CN102773859B - 一种机器人的摩擦伸缩装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的是一种机器人的摩擦伸缩装置。它包括三个节臂、支持板、摩擦驱动电机、防滑电机、摩擦轮、绝缘套、夹持电机、夹持机构、弹簧及相应的传动机构。本发明的特点是：首先，臂与臂之间的运动是靠电机带动的摩擦轮来驱动的，这样就可以省去复杂而且沉重的液压系统，使整个装置变得紧凑、轻巧。再次，通过弹簧的使用，可以在只有一个驱动源的情况下使本伸缩臂的节数多于两节(如使用齿轮齿条或是丝杠螺母时只能是两节)。最后，防滑棘爪的设计可使臂与臂之间有序的伸缩。本发明能适用于高压输电线路三线或多线同步除冰机器人的伸缩机构。并且由于不含具有可燃液压油的液压系统，还可用于火灾现场、化工工业、核工业等具有特殊要求的场合。

Description

一种机器人的摩擦伸缩装置

技术领域

本发明涉及的是一种伸缩臂，具体地说是一种能够适用于高压输电线路三线或多线同步除冰机器人的伸缩机构。

背景技术

近年来，高压输电线路的冰灾在我国发生了数千次，严重威胁了电网的安全可靠运行。因此，对输电线路进行日常的巡检和在恶劣天气下对其进行及时除冰已经变得非常迫切和重要。

目前，用于高压输电线路除冰和巡检的机器人已有很多，但他们都有一个共同特点：一个机器人一次只能对一根高压输电线路进行除冰和巡检，效率较低。

对于伸缩臂机构，现有伸缩臂大多应用于起重机械，其内部都含有液压系统和排绳机构，另外的一类伸缩臂则大多只是将液压缸用齿轮齿条或丝杠螺母机构来取代，其结构与用于起重机械上的伸缩臂大同小异。它们的特点是要么结构复杂，自身载荷很大；要么节数太少，无法伸缩到要求的长度。因此都不能满足高压输电线之间多线同步除冰协调作业的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种紧凑、轻巧，尤其适用于高压输电线路三线或多线同步除冰机器人的伸缩机构的机器人的摩擦伸缩装置。

本发明的目的是这样实现的：

包括至少两节伸缩臂，第一节臂与外端盖固联，外端盖与支撑板铰接，各节臂之间间隙配合，各节臂之间还设置有导向机构，支撑板弹簧的一端固定在支撑板上、另一端固定在第一节臂的内表面上，摩擦轮弹簧的一端固定在支撑板上、另一端固定在连杆上，防滑电机固定在支撑板上，蜗杆轴在支撑板上获得支撑的同时与防滑电机相连接，防滑电机通过蜗杆轴驱动防滑棘爪，摩擦驱动电机固定在支撑板上，支撑板通过轴承支撑与摩擦驱动电机连接的锥齿轮轴，长轴通过轴承连接在支撑板上，长轴上固定第一圆柱齿轮、伞齿轮以及两个带有轮胎的轮毂，长轴和短轴通过连杆连接，短轴上安装一个带有轮胎的轮毂和与第一圆柱齿轮啮合的第二圆柱齿轮，最后一节臂与绝缘套固联，夹持电机连接在绝缘套上，上卡爪、下卡爪都铰接在绝缘套上。

本发明提供了一种用于高压输电线路之间三线或多线同步除冰作业的伸缩机构，它可在线间距在2～6米范围内进行除冰主机器人伸缩，子机器人移动等工作。它包括至少两节臂(根据作业距离可以适当的增加或减少臂的节数)、支持板、摩擦驱动电机、防滑电机、摩擦轮、绝缘套、夹持电机、夹持机构、弹簧、以及相应的传动机构。本发明的特点是：首先，臂与臂之间的运动是靠电机带动的摩擦轮来驱动的，这样就可以省去复杂而且沉重的液压系统，使整个装置变得紧凑、轻巧。再次，通过弹簧的使用，可以在只有一个驱动源的情况下使本伸缩臂的节数多于两节(如使用齿轮齿条或是丝杠螺母时只能是两节)。最后，防滑棘爪的设计可以使臂与臂之间有序的伸缩。

本发明能够适用于高压输电线路三线或多线同步除冰机器人的伸缩机构。并且由于不含具有可燃液压油的液压系统，还可用于火灾现场、化工工业、核工业等具有特殊要求的场合。

附图说明

图1是本发明的结构示意图(主视图)；

图2是图1的局部放大图(俯视图)；

图3是图1的A——A向剖视图；

图4是图1的B——B向剖视图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细的描述：

结合图1-图4，本发明的机器人的摩擦伸缩装置的组成主要有：螺母1、垫圈2、螺栓3、外端盖4、支撑板5、第一节臂6、防滑棘爪7、蜗杆轴8、轴承挡圈9、深沟球轴承10、销轴11、套筒联轴器12、螺钉13、防滑电机14、支撑板用弹簧15、摩擦驱动电机16、摩擦轮弹簧17、夹持电机18、夹持蜗杆轴19、上卡爪20、下卡爪21、卡爪用销轴22、绝缘套23、第三节臂24、轴端挡圈25、轮胎26、轮毂27、轴套28、伞齿轮29、第二节臂30、支撑板有销轴31、锥齿轮轴32、圆柱齿轮33、长轴34、平通平键35、连杆36、短轴37。

外端盖4与第一节臂6通过螺栓3、螺母1固联在一起，同时外端盖还与支撑板5通过支撑板销轴31铰接在一起。第一节臂6第二节臂30大间隙配合，同样第二节臂30与第三节臂24也是大间隙配合，第一节臂6的内壁上开有导向槽，第二节臂上留有两个凸起的导向滑块，第三节臂上也开有导向槽。支撑板弹簧15一端固定在支撑板5上，另一端固定在第一节臂6的内表面上。摩擦轮弹簧17一端固定在支撑板5上，另一端固定在连杆上。防滑电机14通过螺钉13固定在支撑板5上。蜗杆轴8在支撑板5上获得支撑的同时通过套筒联轴器12、销轴11与防滑电机14相连接。摩擦驱动电机16通过螺钉固定在支撑板5上，锥齿轮轴32靠支撑板5通过深沟球轴承支撑。长轴34通过深沟球轴承也连接在支撑板5上，圆柱齿轮33、伞齿轮29、以及轮毂27都通过普通平键35周向固定在长轴34上，通过轴套28和轴端挡圈25实现这些零件间的轴向固定。连杆36把长轴34和短轴37连接起来。短轴上的轮毂和圆柱齿轮也通过平键和轴端挡圈来固定。通过螺钉将绝缘套23与第三节臂24相固联。夹持电机18靠螺钉连接在绝缘套23上。上卡爪20、下卡爪21都通过卡爪销轴23铰接到绝缘套上。

本伸缩臂首先是针对高压输电线路三线(多线)同步除冰机器人而发明的，所以以下就针对该除冰机器人中的部分使用方式进行说明。

在机器人进行除冰或巡检并且需要多根输电线间协调作业时就需要在机器人上安装具有伸缩功能的机械臂。用于高压输电线路间协调作业伸缩臂的工作过程分为防滑电机、摩擦驱动电机、防滑电机、摩擦驱动电机、夹持电机五个顺序动作，实现伸缩臂的伸出，具体如下：

1)在防滑电机14的驱动和蜗杆轴8的传动下防滑棘爪7向下压紧第二节臂30。

2)摩擦驱动电机16通过伞齿轮29和圆柱齿轮33的传动带动长轴34和短轴37旋转从而使三个摩擦轮转动。三个对称布置的摩擦轮就可以通过摩擦力驱动第三节臂24的伸出。

3)当第三节臂24伸出之后，防滑电机14反向运转，使棘爪7从第二节臂30上移开。

4)在摩擦驱动电机16的驱动下第二节臂30开始伸出。在第三节臂24的伸出和第二节臂30伸出的过程中，由于支撑板弹簧15和摩擦轮弹簧17的作用会使三个摩擦轮都与相应的节臂表面保持一定压力，从而保证整个摩擦驱动的顺利进行。

5)当伸缩臂伸到要求的长度后夹持电机驱动卡爪就可以夹持另一根高压输电线，从而将两根高压输电线联接起来，为后续的子机器人移动滑落协调作业做好准备。

伸缩臂收回的过程同伸出的过程是一个逆过程，在此不做重复介绍。在具体的实施情况下可以根据要求适当的改变节臂的节数，以及节臂的长度。

Claims (2)

1.一种机器人的摩擦伸缩装置，其特征是：包括三个节臂，第一节臂与外端盖固联，外端盖与支撑板铰接，各节臂之间间隙配合，各节臂之间还设置有导向机构，支撑板弹簧的一端固定在支撑板上、另一端固定在第一节臂的内表面上，摩擦轮弹簧的一端固定在支撑板上、另一端固定在连杆上，防滑电机固定在支撑板上，蜗杆轴在支撑板上获得支撑的同时与防滑电机相连接，防滑电机通过蜗杆轴驱动防滑棘爪，摩擦驱动电机固定在支撑板上，支撑板通过轴承支撑与摩擦驱动电机连接的锥齿轮轴，长轴通过轴承连接在支撑板上，长轴上固定第一圆柱齿轮、伞齿轮以及两个带有轮胎的轮毂，长轴和短轴通过连杆连接，短轴上安装一个带有轮胎的轮毂和与第一圆柱齿轮啮合的第二圆柱齿轮，最后一节臂与绝缘套固联，夹持电机连接在绝缘套上，上卡爪、下卡爪都铰接在绝缘套上。

2.根据权利要求1所述的一种机器人的摩擦伸缩装置，其特征是：各节臂之间的导向机构由第一节臂的内壁上的导向槽、第二节臂上的两个凸起导向滑块和第三节臂上的导向槽构成。