CN101081517A - 带电作业机器人清扫手爪防撞装置 - Google Patents

Abstract

一种机器人技术领域的带电作业机器人清扫手爪防撞装置。本发明中，手爪防撞板与手爪防撞主轴连接，手爪防撞板与手爪防撞主轴固定连接；手爪防撞缸体与手爪防撞主轴相接触，手爪防撞弹簧与手爪防撞主轴相接触；手爪防撞缸盖与手爪防撞缸体相连接，手爪防撞定位钉与手爪防撞主轴连接，通过手爪防撞导向定位钉使圆柱体防撞主轴不会转动，从而保证了手爪防撞板的垂直碰触方向，手爪防撞螺钉与手爪防撞缸体接触；手爪防撞定位钉导向槽堵块与手爪防撞缸体相接触；手爪防撞主轴的后端在凹槽光纤发送接收器内进退感应信号。本发明结构简单，价格低廉，安全环保。

Description

带电作业机器人清扫手爪防撞装置

技术领域

本发明涉及一种机器人技术领域的装置，具体是一种带电作业机器人清扫手爪防撞装置。

背景技术

电力输送系统的变电站户外设备由于长期暴露在野外，因长期遭到受雨水、雾、灰尘等环境的影响，污物积聚在绝缘瓷瓶上，多次导致国家电网出现由污秽闪烁造成大面积停电事故，使国民经济与生产遭到很大的损失。而电力系统每年组织停电人工清扫，对于人身安全也不能全部得到保证。研究高电压带电作业机器人既能在变电站不停电情况下进行清扫，同时也避免了清扫人员的生命安全。由于带电清扫作业时，周围工作环境是220KV或330KV的高电压，带电作业机器人的操作人员在几十米外的摇控操作下，将清扫机器人自动升高至断路器等的绝缘瓷瓶高度时，控制清扫手爪伸向绝缘瓷瓶，将绝缘瓷瓶抱住并进行清扫灰尘等污物。根据国家带电作业规定，其带电作业工具需有一定的绝缘距离，由于绝缘瓷瓶材料是陶瓷制成，而操作人员通过远距离视频监控，不能十分清楚地看到清扫手爪是否会碰触到瓷瓶，如果几十公斤重的清扫手爪没有防撞装置直接伸出与绝缘瓷瓶相碰触，很容易将顶端带有高电压的绝缘瓷瓶撞坏，这样更容易造成突然大面积停电事故。

经对现有技术的文献检索发现，中国专利号00227099.4，名称为“一种汽车防撞装置”，该实用新型专利通过防撞板推动推动轴，而与其连接的齿轮、链条带动汽车支承轴与支承轮，通过支承轮触地将汽车后轮抬起所起到汽车制动作用。经研究发现该发明虽然应用在不同领域，但仍存在一些不足之处：1、该发明通过前后齿轮链条传动支承轴、轮方法，其辅助传动轮较多，机械结构复杂。2、齿轮链条传动使支承轮抬起，由于汽车后部重力较大，链条容易铺断与脱链无法抬起后轮车体。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，提出了一种高电压带电作业机器人清扫手爪防撞装置，使其在作业时通过前端防撞板碰触到瓷瓶，带动防撞主轴及弹簧后退，防撞主轴的后端将在光纤开关的凹槽内退缩，通过光纤开关接收信号将信息传输到带电作业机器人的电控系统，该系统即会发出停止清扫手爪伸缩信号，避免了清扫手爪将直接碰撞绝缘瓷瓶的生产安全事故。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明装置包括：手爪防撞板、手爪防撞主轴、手爪防撞缸体、手爪防撞弹簧、手爪防撞缸盖、手爪防撞定位钉、手爪防撞定位钉导向槽堵块、光纤发送接收器。手爪防撞板与手爪防撞主轴连接，手爪防撞板与手爪防撞主轴固定连接；手爪防撞缸体与手爪防撞主轴相接触，手爪防撞主轴在手爪防撞缸体内伸缩运动，手爪防撞弹簧与手爪防撞主轴相接触；手爪防撞缸盖与手爪防撞缸体相连接，手爪防撞定位钉与手爪防撞主轴连接，手爪防撞定位钉设有导向槽，手爪防撞定位钉导向槽堵块堵住手爪防撞定位钉的导向槽将手爪防撞弹簧堵封在手爪防撞缸体内，通过手爪防撞导向定位钉使手爪防撞主轴不会转动，从而保证了手爪防撞板的垂直碰触方向，手爪防撞主轴的后端在凹槽光纤发送接收器内进退感应信号。

所述的手爪防撞板，其上下两头为圆弧形，位于整个防撞装置最前端。

所述的手爪防撞主轴，为圆柱体，其后端切削成竖向长方体，位于手爪防撞板后端，穿过手爪防撞缸体，手爪防撞主轴在手爪防撞缸体内伸缩运动。

所述的手爪防撞缸体，为长方体，中间开有圆柱孔，位于防撞装置的中部。

所述的手爪防撞弹簧，为两头带有双圈的弹簧，套在手爪防撞主轴外面，位于手爪防撞缸体内，通过推动手爪防撞主轴压缩手爪防撞弹簧能在手爪防撞缸体内自如伸缩。

所述的手爪防撞缸盖，为圆柱体，位于手爪防撞缸体尾端。

所述的手爪防撞定位钉导向槽堵块，位于手爪防撞缸体下方，并与手爪防撞缸体相接触。

所述的凹槽光纤发送接收器，其形状为长方体凹形，上方设有凹口，位于整个手爪防撞装置的后端独立安装。

本发明整个装置通过手爪防撞镙钉固定于清扫手爪下方，手爪防撞镙钉与手爪防撞缸体接触。

本发明装置用于高电压带电作业场所，根据国家带电作业的规范，带电作业的器具必须满足绝缘距离要求，故在规定的绝缘距离之内所选用材料均为绝缘材料。本发明可以采用环氧板与环氧棒或聚四氟乙稀引拨棒、尼龙等绝缘材料，整个装置安装于带电作业清扫机器人手爪中心位置下部前端，工作时一旦手爪防撞装置碰触到绝缘瓷瓶，手爪即会停止继续向前伸出，随即进行安全可靠的自动清扫工作。由于绝缘材料缺乏弹性和韧性不能制作成手爪防撞弹簧，只能采用金属弹簧，通过手爪防撞定位钉导向槽堵块将其封住，无金属部件外露，相当于该金属弹簧被长方形的手爪防撞缸体包住，不存在任何接地点，故也不影响清扫手爪的绝缘性能，经工频耐压试验至460KV高压无任何闪烁现象，符合国家带电作业规范的要求。本发明结构简单，价格低廉，安全环保。

附图说明

图1为本发明的结构示意图

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1示，本实施例包括：手爪防撞板1，手爪防撞主轴2，手爪防撞缸体4，手爪防撞弹簧5，手爪防撞缸盖6，手爪防撞定位钉7，手爪防撞定位钉导向槽堵块9，凹槽光纤发送接收器10。连接关系为：手爪防撞板1与手爪防撞主轴2连接，手爪防撞板1与手爪防撞主轴2通过主轴固定销3固定连接，手爪防撞缸体4与手爪防撞主轴2相接触，手爪防撞弹簧5在手爪防撞缸体4内套住手爪防撞主轴2，手爪防撞缸盖6与手爪防撞缸体4相连接，手爪防撞定位钉7与手爪防撞主轴2连接，通过手爪防撞导向定位钉7使手爪防撞主轴2固定，手爪防撞定位钉7设有导向槽，手爪防撞定位钉导向槽堵块9堵住手爪防撞定位钉7的导向槽将手爪防撞弹簧5堵封在手爪防撞缸体4内，手爪防撞主轴2的后端在凹槽光纤发送接收器10内进退并感应信号。

所述的手爪防撞板1，为长口50mm、宽40mm、厚3mm的上下两头圆弧形，其材料为环氧板，位于整个防撞装置最前端，其功能为碰触绝缘瓷瓶，作用为其在碰触绝缘瓷瓶时将推动与其连接的手爪防撞主轴2退缩。

所述的手爪防撞主轴2，为长300mm、直径为25mm的圆柱体，其后端约100mm处切削成竖向3mm厚的长方体，材料为环氧棒或聚四氟乙稀引拔棒，位于手爪防撞板1后端，穿过手爪防撞缸体4，手爪防撞主轴2在手爪防撞缸体4内伸缩运动。其功能为：手爪防撞板1只要碰触到绝缘瓷瓶，与其连接的手爪防撞主轴2通过压缩手爪防撞弹簧5随其后退伸缩，其后端长方体部分退缩到凹槽光纤发送接收器10内，由凹槽光纤发送接收器10将接收到信号通过光纤传输到带电作业机器人的电控系统，电控系统即会发出停止清扫手爪伸缩运动信号。

所述的手爪防撞缸体4，为长130mm、宽70mm的长方体，中间开有25.5mm□圆柱孔，材料为环氧板，位于防撞装置的中部。手爪防撞主轴2可在本手爪防撞缸体内伸缩运行，既可将整个防撞装置固定于清扫手爪上，又可让手爪防撞主轴2在缸体内退缩到凹槽光纤发送接收器10里感应信号。

所述的手爪防撞弹簧5，是由Φ1.5mm□弹簧钢丝绕制成、内径为Φ25.5mm的两头带有双圈的压缩弹簧，材料为金属，套在手爪防撞主轴2外面，位于手爪防撞缸体4内，其功能为：通过推动手爪防撞主轴2压缩手爪防撞弹簧5能在手爪防撞缸体4内自如伸缩，手爪防撞板1碰触绝缘瓷瓶后，通过推动手爪防撞主轴2压缩手爪防撞弹簧5，使手爪防撞主轴2退缩时，其长方体后端在凹槽光纤发送接收器10穿过，凹槽光纤发送接收器10即会接收到碰触绝缘瓷瓶的信号。

所述的手爪防撞缸盖6，为圆柱体空心螺栓，螺栓空心孔直径为Φ25mm，材料为环氧棒或尼龙棒，位于手爪防撞缸体4尾端，其功能为：堵封住手爪防撞弹簧5在手爪防撞缸体4内，手爪防撞主轴2在伸缩时压缩手爪防撞弹簧5在手爪防撞缸体4内伸缩，保证手爪防撞弹簧5□始终在手爪防撞缸体4内不外移。

所述的手爪防撞定位钉导向槽堵块9，为长90mm、宽5mm、厚15mm的环氧板材料，位于手爪防撞缸体4下方，并与手爪防撞缸体4相接触。手爪防撞定位钉导向槽堵块9将手爪防撞定位钉7的导向槽堵封住，作用是根据国家带电作业规范，需在规定的绝缘距离内所用的作业材料均为绝缘材料，故将手爪防撞弹簧5金属件堵封在手爪防撞缸体4内，使整套手爪防撞装置达到国家绝缘标准。

所述的凹槽光纤发送接收器10，其形状为长方体凹形，长为40mm、宽为30mm、厚为10mm，中上方开有20*20mm凹口，其材料为环氧板，位于整个手爪防撞装置的后端独立安装，其功能为：可让手爪防撞主轴2后端长方体部分在其凹槽内伸缩运行，接收手爪防撞主轴2退缩时感应遮光信号作为碰触绝缘瓷瓶的信号，通过光纤传输到清扫车体的电控系统。

本实施例整个装置通过手爪防撞镙钉8固定于清扫手爪下方，手爪防撞镙钉8与手爪防撞缸体4接触。

本实施例安装于带电作业机器人清扫手爪的下部，正常工作时，在操作人员控制清扫手爪向前伸向被清扫作业的绝缘瓷瓶时，主要通过手爪防撞板1碰触到上端带高电压的绝缘瓷瓶，由手爪防撞板1推动手爪防撞缸体4内的圆柱形手爪防撞主轴2，通过手爪防撞弹簧5压缩使手爪防撞主轴2后退，该手爪防撞主轴2的长方形未端在后退过程穿过凹槽光纤发送接收器10，由凹槽光纤发送接收器通过光纤将碰撞信息传输到带电作业机器人电控系统，控制系统会随即发出停止清扫手爪伸缩运动信号，从而保证了清扫手爪不会直接与绝缘瓷瓶相碰触。同时，控制系统将发出执行命令，清扫手爪将绝缘瓷瓶抱住，其清扫手爪上的毛刷将进行自动旋转将绝缘瓷瓶上的污垢清扫干净。

本发明结构简单，价格低廉，安全环保，其所需聚四氟乙稀、环氧板与环氧棒及弹簧市场均有售，只要加工制作即成。本发明也可应用于其他高压带电作业场合，如其他保护高压带电作业设备及高电压应用场所，如改用金属材料，则可进一步推广应用于各工业领域的防碰撞专用设备。

Claims (10)

1、一种带电作业机器人清扫手爪防撞装置，包括：手爪防撞板(1)、手爪防撞主轴(2)，其特征在于，还包括：手爪防撞缸体(4)、手爪防撞弹簧(5)、手爪防撞缸盖(6)、手爪防撞定位钉(7)、手爪防撞定位钉导向槽堵块(9)、凹槽光纤发送接收器(10)，手爪防撞板(1)与手爪防撞主轴(2)连接，手爪防撞板(1)与手爪防撞主轴(2)固定连接，手爪防撞缸体(4)与手爪防撞主轴(2)相接触，手爪防撞弹簧(5)在手爪防撞缸体(4)内套住手爪防撞主轴(2)，手爪防撞缸盖(6)与手爪防撞缸体(4)相连接，手爪防撞定位钉(7)与手爪防撞主轴(2)连接，通过手爪防撞导向定位钉(7)使手爪防撞主轴(2)固定，手爪防撞定位钉(7)设有导向槽，手爪防撞定位钉导向槽堵块(9)堵住手爪防撞定位钉(7)的导向槽将手爪防撞弹簧(5)堵封在手爪防撞缸体(4)内，手爪防撞主轴(2)的后端在凹槽光纤发送接收器(10)内进退并感应信号。

2、根据权利要求1所述的带电作业机器人清扫手爪防撞装置，其特征是，所述的手爪防撞板(1)，其上下两头为圆弧形，位于整个防撞装置最前端。

3、根据权利要求1所述的带电作业机器人清扫手爪防撞装置，其特征是，所述的手爪防撞主轴(2)，为圆柱体，其后端切削成竖向长方体，位于手爪防撞板(1)后端。

4、根据权利要求1或3所述的带电作业机器人清扫手爪防撞装置，其特征是，所述的手爪防撞主轴(2)穿过手爪防撞缸体(4)，手爪防撞主轴(2)在手爪防撞缸体(4)内伸缩运动。

5、根据权利要求1所述的带电作业机器人清扫手爪防撞装置，其特征是，所述的手爪防撞缸体(4)，为长方体，中间开有圆柱孔，位于防撞装置的中部。

6、根据权利要求1所述的高电压带电作业机器人清扫手爪防撞装置，其特征是，所述的手爪防撞弹簧(5)，为两头带有双圈的弹簧，套在手爪防撞主轴(2)外面，位于手爪防撞缸体(4)内。

7、根据权利要求1或6所述的带电作业机器人清扫手爪防撞装置，其特征是，通过推动手爪防撞主轴(2)压缩手爪防撞弹簧(5)在手爪防撞缸体(4)内自如伸缩。

8、根据权利要求1所述的带电作业机器人清扫手爪防撞装置，其特征是，所述的手爪防撞缸盖(6)，为圆柱体，位于手爪防撞缸体(4)尾端。

9、根据权利要求1所述的带电作业机器人清扫手爪防撞装置，其特征是，所述的手爪防撞定位钉导向槽堵块(9)位于手爪防撞缸体(4)下方，并与手爪防撞缸体(4)相接触。

10、根据权利要求1所述的带电作业机器人清扫手爪防撞装置，其特征是，所述的凹槽光纤发送接收器(10)，其形状为长方体凹形，上方开凹口，位于整个手爪防撞装置的后端。

Images