一种稳定爬梯的智能电网四足机器人 |
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| 申请号 | CN202211501357.9 | 申请日 | 2022-11-28 | 公开(公告)号 | CN115723874B | 公开(公告)日 | 2024-04-12 |
| 申请人 | 广东电网有限责任公司; 广东电网有限责任公司佛山供电局; | 发明人 | 唐琪; 陈志平; 武利会; 李国伟; 王俊波; 张殷; 蒋维; 范心明; 宋安琪; 董镝; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种稳定爬梯的智能 电网 四足 机器人 ，属于巡视 机器人技术 领域，其包括底盘、巡查装置、爬梯腿、驱动件，以及控制主机；爬梯腿包括第一转动杆、以及铰接在第一转动杆一端的第二转动杆；爬梯腿的数量至少为三；驱动件用于驱动第一转动杆和第二转动杆进行转动；巡查装置、驱动件、滚轮与控制主机电连接。本 申请 通过控制主机和驱动件带动第一转动杆和第二转动杆转动，使电 力 巡查机器人在遇到 楼梯 时爬梯腿在第一转动杆和第二转动杆的配合下完成抬腿和放腿，从而实现爬梯，解决了 现有技术 中电力巡查机器人无法爬梯的技术问题，有效扩大了电力巡查机器人的适用范围。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种稳定爬梯的智能电网四足机器人，其特征在于，包括：底盘、设置在所述底盘的巡查装置、支撑所述底盘的爬梯腿、用于驱动所述爬梯腿的驱动件，以及设置在所述底盘的控制主机(510)； |
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| 说明书全文 | 一种稳定爬梯的智能电网四足机器人技术领域背景技术[0002] 智能电网是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标。 [0003] 目前智能电网的应用过程中，常采用轮式机器人对电力设备进行巡检，相较于传统的人力电力设备巡检，能够显著提高巡检效率。 发明内容[0005] 本发明的目的在于提供一种稳定爬梯的智能电网四足机器人，以使机器人在电力巡检过程中能够爬梯。 [0006] 为实现以上目的，采用如下的技术方案： [0007] 一种稳定爬梯的智能电网四足机器人，包括：底盘、设置在所述底盘的巡查装置、支撑所述底盘的爬梯腿、用于驱动所述爬梯腿的驱动件，以及设置在所述底盘的控制主机； [0008] 所述爬梯腿的数量至少为三，所述驱动件数量与所述爬梯腿数量相适配； [0009] 所述爬梯腿包括第一转动杆、铰接在所述第一转动杆一端的第二转动杆； [0010] 所述驱动件包括设置在所述底盘的第一驱动电机、设置在所述第一驱动电机输出端的第一输出轴、设置在所述底盘的第一铰接块、铰接于所述第一铰接块的腿部伸缩推杆，以及设置在所述第二转动杆的第二铰接块； [0011] 所述第一转动杆远离所述第二转动杆的一端与所述第一输出轴连接，所述腿部伸缩推杆远离所述第一铰接块的一端铰接于所述第二铰接块； [0012] 所述第一输出轴与所述底盘相平行，且所述第一转动杆和所述腿部伸缩推杆的转动轨迹均与所述底盘相垂直； [0013] 所述底盘开设有供所述第一转动杆和所述腿部伸缩推杆转动的活动口； [0014] 所述第一驱动电机和所述腿部伸缩推杆均与所述控制主机电连接。 [0015] 优选的，所述第二转动杆远离所述第一转动杆的一端设置有电机壳，所述电机壳内设置有第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出端设置第二输出轴，所述第二输出轴贯穿所述电机壳外壁； [0016] 所述第二输出轴与所述第二转动杆相垂直，所述第二输出轴远离所述第二驱动电机的一端设置有滚轮； [0017] 所述第二驱动电机为自锁电机，且所述第二驱动电机与所述控制主机电连接。 [0018] 优选的，所述巡查装置包括火焰检测装置，以及罩设在所述底盘的底壳； [0021] 优选的，所述巡查装置包括电压测量装置，所述电压测量装置包括设置在所述底盘的电压表模块，所述底壳设置有第二机壳、所述第二机壳内设置有两个第三驱动电机，所述第三驱动电机输出端设置第三输出轴，所述第三输出轴套设有主动齿轮，所述第二机壳内转动连接有两个转轴，所述转轴套设有从动齿轮； [0022] 两所述主动齿轮分别与两所述从动齿轮相啮合； [0023] 两所述转轴一端均贯穿所述第二机壳同一外壁，单个所述转轴凸出于所述第二机壳外壁的一端设置有升降伸缩推板，所述升降伸缩推板的伸缩端一侧设置有平动伸缩推杆； [0024] 两所述平动伸缩推杆的伸缩端分别设置有正极表笔和负极表笔； [0025] 所述正极表笔和所述负极表笔均与所述电压表模块电连接。 [0026] 优选的，两所述转轴相互平行，且两所述转轴的长度不相同。 [0027] 优选的，所述巡查装置包括开关控制装置，所述开关控制装置包括设置在所述底壳的第三机壳，所述第三机壳一内侧壁设置有第一连接块，所述第一连接块转动连接有拨杆，所述第三机壳远离所述第一连接块一侧开设有供所述拨杆活动的预留口，所述拨杆远离所述第一连接块的一端伸出所述预留口； [0028] 所述拨杆设置有滑块，与所述第一连接块相邻的所述第三机壳内侧壁设置有与所述滑块相适配的滑槽，所述滑槽沿所述滑块的转动轨迹延伸； [0029] 所述第三机壳设置有用于驱动所述拨杆的拨动件。 [0030] 优选的，所述拨动件包括设置在所述第三机壳内底壁的第二连接块，以及转动连接在所述第二连接块的开关伸缩推杆； [0031] 所述开关伸缩推杆远离所述第二连接块的一端与所述拨杆铰接。 [0033] 结合以上方案以及实施例可以看出，本发明的稳定爬梯的智能电网四足机器人通过控制主机控制驱动件，能够使爬梯腿的第一转动杆和第二转动杆在驱动件的作用下完成预设转动动作。 [0034] 当机器人在平地巡查时，控制主机向驱动件发送信号，使第一驱动电机驱动第一转动杆转动，腿部伸缩推杆通过伸长或缩短第二转动杆绕第一转动杆端部转动，从而使机器人的多条爬梯腿在平地交替“抬腿”“放腿”，从而使机器人在平地移动； [0035] 当机器人遇到楼梯时，控制主机向驱动件发送信号，通过第一驱动电机驱动靠近楼梯台阶一侧爬梯腿的第一转动杆，同时腿部伸缩推杆通过伸长或缩短驱动第二转动杆绕第一转动杆端部转动，从而使爬梯腿通过第一转动杆和第二转动杆的预设转动动作完成“抬腿”“放腿”，使靠近台阶一侧的爬梯腿支撑在台阶顶面。由于爬梯腿的数量至少为三，因此电力巡查机器人在爬梯时始终至少有两条爬梯腿能够对底盘进行支撑，从而避免机器人在爬梯过程中侧翻。 [0036] 随后机器人按照平地行进的方式继续朝台阶一侧移动，使剩余爬梯腿按照上述步骤继续爬梯，直至机器人所有爬梯腿均支撑在台阶顶面完成爬梯。从而使机器人除能够在平地进行巡查外，还能够进行爬梯，有效扩大了机器人的适用范围。附图说明 [0037] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。 [0038] 图1是本发明实施例的整体结构示意图。 [0039] 图2是本发明实施例中底盘的结构示意图。 [0040] 图3是本发明实施例中爬梯腿的结构示意图。 [0042] 图5是本发明实施例中第一机壳的内部结构示意图。 [0043] 图6是本发明实施例中第二机壳的内部结构示意图。 [0044] 图7是图1中A的放大图。 [0045] 图8是本发明实施例中第三机壳的内部结构示意图。 [0046] 附图标记说明：100、基板；110、连接板；111、开口；200、第一驱动电机；210、第一输出轴；220、第一转动杆；230、第二转动杆；240、第二铰接块；250、第二连接轴；300、第一铰接块；310、第一连接轴；320、腿部伸缩推杆；400、电机壳；410、第二驱动电机；420、第二输出轴；430、滚轮；500、蓄电池；510、控制主机；520、电压表模块；600、底壳；610、第二机壳；620、隔板；630、转轴；640、从动齿轮；650、第三驱动电机；660、主动齿轮；700、升降伸缩推板；710、平动伸缩推杆；720、正极表笔；730、负极表笔；800、第一机壳；810、摄像头；820、火焰传感器；830、灭火器；840、电磁阀；850、连接管；860、底座；870、喷头；900、第三机壳；901、预留口；910、第一连接块；920、拨杆；930、滑槽；940、滑块；950、第二连接块；960、开关伸缩推杆。 具体实施方式[0047] 本发明实施例公开一种稳定爬梯的智能电网四足机器人。以下结合附图1‑8对本发明作进一步详细说明。 [0048] 为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。 [0049] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。 [0050] 术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。 [0051] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体状况理解上述术语在本发明中的具体含义。 [0053] 参照图1和图2，一种稳定爬梯的智能电网四足机器人，包括有底盘、支撑底盘的爬梯腿、固定在底盘上的巡查装置、用于驱动爬梯腿的驱动件，以及固定在底盘的控制主机510。 [0054] 在本实施例中，爬梯腿有四条，底盘包括矩形状的基板100和一体成型在基板100两侧壁的连接板110，连接板110长度方向与基板100的两侧壁平行，连接板110长度小于基板100两侧壁长度，同时在连接板110长度方向上连接板110相较于基板100两侧壁居中，从而使底盘四角处均形成有活动口。 [0055] 参照图2和图3，驱动件包括固定在连接板110的第一驱动电机200和第一铰接块300，第一驱动电机200和第一铰接块300的数量均为四个，从而与爬梯腿一一对应。具体地，单块连接板110的两侧各自固定有一个第一驱动电机200，基板100四角处各自固定有一个第一铰接块300。 [0056] 在第一驱动电机200的输出端安装有第一输出轴210，第一输出轴210与连接板110长度方向平行，且位于同一连接板110的两第一输出轴210分别朝向连接板110两侧的活动口。 [0057] 在第一铰接块300内壁转动连接有第一连接轴310，第一连接轴310外壁固定有腿部伸缩推杆320，腿部伸缩推杆320的转动轨迹与底盘相垂直。同时，在基板100的开设有供腿部伸缩推杆320转动的开口111。 [0058] 参照图3和图4，爬梯腿包括有一端垂直安装在第一输出轴210的第一转动杆220，从而使第一转动杆220能够通过活动口进行转动，同时第一转动杆220的转动轨迹与底盘相垂直。在第一转动杆220远离第一输出轴210的一端铰接有第二转动杆230，在第二转动杆230远离第一转动杆220的一端固定有电机壳400，在电机壳400内壁固定有第二驱动电机 410，在第二驱动电机410的输出端安装有第二输出轴420，第二输出轴420与第二转动杆230垂直，第二输出轴420贯穿电机壳400外壁，且在第二输出轴420远离第二驱动电机410的一端固定有滚轮430。 [0059] 此外，第二驱动电机410为自锁电机，从而避免爬梯腿在爬梯时打滑。 [0060] 在第二转动杆230一侧固定有与第一铰接块300铰接方向相适配第二铰接块240，在第二铰接块240内壁转动连接有第二连接轴250，腿部伸缩推杆320远离第一铰接块300的一端与第二连接轴250固定，且第一驱动电机200、第二驱动电机410，以及腿部伸缩推杆320均与控制主机510电连接。在本实施例中，在控制主机510上内置有WIFI模块和蓝牙模块，从而便于远程遥控控制主机510。 [0061] 为对机器人供电，在基板100固定有蓄电池500，第一驱动电机200、第二驱动电机410、腿部伸缩推杆320，以及控制主机510均与蓄电池500电连接。 [0062] 当机器人在平地巡查时，四条爬梯腿同时对底盘进行支撑，通过控制主机510向第二驱动电机410发送信号，能够使第二驱动电机410的第二输出轴420带动滚轮430转动，从而使机器人朝目标位置行进，且通过控制第二输出轴420的转动方向能够改变机器人的行进方向。 [0063] 当机器人需要爬梯时，使机器人正对楼梯台阶，此时靠近台阶一侧的两爬梯腿为前腿、远离台阶一侧的两爬梯腿为后腿。通过控制主机510向其中任一前腿的第一驱动电机200和腿部伸缩推杆320发送信号，使第一驱动电机200带动第一转动杆220向上转动、腿部伸缩推杆320缩回带动第二转动杆230朝远离台阶的方向转动，从而使前腿做出“抬腿”的动作，此时两后腿和另一前腿共同支撑底盘以维持机器人整体的稳定。该前腿抬升至适当高度后，控制主机510向该前腿的第一驱动电机200和腿部伸缩推杆320发送信号，使第一驱动电机200带动第一转动杆220向下转动，腿部伸缩推杆320推动第二转动杆230前伸，直至该前腿滚轮430与台阶顶面抵接，从而使前腿做出“放腿”的动作。随后另一前腿重复上述动作，使机器人的两前腿均搭在台阶顶面。随后通过控制主机510驱动前腿与后腿的滚轮430，使两后腿靠近台阶，两后腿再依次重复两前腿动作，从而使机器人整体位于台阶顶面，完成爬梯。 [0064] 因此，通过控制主机510和驱动件、爬梯腿的配合，机器人除能够在平地进行电力设备巡查外，还能够在具有楼梯的电力设备场地进行巡查，有效扩大了机器人的适用范围。 [0065] 进一步地，参照图1，巡查装置包括有罩设在底盘的底壳600，在底壳600的固定有第一机壳800、第二机壳610和第三机壳900。 [0066] 在底盘固定有电压表模块520，在本实施例中，蓄电池500、控制主机510，以及电压表模块520在两连接板110间依次间隔分布。 [0067] 其中，在第一机壳800的固定有摄像头810、火焰传感器820、底座860，以及固定在底座860的喷头870。在本实施例中，喷头870输出端方向与底盘平行。 [0068] 参照图5，在第一机壳800内壁固定有灭火器830，在灭火器830的输出端安装有电磁阀840，在电磁阀840的输出端安装有连接管850，在连接管850远离电磁阀840的一端贯穿第一机壳800和底座860并与喷头870相连通。在本实施中，灭火器830为干粉灭火器830。 [0069] 同时，摄像头810、火焰传感器820以及电磁阀840均与控制主机510和蓄电池500电连接。 [0070] 当火焰传感器820检测到机器人附近有火情时，火焰传感器820向控制主机510发送信号，随后控制主机510控制机器人移动至明火附近并通过摄像头810使喷头870对准着火点，随后控制主机510控制电磁阀840打开，使灭火器830内的高压干粉通过连接管850从喷头870喷出，从而扑灭火情，有效保护电力设备。 [0071] 参照图1和图6，在第二机壳610内壁固定有两个第三驱动电机650。在本实施例中，两个第三驱动电机650通过固定在第二机壳610内壁的隔板620隔开。在第三驱动电机650的输出端安装有第三输出轴，在第三输出轴上套设有主动齿轮660。 [0072] 同时，在第二机壳610隔板620两侧内壁分别转动连接有两个转轴630，两个转轴630相互平行且两转轴630长度不同。在转轴630上套设有从动齿轮640，两主动齿轮660分别与两从动齿轮640啮合。两转轴630一端均贯穿第二机壳610同一侧外壁，在两转轴630凸出于第二机壳610外壁的一端均固定有升降伸缩推板700，在升降伸缩推板700的伸缩端一侧固定有平动伸缩推杆710，平动伸缩推杆710的伸缩方向与转轴630平行，两平动伸缩推杆 710的伸缩端分别连接有正极表笔720和负极表笔730，且正极表笔720和负极表笔730均与电压表模块520电连接。 [0073] 同时，第三驱动电机650、升降伸缩推板700以及平动伸缩推杆710均与控制主机510和蓄电池500电连接。 [0074] 当机器人需要对电力设备的电压进行测量时，将机器人移动至待测电力设备附近，随后通过控制主机510控制第三驱动电机650的第三输出轴转动，使第三输出轴通过主动齿轮660和从动齿轮640带动两转轴630转动，从而使正极表笔720和负极表笔730转动，实现对正极表笔720和负极表笔730纵向位置的调节；通过控制主机510控制升降伸缩推板700的伸缩，实现对正极表笔720和负极表笔730高度的调节；通过控制主机510控制平动伸缩推杆710的伸缩，实现对正极表笔720和负极表笔730横向位置的调节。通过对正极表笔720和负极表笔730空间位置的调节，能够使正极表笔720和负极表笔730有效接触不同待测电力设备的待测电路，同时由于两转轴630长度不同，从而使两升降伸缩推板700在跟随转轴630转动时相互错开，避免碰撞。 [0075] 参照图1和图8，在第三机壳900一内侧壁固定有第一连接块910，在第一连接块910上转动连接有拨杆920，在第三机壳900远离第一连接块910一侧开设有供拨杆920活动的预留口901，拨杆920一端伸出预留口901。 [0076] 同时，在拨杆920一侧固定有滑块940，在与第一连接块910相邻的第三机壳900内侧壁固定有与滑块940相适配的滑槽930，滑槽930沿滑块940的转动轨迹延伸。 [0077] 此外，在第三机壳900内底壁固定有第二连接块950，第二连接块950上转动连接有开关伸缩推杆960，开关伸缩推杆960远离第一连接块910的一端与拨杆920铰接。 [0078] 开关伸缩推杆960与控制主机510和蓄电池500电连接。 [0079] 当机器人需要拨动电力设备开关时，机器人移动至电力设备开关附近，并使拨杆920与电力设备开关抵接，随后控制主机510控制开关伸缩推杆960伸缩，使拨杆920通过滑块940沿滑槽930转动，从而驱动拨杆920拨动电力设备开关，使机器人能够在电力巡查过程中对电力设备的拨动式开关进行控制。 [0080] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。 |
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