一种基于导磁导电材料的高压巡检机器人的磁力驱动装置及驱动方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107040119A(43)申请公布日2017.08.11(21)申请号201710267514.7(22)申请日2017.04.21(71)申请人湖北工业大学地址430068湖北省武汉市武昌区南湖李家墩1村1号(72)发明人徐显金王云龙郑拓杨智勇刘成辉吴龙辉严国平娄德元(74)专利代理机构武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)42222代理人鲁力(51)Int.Cl.H02K41/035(2006.01)H02G1/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种基于导磁导电材料的高压巡检机器人的磁力驱动装置及驱动方法(57)摘要本发明涉及一种基于导磁导电材料的高压巡检机器人的磁力驱动装置及驱动方法，利用高压电流产生的磁场对通电磁芯的径向电流产生的安培力使机器人得以移动；机器人由两个中心对称于高压线(1)的可开合的上磁芯内保护套(2)、上通电磁芯（3）、上磁芯外保护套(4)、下磁芯内保护套(5)、下通电磁芯（6）、下磁芯外保护套(7)组成。其优点是:取代传统的轮轨式驱动方式，从而彻底消除机器人打滑问题;简化了驱动机构，降低了成本、机身重量、能耗及机身尺寸；极大改善了现有的磁力驱动专利方法因导线与磁芯有间隙而漏磁导致机器人受到的磁力驱动力比理论磁力驱动力小。CN107040119ACN107040119A权利要求书1/1页1.一种基于导磁导电材料的高压巡检机器人的磁力驱动装置，其特征在于，该磁力驱动装置设置在机器人本体上，利用高压电流产生的磁场对通电磁芯的径向电流产生的安培力使机器人得以移动；包括中心对称于高压线(1)的上磁芯内保护套(2)和下磁芯内保护套(5)；中心对称于高压线(1)的上磁芯外保护套(4)和下磁芯外保护套(7)，上磁芯内保护套(2)和下磁芯内保护套(5)的一端铰接且能开合从而组成一个筒状内保护套，高压线(1)位于筒状内保护套内；上磁芯外保护套(4)和下磁芯外保护套(7)一端铰接且能开合从而组成一个筒状外保护套；筒状内保护套设置在筒状外保护套内且与筒状外保护套同圆心，上磁芯内保护套(2)和上磁芯外保护套(4)之间形成的半圆环空间内设有上通电磁芯(3)，下磁芯内保护套(5)和下磁芯外保护套(7)之间形成的半圆环空间内设有下通电磁芯(6)。2.根据权利要求1所述的一种基于导磁导电材料的高压巡检机器人的磁力驱动装置，其特征在于，上通电磁芯(3)和下通电磁芯(6)呈半圆管状，采用导电强导磁材料制成，用于强化高压线产生的磁场，通电磁芯产生径向电流，使其受到沿着高压线方向的驱动力，提供机器人向前移动。3.根据权利要求1所述的一种基于导磁导电材料的高压巡检机器人的磁力驱动装置，其特征在于，保护套呈半圆管状，采用绝缘材料制成，保护磁芯材料。4.一种基于导磁导电材料的高压巡检机器人的磁力驱动方法，其特征在于，包括：机器人闭合，上通电磁芯、下通电磁芯对称布置于水平位置的高压导线(1)上下两侧，上通电磁芯、下通电磁芯上有方向相反的径向电流I1，高压线(1)中的高压电流I0产生磁场B，上通电磁芯与下通电磁芯所处的磁场方向刚好相反；上通电磁芯上的径向电流I1受到安培力F，同理，下通电磁芯(4)上的径向电流受到安培力F；则上通电磁芯和下通电磁芯的径向电流受到的合力安培力驱动机器人向前移动。5.根据权利要求4所述的一种基于导磁导电材料的高压巡检机器人的磁力驱动方法，其特征在于，每一条磁芯径向电流受到在高压线产生的磁场环境中受到的安培力的大小为：式中：R1、R2分别为磁芯装置的内径、外径；I0为高压线电流；I1为磁芯的径向电流；ur为相对磁导率；定义有n个相同的电压的电源给磁芯通电，则磁芯中有n条径向电流，则磁芯受到的合力安培力的大小为：2CN107040119A说明书1/4页一种基于导磁导电材料的高压巡检机器人的磁力驱动装置及驱动方法技术领域[0001]本发明涉及机器人技术和磁场学领域，尤其是涉及高压输电线路作业机器人的磁力驱动方法。背景技术[0002]高压输电线路作业机器人主要包括巡检机器人、除冰机器人、绝缘子清扫机器人等以及其它智能检测和维护设备。自上世纪八十年代以来，高压输电线路作业机器人一直是机器人技术领域的研究热点。美国、日本、加拿大、中国等国家先后开展了架空高压输电线路作业机器人的研究工作。2008年，日本的Debenest等人专为高压多分裂导线研制出了名为“Expliner”的巡检机器人。2000年，加拿大魁北克水电研究院的Montambault等人研制了名为HQLine-ROVer的遥控小车，该小车起初被用于清除电力传输线地线上的积冰，逐渐发展为用于线路巡检、维护等多用途的移动平台。2006年至今，Montambaul