一種用于架空高壓輸電線路越障機器人的嵌入式復合機械臂的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種嵌入式復合機械臂，特別是一種用于架空高壓輸電線路越障機器人的嵌入式復合機械臂。
【背景技術】
[0002]目前，機器人在架空高壓輸電線路上越障巡檢技術發展較快，國內外從事架空高壓輸電線路機器人的研究機構主要有加拿大魁北克水電研究院、日本Kyushu公司、日本chubu電氣公司、美國North Carolina大學等。sawada等人研究了能夠在地線上移動機器人，它可以通過自身攜帶導軌實現越障，但適應性較差；NicolasPoul1t提出一種基于LineScout技術的巡線機器人，它具有兩個并列臂，一個臂用于在線纜上滾動另一個臂用于爬行;Paulo Debenset設計出一種能在四分裂導線上攀爬的巡線機器人。
[0003]國內巡線機器人的研究技術方案大多是雙臂或三臂的攀爬模式。中國科學院沈陽自動化所研究一種超高壓輸電巡檢機器人機構，它由移動車體、后手臂、前手臂組成，其中本體通過轉動副分別與前、后手臂相連，手臂末端為手爪;所述前手臂、后手臂結構相同，其中每一手臂由上臂、下臂兩部分組成，上臂為連桿及滾珠絲杠組合結構，通過水平轉動副與下臂相連接，下臂為大行程伸縮機構。綜合分析，此專利有如下缺點:在單股導線上運行，跨院防震錘和絕緣子等障礙物時，越障效率低，狹窄的移動平臺不利于集成多種檢測和作業工具。中國專利也曾公布一種超高壓輸電線路巡檢機器人，它包括機器人本體、行走夾持機構和充電裝置，行走夾持機構為兩組，其通過具有中空管結構的手臂與機器人本體相連。綜合分析，此機器人越障能力低，對障礙物適應性低。
【發明內容】
[0004]本發明主要是解決現有技術所存在的技術問題:提供了一種3自由度嵌入式復合機械臂，它基于巡檢機器人平臺，通過控制機械臂實現巡檢機器人跨越障礙物(金具和絕緣子)，實現機器人越障的安全可靠性，操作簡單性。本發明的上述目的主要是通過下述技術方案得以解決的:
一種3自由度嵌入式復合機械臂，其特征在于，包括:
一機械臂內臂:所述內臂主要包括伸縮臂、兩個伸縮導軌、伸縮臂內傳動機構。
[0005]—機械臂外臂:所述外臂主要包括擺動臂、兩個導軌、擺動臂內傳動機構、拉桿、拉桿座。
[0006]—壓緊輪聯動機構:所述壓緊輪聯動機構主要包括鋼絲墊、鋼絲壓塊、滑塊、鋼絲繩、兩個定滑輪、滑輪軸、軸支板、鋼絲支架、鋼絲墊片、內鋼絲卡。內側鋼絲繩通過滑塊與伸縮臂中的伸縮螺母連接固接。定滑塊通過滑輪軸與擺動臂固接。內側鋼絲繩在靠近定滑輪處卡在內鋼絲卡內，內鋼絲卡通過鋼絲壓塊固定在鋼絲支架上。鋼絲支架嵌套在螺母支桿上。繞過定滑輪的外側鋼絲繩在靠近定滑輪處穿過鋼絲壓塊，鋼絲壓塊與壓緊輪機構固接。
[0007]上述的一機械臂內臂，所述的伸縮臂內傳動機構包括一電機、電機接盤、軸承、伸縮絲桿、伸縮螺母、螺母支桿。電機通過電機接盤連接伸縮絲桿，兩軸承安裝于伸縮絲桿上，將伸縮絲桿定位。螺母支桿相對于機械臂外臂固定，伸縮螺母與螺母支桿固接，與伸縮絲桿形成移動副。
[0008]上述的一機械臂外臂，所述的擺動臂內傳動機構包括一電機、電機接盤、軸承、擺動絲桿、擺動螺母。電機通過電機接盤連接擺動絲桿，兩軸承安裝于擺動絲桿上，給擺動絲桿定位。擺動螺母嵌套在擺動絲桿上，與擺動絲桿形成移動副。擺動絲桿、擺動螺母與拉桿、轉臺形成曲柄連桿機構。
[0009]因此，本發明具有如下優點:1.機械臂內臂中電機帶動伸縮絲桿轉動，伸縮螺母固接在螺母支桿上，故伸縮螺母將伸縮絲桿轉動轉化為伸縮絲桿沿軸向的移動，即機械臂的伸縮。在機器人越障之前或越障之后，一機械臂通過伸縮機構將機械臂和輸電線分離或接觸。2.壓緊機構為伸縮關節的聯動機構，內側鋼絲繩與伸縮臂同步同向運動，外側鋼絲繩與壓緊機構固接，與伸縮臂同步反向運動，即機械臂升長，壓緊機構下降;機械臂縮短，壓緊機構上升。3.機械臂外臂中電機帶動擺動絲桿轉動，嵌套在擺動絲桿上的擺動螺母沿擺動絲桿軸向移動，通過曲柄連桿機構實現機械臂和機體在鉛垂面上角度的變化。當障礙物兩側的輸電線與水平面產生坡度偏差時，機器人通過它可實現對坡度偏差的適應。4.曲柄連桿機構包括拉桿、擺動絲桿、擺動螺母、轉臺，擺動絲桿相對擺動螺母沿軸向運動，帶動機械臂實現擺動。5.整個嵌入式復合機械臂結構簡單，功能完全，實用價值較高。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發明在越障機器人中的裝配示意圖。
[0011]圖2是本發明結構示意圖。
[0012]圖3是機械臂外臂結構示意圖。
[0013]圖4是機械臂內臂、壓緊輪聯動機構結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面通過實施例，并結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。圖中，行走輪1、壓緊輪2、復合機械臂3、夾爪4、移動平臺5、絕緣子6、輸電線7、壓緊輪聯動機構8、導軌9、機械臂外臂10、機械臂內臂11、電機12、電機接盤13、軸承14、擺動螺母15、擺動絲桿16、拉桿17、轉臺18、擺動臂19、擺動臂內傳動機構20、伸縮導軌21、滑輪軸22、鋼絲繩23、鋼絲墊24、鋼絲壓塊25、鋼絲支架26、內鋼絲卡27、鋼絲墊片28、定滑輪29、電機30、電機接盤
31、軸承32、伸縮絲桿33、伸縮螺母34、螺母支桿35、滑塊36、伸縮臂37、拉桿座38、伸縮臂內傳動機構39。
[0015]實施例:
一、首先介紹一下本發明的具體結構:本發明主要包括:
本裝置為一種3自由度嵌入式復合機械臂，包括一機械臂內臂、一機械臂外臂、一壓緊輪聯動機構。
[0016]機械臂內臂11主要包括伸縮臂37、伸縮臂內傳動機構39、兩個伸縮導軌21。伸縮臂內傳動機構39包括一電機30、電機接盤31、軸承32、伸縮絲桿33、伸縮螺母34、螺母支桿35。電機30通過電機接盤31連接伸縮絲桿33，兩軸承32安裝于伸縮絲桿33上，將伸縮絲桿33定位。機械臂外臂10主要包括擺動臂19、兩個導軌9、擺動臂內傳動機構20、拉桿17、拉桿座38。擺動臂內傳動機構20包括一電機12、電機接盤13、軸承14、擺動絲桿16、擺動螺母15。電機12通過電機接盤13連接擺動絲桿16，兩軸承14安裝于擺動絲桿16上，給擺動絲桿16定位。擺動螺母15嵌套在擺動絲桿16上，與擺動絲桿16形成移動副。擺動絲桿16、擺動螺母15與拉桿17、轉臺18形成曲柄連桿機構。壓緊輪聯動機構8主要包括鋼絲墊24、鋼絲壓塊25、滑塊36、鋼絲繩23、兩個定滑輪29、滑輪軸22、鋼絲支架26、內鋼絲卡27。內側鋼絲繩23通過滑塊36與伸