CN103746318A - 一种巡线作业清障机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种巡线作业清障机构，包括夹爪装置和位于夹爪装置一侧的切割装置，夹爪装置包括夹爪，夹爪的两侧分别设有固定板和活动块，夹爪的两个夹臂分别通过第一固定销安装在固定板上，夹爪的两个夹臂上分别固定有第二固定销，活动块上设有与第二固定销位置相对应的斜槽，第二固定销贯穿斜槽，第二固定销位于第一固定销的下部。本发明提供的巡线作业清障机构结构简单，造价低廉，便于实现，可靠性高，清障能力强，具有良好的应用前景。

Description

一种巡线作业清障机构

技术领域

本发明属于巡线机器人机构领域，具体涉及一种巡线作业清障机构。

背景技术

为保证超高压输电线路运行的安全性和稳定性，需要对输电线路开展定期巡检工作，输电线路上经常会勾上一些异物如风筝线、塑料布等，这对于输电线路的安全性和稳定性是极为不利的，因此需要及时将异物清除掉，以往在清除输电线路上的异物时，需要维护工人登上输电线进行清除，维护强度大、难度高，且安全性低。中国专利200620090882.6公开了一种导线挂物清除器，作业人员在地面控制清除器，通过拉动绳索使得清除器上的剪刀剪断异物，由于作业人员与输电线距离较远，操作实施不方便，不能很好的控制剪刀的把手，不易清除掉异物还容易划伤输电线造成额外的损伤，且由于需要使用较长的绳索操作剪刀，绳索容易打结且整理繁琐，增加了清除异物的时间和难度；另外，中国专利201020652814.0公开了一种架空输电线路巡线机器人清障装置，该装置通过电机驱动刀具将异物剪短，但在有风场地，异物晃动会影响清障效果，异物在大风力作用下会将清障装置缠绕，从而给异物清障作业带来不便与安全隐患，因此，目前巡线作业清障机构存在可操控性差、对作业环境条件要求高、无法完成异物定点清除等缺点，因而难以用于实际线路巡检作业。

发明内容

为了解决现有技术中存在的不足，本发明提供了一种巡线作业清障机构，包括夹爪装置和切割装置，夹爪装置利用夹爪及螺杆电机配合使用，实现夹住异物的目的，防止异物随意晃动，再利用切割装置将异物切割下来，达到清除异物的目的，该巡线作业清障机构结构简单，便于实现，可靠性高，清障能力强，具有良好的应用前景。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种巡线作业清障机构，其特征在于：包括夹爪装置和位于夹爪装置一侧的切割装置，所述夹爪装置包括夹爪，所述夹爪的两侧分别设有固定板和活动块，所述夹爪的两个夹臂通过第一固定销安装在固定板上，所述夹爪的两个夹臂上固定有第二固定销，所述活动块上设有与第二固定销位置相对应的斜槽，所述第二固定销贯穿斜槽，所述第二固定销位于第一固定销的下部。

前述的一种巡线作业清障机构，其特征在于：所述活动块为U型，所述活动块包括竖向板和横向板，所述斜槽对称设置在活动块的竖向板上，所述横向板位于夹爪的下部，所述横向板的中部设有穿孔，所述穿孔内设有内螺纹。

前述的一种巡线作业清障机构，其特征在于：所述夹爪的下部设有驱动部，所述驱动部包括螺杆电机、电机法兰及驱动螺杆，所述电机法兰设于螺杆电机的上部，所述驱动螺杆的一端与螺杆电机的转轴相连接，所述驱动螺杆的另一端依次贯穿电机法兰、活动块并延伸至夹爪中间，所述驱动螺杆上设有与活动块上的内螺纹相适配的外螺纹。

前述的一种巡线作业清障机构，其特征在于：所述固定板的两端设有导轨块，所述导轨块的两侧沿着导轨块的长度方向设有导轨，所述导轨块上设有与导轨相配合的滑块，所述滑块上固定连接有滑块板。

前述的一种巡线作业清障机构，其特征在于：所述固定板的两端的下部设有第一弹簧销，所述滑块板上设有第二弹簧销，所述第一弹簧销通过弹簧与第二弹簧销相连接。

前述的一种巡线作业清障机构，其特征在于：所述切割装置包括砂轮、防止砂轮磨损的砂轮外壳以及驱动砂轮转动的驱动电机，所述驱动电机设于砂轮的一侧，所述砂轮外壳的上部设有一缺口。

前述的一种巡线作业清障机构，其特征在于：所述砂轮外壳同时与电机法兰及滑块板固定连接。

本发明的有益效果是：本发明的一种巡线作业清障机构，包括夹爪装置和位于夹爪装置一侧的切割装置，夹爪装置包括固定板、夹爪和活动块，夹爪装置活动安装在固定板上，夹爪上固定连接的第二固定销穿过活动块的斜槽，由此活动块移动时，第二固定销在斜槽内滑动，带动夹爪的两个夹臂围绕夹爪上的第一固定销转动实现夹爪的闭合或者张开，从而达到夹住或者松开异物的目的，构造简单，操作方便，夹住异物的目的性强，为了控制活动块的移动，在活动块的下方设置了驱动部，驱动部包括螺杆电机、电机法兰及驱动螺杆，驱动螺杆的外螺纹与活动块上穿孔的内螺纹相配合，开启螺杆电机带动驱动螺杆转动，驱动螺杆上的外螺纹随之旋转，则带动活动块移动，实现夹爪的闭合或张开，活动块的移动方式简单且便于实现；夹住异物后，由于切割装置与驱动部及固定板上的滑块板相连接，因此随着螺杆电机的移动而移动，接触到异物后将异物切断清除掉异物即可，整个过程顺畅流利，快速有效。驱动部既能带动活动块移动，实现夹爪的闭合或开启操作，又能带动切割装置移动实现清除异物的目的，一举两得，省去了额外增加移动切割装置的部件，简便了结构，使得操作和制造过程大大简化；此外，夹爪装置夹住异物的针对性强，即使大风条件下也能夹住异物防止异物晃动或缠绕在清障装置上，切割装置清除异物简单快速有效，因此该巡线作业清障机构具有良好的应用前景。

附图说明

图1为本发明的巡线作业清障机构的结构示意图；

图2为本发明的巡线作业清障机构的整体组装图；

图3为本发明的巡线作业清障机构的结构爆炸图；

图4为本发明的夹爪张开时的示意图；

图5为本发明的夹爪闭合时的示意图；

图6为本发明的切割装置切割时的示意图。

附图标记含义如下：

1：夹爪；2：固定板；3：活动块；301：竖向板；302：横向板；4：第一固定销；5：第二固定销；6：斜槽；7：螺杆电机；8：电机法兰；9：驱动螺杆；10：导轨块；11：导轨；12：滑块；13：滑块板；14：第一弹簧销；15：第二弹簧销；16：弹簧；17：砂轮；18：砂轮外壳；19：缺口；20驱动电机：。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。

如图1至图3所示，一种巡线作业清障机构，包括夹爪装置和位于夹爪装置一侧的切割装置，夹爪装置用于夹住风筝线、塑料布等异物，防止异物随风晃动造成清除不便，切割装置用于切割夹爪装置夹住的异物，二者协同作用达到有效快速清除异物的目的。

具体的，夹爪装置包括夹爪1，夹爪1包括对称设置的两个夹臂，在夹爪1的两个夹臂上设置的相关部件也都是对称设置，便于后续夹爪1的闭合或张开的顺利进行，有利于夹爪1牢牢抓住异物防止异物掉落，夹爪1的两侧分别设有固定板2和活动块3，夹爪1的两个夹臂分别通过第一固定销4安装在固定板2上，即夹爪1的两个夹臂上均分别设有第一固定销4且两个夹臂上第一固定销4的位置相对称，第一固定销4的一端固定在固定板2上，另一端贯穿夹爪1的夹臂而不与夹臂固定，由此夹爪1的两个夹臂能够分别围绕各自的第一固定销4旋转，为后续夹爪1的运作做好准备；夹爪1的两个夹臂上分别固定有第二固定销5，活动块3上设有与第二固定销5位置相对应的斜槽6，即活动块3上设有位置对称的斜槽6，第二固定销5贯穿斜槽6，即第二固定销5的一端固定在夹爪1上，另一端贯穿活动块3的斜槽6，由此活动块3移动时，带动第二固定销5在斜槽6内滑动，第二固定销5带动夹爪1的两个夹臂围绕第一固定销4转动，实现夹爪1的闭合或张开操作，且将第二固定销5设于第一固定销4的下部，既能达到便于夹爪1活动和连接活动块3的目的，又不会影响夹爪1夹住异物，进一步的，活动块3为U型，U型的设计简单合理，既能满足与夹爪1连接带动夹爪1活动的需要，又能与后续的驱动部连接，活动块3包括竖向板301和横向板302，由于活动块3为U型，因此活动块3包括两块对称设置的竖向板301和两端分别连接两块竖向板301的横向板302，两块竖向板301上的设置完全一致，斜槽6对称设置在活动块3的竖向板301上，固定在夹爪1上的第二固定销5穿过斜槽6也就将夹爪1与活动块3连接起来，竖向板301的高度不超过第一固定销4的位置，横向板302位于夹爪1的下部，有利于夹爪1的运作，横向板302的中部设有穿孔，穿孔内设有内螺纹，内螺纹的设计与后续驱动部驱动螺杆上的外螺纹相配合，为夹爪1的运作提供动力连接。

进一步的，固定板2的两端设有导轨块10，导轨块10的两侧沿着导轨块10的长度方向设有导轨11，导轨块10上设有与导轨11相配合的滑块12，滑块12上固定连接有滑块板13，即滑块12带动滑块板13在导轨11上沿着固定板2的高度方向上下移动，而滑块板13与后续切割装置的砂轮外壳18固定连接，同时砂轮外壳18与后续驱动部中电机法兰8固定连接，因此，固定板2两端的滑块板13及后续驱动部中螺杆电机7上的电机法兰8共同构成对切割装置的固定作用，且共同实现切割装置的上下移动，固定板2的两端的下部设有第一弹簧销14，滑块板13上设有第二弹簧销15，第一弹簧销14通过弹簧16与第二弹簧销15相连接，利用弹簧16的弹力拉住滑块板13，使得切割装置相对固定板2保持不动。

为了驱动夹爪1运作，夹爪1的下部设有驱动部，驱动部包括螺杆电机7、电机法兰8及驱动螺杆9，螺杆电机7为夹爪1的运作提供驱动动力，驱动螺杆9则是驱动动力的传递者，电机法兰8设于螺杆电机7的上部，驱动螺杆9的一端与螺杆电机7的转轴相连接，驱动螺杆9的另一端依次贯穿电机法兰8的中部、活动块3的穿孔并延伸至夹爪1中间，且驱动螺杆9上设有与活动块3上穿孔的内螺纹相适配的外螺纹，开启螺杆电机1，带动驱动螺杆9转动，由于弹簧16的拉力使得切割装置相对固定板2保持不动，即螺杆电机7位置相对固定，通过活动块3上的内螺纹与驱动螺杆9上的外螺纹相配合，活动块3随着驱动螺杆9而移动，活动块3通过前述步骤带动夹爪1运作，即实现将异物夹住或松开。

将异物夹住后，需要将异物切割下来，因此在夹爪装置的一侧设置切割装置，切割装置包括砂轮17、防止砂轮17磨损的砂轮外壳18以及驱动砂轮17转动的驱动电机20，驱动电机20设于砂轮17的一侧，利用驱动电机20驱动砂轮17快速旋转将夹爪1夹住的异物切断，切割操作快速有效，砂轮外壳18既防止砂轮17受外界影响磨损，又防止砂轮17高速旋转时伤害到输电线路等其它装置，砂轮外壳18的上部设有一缺口19，缺口19正对夹爪1的方向，便于夹爪1将异物夹住后利用砂轮17在缺口19处将异物切断。

使用切割装置时，螺杆电机7带动活动块3移动到夹爪1夹住异物闭合的位置后，由于第二固定销5顶住斜槽6的边缘处，活动块3不再运动，此时夹爪1、活动块3和固定板2的位置相对静止不动，此时螺杆电机7仍在转动，而活动块3不再移动，此时弹簧16的拉力小于驱动螺杆9外螺纹与活动块3内螺纹配合产生的对螺杆电机7的拉力，因此螺杆电机7由于自身转动的推力随着驱动螺杆9而向上移动，带动与电机法兰8固定连接的砂轮外壳18运动，同时砂轮外壳18与滑块板13固定连接，因此砂轮外壳18在螺杆电机7的推动下沿着固定板2的高度方向移动即砂轮17向夹爪1夹住的异物方向移动，因此待夹爪1夹住异物后，螺杆电机7向上移动带动切割装置向上移动，并辅以弹簧16的伸缩性使滑块板13随着切割装置向上滑动，待切割异物完成后，螺杆电机7向下移动恢复原位，同时辅以弹簧16的拉力，切割装置恢复到初始位置，等待下一个切割操作。

该巡线作业清障机构的运作过程为：

如图4至图6所示，初始时夹爪1处于张开状态，此时，第二固定销5位于斜槽6的下部边缘处，启动螺杆电机7和驱动电机20，螺杆电机7带动驱动螺杆9转动，驱动螺杆9上的外螺纹与活动块3穿孔上的内螺纹相配合，由于弹簧16的拉力使得切割装置相对固定板2保持不动，螺杆电机7位置相对固定，驱动螺杆9带动活动块3向下移动，活动块3上斜槽6内的第二固定销5滑动至斜槽6的上部边缘处，第二固定销5的滑动过程中带动夹爪1的两个夹臂围绕各自的第一固定销4旋转，实现夹爪1的闭合操作，即此时夹爪1将异物夹住；夹住异物后，螺杆电机7继续转动，持续提供对活动块3向下的拉力，而此时由于第二固定销5已经位于斜槽6的上部边缘处无法移动，因此活动块3也就无法移动，而螺杆电机7对活动块3提供的向下的拉力转变为活动块3对螺杆电机7的向上的拉力，将驱动部整体向上拉动，由于螺杆电机7上的电机法兰8与砂轮外壳18相连接，因此螺杆电机7向上运动时带动砂轮外壳18向上运动，同时砂轮外壳18与滑块板13相连接，滑块板13通过滑块12在固定板2两端的导轨11上滑动，因此砂轮外壳18在螺杆电机7的推动下沿着固定板2的高度方向移动即砂轮外壳18内的砂轮17向夹爪1夹住异物的方向运动，在此过程中，由于螺杆电机7对活动块3的拉力不间断，夹爪1的闭合操作也就不间断，实现对异物的持续夹紧操作；当砂轮17到达夹爪1夹住的异物位置时，异物正好位于砂轮外壳18上的缺口19处，驱动砂轮17旋转的驱动电机20已经开启，砂轮17高速旋转，利用缺口1处露出的高速旋转的砂轮17来磨削切割异物，从而达到清除异物的目的，完成一个清除异物的操作。清除异物完成后，螺杆电机7反向旋转，带动驱动部整体和切割装置向下运动恢复至原位，等待实现下一次切割操作。

该巡线作业清障机构结构简单，造价低廉，便于实现，可靠性高，清障能力强，并可搭载于巡线机器人平台上实现清除异物的操作，具有良好的应用前景。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界。

Claims (7)

1.一种巡线作业清障机构，其特征在于：包括夹爪装置和位于夹爪装置一侧的切割装置，所述夹爪装置包括夹爪，所述夹爪的两侧分别设有固定板和活动块，所述夹爪的两个夹臂分别通过第一固定销安装在固定板上，所述夹爪的两个夹臂上分别固定有第二固定销，所述活动块上设有与第二固定销位置相对应的斜槽，所述第二固定销贯穿斜槽，所述第二固定销位于第一固定销的下部。

2.根据权利要求1所述的一种巡线作业清障机构，其特征在于：所述活动块为U型，所述活动块包括竖向板和横向板，所述斜槽对称设置在活动块的竖向板上，所述横向板位于夹爪的下部，所述横向板的中部设有穿孔，所述穿孔内设有内螺纹。

3.根据权利要求2所述的一种巡线作业清障机构，其特征在于：所述夹爪的下部设有驱动部，所述驱动部包括螺杆电机、电机法兰及驱动螺杆，所述电机法兰设于螺杆电机的上部，所述驱动螺杆的一端与螺杆电机的转轴相连接，所述驱动螺杆的另一端依次贯穿电机法兰、活动块并延伸至夹爪中间，所述驱动螺杆上设有与活动块上的内螺纹相适配的外螺纹。

4.根据权利要求1所述的一种巡线作业清障机构，其特征在于：所述固定板的两端设有导轨块，所述导轨块的两侧沿着导轨块的长度方向设有导轨，所述导轨块上设有与导轨相配合的滑块，所述滑块上固定连接有滑块板。

5.根据权利要求4所述的一种巡线作业清障机构，其特征在于：所述固定板的两端的下部设有第一弹簧销，所述滑块板上设有第二弹簧销，所述第一弹簧销通过弹簧与第二弹簧销相连接。

6.根据权利要求1所述的一种巡线作业清障机构，其特征在于：所述切割装置包括砂轮、防止砂轮磨损的砂轮外壳以及驱动砂轮转动的驱动电机，所述驱动电机设于砂轮的一侧，所述砂轮外壳的上部设有一缺口。

7.根据权利要求6所述的一种巡线作业清障机构，其特征在于：所述砂轮外壳同时与电机法兰及滑块板固定连接。

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