CN103683095B - 用于带电检修作业的机械手 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力检修技术领域，特别涉及一种用于带电检修作业的机械手，包括芯轴，芯轴的前端固定连接卡爪座，卡爪座上设置有卡爪；芯轴的前段设置有盲孔，小轴位于所述的盲孔内，小轴可顺延芯轴轴芯方向移动并带动卡爪收拢/张开，小轴与芯轴间设置有第一锁紧单元；芯轴的后段上设置有套筒，套筒与芯轴构成周向转动、轴向限位配合，套筒与芯轴间设置有第二锁紧单元。该机械手操作灵活，工作效率高，通过控制第一、二锁紧单元的锁止/解锁状态，实现螺丝的自动拆卸与装配，进行带电作业时安全性非常的高。

Description

用于带电检修作业的机械手

技术领域

本发明涉及电力检修技术领域，特别涉及一种用于带电检修作业的机械手。

背景技术

近年来，随着经济发展迅速、用电量的持续增长，使得优质电力的供应对社会影响越来越大。配电线路带电作业，就是在保证向客户带电或者少停电（指停电次数少、范围小、时间短）的情况下，对线路及其附属设备进行施工、检修、抢修的工作，加强配网的带电作业，使配电线路及设备的作业无论是在成本、质量和工作效率上都能得到改善，带电作业是提高配电系统供电可靠率、提高设备和电网稳定性的有效途径。

带电作业方式多样：绝缘杆作业法指作业人员在地面或者登杆至适当位置，系上安全带，与带电体保持足够的安全距离，通过端部装配有不同工具附件的绝缘杆进行作业，这种作业方法不受地形条件限制，但是效率较低，作业效果不佳，只有很小一部分项目采用此种作业方法。绝缘平台法通常采用绝缘人字梯、独脚梯等，在绝缘平台上，作业人员通过绝缘杆间接接触带电体或者通过绝缘手套直接接触带电体进行作业，它和绝缘杆作业法一样，不受地形条件限制，在绝缘斗臂车不能到达的位置也可以进行作业，工作效率比绝缘杆法要高，但是劳动强度大。采用绝缘斗臂车进行带电作业，具有升空便利、机动性强、作业范围大、机械强度高、电气绝缘性能高等优点。绝缘斗臂车和机械手配合使用，劳动强度低，作业效率高，能完成细致复杂的检修工作，是目前配网带电作业采用的主要作业方式。现有的配合绝缘斗臂车使用的机械手都较为简单，只能完成一些简单的动作，无法自动完成螺丝的拆卸旋拧动作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于带电检修作业的机械手，通过人工遥控自动完成螺丝的拆卸旋拧动作。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种用于带电检修作业的机械手，包括芯轴，芯轴的前端固定连接卡爪座，卡爪座上设置有卡爪；芯轴的前段设置有盲孔，小轴位于所述的盲孔内，小轴可顺延芯轴轴芯方向移动并带动卡爪收拢/张开，小轴与芯轴间设置有第一锁紧单元；芯轴的后段上设置有套筒，套筒与芯轴构成周向转动、轴向限位配合，套筒与芯轴间设置有第二锁紧单元。

与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：该机械手操作灵活，工作效率高，通过控制第一、二锁紧单元的锁止/解锁状态，实现螺丝的自动拆卸与装配，进行带电作业时安全性非常的高。

附图说明

图1是本发明卡爪张开状态示意图；

图2是本发明卡爪收拢状态示意图；

图3是图2的A-A剖视图，不含卡爪座；

图4是套筒结构示意图；

图5是芯轴结构示意图；

图6是卡爪座结构示意图；

图7是图6的下侧视图；

图8是凸块结构示意图；

图9是凸块和拨杆半剖结构示意图；

图10是小轴和卡爪配合示意图。

具体实施方式

下面结合图1至图10，对本发明做进一步详细叙述。

参阅图1，一种用于带电检修作业的机械手，包括芯轴10，芯轴10的前端固定连接卡爪座20，卡爪座20上设置有卡爪21；芯轴的前段11设置有盲孔13，小轴30位于所述的盲孔13内，小轴30可顺延芯轴10轴芯方向移动并带动卡爪21收拢/张开，小轴30与芯轴10间设置有第一锁紧单元；芯轴的后段12上设置有套筒40，套筒40与芯轴10构成周向转动、轴向限位配合，套筒40与芯轴10间设置有第二锁紧单元。在作业时，操作人员在绝缘斗内随着机械手一起升至线路附近后，通过无线数传台遥控机械手进行动作，将机械手调整到待拧螺帽位置处，螺帽挤压小轴30，使得小轴30向盲孔13内运动，小轴30的运动带动卡爪收拢，至合适位置处时，螺帽被卡爪抱紧，将第一锁紧单元锁紧，限制小轴30继续移动，如图2所示；再将第二锁紧单元锁紧，此时转动套筒40即可对螺丝进行拆卸。第二锁紧单元设置的好处是：在装配螺丝时，螺丝紧固到一定程度后，第二锁紧单元起不到锁合的作用，套筒40与芯轴10之间发生转动，这样就可以对螺丝拧紧过程中所施加的最大的力度进行调整。

参阅图5，更进一步地，所述的盲孔13为台阶孔，由前、中、后段131、132、133构成，前、中、后段131、132、133自盲孔13的孔口向孔底依次布置，盲孔的前段131直径大于盲孔的中段132直径，盲孔的中段132直径大于盲孔的后段133直径，所述盲孔的前段131设置有内螺纹。三段式设计，前段131方便与卡爪座20实现连接，中段132便于放置小轴30，后段133方便设置弹簧使得小轴30复位。如果不设置后段133，直接将弹簧设置在中段132中也是可以的，但是那样的话，弹簧较大，相同的型变量下，力的大小不易控制。

参阅图6，更进一步地，所述卡爪座20由两个直径相异的圆盘同轴顺延布置而成，直径较小的圆盘外侧开设有外螺纹与所述盲孔的前段131内螺纹构成配合实现芯轴10与卡爪座20的固定连接，直径较大的圆盘一侧盘面上布置三个卡爪21，三个卡爪21位于同一圆环上均匀间隔布置，如图7所示；卡爪21由爪臂211和爪脚212构成弯折状，爪脚212平行于芯轴10的轴芯方向，爪臂211沿圆盘的径向布置，爪脚212和爪臂211连接处设置有安装孔213，卡爪21可绕安装孔213转动；卡爪座20沿轴芯方向布置有第一通孔22供小轴30穿过。通过设置不同卡爪座20，即可实现不同规格螺丝的拆卸与装配，这里说的不同的卡爪座20之间，区别在爪臂211的长度，其他部分基本类似。

参阅图10，更进一步地，所述的小轴30包括三段，小轴的前段31直径与所述的第一通孔22孔径相吻合，小轴的中段32直径与所述盲孔的中段132直径相吻合，小轴的后段33直径与所述盲孔的后段133直径相吻合，小轴的后段33插置于盲孔的后段133中，盲孔13的孔底与小轴后段33的端头间设置有第一压簧51；小轴的前段31位于第一通孔22外的轴身上沿周向开设有环形凹槽311，爪臂211自安装孔213处向小轴30的轴芯延伸至所述的环形凹槽311处。小轴这样设计，与盲孔13相配合，小轴的前段31与中段32之间形成的台阶正好抵靠在卡爪座20上使得小轴30不致于从芯轴10与卡爪座20围合而成的腔内掉落。

参阅图1、图3、图5以及图10，更进一步地，小轴的中段32上沿径向方向开设有第二通孔321，第二通孔321中布置有销子54，销子54可顺延第二通孔321运动，第二通孔321的孔底与销子54之间设置有第二压簧52，所述芯轴的前段11位于盲孔的中段132位置处的管壁上开设有第三通孔111，第三通孔111为台阶孔，第三通孔111中布置有球头销55；第二、三通孔321、111孔径相吻合，第三通孔111位于第二通孔321移动的路径上，这样，小轴30向芯轴10后端运动一定位移后，销子54在第二压簧52的作用下卡在第二、三通孔321、111之间限制小轴30轴向运动，如图2所示；第一压簧51、第二压簧52、第二通孔321、第三通孔111、销子54以及球头销55构成所述的第一锁紧单元。这样设置后，第一锁紧单元会自动进行锁合，只要待装配或拆卸的螺帽将小轴30顶至合适位置后，销子54在第二压簧52的作用下运动并锁合小轴30的位置，第一锁紧单元解锁的动作也变得简单，只要按压球头销55即可。

参阅图1、图4以及图5，所述的套筒40包括两段，套筒的前段41内径与芯轴后段12外径相吻合，套筒的后段42内径大于芯轴后段12外径，套筒的后段42与芯轴后段12间设置有第三压簧53，第三压簧53的一端抵靠在套筒前、后段41、42内壁形成的第一台阶43处，第三压簧53的另一端抵靠在芯轴后段12轴身设置的卡簧121上，套筒的前段41端头抵靠在芯轴前、后段11、12形成的第二台阶14处。这样设置的好处是，各部件可以拆卸开，芯轴10在套筒40内可转动，同时由于第三压簧53的作用，两者在轴向上不会发生位移。

参阅图1、图8以及图9，所述套筒前段41上设置有凸块44，凸块44上固定设置有拨杆45，拨杆45的轴芯与套筒40轴芯方向一致，拨杆45的长度延伸至球头销55处，球头销55被销子54顶出时拨杆45的杆身与球头销55相干涉，如图3所示，这里说的相干涉，就是套筒40带动拨杆45转动时，球头销55的端头部分会抵挡在拨杆45的转动路径上；第二压簧52、第二通孔34、第三通孔111、销子54、球头销55以及拨杆45构成所述的第二锁紧单元。通过这样设置，在第一、二锁紧单元建立联系：第一锁紧单元锁合时，正好带动第二锁紧单元锁合；第二锁紧单元解锁时，正好带动第一锁紧单元解锁，通过前面的叙述我们可以得知，第一锁紧单元锁合是通过带装配或拆卸的螺帽将小轴30顶进盲孔中一段位移自动完成的，第二锁紧单元解锁是当螺帽拧到一定程度时，拨杆45挤压球头销55，让球头销55向芯轴10的轴芯方向移动，达到自动解锁。因此，采用本实施例后，整个过程都是自动完成的。

在本实施例中，通过更换卡爪座20，可适应不同的螺丝；通过更换小轴30（不同的小轴30上设置的第二通孔321与芯轴上设置的第三通孔111轴芯间距不一样），可调节卡爪21的夹紧螺帽的程度；通过调整第二压簧52的弹簧系数，可调节拨杆45推动球头销55的力度，也即可以调整螺丝拧紧过程中施加的最大的力。

Claims (7)

1.一种用于带电检修作业的机械手，其特征在于：包括芯轴（10），芯轴（10）的前端固定连接卡爪座（20），卡爪座（20）上设置有卡爪（21）；芯轴的前段（11）设置有盲孔（13），小轴（30）位于所述的盲孔（13）内，小轴（30）可顺延芯轴（10）轴芯方向移动并带动卡爪（21）收拢/张开，小轴（30）与芯轴（10）间设置有第一锁紧单元；芯轴的后段（12）上设置有套筒（40），套筒（40）与芯轴（10）构成周向转动、轴向限位配合，套筒（40）与芯轴（10）间设置有第二锁紧单元。

2.如权利要求1所述的用于带电检修作业的机械手，其特征在于：所述的盲孔（13）为台阶孔，由前、中、后段（131、132、133）构成，前、中、后段（131、132、133）自盲孔（13）的孔口向孔底依次布置，盲孔的前段（131）直径大于盲孔的中段（132）直径，盲孔的中段（132）直径大于盲孔的后段（133）直径，所述盲孔的前段（131）设置有内螺纹。

3.如权利要求2所述的用于带电检修作业的机械手，其特征在于：所述卡爪座（20）由两个直径相异的圆盘同轴顺延布置而成，直径较小的圆盘外侧开设有外螺纹与所述盲孔的前段（131）内螺纹构成配合实现芯轴（10）与卡爪座（20）的固定连接，直径较大的圆盘一侧盘面上布置三个卡爪（21），三个卡爪（21）位于同一圆环上均匀间隔布置；卡爪（21）由爪臂（211）和爪脚（212）构成弯折状，爪脚（212）平行于芯轴（10）的轴芯方向，爪臂（211）沿圆盘的径向布置，爪脚（212）和爪臂（211）连接处设置有安装孔（213），卡爪（21）可绕安装孔（213）转动；卡爪座（20）沿轴芯方向布置有第一通孔（22）供小轴（30）穿过。

4.如权利要求3所述的用于带电检修作业的机械手，其特征在于：所述的小轴（30）包括三段，小轴的前段（31）直径与所述的第一通孔（22）孔径相吻合，小轴的中段（32）直径与所述盲孔的中段（132）直径相吻合，小轴的后段（33）直径与所述盲孔的后段（133）直径相吻合，小轴的后段（33）插置于盲孔的后段（133）中，盲孔（13）的孔底与小轴后段（33）的端头间设置有第一压簧（51）；小轴的前段（31）位于第一通孔（22）外的轴身上沿周向开设有环形凹槽（311），爪臂（211）自安装孔（213）处向小轴（30）的轴芯延伸至所述的环形凹槽（311）处。

5.如权利要求4所述的用于带电检修作业的机械手，其特征在于：小轴的中段（32）上沿径向方向开设有第二通孔（321），第二通孔（321）孔口处布置有销子（54），销子（54）可顺延第二通孔（321）运动，第二通孔（321）的孔底与销子（54）之间设置有第二压簧（52），所述芯轴的前段（11）位于盲孔的中段（132）位置处的管壁上开设有第三通孔（111），第三通孔（111）为台阶孔，第三通孔（111）中布置有球头销（55），第二、三通孔（321、111）孔径相吻合，第三通孔（111）位于第二通孔（321）移动的路径上；第一压簧（51）、第二压簧（52）、第二通孔（321）、第三通孔（111）、销子（54）以及球头销（55）构成所述的第一锁紧单元。

6.如权利要求5所述的用于带电检修作业的机械手，其特征在于：所述的套筒（40）包括两段，套筒的前段（41）内径与芯轴后段（12）外径相吻合，套筒的后段（42）内径大于芯轴后段（12）外径，套筒的后段（42）与芯轴后段（12）间设置有第三压簧（53），第三压簧（53）的一端抵靠在套筒前、后段（41、42）内壁形成的第一台阶（43）处，第三压簧（53）的另一端抵靠在芯轴后段（12）轴身设置的卡簧（121）上，套筒的前段（41）端头抵靠在芯轴前、后段（11、12）形成的第二台阶（14）处。

7.如权利要求6所述的用于带电检修作业的机械手，其特征在于：所述套筒前段（41）上设置有凸块（44），凸块（44）上固定设置有拨杆（45），拨杆（45）的轴芯与套筒（40）轴芯方向一致，拨杆（45）的长度延伸至球头销（55）处，球头销（55）被销子（54）顶出时拨杆（45）的杆身与球头销（55）相干涉；第二压簧（52）、第二通孔（34）、第三通孔（111）、销子（54）、球头销（55）以及拨杆（45）构成所述的第二锁紧单元。