪11、大齒輪10和右齒輪20分別通過平鍵與傳動軸12周向聯(lián)接。左齒輪11與左端齒條13配合，左端齒條13通過螺釘與左伸出臂14固定連接，左伸出臂14通過螺釘與左導(dǎo)軌15固定聯(lián)接，左導(dǎo)軌15與左導(dǎo)軌架16配合左導(dǎo)軌架16的下端與控制箱體8固定連接。右齒輪21與轉(zhuǎn)向齒輪22配合，轉(zhuǎn)向齒輪22通過平鍵與轉(zhuǎn)動傳動軸26周向聯(lián)接，轉(zhuǎn)向齒輪22通過轉(zhuǎn)動傳動軸26的軸肩和圓螺母與轉(zhuǎn)動傳動軸26軸向固定，轉(zhuǎn)動傳動軸26深溝球軸承27和圓螺母與旋轉(zhuǎn)支架28固定連接，右齒輪21與右齒條20配合，右齒條20通過螺釘與右伸出臂17固定連接，右伸出臂17通過螺釘與右導(dǎo)軌18固定聯(lián)接，右導(dǎo)軌18與右導(dǎo)軌架19配合，右導(dǎo)軌架19通過軸承與旋轉(zhuǎn)支架28軸向固定，右導(dǎo)軌架19通過螺釘與旋轉(zhuǎn)渦輪29聯(lián)接固定。旋轉(zhuǎn)渦輪29與旋轉(zhuǎn)蝸桿31配合，旋轉(zhuǎn)蝸桿31通過軸承與軸承座32軸向固定，旋轉(zhuǎn)電機34通過平鍵與傳動齒輪30周向聯(lián)接。如圖5所示，所述的支 撐IV機構(gòu)中，支撐臂擺動電機45和電機減速器43通過螺釘與電機座44固定聯(lián)接，電機座44通過螺釘與下支撐臂46固定聯(lián)接，支撐臂擺動電機45通過輸出軸固定銷42與電機輸出轉(zhuǎn)動軸40固定聯(lián)接，電機輸出轉(zhuǎn)動軸40另一端通過平鍵與小錐齒輪41周向聯(lián)接,小錐齒輪41 一端與電機輸出轉(zhuǎn)動軸40的軸肩軸向定位另一端通過圓螺母軸向定位。小錐齒輪41與大錐齒輪38配合，即小錐齒輪41帶動大錐齒輪38旋轉(zhuǎn)，大錐齒輪38通過轉(zhuǎn)動軸39和圓螺母軸向定位，通過平鍵與轉(zhuǎn)動軸39周向聯(lián)接，即大錐齒輪38轉(zhuǎn)動軸39帶動上支撐臂35旋轉(zhuǎn)，上支撐臂35的凸臺通過深溝球軸承36與下支撐臂46周向聯(lián)接。上支撐臂35凸臺上的定位銷與下支撐臂46的限位溝槽37配合，即上支撐臂35沿著下支撐臂46的限位溝槽37的軌跡旋轉(zhuǎn)。如圖6所示，所述的加緊機構(gòu)III中，夾緊機構(gòu)電機55與電機減速器56固定聯(lián)接，并且通過螺釘固定在電機座57上，電機座57上通過螺釘固定在夾緊機構(gòu)外殼54上。夾緊機構(gòu)電機55的輸出軸通過電機輸出軸固定銷58與電機輸出轉(zhuǎn)動軸60固定聯(lián)接，電機輸出轉(zhuǎn)動軸60的軸肩與小齒輪59軸向定位,小齒輪59右端通過圓螺母軸向定位并且小齒輪59通過平鍵與電機輸出轉(zhuǎn)動軸60周向聯(lián)接，即夾緊機構(gòu)電機55轉(zhuǎn)動通過電機輸出轉(zhuǎn)動軸60帶動小齒輪59旋轉(zhuǎn)。小齒輪59與大齒輪61配合，大齒輪61通過平鍵與蝸桿軸周向聯(lián)接，大齒輪61右端通過圓螺母軸向定位,左端通過軸套62和深溝球軸承軸向定位。蝸桿軸的兩端對稱布置兩個蝸桿分別是左旋和右旋，蝸桿53的左旋和右旋部分分別與兩個轉(zhuǎn)動渦輪50配合，即蝸桿轉(zhuǎn)動帶動兩個轉(zhuǎn)動渦輪50相對轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動渦輪軸通過平鍵與夾手小臂48周向聯(lián)接，夾手小臂48通過螺釘固定聯(lián)接線纜夾緊手47，即轉(zhuǎn)動渦輪50轉(zhuǎn)動帶動線纜夾緊手47轉(zhuǎn)動。橡膠墊49通過螺釘與夾緊機構(gòu)外殼54的下端固定聯(lián)接。工作原理所述的高壓線自動除冰機器人越障除冰過程為躲避障礙動作、跨越障礙動作、回落線纜動作、夾緊和松開電纜動作、跨越桿塔動作，具體如下I)躲避障礙動作支撐臂擺動電機45通過電機輸出轉(zhuǎn)動軸40帶動小錐齒輪41轉(zhuǎn)動，小錐齒輪41與大錐齒輪38齒輪配合，大錐齒輪38與轉(zhuǎn)動軸39周向聯(lián)接，因此轉(zhuǎn)動軸39隨之轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動軸39的一段帶動上支撐臂35擺動，上支撐臂35的凸臺上安裝有定位銷，定位銷只能沿著限位溝槽37限位移動，因此能夠限制上支撐臂35轉(zhuǎn)動范圍防止擺角過大。上支撐臂35頂部與驅(qū)動機構(gòu)固定聯(lián)接，從而帶動驅(qū)動機構(gòu)沿一定角度擺動，脫離線纜，實現(xiàn)躲避障礙動作。2)跨越障礙動作越障控制電機I通過越障控制電機旋轉(zhuǎn)軸6帶動電機輸出小齒輪7轉(zhuǎn)動，小齒輪7與大齒輪10配合帶動傳動軸12轉(zhuǎn)動，傳動軸12上與左齒輪11和右齒輪21周向聯(lián)接，所以左齒輪11和右齒輪21也隨之轉(zhuǎn)動，左齒輪11通過配合的左端齒條13帶動左伸出臂14沿著左導(dǎo)軌架16移動。右端，右齒輪21與轉(zhuǎn)向齒輪22齒輪配合，使得轉(zhuǎn)向齒輪22相反方向轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)向齒輪22與右齒條20配合帶動右伸出臂17沿著右導(dǎo)軌架19與左伸出臂14相反方向移動，從而實現(xiàn)左右伸出臂的同時相對運動，從而帶動前驅(qū)動機構(gòu)越過障礙。
3)回落線纜動作回落線纜動作與躲避線纜動作類似，是躲避線纜動作的逆過程。4)夾緊和松開電纜動作當前驅(qū)動機構(gòu)或者后驅(qū)動機構(gòu)越過障礙時，為了保證機器人的穩(wěn)定，需要后驅(qū)動機構(gòu)或者前驅(qū)動機構(gòu)夾住線纜。此時，夾緊機構(gòu)電機55通過電機輸出轉(zhuǎn)動軸60帶動小齒輪59轉(zhuǎn)動，小齒輪59與大齒輪61齒輪配合，大齒輪61與蝸桿53周向聯(lián)接，因此蝸桿53隨之轉(zhuǎn)動。蝸桿軸的兩端對稱布置兩個蝸桿分別是左旋和右旋，蝸桿53的左旋和右旋部分分別與兩個轉(zhuǎn)動渦輪50配合，即蝸桿轉(zhuǎn)動帶動兩個轉(zhuǎn)動渦輪50相對轉(zhuǎn)動。隨著轉(zhuǎn)動渦輪50的轉(zhuǎn)動，左右兩個線纜夾緊手47也相對轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)夾緊機構(gòu)的夾線和松線動作。5)跨越桿塔動作當機器人從一根線纜跨越桿塔到另一個跟電纜時，兩根線纜具有一定的角度。此時，旋轉(zhuǎn)電機34通過傳動齒輪30和傳動齒輪33帶動旋轉(zhuǎn)蝸桿31轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)蝸桿31與旋轉(zhuǎn)渦輪29配合，因此，旋轉(zhuǎn)渦輪29隨之轉(zhuǎn)動。旋轉(zhuǎn)渦輪29與右導(dǎo)軌架19固定聯(lián)接，右導(dǎo)軌架19通過軸承27相對旋轉(zhuǎn)支架28轉(zhuǎn)動。右導(dǎo)軌架19的轉(zhuǎn)動帶著右伸出臂17上下俯仰轉(zhuǎn)動。在躲避障礙動作、越障動作和回落線纜動作的配合下，從而實現(xiàn)跨越桿塔動作。
權(quán)利要求
1.輸電線路除冰機器人，其特征是包括除冰機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)、夾緊機構(gòu)、支撐機構(gòu)、越障機構(gòu)，驅(qū)動機構(gòu)包括驅(qū)動電機和電機座，除冰機構(gòu)和夾緊機構(gòu)與電機座固定，支撐機構(gòu)的上端連接電機座，支撐機構(gòu)固定在越障機構(gòu)上；所述的除冰機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)、夾緊機構(gòu)、支撐機構(gòu)有兩組且對稱相向布置；所述的越障機構(gòu)包括電機、小齒輪、大齒輪、左齒輪、右齒輪、轉(zhuǎn)向齒輪、左端齒條、右端齒條、傳動軸、左導(dǎo)軌、右導(dǎo)軌、左伸縮臂、右伸縮臂，電機連接小齒輪，小齒輪連接大齒輪，大齒輪、左齒輪、右齒輪均安裝在傳動軸上，右齒輪與轉(zhuǎn)向齒輪嚙合，左伸縮臂與左導(dǎo)軌和左端齒條相連，右伸縮臂與右導(dǎo)軌和右端齒條相連，左齒輪與左端齒條嚙合帶動左伸縮臂移動，轉(zhuǎn)向齒輪與右端齒條嚙合帶動右伸縮臂移動。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輸電線路除冰機器人，其特征是所述的越障機構(gòu)還包括控制箱體、旋轉(zhuǎn)電機、旋轉(zhuǎn)蝸桿、旋轉(zhuǎn)渦輪、轉(zhuǎn)動傳動軸、右導(dǎo)軌架、旋轉(zhuǎn)支架，右導(dǎo)軌架安裝在右導(dǎo)軌外面，旋轉(zhuǎn)電機、旋轉(zhuǎn)支架安裝在控制箱體里，旋轉(zhuǎn)電機、旋轉(zhuǎn)蝸桿、旋轉(zhuǎn)渦輪依次相連，旋轉(zhuǎn)渦輪與右導(dǎo)軌架固連，右導(dǎo)軌架與旋轉(zhuǎn)支架通過軸承相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輸電線路除冰機器人，其特征是所述的兩個支撐機構(gòu)分別安裝在越障機構(gòu)的左伸縮臂上和右伸縮臂上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輸電線路除冰機器人，其特征是所述的支撐機構(gòu)包括上支撐臂、下支撐臂、支撐臂擺動電機、小錐齒輪、大錐齒輪、轉(zhuǎn)動軸，上支撐臂和下支撐臂通過深溝球軸承相連，支撐臂擺動電機連接小錐齒輪，小錐齒輪與大錐齒輪嚙合，轉(zhuǎn)動軸與大錐齒輪周向聯(lián)接，轉(zhuǎn)動軸穿過下支撐臂固定在上支撐臂里并帶動上支撐臂擺動。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輸電線路除冰機器人，其特征是所述的上支撐臂上安裝定位銷，下支撐臂上設(shè)置限位溝槽，定位銷沿限位溝槽移動。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輸電線路除冰機器人，其特征是所述的夾緊機構(gòu)包括夾緊機構(gòu)電機、夾緊機構(gòu)小齒輪、夾緊機構(gòu)大齒輪、軸、轉(zhuǎn)動蝸輪、轉(zhuǎn)動蝸桿、線纜夾緊手，轉(zhuǎn)動蝸桿安裝在軸上，轉(zhuǎn)動蝸輪連接轉(zhuǎn)動蝸桿，線纜夾緊手連接轉(zhuǎn)動蝸桿，所述的線纜夾緊手、轉(zhuǎn)動蝸輪、轉(zhuǎn)動蝸桿有兩組，兩個線纜夾緊手配合完成夾持、松開動作，夾緊機構(gòu)大齒輪安裝在軸上并與夾緊機構(gòu)小齒輪嚙合，夾緊機構(gòu)小齒輪連接夾緊機構(gòu)電機。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的輸電線路除冰機器人，其特征是還包括夾手小臂，夾手小臂安裝在轉(zhuǎn)動蝸輪和線纜夾緊手之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的輸電線路除冰機器人，其特征是所述的除冰機構(gòu)包括除冰棒、底座、轉(zhuǎn)軸，所述的除冰棒有四個、均勻的安裝在底座上，轉(zhuǎn)軸與驅(qū)動機構(gòu)相連、并與底座固定。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供輸電線路除冰機器人，包括除冰機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)、夾緊機構(gòu)、支撐機構(gòu)、越障機構(gòu)，驅(qū)動機構(gòu)包括驅(qū)動電機和電機座，除冰機構(gòu)和夾緊機構(gòu)與電機座固定，支撐機構(gòu)的上端連接電機座，支撐機構(gòu)固定在越障機構(gòu)上；所述的除冰機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)、夾緊機構(gòu)、支撐機構(gòu)有兩組且對稱相向布置；本發(fā)明不僅可以跨越線上多種障礙，還可以跨過桿塔實現(xiàn)多檔線路之間自動除冰作業(yè)。
文檔編號H02G7/16GK102709859SQ20121017232
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月30日
發(fā)明者劉風坤, 張毅治, 張永銳, 張波, 張真, 李艷杰, 王茁, 田忠鋒, 郭石宇 申請人:哈爾濱工程大學