一種多凸輪控制式三臂高壓巡線避障機器人的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及高壓巡線機器人技術領域，具體的說是一種多凸輪控制式三臂高壓巡線避障機器人。
【背景技術】
[0002]高壓輸電線路是長距離輸電的主要方式，輸電線路巡檢是保證高壓輸電線路正常運行的必要措施，將巡線機器人運用于高壓線路的巡檢，以一定速度沿線路爬行，并可以跨越防震錘，耐張線夾，懸垂線夾，桿塔等障礙物。利用攜帶的儀器對桿塔，導線及避雷線，絕緣子、線路夾具，等實施檢測，不僅可以減輕工人的勞動力度，降低巡檢作業費用，而且可以提高巡線的質量和力度。高壓巡線機器人具有強烈的市場需求和廣闊的發展前景，因而受到國內外科技人員的關注。
[0003]目前使用的巡線機器人，采用輪式爬行的機器臂，電機驅動實現爬行。缺少夾緊機構且電機裝載過多，機身重量大，導致電機帶動爬行爬坡能力差，爬行過慢，結構復雜且不易控制。本專利通過一個擺動電機控制凸輪運動，從而控制機械臂的運動，遇到障礙物可以避開，并可以回歸原位夾緊；是一種凸輪帶動式、電機數量少、爬坡性能好的高壓巡線機器人。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的是針對現有技術存在的缺陷，提出了一種凸輪帶動式、電機數量少、結構簡單、爬坡性能好、行走穩定、控制精度高的高壓巡線機器人。
[0005]一種多凸輪控制式三臂高壓巡線避障機器人，其特征在于:包括支架、依次安裝在支架的第一機械臂、第二機械臂、第三個機械臂；所述支架上設有右側支架支撐、中部支架支撐、左側支架支撐；支架上固定一個擺動電機，所述擺動電機的輸出軸與一個轉動軸的一端配接；第一機械臂、第二機械臂、第三個機械臂的底端與轉動軸的軸體連接從而能夠帶動第一機械臂、第二機械臂、第三個機械臂擺動；
[0006]所述第一機械臂、第二機械臂和第三機械臂結構均相同:包括主臂支撐橫桿和主臂擺動臂；主臂支撐橫桿與主臂擺動臂成90度并通過柱銷連接；主臂擺動臂與支架通過左支撐臂與右支撐臂固定安裝；主臂擺動臂通過柱銷桿連接一夾緊機構；夾緊機構底端的滾輪橫臂上的圓形滾輪鑲嵌在圓柱凸輪上的軌跡槽內；圓柱凸輪軸上端與支架的橫梁固定安裝，且圓柱凸輪與一個圓柱凸輪軸固定安裝；
[0007]第一機械臂上的圓柱凸輪軸下端與左側支架支撐固定安裝，第二機械臂上的圓柱凸輪軸下端與中部支架支撐固定安裝，第三機械臂上的圓柱凸輪軸下端與右側支架支撐固定安裝；三個機械臂的圓柱凸輪軸均與橫式錐齒輪通過螺栓固定連接，橫式錐齒輪與立式錐齒輪外嚙合；立式錐齒輪同中心固定在轉動軸的左側、中部和右側；
[0008]所述第一機械臂通過左支撐臂和右支撐臂固定安裝在支架的左部，并且位于支架的橫梁的正后方，第一機械臂底部裝有盤型凸輪，第一機械臂底端的主臂支撐橫桿安裝位置與盤型凸輪的推程運動角a的起始點處重合；盤型凸輪同中心地固定安裝在轉動軸的左側；
[0009]所述第二機械臂通過左支撐臂和右支撐臂固定安裝在支架的中部，并且位于支架的橫梁的正前方，第二機械臂底部裝有盤型凸輪；第二機械臂底端的主臂支撐橫桿安裝位置位于盤型凸輪近休止角b范圍內，并且與推程運動角a的起始端呈120度的位置點處重合；盤型凸輪同中心地固定安裝在轉動軸的中部；
[0010]所述第三機械臂通過左支撐臂和右支撐臂固定安裝在支架的右部，并且位于支架的橫梁的正后方，第三機械臂底部裝有盤型凸輪，第三機械臂底端的主臂支撐橫桿的安裝位置與盤型凸輪推程運動角a的起始點處重合；盤型凸輪同中心地固定安裝在轉動軸的右偵牝第三機械臂下端的盤型凸輪相對于第一機械臂和第二機械臂的盤型凸輪反向安裝；
[0011]轉動軸前端配接擺動電機,固定安裝在支架底部，擺動電機帶動轉動軸轉動，轉動軸帶動第一機械臂底端的盤型凸輪和立式錐齒輪運動，從而帶動第一機械臂上部的主臂擺動臂及圓柱凸輪運動；同時轉動軸帶動第二機械臂底端的盤型凸輪和立式錐齒輪運動，從而帶動第二機械臂上部的主臂擺動臂及圓柱凸輪運動；同時轉動軸帶動第三機械臂底端的盤型凸輪和立式錐齒輪運動，從而帶動第三機械臂上部的主臂擺動臂及圓柱凸輪運動；
[0012]所述主臂擺動臂，包括設置在主臂擺動臂一端的圓形行走輪，主臂擺動臂上設有圓型孔槽、左斜行滑槽與右斜行滑槽；所述圓形行走輪同中心固定安裝在主臂擺動臂頂部前端伸出軸上，壓緊高壓線，行走電機同中心固定安裝在主臂擺動臂的頂部后端伸出軸上，帶動機器人向前運動；左斜行滑槽與右斜行滑槽均為斜行向下的滾輪滑槽，左斜行滑槽開設在主臂擺動臂左側中下部，右斜行滑槽開設在主臂擺動臂右側中下部；圓形孔槽開設在主臂擺動臂的上部，柱銷桿鑲嵌在圓形孔槽內；主臂支撐橫桿與主臂擺動臂成90度并通過柱銷連接；主臂支撐橫桿由支架進行限位支撐。
[0013]在上述的一種多凸輪控制式三臂高壓巡線避障機器人，所述夾緊機構包括柱銷桿、圓形夾緊輪、矩形連桿、圓形滾輪、滾輪橫臂；柱銷桿同中心的鑲嵌在主臂擺動臂上的圓形孔槽內，夾緊機構與主臂擺動臂通過柱銷桿連接，并且夾緊機構可圍繞柱銷桿相對于主臂擺動臂擺動；圓形夾緊輪同中心固定安裝在夾緊機構頂部前端的伸出軸上，與行走輪相配合夾緊高壓線向前運動；矩形連桿固定安裝在夾緊機構的中部并向下伸出，與豎直方向呈傾斜設置，矩形連桿底端與滾輪橫臂通過螺栓固定連接在一起；圓形滾輪同中心固定安裝在滾輪橫臂前端伸出軸上，并鑲嵌在圓柱凸輪的軌跡槽內。
[0014]在上述的一種多凸輪控制式三臂高壓巡線避障機器人，所述圓柱凸輪為軌跡槽環繞圓柱的圓柱形凸輪構件；圓柱凸輪同中心固定安裝在圓柱凸輪軸的中部，圓柱凸輪開設的軌跡槽均分為四個部分一、二、三和四；軌跡一對應的凸輪轉動角為推程運動角a為60度；軌跡二對應的凸輪轉動角為遠休止角b為O度；此時圓柱凸輪不轉動，軌跡為O ;軌跡三對應的凸輪轉動角為推回程運動角c為120度；軌跡四對應的凸輪轉動角為近休止角d為180度；圓柱凸輪各個轉動角與相應方位上的盤型凸輪轉動角大小對應一致；夾緊機構底端圓形滾輪鑲嵌在圓柱凸輪的軌跡槽內，隨著圓柱凸輪轉動，圓形滾輪在軌跡槽中能夠做上下運動，從而帶動夾緊機構上下移動。
[0015]在上述的一種多凸輪控制式三臂高壓巡線避障機器人，所述左支撐臂和右支撐臂前端固定在支架的橫梁上，左支撐臂后端裝有左支撐臂滾輪，右支撐臂后端裝有右支撐臂滾輪，左支撐臂滾輪鑲嵌安裝在左斜行滑槽內，右支撐臂滾輪鑲嵌安裝在右斜行滑槽內；當主臂擺動臂受到向上的作用力時，左支撐臂滾輪可在左斜行滑槽內滾動，右支撐臂滾輪可在右斜行滑槽內滾動，主臂擺動臂向斜上方運動，行走輪脫離高壓線。
[0016]在上述的一種多凸輪控制式三臂高壓巡線避障機器人，所述橫式錐齒輪自身軸上部開有螺栓孔，圓柱凸輪軸底部開有螺栓孔，橫式錐齒輪水平橫式放置，與圓柱凸輪軸通過螺栓固定連接在一起；同時橫式錐齒輪與固定在轉動軸上的立式錐齒輪成90度外嚙合；擺動電機帶動轉動軸旋轉，從而帶動橫式錐齒輪轉動，從而帶動圓柱凸輪軸轉動。
[0017]在上述的一種多凸輪控制式三臂高壓巡線避障機器人，所述盤型凸輪為可繞固定軸線轉動且有變化直徑的圓盤形構件，盤型凸輪上開有鍵槽，鍵槽上開有螺釘孔，且三個盤型凸輪與轉動軸均同中心通過平鍵與螺釘垂直固定連接，并且分別固定在轉動軸的左側、中部和右側。
[0018]在上述的一種多凸輪控制式三臂高壓巡線避障機器人，盤型凸輪輪廓即運動軌跡均分為運動軌跡一、運動軌跡二、運動軌跡三和運動軌跡四；運動軌跡一對應凸輪轉動角為推程運動角a為60度,運動軌跡二對應凸輪轉動角為遠休止角b為O度；此時盤型凸輪不轉動，運動軌跡二為O ;運動軌跡三對應凸輪轉動角為回程運動角c為120度；運動軌跡四對應凸輪轉動角為近休止角d為180度。
[0019]擺動電機帶動轉動軸轉動，進而帶動固定在轉動軸上的盤型凸輪轉動。擺動電機帶動轉動軸轉動60度，固定在轉動軸左側的盤型凸輪轉動，帶動第一機械臂的主臂擺動臂向上斜行運動到頂端，行走輪脫離高壓線，擺動電機同時帶動左側的立式錐齒輪轉動60度，由于第一機械臂的橫式錐齒輪與立式錐齒輪外嚙合，進而帶動第一機械臂的圓柱凸輪轉動60度，迫使第一機械臂的夾緊機構底端圓形滾輪在軌跡槽中滾動，到達軌跡槽的底端，夾緊機構向下運動，夾緊輪脫離高壓線。此時，固定在轉動軸中部的盤型凸輪及中部的立式錐齒輪在擺動電機的帶動下，轉過60度時，第二機械臂的主臂擺動臂上下無運動，夾緊機構上下無運動；固定在轉動軸右側的盤型凸輪及右側的立式錐齒輪在擺動電機的帶動下轉過60度，第三機械臂的主臂擺動臂上下無運動，夾緊機構上下