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申请/专利权人：贵州电网有限责任公司

摘要：本发明公开了一种基于行星齿轮机构的巡线机器人及越障方法，使用有齿内环和有齿外环同心安装在中心固定盘上，通过转向电机转动轴上的齿轮控制其转动。当需要越过障碍物时，前操作臂转动避开障碍物并前进越过障碍物后，转向电机再次转回并加紧线缆。同时后操作臂松开线缆并转动避开障碍物，待整体都越过障碍物后，后操作臂再次转回原位并夹紧线缆，整个越障动作完成。本发明结构简单，动作执行有效，同时实用自取电装置为本设备进行供电，大大提高了巡线机器人的越障和巡线的效率。

主权项：1.一种基于行星齿轮机构的巡线机器人，它包括箱体（1），其特征在于：箱体（1）的顶部固定安装有行星齿轮机构；行星齿轮机构上安装有行走夹紧装置和自取电装置；行星齿轮机构包括包括转向电机（2）、中心固定盘（3）、后操作臂连接件（14）、前操作臂连接件（18）、有齿内环（15）和有齿外环（16）；中心固定盘（3）固定安装在箱体（1）的顶部；有齿内环（15）位于中心固定盘（3）和有齿外环（16）之间；转向电机（2）安装在中心固定盘（3）的底部；转向电机（2）的转动轴与有齿内环（15）和有齿外环（16）的齿轮啮合；后操作臂连接件（14）一端套接在取电装置上，一端固定安装在有齿内环（15）上；前操作臂连接件（18）一端套接在取电装置上，一端固定安装在有齿外环（16）上；行走夹紧装置包括前操作臂（5）、后操作臂（11）和行走轮机构（10）；前操作臂连接件（18）的外侧端头上铰接安装有前操作臂（5）；前操作臂（5）的另一端固定安装行走轮机构（10）；后操作臂连接件（14）的外侧端头上铰接安装有后操作臂（11）；后操作臂（11）的另一端固定安装行走轮机构（10）。

全文数据：一种基于行星齿轮机构的巡线机器人及越障方法技术领域本发明涉及输电线巡线机器人，尤其涉及一种基于行星齿轮机构的巡线机器人及越障方法。背景技术采用高压和超高压架空电力线是长距离输配电力的主要方式，高压和超高压线路的安全运行是远距离输电的保障。但是，架空输电线路长期暴露在野外，因受到持续的机械张力、风吹日晒、材料老化的影响，经常出现段股、磨损、腐蚀等损伤，如不及时修复更换，原本微小的破损和缺陷就可能扩大，最终导致严重事故，造成大面积停电，从而带来极大的经济损失和严重的社会影响，因此，必须对输电线路进行定期巡视检查。110KV输电线路上典型的障碍物有间隔器、防震锤、悬垂线夹等。一般情况下，每隔500m左右会有一个直线杆塔，其间每隔50m会有一个间隔器，因此，跨越障碍物是巡检工作中不可避免的问题。此外，由于在耐张塔处还存在跳线等线路故障，这就要求高压线巡检机器人具有较强的越障功能。在保证安全稳定运行的情况下，机器人还需要尽快的跨过这些障碍物来提高巡检效率。发明内容本发明要解决的技术问题是：提供一种基于行星齿轮机构的巡线机器人及越障方法，以解决现有的巡线机器人在越障时不稳定和效率低的问题。本发明的技术方案是：一种基于行星齿轮机构的巡线机器人，它包括箱体，箱体的顶部固定安装有行星齿轮机构；行星齿轮机构上安装有行走夹紧装置和自取电装置。行星齿轮机构包括包括转向电机、中心固定盘、后操作臂连接件、前操作臂连接件、有齿内环和有齿外环；中心固定盘固定安装在箱体的顶部；有齿内环位于中心固定盘和有齿外环之间；转向电机安装在中心固定盘的底部；转向电机的转动轴与有齿内环和有齿外环的齿轮啮合；后操作臂连接件一端铰接在取电装置上，一端固定安装在有齿内环上；前操作臂连接件一端铰接在取电装置上，一端固定安装在有齿外环上。行走夹紧装置包括前操作臂、后操作臂和行走轮机构；前操作臂连接件靠近有齿外环的端头上铰接安装有前操作臂；前操作臂的另一端固定安装行走轮机构；后操作臂连接件靠近有齿内环的端头上铰接安装有后操作臂；后操作臂的另一端固定安装行走轮机构。行走夹紧装置还包括行走轮机构轮毂电机和舵盘；前操作臂和后操作臂的端头上固定安装有轮毂电机；舵盘固定安装在轮毂电机的转动轴上；行走轮机构包括支架和安装在支架两端上的行走轮组成；舵盘的两端分别安装一组行走轮机构。前操作臂和前操作臂连接件的铰接处固定安装有前操作臂稳定电机，前操作臂稳定电机的转动轴与前操作臂固定连接。后操作臂和后操作臂连接件的铰接处固定安装有后操作臂稳定电机，后操作臂稳定电机的转动轴与后操作臂固定连接。同一操作臂上的两个行走轮机构在安装时与线缆平行。自取电装置包括伸缩杆、取电环和固定架；伸缩杆一端穿过前操作臂连接件和后操作臂连接件上的预留孔后固定安装在中心固定盘上，另一端上固定安装有固定架；固定架上安装有取电环。自取电装置还包括电机和齿轮，电机安装在固定架上；取电环为两片半圆式结构组成，底部和齿轮固定连接；齿轮的轮齿与电机转动轴上的齿轮啮合。一种基于行星齿轮机构的巡线机器人的越障方法，主要包括以下步骤：步骤1、当遇到障碍物时，前操作臂上的轮毂电机反转，同时带动舵盘转动，行走轮结构松开线缆；步骤2、电机正转，同时带动有齿外环和前操作臂连接件转动，进而带动前操作臂转动，使得前操作臂避开障碍物；步骤3、自取电装置上的电机反转，待取电环松开线缆后，伸缩杆下移，使得取电环避开障碍物；步骤4、后操作臂电机顺时针转动，以保持整体重心稳定；步骤5、后操作臂上的行走轮机构继续往前走，将前操作臂和自取电装置越过障碍物一侧；步骤6、电机反转，将前操作臂转至原来的位置后，前操作臂上的轮毂电机正转，前操作臂上的行走轮机构重新夹紧线缆；步骤7、后操作臂上的轮毂电机反转松开线缆后，电机转动，使得后操作臂避开障碍物；步骤8、前操作臂上的行走轮机构继续行走，待后操作臂完全越过障碍物后，电机正转，使得后操作臂回到原来的位置；步骤9、后操作臂上的轮毂电机正转，后操作臂上的行走轮机构重新夹紧线缆；步骤10、伸缩杆上移，待取电环搭上线缆后，自取电装置上的电机正转，取电环抓紧线缆。电机转动的角度为90度。本发明有益效果：本发明的一种基于行星齿轮机构的巡线机器人，使用行星齿轮机构作为越障的转向机构，行走轮机构作为线缆的松紧结构，结构简单实用。在巡线机器人越障时，整体的动作幅度较小，可以快速实现巡线机器人的越障功能，提高了越障效率。同时实用自取电装置，满足巡线机器人日常工作所需的电量，不用再频繁更换电池和充电，大大提高了巡线机器人的工作效率。附图说明图1为本发明的结构示意图；图2为本发明的行星齿轮机构的结构示意图；图3为本发明的行走轮机构的结构示意图；图4为本发明的自取电装置的结构示意图。具体实施方式如图1所示：一种基于行星齿轮机构的巡线机器人，它包括箱体1，箱体1的顶部固定安装有行星齿轮机构；行星齿轮机构上安装有行走夹紧装置和自取电装置。中心固定盘3采用螺栓固定安装在箱体1的顶部；中心固定盘3、有齿内环15和有齿外环16的圆心处设有开孔，孔径等于伸缩杆12的外径，配合关系为间隙配合，以确保转动时不会产生卡滞。如如2所示：有齿内环15位于中心固定盘3和有齿外环之间；转向电机2安装在中心固定盘3的底部；转向电机2的转动轴是齿轮式，齿轮的齿距等与有齿内环15和有齿外环16的齿轮一致，转向电机2的转动轴与有齿内环15和有齿外环16的齿轮啮合；前操作臂连接件18和后操作臂连接件14的一端开设有和操作杆12外径相同的孔；后操作臂连接件14一端套接接在取电装置上，一端固定安装在有齿内环15上；前操作臂连接件18一端套接在取电装置上，一端焊接在有齿外环16上。前操作臂连接件18外侧的端头上铰接安装有前操作臂5；前操作臂5的另一端固定安装行走轮机构10；后操作臂连接件14外侧的端头上铰接安装有后操作臂11；后操作臂11的另一端固定安装行走轮机构10。前操作臂5和后操作臂11的端头上固定安装有轮毂电机7；如图3所示：舵盘6为条状钢结构，其设计长度大于轮子的直径加上线缆的直径之和，中心点位置固定安装在轮毂电机7的转动轴上；行走轮机构10包括支架和安装在支架两端上的行走轮组成；舵盘6的两端分别安装一组行走轮机构10。前操作臂5上的行走轮机构（10）和后操作臂11上的行走轮机构为相同构件。前操作臂5和前操作臂连接件18的铰接处固定安装有前操作臂稳定电机4，前操作臂稳定电机4的转动轴与前操作臂5固定连接。当后操作臂11松开线缆后，调整前操作臂5与箱体1之间的角度，使之变小，确保重心稳定。后操作臂11和后操作臂连接件14的铰接处固定安装有后操作臂稳定电机13，后操作臂稳定电机13的转动轴与后操作臂11固定连接。当前操作臂5松开线缆后，调整后操作臂11与箱体1之间的角度，使角度变小，确保重心稳定。自取电装置包括伸缩杆12、取电环9和固定架8；伸缩杆12一端穿过前操作臂连接件18和后操作臂连接件14上的预留孔后固定安装在中心固定盘3上，另一端上固定安装有固定架8；固定架8上安装有取电环9。自取电装置在巡线机器人工作时将取电环搭在线缆上，一方面可以自电缆中取电供自身使用，一方面还对整个装置起稳定的作用。如图4所示：自取电装置还包括电机和齿轮，电机安装在固定架8上；取电装置9为两片半圆式结构组成，底部和齿轮的中心点固定连接；齿轮共两个齿轮的轮齿的外齿与电机转动轴上的齿轮啮合。当电机正转时，转动轴上的电机带动一个齿轮转动，同时带动另一个齿轮转动，取电环9收笼并夹住线缆。一种基于行星齿轮机构的巡线机器人的越障方法，主要包括以下步骤：步骤1、当遇到障碍物时，前操作臂5上的轮毂电机7反转，同时带动舵盘6转动，行走轮结构10松开线缆；步骤2、转向电机2正转，同时带动有齿外环16和前操作臂连接件18转动，进而带动前操作臂5转动，使得前操作臂5避开障碍物；步骤3、自取电装置上的电机反转，待取电环9松开线缆后，伸缩杆12下移，以保证取电环9避开障碍物；步骤4、后操作臂电机13顺时针转动，以保持整体重心稳定；步骤5、后操作臂11上的行走轮机构10继续往前走，将前操作臂5和自取电装置越过障碍物一侧；步骤6、转向电机2反转，将前操作臂5转至原来的位置后，前操作臂5上的轮毂电机7正转，前操作臂5上的行走轮机构重新夹紧线缆；步骤7、后操作臂11上的轮毂电机7反转松开线缆后，转向电机2转动，使得后操作臂避开障碍物；步骤8、前操作臂5上的行走轮机构继续行走，待后操作臂11完全越过障碍物后，电机2正转，使得后操作臂11回到原来的位置；步骤9、后操作臂11上的轮毂电机7正转，后操作臂11上的行走轮机构10重新夹紧线缆；步骤10、伸缩杆12上移，待取电环9搭上线缆后，自取电装置上的电机正转，取电环9抓紧线缆。前操作臂5或后操作臂11的最大避让位置是当转向电机2转动90度时的位置，因此设置转动电机2的转动角度为90度，以确保能最大程度的避免与障碍物接触。

权利要求：1.一种基于行星齿轮机构的巡线机器人，它包括箱体（1），其特征在于：箱体（1）的顶部固定安装有行星齿轮机构；行星齿轮机构上安装有行走夹紧装置和自取电装置。2.根据权利要求1所述的一种基于行星齿轮机构的巡线机器人，其特征在于：行星齿轮机构包括包括转向电机（2）、中心固定盘（3）、后操作臂连接件（14）、前操作臂连接件（18）、有齿内环（15）和有齿外环（16）；中心固定盘（3）固定安装在箱体（1）的顶部；有齿内环（15）位于中心固定盘（3）和有齿外环（16）之间；转向电机（2）安装在中心固定盘（3）的底部；转向电机（2）的转动轴与有齿内环（15）和有齿外环（16）的齿轮啮合；后操作臂连接件（14）一端套接在取电装置上，一端固定安装在有齿内环（15）上；前操作臂连接件（18）一端套接在取电装置上，一端固定安装在有齿外环（16）上。3.根据权利要求1所述的一种基于行星齿轮机构的巡线机器人，其特征在于：行走夹紧装置包括前操作臂（5）、后操作臂（11）和行走轮机构（10）；前操作臂连接件（18）的外侧端头上铰接安装有前操作臂（5）；前操作臂（5）的另一端固定安装行走轮机构（10）；后操作臂连接件（14）的外侧端头上铰接安装有后操作臂（11）；后操作臂（11）的另一端固定安装行走轮机构（10）。4.根据权利要求3所述的一种基于行星齿轮机构的巡线机器人，其特征在于：行走夹紧装置还包括行走轮机构（10）轮毂电机（7）和舵盘（6）；前操作臂（5）和后操作臂（11）的端头上固定安装有轮毂电机（7）；舵盘（6）固定安装在轮毂电机（7）的转动轴上；行走轮机构（10）包括支架和安装在支架两端上的行走轮组成；舵盘（6）的两端分别安装一组行走轮机构（10）。5.根据权利要求3所述的一种基于行星齿轮机构的巡线机器人，其特征在于：前操作臂（5）和前操作臂连接件（18）的铰接处固定安装有前操作臂稳定电机（4），前操作臂稳定电机（4）的转动轴与前操作臂（5）固定连接。6.根据权利要求3所述的一种基于行星齿轮机构的巡线机器人，其特征在于：后操作臂（11）和后操作臂连接件（14）的铰接处固定安装有后操作臂稳定电机（13），后操作臂稳定电机（13）的转动轴与后操作臂（11）固定安装。7.根据权利要求1所述的一种基于行星齿轮机构的巡线机器人，其特征在于：自取电装置包括伸缩杆（12）、取电环（9）和固定架（8）；伸缩杆（12）一端穿过前操作臂连接件（18）和后操作臂连接件（14）上的预留孔后固定安装在中心固定盘（3）上，另一端上固定安装有固定架（8）；固定架（8）上安装有取电环（9）。8.根据权利要求7所述的一种基于行星齿轮机构的巡线机器人，其特征在于：自取电装置还包括电机和齿轮，电机安装在固定架（8）上；取电环（9）为两片半圆式结构组成，底部和齿轮固定连接；齿轮的轮齿与电机转动轴上的齿轮啮合。9.如权利要求1所述的一种基于行星齿轮机构的巡线机器人的越障方法，其特征在于：主要包括以下步骤：步骤1、当遇到障碍物时，前操作臂（5）上的轮毂电机（7）反转，同时带动舵盘（6）转动，行走轮结构（10）松开线缆；步骤2、电机（2）正转，同时带动有齿外环（16）和前操作臂连接件（18）转动，进而带动前操作臂（5）转动，使得前操作臂（5）避开障碍物；步骤3、自取电装置上的电机反转，待取电环（9）松开线缆后，伸缩杆（12）下移，以保证取电环（9）避开障碍物；步骤4、后操作臂电机（13）顺时针转动，以保持整体重心稳定；步骤5、后操作臂（11）上的行走轮机构（10）继续往前走，将前操作臂（5）和自取电装置越过障碍物一侧；步骤6、电机（2）反转，将前操作臂（5）转至原来的位置后，前操作臂（5）上的轮毂电机（7）正转，前操作臂（5）上的行走轮机构重新夹紧线缆；步骤7、后操作臂（11）上的轮毂电机（7）反转松开线缆后，电机（2）转动，使得后操作臂避开障碍物；步骤8、前操作臂（5）上的行走轮机构继续行走，待后操作臂（11）完全越过障碍物后，电机（2）正转，使得后操作臂（11）回到原来的位置；步骤9、后操作臂（11）上的轮毂电机（7）正转，后操作臂（11）上的行走轮机构（10）重新夹紧线缆；步骤10、伸缩杆（12）上移，待取电环（9）搭上线缆后，自取电装置上的电机正转，取电环（9）抓紧线缆。10.根据权利要求9所述的一种基于行星齿轮机构的巡线机器人的越障方法，其特征在于：电机（2）转动的角度为90度。

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