1.本发明涉及电力维护技术领域,尤其涉及一种可自动越障的电力巡检机器人。
背景技术:2.进入新世纪以来,我国综合国力日益增强,经济快速发展,用电需求也快速提升,为此,我国建立了全球最大的,遍及全国的电力供应系统,以满足千家万户及企业的用电需求,用于传输电能的电线,在户外也随处可见,但是,由于电线在户外,长期受风吹雨淋等自然侵袭,时间久了之后,自身表面难免会有损伤,如果不定期进行检查维护,会有断裂的危险,如果在农村或者其他人口聚集区,带电的电线一旦断裂,不但会造成停电事故,而且还极有可能造成人员伤亡的惨剧,所以,对农村或者其他人口聚集等地区的户外电线,进行定期的巡检,则十分必要。
3.随着科技水平的快速发展,对电线进行巡检,已由机器人代替人工,但是目前市场上,现有的电力巡检机器人,在电线上进行巡检时,无法自动越过,因电线和支架杆相连接所造成的障碍物,导致巡检效率大大降低。
技术实现要素:4.本发明的目的是为了解决现有技术中,无法自动越过,因电线和支架杆相连接所造成的障碍物等问题,而提出的一种可自动越障的电力巡检机器人。
5.为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
6.一种可自动越障的电力巡检机器人,包括箱体、用于在电线上驱动箱体行走的驱动轮、用于驱动驱动轮转动的第一电机,所述第一电机和驱动轮为前后设计的两组,还包括位于箱体内的顶升机构,所述顶升机构用于将任意一组驱动轮向上移动,脱离电线;位于箱体内的转动机构,当顶升机构将意一组驱动轮向上移动,脱离电线后,转动机构自动将该组驱动轮水平转动一定角度;位于箱体内的驱动源,所述顶升机构和转动机构均通过驱动源驱动;所述箱体上还设有用于检测电线的检测探头。
7.为了驱动顶升机构和转动机构工作,优选的,所述驱动源为连接在箱体内的第二电机,转动连接在箱体内的第一螺纹杆,螺纹连接在第一螺纹杆上的推动块,所述推动块通过顶升机构可将意一组驱动轮向上移动;位于箱体内的第二直行器件,转动连接在第二直行器件输出端的第二齿轮,固定在第二电机输出端的第一齿轮,固定在第一螺纹杆一端的第三齿轮;所述第二齿轮与第一齿轮和第三齿轮之间可啮合可分离;所述第二直行器件和第一螺纹杆均为对称设计的两个。
8.为了实现驱动轮与电线分离,优选的,所述顶升机构包括在箱体内上下滑动的升降体,连接在升降体顶部的连接轴,所述第一电机固定在连接轴的顶部;所述推动块的上端面和升降体的下端面均为斜面;所述箱体内固定连接有第二限位板,所述升降体两侧分别与箱体内壁和第二限位板侧壁相贴。
9.为了实现驱动轮转动,优选的,所述转动机构包括转动在箱体内壁的第一转轴,连
接在第一转轴和第二电机输出端的第一皮带,固定在第一转轴上的第四齿轮,固定在连接轴上的第五齿轮;所述连接轴转动连接在升降体顶部;当顶升机构上升到设定高度时,第四齿轮和第五齿轮自动啮合。
10.为了实现驱动轮与电线分离,优选的,所述顶升机构包括在箱体内壁转动的转动体,连接在转动体顶部的连接轴,所述第一电机固定在连接轴的顶部;所述推动块的上端面和转动体的下端面均为斜面;所述推动块推动转动体向上转动,所述箱体顶部设有滑槽,所述连接轴在滑槽内滑动。
11.为了实现驱动轮转动,优选的,所述转动机构包括转动在箱体内壁的第三转轴和第四转轴,连接在第四转轴和第二电机输出端之间的第三皮带,固定在第四转轴上的第十齿轮和第十一齿轮,固定在第三转轴上的第九齿轮,固定在连接轴上的第十二齿轮;所述第九齿轮和第十齿轮啮合连接,当顶升机构转动到设定角度时,第十一齿轮和第十二齿轮自动啮合;所述连接轴转动连接在转动体顶部。
12.为了实现平衡,优选的,还包括转动在箱体内的第二转轴和第二螺纹杆,固定在第二电机输出端的第六齿轮,固定在第二转轴上的第八齿轮,固定在箱体内的第三直行器件,转动连接在第三直行器件输出端的第七齿轮,螺纹连接在第二螺纹杆上的移动架;第二转轴和第二螺纹杆之间通过第二皮带连接;所述第七齿轮与第六齿轮和第八齿轮可啮合可分离。
13.为了实现检测探头可收缩到箱体内,优选的,还包括固定连接在移动架侧壁的第四直行器件,滑动在移动架内的l型板;所述第四直行器件的输出端与l型板固定连接;所述检测探头位于l型板上。
14.为了提高行走的稳定性,优选的,还包括固定连接在箱体上的第一限位板,滑动在第一限位板内的滑动板,固定在滑动板顶部的张紧轮,位于箱体侧壁的第一直行器件;所述第一直行器件用于推动张紧轮移动,使张紧轮与电线底部相贴。
15.为了防止松动,优选的,还包括固定在第一直行器件输出端的推动板,连接在滑动板与推动板之间的弹簧;所述推动板与滑动板均与箱体侧壁滑动连接。
16.与现有技术相比,本发明提供了一种可自动越障的电力巡检机器人,具备以下有益效果:
17.1、该可自动越障的电力巡检机器人,在巡检时,通过前后两组驱动轮,驱动该机器人在电线上行走,然后通过检测探头,对所经过的电线进行检测,当遇到障碍物时,可控制其中一组驱动轮与电线脱离接触,通过另一组驱动轮继续驱动前进,当这组驱动轮越过障碍物时,从新与电线接触,在将另一组驱动轮与电线脱离接触,通过先前越过障碍物的那组驱动轮,驱动前进,进而达到可以自动越过障碍物的目的,大大提高巡检效率。
18.2、该可自动越障的电力巡检机器人,在其中一组驱动轮与电线脱离接触前,可将移动架移动到另一组驱动轮附近,将整个机器人的重心向另一组驱动轮附近移动,提高稳定性,防止机器人掉落。
附图说明
19.图1为本发明提出的一种可自动越障的电力巡检机器人的结构示意图一;
20.图2为本发明提出的一种可自动越障的电力巡检机器人的结构示意图二;
21.图3为本发明提出的一种可自动越障的电力巡检机器人箱体的结构示意图一;
22.图4为本发明提出的一种可自动越障的电力巡检机器人箱体的结构示意图二;
23.图5为本发明提出的一种可自动越障的电力巡检机器人移动架的结构示意图。
24.图中:1、支架杆;101、电线;102、连接件;2、箱体;201、连接轴;202、第一电机;203、驱动轮;3、第一直行器件;301、推动板;302、弹簧;303、滑动板;304、第一限位板;305、张紧轮;4、第二电机;401、第一齿轮;402、第二直行器件;403、第二齿轮;404、第一螺纹杆;405、第三齿轮;406、推动块;407、升降体;408、第二限位板;5、第一转轴;501、第一皮带;502、第四齿轮;503、第五齿轮;6、第六齿轮;601、第三直行器件;602、第七齿轮;603、第二转轴;604、第八齿轮;605、第二螺纹杆;606、第二皮带;7、移动架;701、第四直行器件;702、l型板;703、检测探头;8、转动体;9、第三转轴;901、第三皮带;902、第四转轴;903、第九齿轮;904、第十齿轮;905、第十一齿轮;906、第十二齿轮;907、滑槽。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
26.在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
27.实施例1:
28.参照图1-5,一种可自动越障的电力巡检机器人,包括箱体2、用于在电线101上驱动箱体2行走的驱动轮203,驱动轮203上设有凹槽,卡在电线101上、用于驱动驱动轮203转动的第一电机202,第一电机202的输出端与驱动轮203固定连接,第一电机202和驱动轮203为前后设计的两组,每一组驱动轮203根据实际需要,可以为两个,也可以为三个,启动第一电机202,通过驱动轮203在电线101上转动,带动箱体2移动。
29.还包括位于箱体2内的顶升机构,顶升机构用于将任意一组驱动轮203向上移动,脱离电线101,任意一组驱动轮203脱离电线101后,另一组驱动轮203,任然可以驱动箱体2移动。
30.位于箱体2内的转动机构,当顶升机构将意一组驱动轮203向上移动,脱离电线101,向上移动到设定高度后,转动机构自动将该组驱动轮203水平转动一定角度,角度在90
°‑
130
°
之间,转动方向为远离支架杆1的方向。
31.位于箱体2内的驱动源,顶升机构和转动机构均通过驱动源驱动;箱体2上还设有用于检测电线101的检测探头703。
32.支架杆1通过连接件102将电线101架在空中,当电力工人在通过该机器人进行巡检时,将驱动轮203放置在电线101上,通过第一电机202驱动前进,在前进过程中,通过检测探头703对电线101进行检测。
33.当经过连接件102时,也就是遇到障碍物时,当靠前的一组驱动轮203靠近到连接件102时,通过驱动源驱动靠前的一组驱动轮203向上移动,使此组驱动轮203与电线101脱离接触,然后通过转动机构带动此组驱动轮203转动,使之与连接件102不会产生干涉,然后
通过另一组驱动轮203驱动,继续向前移动。
34.当此组驱动轮203经过连接件102时,再次通过驱动源驱动,将驱动轮203从新与电线101接触,接触后,重复上述操作,将靠后的一组驱动轮203,也脱离电线101然后转动,通过靠前的一组驱动轮203驱动前进,将靠后的一组驱动轮203也经过连接件102,然后再将靠后的一组驱动轮203从新与电线101接触,以此达到越过障碍物的目的,也就是越过连接件102。
35.箱体2通过特殊的外形设计以及配重块的配合,使整个机器人的重心,在位于远离第一电机202一侧的驱动轮203处,使重心都施加在电线101上,防止在巡检的过程中,掉落下来。
36.实施例2:
37.参照图1-5,在实施例1的基础上,进一步的是,
38.驱动源为连接在箱体2内的第二电机4,第二电机4位于箱体2顶部内壁,转动连接在箱体2内的第一螺纹杆404,螺纹连接在第一螺纹杆404上的推动块406,推动块406通过顶升机构可将意一组驱动轮203向上移动,第一螺纹杆404和推动块406均为对称设计的两组,一组控制箱体2靠前的驱动轮203,另一组控制靠后的驱动轮203,可独立控制。
39.位于箱体2内的第二直行器件402,转动连接在第二直行器件402输出端的第二齿轮403,固定在第二电机4输出端的第一齿轮401,固定在第一螺纹杆404一端的第三齿轮405,第二直行器件402为对称设计的两个,通过两个第二直行器件402,控制前后不同的驱动轮203;第二齿轮403与第一齿轮401和第三齿轮405之间可啮合可分离,且均为斜齿轮。
40.当需要控制两组驱动轮203中的任意一组时,也就是分别控制前后两组驱动轮203中的任意一组时,启动对应的第二直行器件402,使第二齿轮403与第一齿轮401和第三齿轮405之间啮合。
41.启动第二电机4,第二电机4通过第一齿轮401、第二齿轮403和第三齿轮405带动第一螺纹杆404转动,第一螺纹杆404带动推动块406移动,推动块406推动顶升机构向上移动,将该组驱动轮203向上移动,脱离电线101,当移动到设定高度后,转动机构自动启动,将该组驱动轮203水平转动,绕开障碍物。
42.第二直行器件402可以是直线电机,第二齿轮403转动在直线电机的输出端,也可以是电动收缩杆,第二齿轮403转动在电动收缩杆的输出端。
43.实施例3:
44.参照图1-5,在实施例2的基础上,进一步的是,
45.顶升机构包括在箱体2内上下滑动的升降体407,连接在升降体407顶部的连接轴201,连接轴201向上延伸出箱体2,第一电机202固定在连接轴201的顶部,推动块406的上端面和升降体407的下端面均为斜面。
46.箱体2内固定连接有第二限位板408,升降体407两侧分别与箱体2内壁和第二限位板408侧壁相贴,使升降体407只能直上直下移动。
47.推动块406移动时,通过斜面推动升降体407向上移动,升降体407通过连接轴201带动第一电机202和驱动轮203向上移动,与电线101脱离接触。
48.箱体2内固定连接有导向杆,推动块406在导向杆上滑动,防止其自转。
49.推动块406的上端面还可设置有滚轴,在推动升降体407向上移动使,降低摩擦力。
50.实施例4:
51.参照图1-5,在实施例3的基础上,进一步的是,
52.转动机构包括转动在箱体2内壁的第一转轴5,连接在第一转轴5和第二电机4输出端的第一皮带501,固定在第一转轴5上的第四齿轮502,固定在连接轴201上的第五齿轮503,连接轴201转动连接在升降体407顶部。
53.当顶升机构上升到设定高度时,第四齿轮502和第五齿轮503自动啮合。
54.升降体407通过连接轴201使驱动轮203向上移动,与电线101脱离接触,上升到设定高度后,第二直行器件402自动退回,第二齿轮403与第一齿轮401和第三齿轮405分开,与此同时,第五齿轮503与第四齿轮502自动啮合。
55.第二电机4同步通过第一皮带501带动第一转轴5转动,然后通过第五齿轮503与第四齿轮502带动连接轴201转动,将驱动轮203水平转动到移动角度,防止与障碍物相互干涉,通过另一组驱动轮203继续前行。
56.越过障碍物时,第二电机4反转,驱动轮203反向水平转动回来,然后启动第二直行器件402,使第二齿轮403与第一齿轮401和第三齿轮405之间啮合,推动块406反向移动,升降体407向下,带动驱动轮203向下移动,从新落回到电线101上。
57.在升降体407向下移动的同时,第五齿轮503与第四齿轮502自动分离,驱动轮203停止水平转动。
58.考虑到启动第二直行器件402,到第二齿轮403与第一齿轮401和第三齿轮405之间啮合,需要一定的时间,在此时间内,驱动轮203会继续水平转动,所以,第二直行器件402可提前启动,使驱动轮203水平转动到原位时,第二齿轮403与第一齿轮401和第三齿轮405之间正好啮合,而此时,第五齿轮503与第四齿轮502自动分离。
59.实施例5:
60.参照图1-5,在实施例4的基础上,进一步的是,
61.顶升机构包括在箱体2内壁转动的转动体8,转动体8通过转动杆与箱体2内壁转动连接,转动杆与箱体2内壁转动连接,转动体8与转动杆固定连接,连接在转动体8顶部的连接轴201,连接轴201向上延伸出箱体2,第一电机202固定在连接轴201的顶部。
62.推动块406的上端面和转动体8的下端面均为斜面;推动块406推动转动体8向上转动,箱体2顶部设有滑槽907,连接轴201在滑槽907内滑动。
63.推动块406通过斜面推动转动体8围绕转动杆与箱体2内壁的连接处,向上转动,转动体8带动连接轴201向上倾斜,连接轴201带动第一电机202和驱动轮203向上移动,脱离电线101。
64.实施例6:
65.参照图1-5,在实施例5的基础上,进一步的是,
66.转动机构包括转动在箱体2内壁的第三转轴9和第四转轴902,第四转轴902为倾斜状,连接在第四转轴902和第二电机4输出端之间的第三皮带901,固定在第四转轴902上的第十齿轮904和第十一齿轮905,固定在第三转轴9上的第九齿轮903,固定在连接轴201上的第十二齿轮906。
67.第九齿轮903和第十齿轮904啮合连接,当顶升机构转动到设定角度时,第十一齿轮905和第十二齿轮906自动啮合;连接轴201转动连接在转动体8顶部。
68.当转动体8转动到设定角度时,第二直行器件402退回,转动体8停止转动,此时,第十一齿轮905和第十二齿轮906自动啮合。
69.第二电机4通过第三皮带901带动第三转轴9转动,第三转轴9通过第九齿轮903和第十齿轮904带动第四转轴902转动,然后通过第十一齿轮905和第十二齿轮906带动连接轴201转动,进而带动驱动轮203转动,使驱动轮203与障碍物不会产生干涉。
70.然后通过另一组驱动轮203驱动前行,当越过障碍物时,需要将驱动轮203从新落在电线101上时,同理,根据实施例4的步骤,第二电机4反转。
71.第九齿轮903和第十齿轮904为两个相互啮合的交错轴斜齿圆柱齿轮。
72.第十一齿轮905和第十二齿轮906为两个可啮合的斜齿轮,当转动体8转动到设定角度时,连接轴201和第四转轴902平行。
73.实施例7:
74.参照图1-5,在实施例6的基础上,进一步的是,
75.还包括转动在箱体2内的第二转轴603和第二螺纹杆605,固定在第二电机4输出端的第六齿轮6,固定在第二转轴603上的第八齿轮604,固定在箱体2内的第三直行器件601,转动连接在第三直行器件601输出端的第七齿轮602,螺纹连接在第二螺纹杆605上的移动架7,移动架7底部与箱体2底部内壁相贴。
76.第二转轴603和第二螺纹杆605之间通过第二皮带606连接;第七齿轮602与第六齿轮6和第八齿轮604可啮合可分离,且均为斜齿轮。
77.在驱动任意一组驱动轮203转动前,启动第三直行器件601,使第七齿轮602与第六齿轮6和第八齿轮604啮合。
78.启动第二电机4,通过第六齿轮6、第七齿轮602与第八齿轮604带动第二转轴603转动,然后通过第二皮带606带动第二螺纹杆605转动,通过第二电机4的正反转,将移动架7移动到靠近另一组驱动轮203附近,将整个机器人的中心向与电线101接触的一组驱动轮203移动,当一组驱动轮203脱离电线101时,提高整个机器人的稳定性,防止失稳掉落。
79.在正常行驶过程中,移动架7位于箱体2中间。
80.移动架7可采用质量较重的物质构成,比如钢或者铜。
81.第三直行器件601可以是直线电机,第七齿轮602转动在直线电机的输出端,也可以是电动收缩杆,第七齿轮602转动在电动收缩杆的输出端。
82.实施例8:
83.参照图1-5,在实施例7的基础上,进一步的是,
84.还包括固定连接在移动架7侧壁的第四直行器件701,滑动在移动架7内的l型板702;第四直行器件701的输出端与l型板702固定连接;检测探头703位于l型板702上。
85.在行驶过程中,通过检测探头703对电线101表面是否有损伤,进行检测。
86.在检测结束后,可通过第四直行器件701,将检测探头703收缩到箱体2内。
87.第四直行器件701可以是直线电机,直线电机的输出端与l型板702侧壁固定连接,也可以是电动收缩杆,电动收缩杆的输出端与l型板702侧壁固定连接。
88.实施例9:
89.参照图1-5,在实施例8的基础上,进一步的是,
90.还包括固定连接在箱体2上的第一限位板304,滑动在第一限位板304内的滑动板
303,滑动板303在第一限位板304内可上下滑动,固定在滑动板303顶部的张紧轮305,位于箱体2侧壁的第一直行器件3;第一直行器件3用于推动张紧轮305移动,使张紧轮305与电线101底部相贴。
91.还包括固定在第一直行器件3输出端的推动板301,连接在滑动板303与推动板301之间的弹簧302;推动板301与滑动板303均与箱体2侧壁滑动连接。
92.在行驶过程中,启动第一直行器件3,第一直行器件3推动张紧轮305移动,使张紧轮305与电线101底部相贴,与驱动轮203相互配合,防止在巡检的过程中,机器人掉落,也同步提高了行走过程中的稳定性。
93.启动第一直行器件3,第一直行器件3通过推动板301带动弹簧302向上移动,然后带动滑动板303向上移动,进而使张紧轮305与电线101底部相贴,在此之间,弹簧302受到挤压,通过弹簧302的反向作用力,使张紧轮305时刻都保持与电线101底部相贴。
94.第一直行器件3和张紧轮305均为两组设计,分别位于两组驱动轮203附近。
95.当需要越过障碍物时,退回需要转动的驱动轮203附近的一组张紧轮305底部的第一直行器件3,然后此组张紧轮305向下移动,与电线101脱离接触。
96.第一直行器件3可以是直线电机,直线电机的输出端与推动板301固定连接,也可以是电动收缩杆,电动收缩杆的输出端与推动板301固定连接。
97.以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。