本发明涉及移动机器人技术领域，特别涉及一种绝缘子连杆爬行机构。
背景技术：
绝缘子是一种特殊的绝缘电子控件，多用于电线杆或者高压电线塔。绝缘子通常由两部分组成，一部分是中心的铁帽，多个铁帽的两端可以首尾连接成串。铁帽套上钢化玻璃，用水泥胶合剂将两者胶为一体即形成了绝缘子。绝缘子根据其铁帽和外部玻璃或陶瓷乘船后架设于空中，架设方式有水平架设、垂直架设、倾斜假设。由于绝缘子所处环境较为危险，不利于人工进行检测，需要一些绝缘子爬行机构负载相应的模块进行工作。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种绝缘子连杆爬行机构，可以实现在绝缘子串上稳定的爬行，负载其余功能模块以完成多种功能，该机构结构简洁、易于控制、自重较低。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种绝缘子连杆爬行机构，包括第一连杆机构、第二连杆机构、第三连杆机构、第一框架、第二框架及框架开合驱动机构，其中第一框架和第二框架的一端通过第一连杆机构连接，所述第一框架和第二框架的另一端分别设有第二连杆机构和第三连杆机构；所述第一连杆机构、第二连杆机构和第三连杆机构可同步沿绝缘子爬行；
所述第二框架为可开合结构，所述框架开合驱动机构设置于所述第二框架上，用于驱动所述第二框架进行开合动作。
所述第一连杆机构、第二连杆机构和第三连杆机构结构相同，均包括安装支撑架及设置于所述安装支撑架上的第一连杆组件、第二连杆组件及连杆驱动机构，其中第一连杆组件和第二连杆组件上下布设并且均与所述连杆驱动机构连接，所述连杆驱动机构驱动所述第一连杆组件和第二连杆组件反向摆动，从而实现沿绝缘子爬行动作。
所述第一连杆组件和所述第二连杆组件结构相同，均包括绝缘连杆、摇臂连杆及驱动连杆，其中驱动连杆与所述连杆驱动机构连接，可绕定轴转动；所述驱动连杆的一端与所述绝缘连杆的中间位置铰接，所述绝缘连杆的末端与摇臂连杆的一端铰接，所述摇臂连杆的另一端通过摇臂转轴与所述安装支撑架转动连接，所述绝缘连杆的首端为爬行施力端。
所述绝缘连杆的爬行施力端的运动轨迹为“d”形，所述第一连杆组件和所述第二连杆组件中的绝缘连杆的初始安装位置分别位于运动轨迹的顶部和底部。
所述连杆驱动机构包括第一被动轮、张紧轮、第二被动轮、主动轮、动力传动皮带及爬行驱动电机，其中第一被动轮和第二被动轮分别布设于主动轮的上下侧，所述动力传动皮带环绕于第一被动轮、第二被动轮及主动轮的外侧，并且通过张紧轮张紧；所述爬行驱动电机的输出端与所述主动轮连接；所述第一被动轮与所述第一连杆组件中的驱动连杆连接；所述第二被动轮与所述第二连杆组件中的驱动连杆连接。
所述安装支撑架包括第一导向杆、第二导向杆、第一导向杆连接件、第二导向杆连接件及机构安装框架，其中第一导向杆和第二导向杆分别通过第一导向杆连接件和第二导向杆连接件连接在机构安装框架的两侧，所述第一导向杆和所述第二导向杆均沿竖直方向布设，用于与绝缘子的外圆周接触。
所述机构安装框架包括第一机构安装板、第二机构安装板、第三机构安装板、第一安装板框架连接件及第二安装板框架连接件，其中第一机构安装板、第二机构安装板及第三机构安装板依次平行设置，所述第一机构安装板通过第一安装板框架连接件和第二安装板框架连接件与第二机构安装板连接，所述第三机构安装板与所述第二机构安装板连接；
所述第一连杆组件和所述第二连杆组件设置于所述第一机构安装板和第二机构安装板之间；所述连杆驱动机构设置于所述第二机构安装板和第三机构安装板之间。
所述第二框架包括第二框架ⅰ和第二框架ⅱ，其中第二框架ⅰ和第二框架ⅱ的一端通过转轴转动连接，所述第二框架ⅰ的另一端与所述第一连杆机构连接，所述第二框架ⅱ的另一端与所述第三连杆机构连接；所述框架开合驱动机构设置于第二框架ⅰ上，且输出端与所述转轴连接；所述框架开合驱动机构驱动所述第二框架ⅱ转动。
所述框架开合驱动机构为框架开合电机。
第一框架和第二框架均为弧形结构。
本发明的优点及有益效果是：本发明提供的一种绝缘子连杆爬行机构，可以简单、快捷的实现在绝缘子串上的爬行，并且控制简单，只需要电机做单一方向的圆周运动便可以实现机构在绝缘子串上的爬行，具有良好的应用前景。
附图说明
图1为本发明一种绝缘子连杆爬行机构的结构示意图；
图2为本发明中第一连杆机构的爆炸示意图；
图3为本发明中连杆组件的驱动机构的结构示意图；
图4为本发明中连杆组件的结构示意图。
图中：1为第一连杆机构，2为第二连杆机构，3为第三连杆机构，4为第一框架，5为第二框架，6为框架开合电机，101为第一导向杆，102为第二导向杆，103为第一导向杆连接件，104为第二导向杆连接件，105为第一被动轮，106为张紧轮，107为第二被动轮，108为主动轮，109为第三机构安装板，110为第二机构安装板，111为第一机构安装板，112为第一安装板框架连接件，113为第二安装板框架连接件，114为爬行驱动电机，115为第一连杆组件，116为第二连杆组件，117为动力传动皮带，1151为绝缘连杆，1152为摇臂连杆，1153为驱动连杆，1154为摇臂转轴，1155为绝缘连杆末端转轴，1156为驱动转轴，1157为绝缘连杆中部转轴。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
如图1所示，本发明提供的一种绝缘子连杆爬行机构，包括第一连杆机构1、第二连杆机构2、第三连杆机构3、第一框架4、第二框架5及框架开合驱动机构，其中第一框架4和第二框架5的一端通过第一连杆机构1连接，第一框架4和第二框架5的另一端分别设有第二连杆机构2和第三连杆机构3；第一连杆机构1、第二连杆机构2和第三连杆机构3可同步沿绝缘子爬行；第二框架5为可开合结构，框架开合驱动机构设置于第二框架5上，用于驱动第二框架5进行开合动作。
本发明的实施例中，第一框架4和第二框架5均为弧形结构，框架开合驱动机构为框架开合电机6。具体地，第二框架5包括第二框架ⅰ和第二框架ⅱ，其中第二框架ⅰ和第二框架ⅱ的一端通过转轴转动连接，第二框架ⅰ的另一端与第一连杆机构1连接，第二框架ⅱ的另一端与第三连杆机构3连接；框架开合电机6设置于第二框架ⅰ上，且输出端与转轴连接；框架开合电机6驱动第二框架ⅱ绕转轴转动，实现第二框架5的打开或闭合。在爬行之前，第二框架5是张开的，以方便将连杆爬行机构放到绝缘子串上或者取下，之后通过框架开合电机6控制第二框架5的张开角度，以实现连杆爬行机构对绝缘子串的抱紧。
如图2所示，本发明的实施例中，第一连杆机构1、第二连杆机构2和第三连杆机构3结构相同，均包括安装支撑架及设置于安装支撑架上的第一连杆组件115、第二连杆组件116及连杆驱动机构，其中第一连杆组件115和第二连杆组件116上下布设并且均与连杆驱动机构连接，连杆驱动机构驱动第一连杆组件115和第二连杆组件116反向摆动，从而实现沿绝缘子爬行动作。
本发明的实施例中，安装支撑架包括第一导向杆101、第二导向杆102、第一导向杆连接件103、第二导向杆连接件104及机构安装框架，其中第一导向杆101和第二导向杆102分别通过第一导向杆连接件103和第二导向杆连接件104连接在机构安装框架的两侧，第一导向杆101和第二导向杆102均沿竖直方向布设，用于与绝缘子的外圆周接触。
具体地，机构安装框架包括第一机构安装板111、第二机构安装板110、第三机构安装板109、第一安装板框架连接件112及第二安装板框架连接件113，其中第一机构安装板111、第二机构安装板110及第三机构安装板109依次平行设置，第一机构安装板111通过第一安装板框架连接件112和第二安装板框架连接件113与第二机构安装板110连接，第三机构安装板110与第二机构安装板110连接；第一连杆组件115和第二连杆组件116设置于第一机构安装板111和第二机构安装板110之间；连杆驱动机构设置于第二机构安装板110和第三机构安装板109之间。
如图3所示，本发明的实施例中，连杆驱动机构包括第一被动轮105、张紧轮106、第二被动轮107、主动轮108、动力传动皮带117及爬行驱动电机114，其中第一被动轮105、张紧轮106、第二被动轮107及主动轮108均可转动地设置于第二机构安装板110上，第一被动轮105和第二被动轮107分别布设于主动轮108的上下侧，动力传动皮带117环绕于第一被动轮105、第二被动轮107及主动轮108的外侧，并且通过张紧轮106张紧；爬行驱动电机114的输出端与主动轮108连接；第一被动轮105与第一连杆组件115连接；第二被动轮107与第二连杆组件116连接。
爬行驱动电机114驱动主动轮108进行转动，通过动力传动皮带117驱动第一被动轮105和第二被动轮107进行转动，通过调节张紧轮106的位置使动力传动皮带117可以有效进行动力传动。
如图4所示，本发明的实施例中，第一连杆组件115和第二连杆组件116结构相同，均包括绝缘连杆1151、摇臂连杆1152及驱动连杆1153，其中驱动连杆1153通过驱动转轴1156与连杆驱动机构中的第一被动轮105或第二被动轮107连接，可绕定轴转动；驱动连杆1153的末端通过绝缘连杆中部转轴1157与绝缘连杆1151的中间位置铰接，绝缘连杆1151的末端通过绝缘连杆末端转轴1155与摇臂连杆1152的一端铰接，摇臂连杆1152的另一端通过摇臂转轴1154与安装支撑架转动连接，绝缘连杆1151的首端为爬行施力端。
具体地，第一被动轮105或第二被动轮107带动驱动连杆1153沿周向旋转，驱动连杆1153带动绝缘连杆1151摆动，绝缘连杆1151的爬行施力端的运动轨迹为“d”形，驱动转轴1157只需要做重复的圆周运动就可以实现整体结构的沿绝缘子串的爬行。第一连杆组件115和第二连杆组件116中的绝缘连杆1151的初始安装位置分别位于“d”形运动轨迹的顶部和底部，从而实现第一连杆组件115和第二连杆组件116中的绝缘连杆1151反向运动。
本发明的实施例中，第二框架5具有一旋转副，该旋转副由框架开合电机6进行控制开合。在爬行之前，框架开合电机6控制该旋转副张开一定的角度，以方便将本绝缘子连杆爬行机构放到绝缘子串上或者从绝缘子串上取下；当本爬行机构位于绝缘子串上的合适位置时，框架开合电机6控制本旋转副转动以夹紧绝缘子串，确保本爬行机构可靠稳定的抱紧在绝缘子串上。第一连杆机构1和第三连杆机构3的相对位置不发生变化，第一连杆机构1、第二连杆机构2、第三连杆机构3且均匀分布在一个圆周上，三个连杆机构均压紧在绝缘子串上，并且三个连杆机构的第一连杆组件115的绝缘连杆1151搭在绝缘子伞裙上，以防止本爬行机构由于重力影响滑落绝缘子串，第二连杆组件116的绝缘连杆1151头部位于对应第一导向杆101和第二导向杆102的远离绝缘子一侧。连杆机构的数量可以根据实际任务需要进行适当的增减。
本实施例中，在每组连杆机构中，每组连杆组件中的绝缘连杆1151的头部的完整运动轨迹为完全重复的“d”字形。第一导向杆115和第二导向杆116构成的平面与运动轨迹平面相互垂直，并且两个平面的公共直线大致位于运动轨迹“d”字形的中部并且与“d”字形的竖直部分平行。本实施例中，三组爬行驱动电机114提供运动的动力，并且只需要进行同步重复的等速整周转动，即可实现整体爬行机构的沿绝缘子串的爬行。在运动中，第一导向杆101和第二导向杆102始终压紧在绝缘子串上，绝缘连杆1151头部的向上运动轨迹位于第一导向杆101和第二导向杆102的远离绝缘子一侧，绝缘连杆1151头部的向下运动轨迹位于第一导向杆101和第二导向杆102的靠近绝缘子一侧，从而实现沿着绝缘子伞裙的爬行。
本发明提供的一种绝缘子连杆爬行机构，包括用于爬行的三个完全相同的连杆机构，固定连杆机构的一组固定框架和一组带有电机可以定轴转动的固定框架。连杆机构可以根据实际任务进行数目的增减，每组连杆机构由一个电机进行驱动，具有两个相同的简单连杆机构，通过皮带进行动力传动，简单连杆机构末端运行轨迹大致为“d”字形，以实现末端的往复运动以及爬行，两个简单机构在运动中始终有一个搭在绝缘子伞裙上并且向下运动，带动整体结构向上爬升，另一个向上运动并且与绝缘子无接触；固定框架用于固定连杆机构、电机以及进行开合以方便整体结构对绝缘子串的抱紧。该爬行机构可以简单、快捷的实现在绝缘子串上的爬行，并且控制简单，只需要电机做单一方向的圆周运动便可以实现机构在绝缘子串上的爬行，具有良好的应用前景。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。
1.一种绝缘子连杆爬行机构，其特征在于，包括第一连杆机构(1)、第二连杆机构(2)、第三连杆机构(3)、第一框架(4)、第二框架(5)及框架开合驱动机构，其中第一框架(4)和第二框架(5)的一端通过第一连杆机构(1)连接，所述第一框架(4)和第二框架(5)的另一端分别设有第二连杆机构(2)和第三连杆机构(3)；所述第一连杆机构(1)、第二连杆机构(2)和第三连杆机构(3)可同步沿绝缘子爬行；
所述第二框架(5)为可开合结构，所述框架开合驱动机构设置于所述第二框架(5)上，用于驱动所述第二框架(5)进行开合动作。
2.根据权利要求1所述的绝缘子连杆爬行机构，其特征在于，所述第一连杆机构(1)、第二连杆机构(2)和第三连杆机构(3)结构相同，均包括安装支撑架及设置于所述安装支撑架上的第一连杆组件(115)、第二连杆组件(116)及连杆驱动机构，其中第一连杆组件(115)和第二连杆组件(116)上下布设并且均与所述连杆驱动机构连接，所述连杆驱动机构驱动所述第一连杆组件(115)和第二连杆组件(116)反向摆动，从而实现沿绝缘子爬行动作。
3.根据权利要求2所述的绝缘子连杆爬行机构，其特征在于，所述第一连杆组件(115)和所述第二连杆组件(116)结构相同，均包括绝缘连杆(1151)、摇臂连杆(1152)及驱动连杆(1153)，其中驱动连杆(1153)与所述连杆驱动机构连接，可绕定轴转动；所述驱动连杆(1153)的一端与所述绝缘连杆(1151)的中间位置铰接，所述绝缘连杆(1151)的末端与摇臂连杆(1152)的一端铰接，所述摇臂连杆(1152)的另一端通过摇臂转轴(1154)与所述安装支撑架转动连接，所述绝缘连杆(1151)的首端为爬行施力端。
4.根据权利要求3所述的绝缘子连杆爬行机构，其特征在于，所述绝缘连杆(1151)的爬行施力端的运动轨迹为“d”形，所述第一连杆组件(115)和所述第二连杆组件(116)中的绝缘连杆(1151)的初始安装位置分别位于运动轨迹的顶部和底部。
5.根据权利要求3所述的绝缘子连杆爬行机构，其特征在于，所述连杆驱动机构包括第一被动轮(105)、张紧轮(106)、第二被动轮(107)、主动轮(108)、动力传动皮带(117)及爬行驱动电机(114)，其中第一被动轮(105)和第二被动轮(107)分别布设于主动轮(108)的上下侧，所述动力传动皮带(117)环绕于第一被动轮(105)、第二被动轮(107)及主动轮(108)的外侧，并且通过张紧轮(106)张紧；所述爬行驱动电机(114)的输出端与所述主动轮(108)连接；所述第一被动轮(105)与所述第一连杆组件(115)中的驱动连杆(1153)连接；所述第二被动轮(107)与所述第二连杆组件(116)中的驱动连杆(1153)连接。
6.根据权利要求2所述的绝缘子连杆爬行机构，其特征在于，所述安装支撑架包括第一导向杆(101)、第二导向杆(102)、第一导向杆连接件(103)、第二导向杆连接件(104)及机构安装框架，其中第一导向杆(101)和第二导向杆(102)分别通过第一导向杆连接件(103)和第二导向杆连接件(104)连接在机构安装框架的两侧，所述第一导向杆(101)和所述第二导向杆(102)均沿竖直方向布设，用于与绝缘子的外圆周接触。
7.根据权利要求6所述的绝缘子连杆爬行机构，其特征在于，所述机构安装框架包括第一机构安装板(111)、第二机构安装板(110)、第三机构安装板(109)、第一安装板框架连接件(112)及第二安装板框架连接件(113)，其中第一机构安装板(111)、第二机构安装板(110)及第三机构安装板(109)依次平行设置，所述第一机构安装板(111)通过第一安装板框架连接件(112)和第二安装板框架连接件(113)与第二机构安装板(110)连接，所述第三机构安装板(110)与所述第二机构安装板(110)连接；
所述第一连杆组件(115)和所述第二连杆组件(116)设置于所述第一机构安装板(111)和第二机构安装板(110)之间；所述连杆驱动机构设置于所述第二机构安装板(110)和第三机构安装板(109)之间。
8.根据权利要求1所述的绝缘子连杆爬行机构，其特征在于，所述第二框架(5)包括第二框架ⅰ和第二框架ⅱ，其中第二框架ⅰ和第二框架ⅱ的一端通过转轴转动连接，所述第二框架ⅰ的另一端与所述第一连杆机构(1)连接，所述第二框架ⅱ的另一端与所述第三连杆机构(3)连接；所述框架开合驱动机构设置于第二框架ⅰ上，且输出端与所述转轴连接；所述框架开合驱动机构驱动所述第二框架ⅱ转动。
9.根据权利要求1所述的绝缘子连杆爬行机构，其特征在于，所述框架开合驱动机构为框架开合电机(6)。
10.根据权利要求1所述的绝缘子连杆爬行机构，其特征在于，第一框架(4)和第二框架(5)均为弧形结构。
技术总结