(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210712369.X (22)申请日 2022.06.22 (71)申请人 国网天津市电力公司建 设分公司 地址 300143 天津市河北区翔纬路15 3号 申请人 国网天津市电力公司 　 国家电网有限公司 (72)发明人 刘超　孟令健　王斌　魏志民　 刘志东　褚恩葆　褚本荣　王青云　 王丽杰　李文杰　马骏　刘庆林　 曹涛　高国　毛华　车晓钰　 栗世勇　崔荣坤　杜春阳　詹云腾　 杜祎　孟啸啸　潘光　李春雪　 党国毅　王江　张晓亮　 (74)专利代理 机构 天津市三利专利商标代理有 限公司 12107 专利代理师 张义(51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) B25J 11/00(2006.01) B25J 19/00(2006.01) B62D 57/032(2006.01) (54)发明名称 一种输电线路铁塔攀爬机器人水平爬行试 验组件及方法 (57)摘要 本发明公开了一种输电线路铁塔攀爬机器 人水平爬 行试验组件及方法， 属于试验设备技术 领域。 试验组件包括： 固定支 撑组件、 随动支 撑组 件、 随动限向组件。 通过将水平爬行组件与攀爬 机器人的有效连接， 采用上位机协同控制机器人 夹持单元开合与驱动装置带动机器人机身移动， 可对攀爬机器人机械臂开合夹紧可靠性、 机器人 轮式行走可靠性、 脚钉识别避障可靠性等关键性 环节进行实验验证， 为输电线路铁塔攀爬机器人 的机械结构和控制程序优化提供支撑， 同时为输 电线路铁塔攀爬机器人开展竖直爬塔实验提供 可靠性保障。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 115229783 A 2022.10.25 CN 115229783 A 1.一种输电线路铁塔攀爬机器人水平爬行试验组件， 其特征在于， 包括水平设置的实 验铁塔角钢(5)以及安装在实验铁塔角 钢(5)上的固定支撑组件(8)、 随动支撑组件(7)、 随 动限向组件(9)， 其中， 所述随动支撑组件(7)、 随动限向组件(9)根据试验阶段选择进行替 换安装； 所述固定支撑组件(8)为三个， 分别安装于水平试验铁塔角钢(5)两端及中间位置， 所述随动支撑组件(7)为两个， 分别安装于机身(2)头部及尾部位置， 所述随动限向组件(9) 为两个， 分别安装于机身(2)头部及尾部位置； 所述实验铁塔角 钢(5)在长度方向上间隔均 匀设置有 多个脚钉(6)。 2.根据权利要求1所述的一种输电线路铁塔攀爬机器人水平爬行试验组件， 其特征在 于， 所述固定支撑组件(8)包括： 固定支撑组件主体(11)、 角钢顶铁(10)、 可调地脚(12)， 所 述固定支撑组件主体(11)包括横向设置的工字架以及连接在工字架中间部位的、 纵向设置 的支撑杆， 所述支撑杆上端与所述角钢顶铁(10)相连接， 所述角钢顶铁(10)顶住所述实验 铁塔角钢(5)， 所述可调地脚(12)为四个， 四个可调地脚(12)分部在工 字架四个脚处。 3.根据权利要求1所述的一种输电线路铁塔攀爬机器人水平爬行试验组件， 其特征在 于， 所述随动支撑组件(7)包括： 随动支撑组件主体(14)、 第一吊环螺栓(13)、 万向轮(15)， 所述随动支撑组件主体(14)包括龙门架， 所述龙门架两侧下端分别连接一根横梁， 每根横 梁两端下部均连接一个万向轮(15)， 所述龙门架上端中部连接有第一U型框， 所述第一U型 框两端上部 分别连接一个第一吊环螺栓(13)， 通过所述的第一吊环螺栓(13)将随动支撑组 件(7)与输电线路铁塔攀 爬机器人的机身(2)连接 。 4.根据权利要求1所述的一种输电线路铁塔攀爬机器人水平爬行试验组件， 其特征在 于， 所述随动限向组件(9)包括： 随动限向组件主体(16)、 调节板(17)、 滚轮(18)、 第二吊环 螺栓(14)， 所述随动限向组件主体(16)两端下端分别连接一块斜向设置的调节板(17)， 两 个调节板(18)形成八字形， 每个所述调节板(17)均连接一个滚轮(18)， 通过所述第二吊环 螺栓(14)将随动限向组件主体(16)与输电线路铁塔攀 爬机器人的机身(2)连接 。 5.一种输电线路铁塔攀爬机器人水平爬行试验方法， 其特征在于， 所述方法基于如权 利要求1‑4中任一项所述的试验组件进行， 包括以下主 要步骤： 步骤A： 根据实验铁塔角钢(5)长度调 节固定支撑组件(8)位置布局， 并调节每个固定支 撑组件(8)的四个可调地脚(12)的高度， 保证四个可调地脚(12)的高度一致， 使固定支撑组 件(8)可靠支撑实验铁塔角 钢(5)， 以防止与输电线路铁塔攀爬机器人的夹持单元(1)接触 后出现横向或纵向倾覆； 步骤B： 将机身(2)与随动支撑组件(7)通过第一吊环螺栓(13)相连接， 通过可调地脚 (12)调节实验铁塔角钢(5)的高度， 使夹持单元(1)导向轮稳定接触实验铁塔角钢(5)， 通过 手动推拉随动支撑组件(7)测试 水平爬行 试验组件的有效性； 步骤C： 通过上位机控制夹持单元(1)进行反复开合测试， 得到当夹持单元(1)机械臂越 过脚钉(6)高度超过10mm时的输电线路铁塔攀爬机器人驱动装置(3)反馈力矩及夹持单元 (1)1机械臂在1500N推力作用下保持抱住铁塔角钢(5)处于 静止状态时的驱动装置(3)反馈 力矩， 记录相关数据信息； 步骤D： 通过上位机协同控制夹持单元(1)与驱动装置(3)带动输电线路铁塔攀爬机器 人的机身(2)移动， 反复测试超声波传感器(4)识别障碍脚钉(6)反馈控制夹持单元(1)进行 自动避障情况及前后行进的稳定性， 记录相关数据信息， 以优化攀爬机器人 的机械结构和权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115229783 A 2控制程序设计； 步骤E： 分离机身(2)与随动支撑组件(7)， 将机身(2)与随动限向组件(9)通过第二吊环 螺栓(19)相连接， 调整调节板(17)位置使滚轮(18)与实验铁塔角钢(5)内表 面接触， 保证夹 持单元(1)导向轮可靠 压接在实验铁塔角钢(5)上； 步骤F： 通过上位机协同控制夹持单元(1)与驱动装置(3)带动输电线路铁塔攀爬机器 人的机身(2)移动， 重复验证夹持单元(1)可靠开合力矩， 张开力矩需保证夹持单元(1)机械 臂越过脚钉高度10mm， 夹紧力矩需保证夹持单元(1)机械臂在1500N推力作用下保持抱住铁 塔角钢(5)处于 静止状态， 重复验证超声波传感器(4)识别脚钉(6)控制夹持单元(1)自动避 障情况， 重点重复验证输电线路铁塔攀 爬机器人的机身(2)向前和向后行进的稳定性。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115229783 A 3