[发明专利]一种用于铁路线路监测的巡线机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于铁路线路监测的巡线机器人，应用与铁路线路监测与巡线技术领域。

背景技术

为了保证电力线路的正常运行，需要对铁路电力线路定期维护。而目前主要是采用人工目测检查的方式，大大增加了人力物力的投入，浪费了大量劳动力与财力，同时巡检效率低下，质量不高。因此，迫切需要基于机器人技术的巡线机器人来辅助人工巡检，这不仅保证了巡检效率、巡检质量，也降低了巡检成本。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种用于铁路线路监测的巡线机器人，利用机械臂旋转以避开障碍物的方法，使得机器人能够很好地避开障碍物。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种用于铁路线路监测的巡线机器人，由机器人本体、巡线运动装置、机械臂导向装置、配重平衡装置、控制系统及电源组成；所述巡线运动装置通过所述机械臂导向装置连接机器人本体，在所述机器人本体沿供电线方向的一侧设置三组结构相同的所述巡线运动装置与所述机械臂导向装置，所述配重平衡装置、控制系统及电源安装在所述机器人本体内。

进一步地，所述巡线运动装置包括框架、电磁铁、弹簧、铁质小轮架、小轮、大轮和第二电机；所述电磁铁与所述框架固定相连，所述弹簧一端与所述电磁铁固定相连，另一端与所述铁质小轮架固定相连，所述小轮与所述铁质小轮架通过轴相连，所述大轮与所述第二电机通过轴相连，所述第二电机与所述框架固定相连。

进一步地，所述机械臂导向装置包括第一机械臂、第二机械臂、第一电机；所述第一机械臂连接所述机器人本体，由固定设置在所述机器人本体内部的电机驱动，所述第二机械臂与所述框架转动连接，所述第二机械臂与所述第一机械臂通过所述第一电机转动连接，所述第二机械臂通过所述第一电机驱动，所述第一电机的输出轴垂直于供电线，以控制所述第二机械臂的运动。

进一步地，所述配重平衡装置包括丝杠、配重块、联轴器和第三电机；所述第三电机固定在机器人本体的一端，所述配重块与所述丝杠螺旋连接，所述丝杠与所述第三电机通过所述联轴器连接。

进一步地，所述机器人本体中还装有传感器，用于判断到达障碍和越过障碍。所述电源为锂电池。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：

本发明用于铁路线路监测的巡线机器人辅助人工巡检，促进了巡检的自动化程度，提高了效率，同时，节约了成本。

附图说明

图1为本发明总体结构示意图。

图2为本发明俯视图。

图3为本发明巡线运动装置的结构示意图。

图4（a~p）为本发明越过障碍物示意图。

具体实施方式

本发明的优选实施例结合附图详述如下：

参见图1～图3，一种用于铁路线路监测的巡线机器人，由机器人本体1、巡线运动装置I、机械臂导向装置II、配重平衡装置III、控制系统及电源组成；所述巡线运动装置I通过所述机械臂导向装置II连接机器人本体1，在所述机器人本体1沿供电线方向的一侧设置三组结构相同的所述巡线运动装置I与所述机械臂导向装置II，所述配重平衡装置III、控制系统及电源安装在所述机器人本体1内。

所述巡线运动装置I包括框架2、电磁铁3、弹簧4、铁质小轮架5、小轮6、大轮7和第二电机11；所述电磁铁3与所述框架2固定相连，所述弹簧4一端与所述电磁铁3固定相连，另一端与所述铁质小轮架5固定相连，所述小轮6与所述铁质小轮架5通过轴相连，所述大轮7与所述第二电机11通过轴相连，所述第二电机11与所述框架2固定相连。

所述机械臂导向装置II包括第一机械臂8、第二机械臂10、第一电机9；所述第一机械臂8连接所述机器人本体1，由固定设置在所述机器人本体1内部的电机驱动，所述第二机械臂10与所述框架2转动连接，所述第二机械臂10与所述第一机械臂8通过所述第一电机9转动连接，所述第二机械臂10通过所述第一电机9驱动，所述第一电机9的输出轴垂直于供电线，以控制所述第二机械臂10的运动。

所述配重平衡装置III包括丝杠12、配重块13、联轴器14和第三电机15；所述第三电机15固定在机器人本体1的一端，所述配重块13与所述丝杠12螺旋连接，所述丝杠12与所述第三电机15通过所述联轴器14连接。

所述机器人本体1中还装有传感器，用于判断到达障碍和越过障碍。所述电源为锂电池。

本实施例的工作原理和过程如下：

如图4所示，（a）在越障过程中，当巡线机器人运动到障碍物前某处时，由传感器感应到信号，控制系统控制前中尾巡线运动装置I的第二电机11停止转动，巡线机器人停止前进；（b）控制系统控制前部巡线运动装置I的电磁铁3工作，将前部巡线运动装置I的铁质小轮架5吸住压紧前部巡线运动装置I的弹簧4，在前部巡线运动装置I的大轮7和小轮6之间空出大于供电线直径的间隙；同时，第三电机15启动，控制配重块13沿丝杠12向右运动，使配重停止在中后两个结构之间（使重心偏到后部，确保当前面的机械结构脱离电线时，机器人不发生偏转）；（c）前部机械臂导向装置II的第一电机9控制第二机械臂10上扬至前部巡线运动装置I的两轮能脱离导线的位置；（d）前部机械臂导向装置II的第一机械臂8由内置于机器人本体1的电机驱动，转至一定角度，使得前部巡线运动装置I能顺利绕开障碍物；（e）控制系统控制中部和尾部巡线运动装置I的第二电机11启动，当中部巡线运动装置I到达障碍物前某处时，由传感器感应到信号，控制系统控制中部和尾部巡线运动装置I的第二电机11停止转动，巡线机器人停止前进；（f）前部巡线运动装置I和前部机械臂导向装置II复位，同时配重平衡装置III也复位；（g）控制系统控制中部巡线运动装置I的电磁铁3工作，将中部巡线运动装置I的铁质小轮架5吸住压紧中部巡线运动装置I的弹簧4，在中部巡线运动装置I的大轮7和小轮6之间空出大于供电线直径的间隙；由于重心本就在中间，配重平衡装置III不工作；（h）中部机械臂导向装置II的第一电机9控制第二机械臂10上扬至中部巡线运动装置I的两轮能脱离导线的位置；（i）中部机械臂导向装置II的第一机械臂8由内置于机器人本体1的电机驱动，转至一定角度，使得中部巡线运动装置I能顺利绕开障碍物；（j）控制系统控制前部和尾部巡线运动装置I的第二电机11启动，当尾部巡线运动装置I到达障碍物前某处时，由传感器感应到信号，控制系统控制中部和尾部巡线运动装置I的第二电机11停止转动，巡线机器人停止前进；（k）中部巡线运动装置I和中部机械臂导向装置II复位；（l）控制系统控制尾部巡线运动装置I的电磁铁3工作，将尾部巡线运动装置I的铁质小轮架5吸住压紧尾部巡线运动装置I的弹簧4，在尾部巡线运动装置I的大轮7和小轮6之间空出大于供电线直径的间隙；同时，第三电机15启动，控制配重块13沿丝杠12向左运动，使配重停止在前中两个结构之间；（m）尾部机械臂导向装置II的第一电机9控制第二机械臂10上扬至尾部巡线运动装置I的两轮能脱离导线的位置；（n）尾部机械臂导向装置II的第一机械臂8由内置于机器人本体1的电机驱动，转至一定角度，使得尾部巡线运动装置I能顺利绕开障碍物；（o）控制系统控制前部和中部巡线运动装置I的第二电机11启动，当尾部巡线运动装置I离开障碍物一定距离时，传感器感应到信号，控制系统控制前部和中部巡线运动装置I的第二电机11停止转动，巡线机器人停止前进；（p）尾部巡线运动装置I和尾部机械臂导向装置II复位，同时配重平衡装置III也复位；控制系统控制前中尾巡线运动装置I的电机11启动，巡线机器人继续前进。