专利名称：高压输电线路自动巡检机器人单体的制作方法
技术领域：
本发明涉及机器人技术领域，涉及110kv高压输电线路自动巡检机器人的本体部分，特别是指整个本体部分中的一个单体。
背景技术：
输电线路是电力系统的大动脉，它的安全稳定运行直接影响到电力系统的可靠性，必须投入大量的人力物力去开展线路的巡检工作。目前普遍采用人工巡检方法进行巡检，不仅工作量大、危险性高，而且很多危险的地方检测不到，造成一定隐患。为此，有必要开发一种能取代人工巡检的输电线路自动巡检机器人，以期达到减轻输电线路巡检的工作量，提高工作效益，达到确保输电线路安全运行的目的。

发明内容
本发明的目的是提供一种110kv输电线路自动巡检机器人的本体，代替人类进行输电线路的巡检工作，不仅可以减轻输电线路巡检的工作量，还能够提高工作效益和精度，达到确保输电线路安全运行的目的。
为达到上述目的，本发明的技术解决方案为提供一种110kv输电线路自动巡检机器人单体，其包括一驱动轮，该驱动轮中间部分沿整个圆周开槽；一后防护罩，该防护罩与前防护罩构成一个封闭的箱体，将驱动轮、主电机及其传动部分和开合电机传动部分封装起来；一后开合臂，该后开合臂上方右端与外锥套固连，主电机和开合电机由上、下两位置水平穿过该后开合臂，后开合臂的底端与驱动臂升降支撑座固连；该外锥套中间为凹锥面，两端平面；一内锥套，该内锥套整个侧斜面为锥面，其锥度与外锥套保持一致，其右端与驱动轮轴连接；两个同步带轮，上方的同步带轮与驱动轮轴相连，下方的同步带轮与主电机输出轴相连，两个同步带轮通过同步带相连；一前开合臂，从上至下依次与驱动轮的右轴承座、主电机支座、梯形螺母座固连，梯形螺母座与梯形螺母固连，梯形螺母与开合螺杆啮合；一主电机，该主电机左端与后开合臂相连，中间固定在前开合臂上，右端与同步带轮相连；一开合电机，该开合电机左端与后开合臂相连，右端与开合螺杆相连，并固定在驱动臂升降支撑座上；一驱动臂升降电机，该升降电机固定在底板上；一驱动臂升降螺杆，该螺杆一端与驱动臂升降支撑板相连，另一端与驱动臂升降电机的电机输出轴相连；两个驱动臂导向杆，该导向杆一端与驱动臂升降支撑板相连，另一端与底板相连；一驱动臂升降支撑座，该支撑座为一箱体，上端与开合电机及其传动部分固连，箱体内装有驱动臂升降支撑板、驱动臂升降螺杆和驱动臂导向杆；箱体下端开口，驱动臂升降螺杆和驱动臂导向杆可上升下降；一小臂升降电机，该升降电机固定在底板上，其电机输出轴与小臂升降螺杆相连；一底板，该底板固定在箱体中；一箱体，该箱体内装有驱动臂升降电机、小臂升降电机、底板、驱动臂升降支撑座、小臂升降支撑座；箱体上端开口，驱动臂升降支撑座和小臂升降支撑座可上升下降；一小臂升降支撑座，该支撑座为一箱体，上端与支撑轮托板通过关节轴承相连，箱体内装有小臂升降支撑板、小臂升降螺杆和小臂导向杆；箱体下端开口，小臂升降螺杆和小臂导向杆可上升下降；
一关节轴承，该关节轴承固定在支撑轮托板上，下端与小臂支撑座相连；一支撑轮托板，为一倒三角架状，该托板支撑两个支撑轮套；支撑轮套为一双筒套，筒套为空心圆柱体，小筒套置于大筒套内，两筒套共一中心轴，相对可活动；两个支撑轮套内各设有一弹簧，该弹簧固定在大筒套内底端，弹簧上端与小筒套底端外部动接触；两个支撑轮套上各有一支撑轮，该支撑轮与驱动轮形状相似。
所述的高压输电线路自动巡检机器人单体，其所述驱动轮的槽，其剖面由三个直径为20毫米(输电线的直径)的半圆弧和直线连接而成。
所述的高压输电线路自动巡检机器人单体，其所述驱动轮的槽，其深度≥输电线直径的2倍，这样能很好地保证驱动轮与输电线的面接触。
所述的高压输电线路自动巡检机器人单体，其特征在于，所述支撑轮上开的槽，其直径≥输电线直径的2.5倍，支撑轮与输电线保持点接触，这样有利于关节轴承对支撑轮姿态的自调节。
所述的高压输电线路自动巡检机器人单体，其所述底板为T形，三端与箱体固连；T形的左端横向排列有小臂导向杆和小臂升降螺杆，与左端垂直的右端纵向排列有驱动臂升降螺杆和驱动臂导向杆。
本发明的自动巡检机器人单体可实现在输电线上稳定行走、跨越障碍物、紧急刹车的功能，取代了人工巡检高压输电线路。


图1为本发明110kv输电线路自动巡检机器人单体的结构示意图的主视图；图2为图1的左视图。
具体实施例方式
首先请参阅图1、图2，本发明110kv输电线路自动巡检机器人的一个单体，包括
一驱动轮2，该驱动轮中间部分沿整个圆周开槽，用于抱住输电线1。其剖面由三个直径为20毫米(输电线的直径)的半圆弧连接而成。槽的深度较大，大约相当于输电线直径的2倍，这样能很好地保证驱动轮2与输电线1的面接触。
一后防护罩3，该防护罩3与前防护罩9构成一个封闭的箱体，将驱动轮2、主电机12及其传动部分和开合电机18的传动部分封装起来，起到防尘及绝缘的作用。
一后开合臂4，该后开合臂4上方右端与外锥套5用螺钉固连，主电机12和开合电机18由上、下两位置水平穿过该后开合臂4，后开合臂4的底端用螺钉与驱动臂升降支撑座20固连。
一外锥套5，该外锥套5与后开合臂4用螺钉固连，外锥套5中间锥面，两端平面。
一内锥套6，该内锥套6整个侧面为锥面，其锥度与外锥套5保持一致。其右端与驱动轮轴7连接。
两个同步带轮8(图中下端的同步带轮8a未标出)，上方的同步带轮8与驱动轮轴7相连，下方的同步带轮8a与主电机输出轴13相连，两个同步带轮8、8a通过同步带10相连。
一前防护罩9，如后防护罩3所述。
一前开合臂11，从上至下依次与驱动轮的右轴承座(图中未标出)、主电机支座14、梯形螺母座15固连。梯形螺母座15与梯形螺母17固连，梯形螺母17与开合螺杆16啮合。
一主电机12，该主电机12左端与后开合臂4相连，中间固定在前开合臂11上，右端与下方同步带轮8a相连。
一开合电机18，该开合电机18左端与后开合臂4相连，右端与开合螺杆16相连，并固定在驱动臂升降支撑座20上。
一驱动臂升降电机23，该升降电机23固定在底板25上，其电机输出轴与驱动臂升降螺杆22相连。
一驱动臂升降螺杆22，该螺杆22一端与驱动臂升降支撑板19相连，另一端与驱动臂升降电机23的电机输出轴相连。
两根驱动臂导向杆21，该导向杆21一端与驱动臂升降支撑板19相连，另一端与底板25相连。
一驱动臂升降支撑座20，该支撑座20为一箱体，上端与开合电机18及其传动部分固连，箱体内装有驱动臂升降支撑板19、驱动臂升降螺杆22和驱动臂导向杆21。箱体下端开口，驱动臂升降螺杆22和驱动臂导向杆21可上升下降。
一小臂升降电机24，该升降电机24固定在底板25上，其电机输出轴与小臂升降螺杆26相连。
一底板25，该底板25固定在箱体28中，为T形。该T形的左端横向排列有小臂导向杆27和小臂升降螺杆26，与左端垂直的右端纵向排列有驱动臂升降螺杆22和驱动臂导向杆21。
一箱体28，该箱体28内装有驱动臂升降电机23、小臂升降电机24、底板25、驱动臂升降支撑座20、小臂升降支撑座30。箱体上端开口，驱动臂升降支撑座20和小臂升降支撑座30可上升下降。
一小臂升降支撑座30，该支撑座30为一箱体，上端与支撑轮托板33通过关节轴承31相连，箱体内装有小臂升降支撑板29、小臂升降螺杆26和小臂导向杆27。箱体下端开口，小臂升降螺杆26和小臂导向杆27可上升下降。
一关节轴承31，该关节轴承31固定在支撑轮托板33上，下端与小臂支撑座30相连。
一支撑轮托板33，为倒三角架状，该托板33两端各支撑一个支撑轮套34，支撑轮套34上设有支撑轮35。
一支撑轮套34，该支撑轮套34为一双筒套，两个套均为空心圆柱体。上面一个套中的空心孔直径为16毫米，外直径为30毫米。下面一个套中的空心孔直径为30毫米，外直径为38毫米。两套可相对活动。
两弹簧32，该弹簧32分别固定在支撑轮套34中外直径为38毫米的套上。
两个支撑轮35，该支撑轮35与驱动轮2形状相似。支撑轮的槽的直径为50毫米，大于输电线的直径。支撑轮35与输电线1保持点接触，这样有利于支撑轮35姿态的自调节。
本发明的工作过程为当主电机12驱动时，同步带10传动，驱动主动轮2旋转，依靠驱动轮2与输电线1之间的摩擦，带动单体在输电线1上行走。
当开合电机18驱动时，开合螺杆16传动，带动前开合臂11左右移动。由于前开合臂11与内锥套6、驱动轮右轴承座(图中未标出)、主电机支座14和梯形螺母座15固连，因此它们及其传动部分构成一个整体部分。当前开合臂11向右移动时，带动内锥套6以右的整体部分向右移动，直到内锥套6与外锥套5分离开一定距离；当前开合臂11向左移动时，内锥套6以右的整体部分向左移动，直到内锥套6与外锥套5抱紧成一个整体。这样就可控制驱动轮2是否抓握输电线。
如图2所示，驱动轮2、驱动轮轴7、同步带10、同步带轮8和8a、主电机12、主电机输出轴13、开合电机18、开合螺杆16、驱动臂升降螺杆22、驱动臂导向杆21和驱动臂升降支撑座20构成了一个连动机构，称之为驱动臂。当驱动臂升降电机23驱动时，驱动臂升降螺杆22传动，带动驱动臂作升降运动。
如图1所示，支撑轮35、支撑轮托板33、小臂升降螺杆26、小臂导向杆27和小臂升降支撑座30也构成了一个连动机构，称之为小臂。当小臂升降电机24驱动时，通过小臂升降螺杆26传动，带动小臂作升降运动。
当遇到紧急情况，需要刹车的时候，小臂上升，从而把支撑轮35向上顶，给输电线1产生一个摩擦力。当摩擦力足够大时，就可使整个单体停止运动，达到制动的目的。此时弹簧32受到向上的压力，从自然状态变为压缩状态。支撑轮套34中，与弹簧32固连的直径大的套向上顶直径小的套，以保证支撑轮35能压紧输电线1。
关节轴承31起自动调节支撑轮35、驱动轮2姿态的作用。当两个支撑轮35由于某种原因没有完全压住输电线时，在小范围内，关节轴承31在重力的作用下可自动调整支撑轮35的位置，使驱动轮2和两个支撑轮35压紧输电线。
权利要求
1.一种高压输电线路自动巡检机器人单体，其特征在于，包括一驱动轮，该驱动轮中间部分沿整个圆周开槽；一后防护罩，该防护罩与前防护罩构成一个封闭的箱体，将驱动轮、主电机及其传动部分和开合电机传动部分封装起来；一后开合臂，该后开合臂上方右端与外锥套固连，主电机和开合电机由上、下两位置水平穿过该后开合臂，后开合臂的底端与驱动臂升降支撑座固连；该外锥套中间为凹锥面，两端平面；一内锥套，该内锥套整个侧斜面为锥面，其锥度与外锥套保持一致，其右端与驱动轮轴连接；两个同步带轮，上方的同步带轮与驱动轮轴相连，下方的同步带轮与主电机输出轴相连，两个同步带轮通过同步带相连；一前开合臂，从上至下依次与驱动轮的右轴承座、主电机支座、梯形螺母座固连，梯形螺母座与梯形螺母固连，梯形螺母与开合螺杆啮合；一主电机，该主电机左端与后开合臂相连，中间固定在前开合臂上，右端与同步带轮相连；一开合电机，该开合电机左端与后开合臂相连，右端与开合螺杆相连，并固定在驱动臂升降支撑座上；一驱动臂升降电机，该升降电机固定在底板上；一驱动臂升降螺杆，该螺杆一端与驱动臂升降支撑板相连，另一端与驱动臂升降电机的电机输出轴相连；两个驱动臂导向杆，该导向杆一端与驱动臂升降支撑板相连，另一端与底板相连；一驱动臂升降支撑座，该支撑座为一箱体，上端与开合电机及其传动部分固连，箱体内装有驱动臂升降支撑板、驱动臂升降螺杆和驱动臂导向杆；箱体下端开口，驱动臂升降螺杆和驱动臂导向杆可上升下降；一小臂升降电机，该升降电机固定在底板上，其电机输出轴与小臂升降螺杆相连；一底板，该底板固定在箱体中；一箱体，该箱体内装有驱动臂升降电机、小臂升降电机、底板、驱动臂升降支撑座、小臂升降支撑座；箱体上端开口，驱动臂升降支撑座和小臂升降支撑座可上升下降；一小臂升降支撑座，该支撑座为一箱体，上端与支撑轮托板通过关节轴承相连，箱体内装有小臂升降支撑板、小臂升降螺杆和小臂导向杆；箱体下端开口，小臂升降螺杆和小臂导向杆可上升下降；一关节轴承，该关节轴承固定在支撑轮托板上，下端与小臂支撑座相连；一支撑轮托板，为一倒三角架状，该托板支撑两个支撑轮套；支撑轮套为一双筒套，筒套为空心圆柱体，小筒套置于大筒套内，两筒套共一中心轴，相对可活动；两个支撑轮套内各设有一弹簧，该弹簧固定在大筒套内底端，弹簧上端与小筒套底端外部动接触；两个支撑轮套上各有一支撑轮，该支撑轮中间部分沿整个圆周开槽。
2.如权利要求1所述的高压输电线路自动巡检机器人单体，其特征在于，所述驱动轮的槽，其剖面由三个半圆弧和直线连接而成。
3.如权利要求1或2所述的高压输电线路自动巡检机器人单体，其特征在于，所述驱动轮的槽，其深度≥输电线直径的2倍，这样能很好地保证驱动轮与输电线的面接触。
4.如权利要求1所述的高压输电线路自动巡检机器人单体，其特征在于，所述支撑轮上开的槽，其直径≥输电线直径的2.5倍，支撑轮与输电线保持点接触，这样有利于关节轴承对支撑轮姿态的自调节。
5.如权利要求1所述的高压输电线路自动巡检机器人单体，其特征在于，所述底板为T形，三端与箱体固连；T形的左端横向排列有小臂导向杆和小臂升降螺杆，与左端垂直的右端纵向排列有驱动臂升降螺杆和驱动臂导向杆。
6.如权利要求2所述的高压输电线路自动巡检机器人单体，其特征在于，所述半圆弧，其直径为输电线的直径。
全文摘要
本发明涉及机器人技术领域，是110kv高压输电线路自动巡检机器人的一个单体。本发明高压输电线路自动巡检机器人单体，由防护罩、驱动臂、驱动臂升降电机、小臂、小臂升降电机组成，其驱动臂包括驱动轮、驱动轮轴、同步带、同步带轮、主电机、主电机输出轴、开合电机、开合螺杆等，其中，主电机带动驱动轮，使巡检机器人单体在输电线上行走，开合电机控制开合机构，决定驱动轮与输电线之间的挂靠或撤离；其小臂中设有支撑轮和关节轴承，支撑轮槽曲率较大，与输电线保持点接触，有利于关节轴承对支撑轮姿态的自调节。本发明自动巡检机器人单体，可实现在输电线上稳定行走、跨越障碍物、紧急刹车等功能，取代了人工巡检高压输电线路。
文档编号G01R31/02GK1619323SQ20031011830
公开日2005年5月25日 申请日期2003年11月18日 优先权日2003年11月18日
发明者梁自泽, 谭民, 熊晓明, 李恩, 景奉水, 徐德, 周凤余, 王吉岱, 叶文波, 练波 申请人:中国科学院自动化研究所