一种具有抗风阻能力的线缆检修机器人的制作方法

1.本发明涉及线缆检修技术领域，具体为一种具有抗风阻能力的线缆检修机器人。


背景技术：

2.架空线路由导电线缆、架空地线、绝缘子串、杆塔、线路金具、间隔棒、接地装置等部分组成，与地下输电线路相比较，架空线路建设成本低，施工周期短，易于检修维护。因此，架空线路输电是电力工业发展以来所采用的主要输电方式。
3.线缆巡检工作在保证基础电力设备安全运行方面有着极其重要的地位。传统的线缆巡检任务需要巡检人员攀爬至高空线缆上，进行日常巡检工作。整个巡检过程均在高空进行，十分危险，且巡检周期长，效率低下。随着社会的发展，科技的进步，现在已有一些巡检机器人，通过滑轮悬挂与线缆上，滑轮通过动力装置带动旋转，沿线缆运动，检修机器人上设置检修摄像头拍摄线缆图像，用于检查线缆是否有损坏。
4.但是现有架空线缆是通过杆塔将线缆架空，为了提高线缆的稳定性，会在线缆上加设间隔棒、防震锤和绝缘子串等一系列配件，而杆塔和此类配件与线缆直接接触，则会对检修机器人的移动造成阻碍，导致现有的检修机器人难以逾越，自行逾越障碍时，存在掉落的风险，需要巡检工作人员攀爬附近的杆塔协助检修机器人越过障碍，工作人员频繁地攀爬，依然存在较高的风险，巡检效率低，大大地降低了现有检修机器人的实用性。
5.基于此，本发明设计了一种具有抗风阻能力的线缆检修机器人，以解决上述问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种具有抗风阻能力的线缆检修机器人，以解决上述背景技术中提出了的现有检修机器人难以翻越线缆上的阻碍，翻越障碍过程中容易出现掉落的风险，需要检修人员协助处理的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括框架，所述框架两侧均设置有侧杆，每个所述侧杆均转动连接有滑动连接有一组调节轴，所述调节轴外侧端均转动连接有调节杆，所述调节杆端部均转动连接有活动杆，所述活动杆两端分别转动连接有竖杆和传动杆，所述传动杆端部固定连接有与侧杆滑动连接的传动轴，所述框架底部安装有用于驱动传动轴同步转动的驱动组件，每个所述竖杆中部均滑动连接有与框架滑动设置的定位滑块，所述定位滑块内侧均固定连接有加长板，所述加长板外壁滑动连接有与框架滑动连接的限位滑块，所述限位滑块与定位滑块之间固定连接有复位弹簧，所述加长板内侧底部固定连接有圆柱钉，所述框架顶部固定连接有连接板，所述连接板顶部两侧均通过扭簧转动连接有用于圆柱钉单方向导向的弧形转板，所述竖杆顶部内侧安装有用于驱动检修机器人在线缆上移动的滑轮组件，所述框架端部转动连接有检修用的检修摄像头；
8.作为本发明的进一步方案，所述滑轮组件包括与竖杆固定连接有的调距伸缩杆，所述调距伸缩杆活动端外壁转动连接有驱动片，所述驱动片两侧均固定连接有松紧弹簧，所述松紧弹簧外侧端固定连接有与调距伸缩杆滑动连接的驱动轮，所述驱动轮为喇叭状；
9.作为本发明的进一步方案，所述框架底部安装有用于拉动侧杆的紧固组件，所述紧固组件包括与侧杆固定连接的连接架，所述连接架底部铰接有拉杆，所述拉杆底部铰接有椭圆球体，所述椭圆球体底部固定连接有风帆；
10.作为本发明的进一步方案，所述驱动组件包括与框架转动连接的连接轴，所述连接轴中部通过皮带传动连接有与框架固定连接的驱动电机，所述连接轴两侧均固定连接有皮带轮，所述侧杆外侧壁转动连接有从动轮，所述从动轮通过键驱动传动轴转动，所述从动轮与皮带轮之间套设有侧皮带，所述框架侧壁固定连接有用于保持侧皮带松紧的调节组件；
11.作为本发明的进一步方案，所述调节组件包括框架两侧固定连接的支撑架，所述支撑架顶部转动连接有限位轮，所述限位轮与侧皮带顶部下表面接触；
12.作为本发明的进一步方案，所述弧形转板与框架铰接的一端固定连接有限位板，所述框架顶部固定连接有与限位板配合，起到限制弧形转板转动的固定块；
13.作为本发明的进一步方案，所述传动杆长度小于调节杆长度的二分之一，所述传动轴与调节轴内侧端共同转动连接有横板；
14.作为本发明的进一步方案，所述框架端部转动连接有转向伸缩杆，所述转向伸缩杆活动端顶部转动连接有与检修摄像头固定连接的连接件。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
16.1.本发明通过曲柄摇杆机构驱动对应的滑轮组件移动，其中一组对角设置的滑轮组件脱离线缆并相对框架向前进方向做曲线(x轨迹)移动，滑轮组件带动对应的竖杆沿着框架向前进方向移动，同时竖杆带动对应的加长板移动，加长板底部的圆柱钉沿弧形转板外壁移动，使得对应的滑轮组件从线缆正上方移开，圆柱钉脱离弧形转板后，复位弹簧将对应的滑轮组件复位，脱离线缆的滑轮组件向前进方向做曲线(x轨迹)同时还会向线缆侧边移动；另一组对角设置的滑轮组件受到线缆的反向作用，对应的竖杆能够保持不动，两组曲柄摇杆机构交替作业，脱离线缆的滑轮组件向前沿x轨迹向前移动，能够使得检修机器人越过单个的间隔棒、绝缘子串一类的固定在线缆上的线路金具；在脱离线缆的滑轮组件移动过程中向两侧移动，还能够越过用于悬挂线缆的线路金具，在检修机器人遇到障碍时，无需人工辅助，能够轻松越过线缆上线路金具的阻碍，解决了现有检修机器人难以翻越线缆上的阻碍，需要检修人员协助处理的问题。
17.2.本发明中，接触线缆的滑轮组件沿y轨迹移动时，受到线缆的阻碍，使得对应的竖杆相对线缆无法移动，而驱动竖杆的曲柄摇杆机构作用力驱动框架相对接触线缆的滑轮组件也向前进方向移动，框架向前移动能够增加脱离线缆的一组滑轮组件前进距离和向上移动的距离，增加检修机器人越障的能力和前进的速度；框架带动弧形转板移动，当弧形转板接触圆柱钉时，弧形转板转动，直至圆柱钉完全越过弧形转板，弧形转板在扭簧的作用下复位，避免接触线缆的滑轮组件在移动过程中受到弧形转板的影响向两侧移动，造成接触线缆的滑轮组件与线缆脱离，另外，接触线缆的滑轮组件在框架的对角，且曲柄摇杆机构驱动相邻滑轮组件交替接触线缆，能够保证检修机器人翻越障碍使得稳定性，避免检修机器人掉落摔坏，给检修作业造成不必要的经济损失，解决了现有检修机器人翻越障碍过程中容易出现掉落的风险，需要检修人员协助处理的问题；同时交替的曲柄摇杆机构能够在滑轮组件失去动力的情况下，驱动检修机器人前进，能够有效地避免检修机器人在线缆中间
停留，导致检修人员无法拿取，需要攀爬线缆，增加检修人员从高空掉落的风险；
附图说明
18.图1为本发明总体结构示意图；
19.图2为本发明图1中a处放大结构示意图；
20.图3为本发明图1中b处放大结构示意图；
21.图4为本发明框架内部结构示意图；
22.图5为本发明图4中c处放大结构示意图；
23.图6为本发明定位滑块连接关系结构示意图；
24.图7为本发明的紧固组件结构示意图；
25.图8为本发明的检修摄像头连接关系结构示意图；
26.图9为本发明中左前侧的曲柄摇杆结构运动轨迹示意图；
27.图10本发明中左前侧的曲柄摇杆结构不同阶段运动轨迹总体示意图。
28.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
29.1、框架；2、侧杆；3、调节轴；4、调节杆；5、活动杆；6、竖杆；7、传动杆；8、传动轴；9、定位滑块；10、加长板；11、限位滑块；12、复位弹簧；13、圆柱钉；14、连接板；15、弧形转板；16、限位板；17、固定块；18、检修摄像头；19、横板；20、转向伸缩杆；21、连接件；51、调距伸缩杆；52、驱动片；53、松紧弹簧；54、驱动轮；61、连接架；62、拉杆；63、椭圆球体；64、风帆；71、连接轴；72、驱动电机；73、皮带轮；74、从动轮；75、侧皮带；81、支撑架；82、限位轮。
具体实施方式
30.请参阅图1-10，本发明提供一种技术方案：包括框架1，框架1两侧均设置有侧杆2，每个侧杆2均转动连接有滑动连接有一组调节轴3，调节轴3外侧端均转动连接有调节杆4，调节杆4端部均转动连接有活动杆5，活动杆5两端分别转动连接有竖杆6和传动杆7，传动杆7端部固定连接有与侧杆2滑动连接的传动轴8，框架1底部安装有用于驱动传动轴8同步转动的驱动组件，每个竖杆6中部均滑动连接有与框架1滑动设置的定位滑块9，定位滑块9内侧均固定连接有加长板10，加长板10外壁滑动连接有与框架1滑动连接的限位滑块11，限位滑块11与定位滑块9之间固定连接有复位弹簧12，加长板10内侧底部固定连接有圆柱钉13，框架1顶部固定连接有连接板14，连接板14顶部两侧均通过扭簧转动连接有用于圆柱钉13单方向导向的弧形转板15，竖杆6顶部内侧安装有用于驱动检修机器人在线缆上移动的滑轮组件，框架1端部转动连接有检修用的检修摄像头18；
31.使用时，检修摄像头18位于框架1前进方向，检修过程中检修人员通过滑轮组件将检修机器人挂下最下方的两个线缆上，滑轮组件转动使得检修机器人沿着线缆方向移动，检修摄像头18对沿途的线缆进行拍摄并将拍摄的画面传输至检修人员的手机或者指定设备上，检修人员则无须一直在线缆上移动，降低检修人员的风险；
32.由于现有架空线缆通过杆塔将线缆架空，为了提高线缆的稳定性，会在线缆上加设间隔棒、防震锤和绝缘子串等一系列配件，而此类配件、杆塔与线缆直接接触，则会对检修机器人的巡检造成阻碍，影响检修机器人移动；
33.传动杆7、调节杆4和活动杆5组成的曲柄摇杆机构有四个且分别设置在框架1左右
两侧；
34.以左前侧的曲柄摇杆机构为例，参考图9－图10，当传动杆7转动至a角内时，活动杆5驱动竖杆6上的滑轮组件接触线缆(即滑轮组件位于低位)，当传动杆7转动至a角外时，活动杆5驱动竖杆6上的滑轮组件脱离线缆(即滑轮组件位于高位)；框架1对角的曲柄摇杆机构为一组，同时位于a角之内或a角之外，使得同步驱动竖杆6向前进方向做向上的曲线运动(图10中分割线以上的x部分)或向后退方向向下做曲线移动(图10中分割线以下的y部分)，两组曲柄摇杆机构反向对称设置(即一组同时位于a角之内，另一组同时位于a角之外)。
35.在遇到障碍时，驱动组件驱动传动轴8转动，传动轴8带动曲柄摇杆机构中的传动杆7转动，使得框架1两侧其中一组对角设置的竖杆6同时沿x轨迹向前移动，另一组对角设置的竖杆6同时沿y轨迹向后移动，此时，沿x轨迹向前移动的竖杆6带动对应的滑轮组件移动，此滑轮组件沿x轨迹向前移动无阻碍，而框架1受到重力作用和另一组滑轮组件的支撑，此时的框架1相对线缆保持不动(暂不考虑另一组滑轮组件作用力)，此滑轮组件相对框架1沿x轨迹向前移动并且脱离线缆；而本应该沿y轨迹向后移动的滑轮组件受到线缆的作用无法完成沿y轨迹向后移动的动作，此时，线缆对滑轮组件的阻力明显大于框架1重力，与线缆的滑轮组件使得沿y轨迹移动的竖杆6也无法移动，对应的曲柄摇杆机构受到竖杆6反向的力，曲柄摇杆机构将作用力反向施加在框架1上，使得框架1沿y轨迹相反的方向移动(框架1相对线缆移动)，使得框架1上升且向前移动，从而提高沿x轨迹向前移动的滑轮组件的上升高度和前进的距离，使得检修机器人不仅具备翻越障碍的能力，还能够更加轻松的越过更高的障碍和提高了检修机器人翻越障碍使得速度。
36.脱离线缆的滑轮组件沿x轨迹向前移动时，与其连接的竖杆6也会向前进方向移动，与其滑动连接的定位滑块9带动加长板10移动，限位滑块11对加长板10进行限位，使得加长板10沿着框架水平移动，确保圆柱钉13能与弧形转板15接触，当加长板10底部的圆柱钉13接触弧形转板15外壁时，弧形转板15对圆柱钉13进行单向限位，使得圆柱钉13沿着弧形转板15外壁移动，加长板10向框架1外侧移动并且拉伸复位弹簧12，使得对应的竖杆6向框架1两侧移动，竖杆6带动对应的滑轮组件从线缆上方移开，直到圆柱钉13越过弧形转板15，复位弹簧12收缩，使得竖杆6复位，竖杆6顶部的滑轮组件重新移动至线缆的正上方，避免线缆上方存在长度超过竖杆6和活动上限的障碍，对检修机器人的移动造成干扰，如杆塔与线缆的连接处的线路金具；
37.竖杆6相对框架1向后移动时，与其滑动连接的定位滑块9带动加长板10向后移动，当加长板10底部的圆柱钉13接触弧形转板15时，弧形转板15随之发生转动，直至圆柱钉13完全越过弧形转板15，弧形转板15在扭簧的作用下复位，避免接触线缆的滑轮组件移动，造成检修机器人与线缆脱离，导致检修机器人掉落摔坏，给检修作业造成不必要的经济损失。
38.本发明中，当检修机器人遇到障碍时，曲柄摇杆机构驱动对应的滑轮组件移动，其中一组对角设置的滑轮组件脱离线缆并相对框架1向前进方向做曲线(x轨迹)移动，滑轮组件带动对应的竖杆6沿着框架1向前进方向移动，同时竖杆6带动对应的加长板10移动，加长板10底部的圆柱钉13沿弧形转板15外壁移动，使得对应的滑轮组件从线缆正上方移开，圆柱钉13脱离弧形转板15后，复位弹簧12将对应的滑轮组件复位，脱离线缆的滑轮组件向前进方向做曲线(x轨迹)同时还会向线缆侧边移动；另一组对角设置的滑轮组件受到线缆的
反向作用，对应的竖杆6能够保持不动，两组曲柄摇杆机构交替作业，脱离线缆的滑轮组件向前沿x轨迹向前移动，能够使得检修机器人越过单个的间隔棒、绝缘子串一类的固定在线缆上的线路金具；在脱离线缆的滑轮组件移动过程中向两侧移动，还能够越过用于悬挂线缆的线路金具，在检修机器人遇到障碍时，无需人工辅助，能够轻松越过线缆上线路金具的阻碍，解决了现有检修机器人难以翻越线缆上的阻碍，需要检修人员协助处理的问题；
39.接触线缆的滑轮组件沿y轨迹移动时，受到线缆的阻碍，使得对应的竖杆6相对线缆无法移动，而驱动竖杆6的曲柄摇杆机构作用力驱动框架1相对接触线缆的滑轮组件也向前进方向移动，框架1向前移动能够增加脱离线缆的一组滑轮组件前进距离和向上移动的距离，增加检修机器人越障的能力和前进的速度；框架1带动弧形转板15移动，当弧形转板15接触圆柱钉13时，弧形转板15转动，直至圆柱钉13完全越过弧形转板15，弧形转板15在扭簧的作用下复位，避免接触线缆的滑轮组件在移动过程中受到弧形转板15的影响向两侧移动，造成接触线缆的滑轮组件与线缆脱离，另外，接触线缆的滑轮组件在框架1的对角，且曲柄摇杆机构驱动相邻滑轮组件交替接触线缆，能够保证检修机器人翻越障碍使得稳定性，避免检修机器人掉落摔坏，给检修作业造成不必要的经济损失，解决了现有检修机器人翻越障碍过程中容易出现掉落的风险，需要检修人员协助处理的问题；同时交替的曲柄摇杆机构能够在滑轮组件失去动力的情况下，驱动检修机器人前进，能够有效地避免检修机器人在线缆中间停留，导致检修人员无法拿取，需要攀爬线缆，增加检修人员从高空掉落的风险；
40.最后，检修机器人在翻越障碍时，对角的曲柄摇杆机构通过竖杆6驱动对应的滑轮组件向前抬起后落下，另一组滑轮组件相对线缆保持不动，为框架1提供支撑，两组滑轮组件交替进行，始终由一组对角设置的额滑轮组件与线缆接触为框架1提供支撑，能够确保检修机器人移动时依然保持水平，从而保证拍摄画面的质量，避免出现大幅度的抖动，降低检修人员查看画面时的压力；当检修机器人翻越障碍后，通过在框架1两侧前后设置滑轮组件，滑轮组件驱动检修机器人移动，能够确保检修机器人移动过程中的稳定性，从而使得检修机器人在工作时，检修摄像头18出现剧烈晃动，导致检修摄像头18拍摄的画面抖动，增加检修人员的查看画面的负担。
41.作为本发明的进一步方案，滑轮组件包括与竖杆6固定连接有的调距伸缩杆51，调距伸缩杆51活动端外壁转动连接有驱动片52，驱动片52两侧均固定连接有松紧弹簧53，松紧弹簧53外侧端固定连接有与调距伸缩杆51滑动连接的驱动轮54，驱动轮54为喇叭状；
42.工作时，调距伸缩杆51能够调节驱动轮54的位置，从而适应不同间距的线缆使用，提高了检修机器人的适用能力，驱动轮54内置电机使得滑轮组件能够驱动检修机器人在线缆上移动，另外驱动轮54接触线缆后，在检修机器人重力的作用下驱动轮54向两侧移动，不仅能够适应不同粗细的线缆使用，还能够增加驱动轮54对线缆的夹持力，提高检修机器人的稳定性，避免检修机器人受到风吹，导致检修机器人掉落，提高了检修机器人的抗风阻的能力。
43.作为本发明的进一步方案，框架1底部安装有用于拉动侧杆2的紧固组件，紧固组件包括与侧杆2固定连接的连接架61，连接架61底部铰接有拉杆62，拉杆62底部铰接有椭圆球体63，椭圆球体63底部固定连接有风帆64；
44.由于架空线缆一般处于高空中，而高空中无任何遮挡，起风后，高处的风力远大于
地面的风力，检修机器人受到的风吹后容易出现晃动，从而导致检修机器人掉落，本发明，在起风时，风帆64会朝着风吹的方向围绕椭圆球体63与拉杆62转动点倾斜，椭圆球体63顶部接触框架1后通过拉杆62向下拉连接架61，连接架61拉动框架1两侧的侧杆2向下移动，侧杆2带动曲柄摇杆机构下降，曲柄摇杆机构带动竖杆6和滑轮组件下降，从而降低滑轮组件上移的范围，减低滑轮组件与框架1顶部的最大间距，降低检修机器人受到风吹后晃动，导致滑轮组件无法落至线缆上，导致检修机器人掉落，进一步提高了检修机器人抗风阻的能力。
45.作为本发明的进一步方案，驱动组件包括与框架1转动连接的连接轴71，连接轴71中部通过皮带传动连接有与框架1固定连接的驱动电机72，连接轴71两侧均固定连接有皮带轮73，侧杆2外侧壁转动连接有从动轮74，从动轮74通过键驱动传动轴8转动，从动轮74与皮带轮73之间套设有侧皮带75，框架1侧壁固定连接有用于保持侧皮带75松紧的调节组件；
46.工作时，驱动电机72输出轴通过皮带带动连接轴71转动，连接轴71带动两侧的皮带轮73转动，皮带轮73通过侧皮带75带动从动轮74转动，从而实现从动轮74带动传动轴8转动，另外，皮带轮73通过侧皮带75驱动从动轮74的方式作为驱动，能够调整从动轮74的初始状态，从而通过传动轴8调整各个传动杆7的初始状态，从而实现调整对角滑轮组件接触和脱离线缆的时间。
47.作为本发明的进一步方案，调节组件包括框架1两侧固定连接的支撑架81，支撑架81顶部转动连接有限位轮82，限位轮82与侧皮带75顶部下表面接触；
48.工作时，当侧杆2下降时，限位轮82对侧皮带75进行支撑，能够避免侧皮带75过度松弛，从而导致无法传动。
49.作为本发明的进一步方案，弧形转板15与框架1铰接的一端固定连接有限位板16，框架1顶部固定连接有与限位板16配合，起到限制弧形转板15转动的固定块17；
50.工作时，圆柱钉13接触弧形转板15外壁时，与弧形转板15固定连接的限位板16受到固定块17的阻挡，使得弧形转板15在限位板16的限位作用下无法转动，而圆柱钉13沿着弧形转板15移动，加长板10向框架1外侧移动并且拉伸复位弹簧12，使得与加长板10滑动连接的竖杆6向框架1两侧移动，直到圆柱钉13越过弧形转板15，复位弹簧12收缩，使得竖杆6复位，竖杆6顶部的滑轮组件从线缆上方移开后复位，避免线缆上方的障碍对造成干扰；竖杆6相对框架1向后移动时，与其滑动连接的定位滑块9带动加长板10向后移动，当加长板10底部的圆柱钉13接触弧形转板15时，固定块17无法对限位板16起到阻挡，弧形转板15随之发生转动，直至圆柱钉13完全越过弧形转板15，弧形转板15在扭簧的作用下复位，实现弧形转板15对圆柱钉13的单向限位功能。
51.作为本发明的进一步方案，传动杆7长度小于调节杆4长度的二分之一，传动轴8与调节轴3内侧端共同转动连接有横板19；
52.工作时，传动杆7长度小于调节杆4长度的二分之一，能够控制活动杆5活动区间，同时避免调节杆4转动一周导致活动杆5的活动轨迹无法满足需求，横板19能够提高调节轴3和传动轴8活动时的稳定性。
53.作为本发明的进一步方案，框架1端部转动连接有转向伸缩杆20，转向伸缩杆20活动端顶部转动连接有与检修摄像头18固定连接的连接件21；
54.工作时，通过转向伸缩杆20活动端伸缩，能够通过连接件21拉动检修摄像头18，而
检修摄像头18与框架1转动连接，因此，检修摄像头18能够上下摆动，从而提供更加宽阔的视角，方便检修人员查看线缆。