关节式铁塔攀爬机器人.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102001089A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102001089A(43)申请公布日2011.04.06(21)申请号201010500534.2(22)申请日2010.10.08(71)申请人四川大学地址610027四川省成都市双流县川大路2段2号(72)发明人陆小龙黄玉波王蕾刘晓宇曹志华赵世平(51)Int.Cl.B25J9/08(2006.01)B25J13/00(2006.01)B25J17/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图7页(54)发明名称关节式铁塔攀爬机器人(57)摘要本发明提供一种用于电力铁塔攀爬的机器人。主要由一对机械臂，电动缸，俯仰机构，以及可以对不同规格角钢进行夹持的机械夹持装置组成。其中，两机械臂上端通过安装轴连接，电动缸电机支座和顶杆通过销柱分别与两臂连接，电动缸伸缩驱动双臂绕其上端安装轴旋转，机械臂下端与俯仰机构旋转轴相连，可使机械臂绕旋转轴旋转，实现越障功能。俯仰机构蜗轮箱与机械手腕关节固连，使得机械臂亦可绕机械手腕关节旋转，实现转弯功能。本发明结构紧凑，多关节联动可完成越障、转弯等复杂动作，可攀爬不同结构类型的铁塔，使用范围广，并具有一定的负载能力，可以携带必要的检修设备，代替工人攀爬电力铁塔，完成相应的检修任务。ACN10289CCNN110200108902001099A权利要求书1/1页1.一种塔架攀爬机器人，可实现沿铁塔主材或斜材攀爬、跨越障碍物，转弯等功能。其特征是机器人本体左右结构对称，包括一对机械臂4和6，驱动机械臂张合的电动缸5，能够抓紧不同规格角钢的机械手，连接手臂下端与机械手的俯仰关节3和7，以及装有电源和电器控制单元的电器箱等部件组成。2.根据权利要求1所述的机器人，其特征是两机械臂上端通过安装轴13连接，电动缸驱动电机支座19和顶杆17分别与左右机械臂通过销柱14，15连接，电动缸直线伸缩，驱动双臂以安装轴13为轴旋转；机械臂下端与俯仰关节旋转轴相连，可使机械臂绕旋转轴转动。俯仰关节蜗轮箱与机械手腕关节固连，使得机械臂亦可绕夹持装置腕关节旋转。3.根据权利要求1或2所述的机器人，其特征是由俯仰关节驱动电机23，蜗杆24，蜗轮25，俯仰机构蜗轮箱26构成俯仰关节。驱动电机23与蜗杆24相连，蜗杆与蜗轮部分相啮合，在驱动电机23的驱动下，蜗杆绕固定的蜗轮旋转，从而带动机械手绕蜗轮轴旋转。当其中一机械手固定时，机械臂带着处于自由状态的另一机械手亦可绕蜗轮轴旋转。4.根据权利要求1或2或3所述的机器人，其特征是由电动缸驱动电机12，电动缸电机支座19，丝杆21，螺母20，顶杆17，滑槽18，导向块22组成电动缸。安装在电动缸电机支座19上的驱动电机12输出轴与丝杆21相连，两滑槽18与支座固连，导向块22与两滑槽固连，顶杆17与螺母20固连，丝杆通过螺纹与螺母相连，在驱动电机12的驱动下，螺母带动顶杆在滑槽和导向块中作直线伸缩运动，使得双臂绕安装轴13旋转。通过控制电动缸驱动电机的转速和方向可以控制双臂张开的速度和角度。5.根据权利要求1或2所述的机器人，其特征是机械手带有可夹持不同规格角钢的夹持爪和腕关节，使得在机器人单爪固定时，机械臂带着另一处于自由状态的机械手可绕夹紧状态的机械手腕关节旋转，实现机器人的转弯功能，亦可实现手爪姿态调整。6.根据权利要求1至5所述的机器人，其特征是该机器人是一个由五个旋转副构成的五自由度多关节机器人，其左右结构对称，其中关节2，3，4旋转轴线互相平行，这种结构布局，保证了机器人运动学逆问题存在封闭解，降低了机器人控制难度。7.根据权利要求1至6所述的机器人，其特征是所有传动机构均采用了具有自锁功能的丝杆螺母传动或蜗轮蜗杆传动方式，确保了在断电的情况下，机器人仍保持当前的位姿，提高了机器人工作的安全系数。8.根据权利要求1至6所述的机器人，其特征是机器人左右对称，结构紧凑，机械臂由薄板11和连接销柱10组成，提高了手臂的结构强度，同时降低了机体的重量，电源和驱动装置的控制单元安装在手臂框架内部。2CCNN110200108902001099A说明书1/3页关节式铁塔攀爬机器人技术领域[0001]本发明涉及一种自动攀爬塔架，并进行检修维护的机器人装置，属于机器人技术领域。技术背景[0002]高压输电线路是电力系统的动脉，其能否安全运行直接关系到供电的稳定性和可靠性。需要定期对输电线路杆塔及其附件进行检修和维护，以确保输电线路的安全可靠运行。[0003]目前国内高压输电线路的检修、维护基本上采用人工攀登铁塔的方式，由检修人员携带检修维护设备完成各项检修任务，如：绝缘子检测、清扫、铁塔维护等，这不仅大量消耗检修人员的体力，影响工作效率，也极不安全。随着高压和特高压输电线路的持