[发明专利]基于导磁导电材料的高压巡检机器人磁力悬浮装置

说明书

本发明公开了一种基于导磁导电材料的高压巡检机器人磁力悬浮装置，包括机体和导线，其中：机体由中心对称于高压线、且可开合的上机体和下机体闭合组成；上机体和下机体均由磁芯和导磁绝缘块交替连接构成，且整个机体中磁芯和导磁绝缘块也是交替连接；所述的磁芯为导磁导电材质，所述的导磁绝缘块为导磁不导电材料；导线为U型导线，包括一条长边和两条短边，采用U型导线将机体中所有磁芯顺次连接。本发明简单容易的实现了悬浮功能，避免了将线圈嵌入磁芯中所引出的加工复杂、漏磁等问题。

技术领域

本发明涉及机器人技术和磁场学领域，尤其是涉及基于导磁导电材料的高压巡检机器人磁力悬浮装置。

背景技术

自20世纪80年代末，采用移动机器人对架空高压线路进行巡检已成为国内外机器人领域的研究热点。作为国外研究高压线路巡检机器人的典型代表加拿大魁北克水电公司和日本关西电力公司(KEPCO)与日本电力系统公司(JPS)，前者研制出了名为“LineScout”巡检机器人，后者专为多分裂导线研制出了巡检机器人“Expliner”。国内巡检机器人的研究也取得了突破性进展。如武汉大学吴功平教授带领的研究团队已研制出了分别适应220kV单分裂线路和220～550kV多分裂线路的两种自主巡检机器人机型。虽然国内外对高压巡线机器人的研究都取得了较大进展，但距离实用化程度还有很大差距，其中比较突出的技术难题是行走轮打滑、巡线效率低下以及无法避免振动带来的有害动载荷等问题。国内外研究的高压巡检机器人大都采用轮臂式结构，依靠驱动轮与线路表面之间静摩擦力牵引机器人移动，当线路表面情况复杂时(如覆冰)，静摩擦力不足以克服重力而导致打滑。打滑会严重影响机器人的巡检效率，加大机器人的能源负担，损坏输电线路，打滑严重时，机器人变得难以控制。轮臂式驱动机器人大多采用多臂悬挂式，其体型笨重，巡检效率低下，抗风能力差。只有改变巡线机器人现有的轮臂式驱动方式才能彻底消除打滑、巡线效率低下以及无法避免振动带来的有害动载荷等问题。

磁悬浮列车的技术实现为解决巡检机器人的打滑、巡线效率低下以及抗风能力差等问题提供了一个全新的研究思路。本发明所述磁悬浮不同于磁悬浮列车技术所利用的磁极式同性相斥、异性相吸的原理使列车悬浮，而是利用高压直流输电线路周围的磁场，合理、巧妙地布置线圈，利用载流线圈在磁场中所受的安培力作为克服机器人本身重力的悬浮力，使得机器人在运动时实现与高压线零接触，在从而彻底解决巡检机器人的打滑、巡线效率低下以及抗风能力差问题。

综上所述，对比专利一种架空高压输电线路作业磁力悬浮机器人，专利申请号为CN201310598743.9，此专利利用嵌入在强磁材料的线圈受的安培力达到机器人悬浮的要求，由于要将线圈嵌入磁芯，所以该磁力悬浮机器人存在加工复杂和漏磁的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种可避免漏磁、且易加工的基于导磁导电材料的高压巡检机器人磁力悬浮装置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

基于导磁导电材料的高压巡检机器人磁力悬浮装置，包括机体和导线，其中：

机体由中心对称于高压线、且可开合的上机体和下机体闭合组成；上机体和下机体均由磁芯和导磁绝缘块交替连接构成，且整个机体中磁芯和导磁绝缘块也是交替连接；所述的磁芯为导磁导电材质，所述的导磁绝缘块为导磁不导电材料；

导线为U型导线，包括一条长边和两条短边，采用U型导线将机体中所有磁芯顺次连接，具体为：

设机体中磁芯数量为n，磁芯顺次记为磁芯1、磁芯2、……磁芯n；采用(n-1) 个U型导线，U型导线卡于磁芯上，第i个U型导线一短边的端头连接磁芯i的一端面，另一短边的端头连接磁芯(i+1)的另一端面，i依次取1、2、…(n-1)。

进一步的，磁芯和导磁绝缘块均呈扇环状。所述的磁芯和导磁绝缘块各自直边延长线的交点落于高压线上。