一种通用高压线行走机器人的制作方法

本申请涉及电力系统维护，尤其涉及一种通用高压线行走机器人。

背景技术：

1、高压输电线路作为电力系统的重要组成部分，其安全稳定运行至关重要。传统的线路巡检、除冰、维修等工作主要依赖人工完成，存在劳动强度大、作业效率低、高空作业安全风险高等问题。随着技术的发展，出现了能够在高压线上行走的机器人，部分替代人工完成相关作业。

2、现有高压线行走机器人的压紧装置通常采用升降式压紧轮结构，压紧轮始终处于对应行走轮的正下方；当机器人需要挂载于线缆上时，需要先调整机器人的位置以让线缆侧向进入行走轮和压紧轮之间的空间中，然后，再调整机器人的竖直位置以使线缆竖直靠近行走轮并位于行走轮的v字形夹缝中。这种“先侧向进入再竖直靠近”的两步式上线方式，存在操作时间长、操作不便的缺陷。因此，亟需一种爬坡能力强、驻停可靠、便于上线且通用性好的高压线行走机器人。

技术实现思路

1、鉴于以上现有技术的缺点，本发明提供一种通用高压线行走机器人，旨在解决现有高压线行走机器人上线时需侧向对位、操作复杂的问题。

2、为了实现上述目的，本申请采用以下技术方案：

3、一种通用高压线行走机器人，包括壳架、行走总成和顶紧轮总成，壳架的顶部设有挂板，行走总成和顶紧轮总成均安装于壳架，行走总成包括行走轮和用于驱动行走轮转动的行走驱动件，顶紧轮总成包括顶紧轮，顶紧轮与行走轮配合夹持线缆；壳架为倒u型结构，顶紧轮总成包括升降旋转机构，升降旋转机构用于带动顶紧轮在避让位置与顶紧位置之间切换，顶紧轮处于避让位置时，顶紧轮退出壳架的倒u型开口区域，顶紧轮处于顶紧位置时，顶紧轮与行走轮配合夹紧线缆。

4、上述技术方案中，通过将壳架设置为倒u型结构，线缆可从下方竖直进入壳架内部；通过升降旋转机构带动顶紧轮在避让位置与顶紧位置之间切换，当顶紧轮处于避让位置时退出倒u型开口区域，为线缆的进入让出通道，当顶紧轮处于顶紧位置时与行走轮配合夹紧线缆。由于采用了倒u型壳架配合顶紧轮升降旋转避让，线缆可从下方竖直放入壳架内，无需侧向对位操作，实现了便捷上线。

5、作为优选，升降旋转机构包括连接架、顶紧减速电机、限位套管、丝杆和滑块，连接架与壳架固定连接，顶紧减速电机和限位套管安装于连接架上，丝杆与顶紧减速电机输出轴同轴连接，丝杆竖向延伸且穿设于限位套管内，滑块套装于丝杆上并与丝杆螺纹配合，限位套管上设有导向槽，导向槽包括螺旋段和位于螺旋段上方的直线段，滑块上设有与导向槽配合的配合部，顶紧轮安装于滑块，顶紧减速电机驱动丝杆转动时，滑块在导向槽的约束下升降并旋转，以带动顶紧轮在避让位置与顶紧位置之间切换。

6、作为优选，顶紧轮通过轴承座安装于滑块的上方，轴承座与滑块之间设有导向轴和弹簧，导向轴的一端与轴承座连接，导向轴的另一端穿设于滑块，弹簧套装于导向轴上，且弹簧抵接于滑块与轴承座之间。

7、作为优选，连接架包括固定架和安装架，固定架与壳架固定连接，安装架上下滑动连接于固定架上，安装架相对固定架具有工作位置和位于工作位置下方的失效位置，顶紧减速电机和限位套管安装于固定架，丝杆转动连接于安装架，安装架处于工作位置时，丝杆顶部与顶紧减速电机输出轴传动连接，安装架处于失效位置时，丝杆顶部与顶紧减速电机输出轴脱离；固定架上设有锁定组件，锁定组件用于将安装架锁定于工作位置，当锁定组件解锁时，安装架在重力作用下向下滑落至失效位置，丝杆与电机输出轴脱离，安装架带动顶紧轮脱离线缆。

8、作为优选，锁定组件包括横移板、弹性件、拉环和拉索，横移板滑动安装于固定架上且能沿横向在锁定位置与解锁位置之间移动，横移板处于锁定位置时横移板的前端伸入安装架下方或伸入安装架上的锁紧槽以阻止安装架向下滑动，横移板处于解锁位置时横移板的前端退出安装架下方或安装架上的锁紧槽；弹性件连接于固定架与横移板之间，用于驱动横移板向锁定位置移动；拉环通过拉索与横移板连接，用于在外力拉动下带动横移板向解锁位置移动，拉环外露于壳架外侧。

9、作为优选，锁定组件包括横移板、弹性件和电磁驱动件，横移板滑动安装于固定架上且能沿横向在锁定位置与解锁位置之间移动，横移板处于锁定位置时横移板的前端伸入安装架下方或伸入安装架上的锁紧槽以阻止安装架向下滑动，横移板处于解锁位置时横移板的前端退出安装架下方或安装架上的锁紧槽；弹性件连接于固定架与横移板之间，用于驱动横移板向锁定位置移动；电磁驱动件安装于固定架上，用于在通电时驱动横移板向解锁位置移动。

10、作为优选，锁定组件包括横移板、弹性件、电磁驱动件、拉环和拉索，横移板滑动安装于固定架上且能沿横向在锁定位置与解锁位置之间移动，横移板处于锁定位置时横移板的前端伸入安装架下方或伸入安装架上的锁紧槽以阻止安装架向下滑动，横移板处于解锁位置时横移板的前端退出安装架下方或安装架上的锁紧槽；弹性件连接于固定架与横移板之间，用于驱动横移板向锁定位置移动；电磁驱动件安装于固定架，用于驱动横移板向解锁位置移动；拉环通过拉索与横移板连接，用于在外力拉动下带动横移板向解锁位置移动，拉环外露于壳架外侧。

11、作为优选，行走驱动件包括行走减速电机、主动链轮、链条和从动链轮，行走轮的数量为两个且两个行走轮一前一后布置，行走减速电机的输出轴上安装有主动链轮，主动链轮通过链条同时驱动两个从动链轮转动，两个从动链轮分别驱动两个行走轮同步转动。

12、作为优选，行走总成还包括电磁制动器，电磁制动器安装于行走轮的轮轴上，用于在制动状态下阻止行走轮转动。

13、作为优选，壳架上设有安装法兰，安装法兰用于连接功能模块。

14、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：（1）本发明采用的倒u型壳架配合顶紧轮升降旋转避让，使线缆可从下方竖直放入壳架内，无需侧向对位操作，实现了便捷上线，有效提高了机器人的上线效率和上线便利性。（2）本发明通过单电机加链传动同时驱动两个行走轮同步转动的双驱结构，增大了与线缆的接触面积和总驱动力，提升了机器人在大坡度线缆上的爬坡能力和行走稳定性。（3）本发明通过在行走轮轮轴上设置电磁制动器，当机器人停止在大坡度线缆上或遇断电时，电磁制动器自动锁死行走轮，防止机器人沿导线滑落，极大地提高了在线作业的安全性。（4）本发明通过固定架与安装架分体设置、限位套管固定于固定架而丝杆随安装架下落的结构，以及锁定组件的设置，实现了电控失效时的机械式紧急脱困，提高了设备在高空作业中的可回收性和安全性。（5）本发明通过在壳架上设置安装法兰，可根据不同作业任务快速更换对应的功能模块，实现一机多用，提高了设备的利用率和通用性，降低了维护成本。

1.一种通用高压线行走机器人，包括壳架（1）、行走总成（2）和顶紧轮总成（3），壳架（1）的顶部设有便于无人机起吊的挂板（11），行走总成（2）和顶紧轮总成（3）均安装于壳架（1），行走总成（2）包括行走轮（26）和用于驱动行走轮（26）转动的行走驱动件，顶紧轮总成（3）包括顶紧轮（39），顶紧轮（39）与行走轮（26）配合夹持线缆，其特征是，壳架（1）为倒u型结构，顶紧轮总成（3）包括升降旋转机构，升降旋转机构用于带动顶紧轮（39）在避让位置与顶紧位置之间切换，顶紧轮（39）处于避让位置时，顶紧轮（39）退出壳架（1）的倒u型开口区域，顶紧轮（39）处于顶紧位置时，顶紧轮（39）与行走轮（26）配合夹紧线缆。

2.根据权利要求1所述的一种通用高压线行走机器人，其特征是，所述升降旋转机构包括连接架（31）、顶紧减速电机（32）、限位套管（33）、丝杆（34）和滑块（35），连接架（31）与壳架（1）固定连接，顶紧减速电机（32）和限位套管（33）安装于连接架（31）上，丝杆（34）与顶紧减速电机（32）输出轴同轴连接，丝杆（34）竖向延伸且穿设于限位套管（33）内，滑块（35）套装于丝杆（34）上并与丝杆（34）螺纹配合，限位套管（33）上设有导向槽（331），导向槽（331）包括螺旋段（3311）和位于螺旋段（3311）上方的直线段（3312），滑块（35）上设有与导向槽（331）配合的配合部（351），顶紧轮（39）安装于滑块（35），顶紧减速电机（32）驱动丝杆（34）转动时，滑块（35）在导向槽（331）的约束下升降并旋转，以带动顶紧轮（39）在避让位置与顶紧位置之间切换。

3.根据权利要求2所述的一种通用高压线行走机器人，其特征是，所述顶紧轮（39）通过轴承座（38）安装于滑块（35）的上方，轴承座（38）与滑块（35）之间设有导向轴（37）和弹簧（36），导向轴（37）的一端与轴承座（38）连接，导向轴（37）的另一端穿设于滑块（35），弹簧（36）套装于导向轴（37）上，且弹簧（36）抵接于滑块（35）与轴承座（38）之间。

4.根据权利要求2所述的一种通用高压线行走机器人，其特征是，所述连接架（31）包括固定架（311）和安装架（312），固定架（311）与壳架（1）固定连接，安装架（312）上下滑动连接于固定架（311）上，安装架（312）相对固定架（311）具有工作位置和位于工作位置下方的失效位置，顶紧减速电机（32）和限位套管（33）安装于固定架（311），丝杆（34）转动连接于安装架（312），安装架（312）处于工作位置时，丝杆（34）顶部与顶紧减速电机（32）输出轴传动连接，安装架（312）处于失效位置时，丝杆（34）顶部与顶紧减速电机（32）输出轴脱离；所述固定架（311）上设有锁定组件（4），锁定组件（4）用于将安装架（312）锁定于工作位置，当锁定组件（4）解锁时，安装架（312）在重力作用下向下滑落至失效位置，丝杆（34）与顶紧减速电机（32）输出轴脱离，安装架（312）带动顶紧轮（39）脱离线缆。

5.根据权利要求4所述的一种通用高压线行走机器人，其特征是，所述锁定组件（4）包括横移板（41）、弹性件（42）、拉环（44）和拉索（45），所述横移板（41）滑动安装于所述固定架（311）上且能沿横向在锁定位置与解锁位置之间移动，横移板（41）处于锁定位置时横移板（41）的前端伸入安装架（312）下方或伸入安装架（312）上的锁紧槽（313）以阻止安装架（312）向下滑动，横移板（41）处于解锁位置时横移板（41）的前端退出安装架（312）下方或安装架（312）上的锁紧槽（313）；所述弹性件（42）连接于所述固定架（311）与所述横移板（41）之间，用于驱动所述横移板（41）向锁定位置移动；所述拉环（44）通过所述拉索（45）与所述横移板（41）连接，用于在外力拉动下带动所述横移板（41）向解锁位置移动，所述拉环（44）外露于壳架（1）外侧。

6.根据权利要求4所述的一种通用高压线行走机器人，其特征是，所述锁定组件（4）包括横移板（41）、弹性件（42）和电磁驱动件（43），所述横移板（41）滑动安装于所述固定架（311）上且能沿横向在锁定位置与解锁位置之间移动，横移板（41）处于锁定位置时横移板（41）的前端伸入安装架（312）下方或伸入安装架（312）上的锁紧槽（313）以阻止安装架（312）向下滑动，横移板（41）处于解锁位置时横移板（41）的前端退出安装架（312）下方或安装架（312）上的锁紧槽（313）；所述弹性件（42）连接于所述固定架（311）与所述横移板（41）之间，用于驱动所述横移板（41）向锁定位置移动；所述电磁驱动件（43）安装于所述固定架（311）或所述横移板（41）上，用于驱动所述横移板（41）向解锁位置移动。

7.根据权利要求4所述的一种通用高压线行走机器人，其特征是，所述锁定组件（4）包括横移板（41）、弹性件（42）、电磁驱动件（43）、拉环（44）和拉索（45），所述横移板（41）滑动安装于所述固定架（311）上且能沿横向在锁定位置与解锁位置之间移动，横移板（41）处于锁定位置时横移板（41）的前端伸入安装架（312）下方或伸入安装架（312）上的锁紧槽（313）以阻止安装架（312）向下滑动，横移板（41）处于解锁位置时横移板（41）的前端退出安装架（312）下方或安装架（312）上的锁紧槽（313）；所述弹性件（42）连接于所述固定架（311）与所述横移板（41）之间，用于驱动所述横移板（41）向锁定位置移动；所述电磁驱动件（43）安装于所述固定架（311），用于驱动所述横移板（41）向解锁位置移动；所述拉环（44）通过所述拉索（45）与所述横移板（41）连接，用于在外力拉动下带动所述横移板（41）向解锁位置移动，所述拉环（44）外露于壳架（1）外侧。

8.根据权利要求1所述的一种通用高压线行走机器人，其特征是，所述行走驱动件包括行走减速电机（22）、主动链轮（23）、链条（24）和从动链轮（25），所述行走轮（26）的数量为两个且两个行走轮（26）一前一后布置，所述行走减速电机（22）的输出轴上安装有所述主动链轮（23），所述主动链轮（23）通过所述链条（24）同时驱动两个所述从动链轮（25）转动，两个所述从动链轮（25）分别驱动两个所述行走轮（26）同步转动。

9.根据权利要求8所述的一种通用高压线行走机器人，其特征是，行走总成（2）还包括电磁制动器（27），所述电磁制动器（27）安装于所述行走轮（26）的轮轴上，用于在制动状态下阻止所述行走轮（26）转动。

10.根据权利要求1所述的一种通用高压线行走机器人，其特征是，所述壳架（1）上设有安装法兰（13），所述安装法兰（13）用于连接功能模块。