[实用新型]基于舵机驱动的高压输电巡线及作业机器人手臂

说明书

技术领域

本实用新型属于特种机器人技术领域，具体涉及一种基于舵机驱动的高压 输电巡线及作业机器人手臂。

背景技术

高压和超高压输电是现在远距离配送电的主要方式。高压线、线塔及其他 输电设施长期暴露在野外持续受到风、雨、雪等恶劣自然条件及其他不可抗力 的影响往往会发生断裂、磨损等情况，给工业生产及人们的日常生活造成不必 要的损失。为了防止上述情况的发生，需要对高压线进行定期巡检。传统的人 工巡线效率低下，危险性高，准确率偏低，而直升机巡线则成本高，对天气的 依赖性大。

20世纪80年代后，日本学者sawada，HideoNakamura等人、美国TRC公 司、加拿大的SergeMontambault等单位和个人先后开展了巡检及作业机器人的 研制工作。90年代后，国内的武汉大学、山东大学、中科院沈阳自动化研究所、 中科院自动化研究所等单位也相继开展了巡检及作业机器人的实验研究。目前， 悬挂型的巡检及作业机器人主要有两臂和三臂结构，两臂结构虽然越障灵活， 但存在重心不稳，低稳定性等缺点；三轮结构虽具有较高的灵活性和稳定性， 但是结构复杂，控制麻烦。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种基于舵机驱动的高压输电巡线及作业机器 人手臂，解决现有技术存在的重心不稳、稳定性低、结构复杂和控制麻烦的问 题。能更加可靠的帮助高压输电巡检及作业机器人完成相关任务。

为实现上述目的，本实用新型的基于舵机驱动的高压输电巡线及作业机器 人手臂包括肩部、大臂、肘部、小臂、手腕、手掌、手指、行走轮和动力驱动 装置；

所述大臂为壳体结构，小臂为双板结构，大臂一端与所述肩部通过精密旋 转轴系驱动结构连接，另一端内接在小臂的一端形成肘部，所述大臂和小臂接 触处两侧通过连接轴A连接；所述小臂通过键与所述连接轴A固定连接，所述 大臂和小臂内侧设置有一组所述动力驱动装置，驱动所述小臂相对大臂做俯仰 运动；

所述手腕为壳体结构，所述小臂的另一端外接在所述手腕上，所述小臂和 手腕接触处两侧通过连接轴B连接，所述小臂通过键与所述连接轴B固定连接， 手腕内壁设置有一组所述动力驱动装置，驱动所述手腕相对小臂做俯仰运动；

所述手掌为壳体结构，所述手腕的另一端与所述手掌的一段通过转轴A连 接，所述转轴A位于手掌和手腕的公共中心线上，所述手掌内部设置有一组所 述动力驱动装置，驱动所述手掌相对于手腕做旋转运动；

所述手指为板架结构，两个所述手指安装在手掌另一端的两侧，所述手指 通过连接板与手掌连接，所述连接板一端与所述手指通过四连杆结构相连接， 手掌与四连杆结构之间通过轴系机构连接，另一端通过连接轴C与所述手掌连 接，所述连接板与所述连接轴C固定连接，所述手掌内侧设置有一组动力驱动 装置，驱动两个所述手指相对于手掌做开合运动；

相对的两个所述手指内侧分别通过转轴B和一个行走轮连接，所述行走轮 通过键与所述转轴B固定连接，所述手指内侧设置有一组动力驱动装置，驱动 所述行走轮相对手指转动。

所述动力驱动装置包括舵机和齿轮传动机构，所述齿轮传动机构包括主动 齿轮和从动齿轮，所述舵机固定在舵机端盖上，所述主动齿轮固定在所述舵盘 上，所述主动齿轮和从动齿轮啮合。

所述小臂相对大臂做俯仰运动具体为：所述连接轴A通过键与所述从动齿 轮固定连接。

所述手腕相对小臂做俯仰运动具体为：所述连接轴B通过键与所述从动齿 轮固定连接。

所述手掌相对于手腕做旋转运动具体为：所述手腕与所述从动齿轮固定连 接。

两个所述手指相对于手掌做开合运动具体为：两个所述连接轴C分别通过 键与一个所述从动齿轮固定连接，所述舵机的输出轴和所述连接轴C平行且共 面。

所述行走轮相对手指转动具体为：所述转轴B通过键与所述从动齿轮固定 连接。

所述机器人手臂还包括光电传感器，所述光电传感器设置在各运动关节部 位，实时监测各关节间的关节受力、角度、位置信息。