CN105207117A - 一种高压输电线路带电操作机器人末端 - Google Patents
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Abstract
本专利提供了一种高压输电线路带电操作机器人末端，所述末端适于执行带电绝缘子串更换操作，其包括：基座；以所述基座为滑轨轴向滑动的夹持部件，所述夹持部件包括第一夹持部和第二夹持部，所述第一夹持部与所述第二夹持部向彼此滑动以便夹持所述高压输电线路的碗头挂板；分别安装在所述第一夹持部和第二夹持部上的W销推入滑块和W销推出滑块，所述W销推入滑块能够在所述第一夹持部上做轴向运动，且所述W销推出滑块能够在所述第二夹持部上做轴向运动。本专利所提供的高压输电线路带电操作机器人末端能够准确且稳定地夹持高压输电线路绝缘子碗头挂板，可在带电情况下自动且安全地更换绝缘子串。
Description
技术领域
本专利涉及高压输电线路维护技术领域，具体而言，本专利涉及高压输电线路带电操作机器人末端，具体而言，执行绝缘子串更换操作的末端。
背景技术
电能在发电厂产生后需通过高压输电线路传送至各处，所以高压输电线路遍布各个角落，包括城市，农村等等。高压输电线一般指电压在220V或以上的线路，对高压输电线路的维护和保养受到各种情况的限制，首先，由于线路带电，如直接人工操作存在安全隐患，其次，由于高压输电线路所处环境或地形地貌，可能存在工人难以或无法触及或接近的高压输电线路，故存在对于高压输电线路的自动维护或保养或维修装置的需求，高压输电线路机器人应运而生。
目前存在的高压输电线路机器人通常用于高压线路巡检，尽管其能够替代人工巡检，并具备作业质量稳定，效率高等等优点，但其无法进行基本的维护作业，例如如绝缘子串更换、耐张线夹螺栓紧固等工作，这些工作还需人工带电操作，存在较大的安全隐患。为降低工人操作危险，可以构想的是，在机器人上加装机械臂，并采用不同的机械臂末端来实现各种带电操作，例如中国发明专利申请号201410226160.8中公开一种高压输电线路带电操作机器人，其中通过在机器人机械臂上配备不同的末端装置来实现各种带电作业。其中末端41包括上夹爪411和下夹爪413，操作时下夹爪413固定碗头挂板而上夹爪411推出或送入W销。尽管其结构简单，但在操作时存在以下缺陷，1采用夹爪413夹持碗头挂板容易打滑，夹持不稳定；2由于下夹爪413夹持碗头挂板时角度不确定，很可能使得上夹爪的运行方向不能与W销推出方向平行，导致无法推出W销。在这种情况下需要松开下夹爪413，重新夹持碗头挂板。这样操作的效率较低。
发明内容
本专利目的在于提高高压输电线路作业机器人末端的操作稳定性和准确性，所述高压输电线路作业机器人末端可安装在高压输电线路机器人机械臂上以便实现绝缘子串更换等带电作业。
为实现以上目的，根据本专利的一方面，提供了一种高压输电线路带电操作机器人末端，其包括：
基座；
以所述基座为滑轨轴向滑动的夹持部件，所述夹持部件包括第一夹持部和第二夹持部，所述第一夹持部与所述第二夹持部通过第一丝杆螺母来向彼此滑动以便夹持所述高压输电线路的碗头挂板，所述第一丝杆螺母为正反丝杆螺母；
分别安装在所述第一夹持部和第二夹持部上的W销推入滑块和W销推出滑块，所述W销推入滑块能够通过丝杆螺母在所述第一夹持部上做轴向运动，且所述W销推出滑块能够通过丝杆螺母在所述第二夹持部上做轴向运动；
其中，所述机器人末端还包括摄取并反馈所述夹持部件操作状况的第一摄像头，所述机器人末端还包括分别用于摄取并反馈W销推入滑块和W销推出滑块操作状况的第二摄像头和第三摄像头，所述第一夹持部和第二夹持部在彼此靠近端各自设有V字型夹头。
根据本专利的一方面，提供了一种高压输电线路带电操作机器人末端，其包括：
基座；
以所述基座为滑轨轴向滑动的夹持部件，所述夹持部件包括第一夹持部和第二夹持部，所述第一夹持部与所述第二夹持部向彼此滑动以便夹持所述高压输电线路的碗头挂板；
分别安装在所述第一夹持部和第二夹持部上的W销推入滑块和W销推出滑块，所述W销推入滑块能够在所述第一夹持部上做轴向运动，且所述W销推出滑块能够在所述第二夹持部上做轴向运动。
可选地，在上述所述高压输电线路带电操作机器人末端中还包括摄取并反馈所述夹持部件操作状况的第一摄像头。
可选地，在上述所述高压输电线路带电操作机器人末端中还包括分别用于摄取并反馈W销推入滑块和W销推出滑块操作状况的第二摄像头和第三摄像头。
可选地，在上述所述高压输电线路带电操作机器人末端中，所述所述第一夹持部与所述第二夹持部通过第一丝杆螺母来向彼此滑动，所述第一丝杆螺母为正反丝杆螺母。
可选地，在上述所述高压输电线路带电操作机器人末端中，所述W销推出滑块和W销推入滑块的轴向运动通过丝杆螺母实现
可选地，在上述所述高压输电线路带电操作机器人末端中，所述第一夹持部和第二夹持部在彼此靠近端各自设有V字型夹头。
本专利的有益效果在于，利用第一夹持部件和第二夹持部件从两侧夹持碗头挂板可更稳定地夹持碗头挂板，此外夹头处的V字型设计使夹持更稳定，进一步地，由于W销推出滑块和W销推入滑块都与第一夹持部件及第二夹持部件的滑动方向都为轴向，使W销推出和推入方向可沿轴向进行，更准确地推出或推入W销。
附图说明
下文将结合附图描绘本专利的具体实施例，应当理解所示的附图详尽地描绘了产品的各个细节，这些细节仅旨在使本领域技术人员能更容易地实施而并非旨在限制本专利的范围，在这些附图中：
图1示出了高压输电线路带电作业机器人的整体结构示意图，其中示出了机械臂末端；
图2示出了根据本专利的高压输电线路带电操作机器人末端俯视图；以及
图3示出了第一夹持部和第二夹持部的立体图。
具体实施方式：
应当指出，在下文中将具体描绘根据专利的高压输电线路带电操作机器人末端的具体实施例，在实施例中所用的方位用语例如“横向”，“纵向”以及“x”，“y”，“z”轴方向等都为相对方向，本专利在各个段落或各副图中都将明确地给出定义，故本领域技术人员在解释这些用语时应以说明书为基础。
应当指出，在下文中部分常用机械零件的具体结构并未详尽绘出或描述，然而本领域技术人员可根据本领域知识选择常用的结构或设备实现相同或相近的技术目的，故这些简略的描述不会影响本专利的实施。
参考图1，其示出适于执行高压输电线路带电操作的机器人的结构简图。机器人具有机器人本体110，所示机器人本体110通过机械臂悬120，130挂于高压输电线路上，所述机械臂120，130优选地设于高压输电线路两侧，各个机械臂120，130在接近高压输电线路端设有滑轮系，该滑轮系包括行走轮121，131以用于机器人沿高压输电线路行走，以及等电位轮122，132以用于进行等电位作业。行走轮121，131为主动轮，在一个实施例中，其可采用独立驱动并选用maxon公司的带位置和电流反馈的双闭环驱动装置(电机-减速器-编码器和双闭环伺服驱动器)。此外各个滑轮系还包括夹爪123，133以保护高压输电线路。
如图所示，在机器人本体110前端，即图中靠左侧设有两条或更多机器人机械臂140，150，各个机器人机械臂140，150可沿多个自由度移动，包括沿x，y，z轴平移，绕x，y，z轴旋转等，简而言之，各个机械臂适于将执行实际操作的机械臂末端160，170移动到便于执行任务的位置。在图示的实施例中，第一机械臂140依次设有第一机械臂旋转关节141，第一机械臂伸缩关节142以及第一机械臂纵向移动关节143，而第二机械臂150依次设有第二机械臂旋转关节151，第二机械臂旋转关节152，第二机械臂伸缩关节153以及第二机械手纵向移动关节154。此外，在本实施中，机械臂末端用于执行绝缘子串更换任务，即在第一机械臂上设有根据本专利的W销推入和推出末端170，在第二机械臂上设有绝缘子串推送末端160，至于末端的具体结构将在下文中详述。
现在参考图2，其示出了根据专利的执行绝缘子更换带电操作的末端机构(图1中标示为170)，下文称为W销推入及推出末端，其适于与绝缘子串推送末端160协作以便配合人工执行绝缘子串更换操作，以降低绝缘子更换带电操作的安全隐患。W销推入及推出末端包括基座210，基座210适于与机械臂140连接，如图所示，基座210呈长条形，例如图中所示的长方体或圆柱体等，基座210限定沿其纵向或长度方向的方向或下文称为轴向，夹持部件，具体而言第一夹持部240和第二夹持部250安装在所述基座210上，它们分别可沿基座210上的滑轨作轴向滑动。在一个实施例中，该轴向滑动由电机和丝杆螺母结构驱动(未示出)，即，电机和丝杆螺母结构可驱动第一夹持部240和第二夹持部250相对彼此运动或远离彼此运动，其分别对应夹持部件的夹持和松开动作。
优选地，该丝杆螺母为正反丝杆螺母结构。在第一夹持部240和第二夹持部250的靠近端，即实现夹持部分设有V字型定位夹头242，252，其形状可根据碗头挂板的形状改变，V字型夹头242，252进一步增进了碗头挂板夹持的稳定性。
优选地，在W销推入及推出末端上设有第一摄像头211，具体而言，第一摄像头211可设在基座210的中间部分，该第一摄像头211构造成摄取并反馈夹头242，252夹持碗头挂板的情况，即夹头242，252是否恰当且准确地夹持住碗头挂板。第一摄像头211可通过通讯线路连接至检测人员或电脑等系统。优选地第一摄像头211的高度和拍摄角度可微调以避免拍摄错位。
第一夹持部240和第二夹持部250优选地可具有对称设计，它们包括连接至基座210滑轨的部分和主体部分。在主体部分中设有丝杠螺母结构(未示出)，各个丝杠螺母的螺母分别固定至W销推入和推出滑块220，230，推入滑块220和推出滑块230可沿同一轴线滑移，并且，推入滑块220和推出滑块230可通过电机驱动而沿基体纵向方向或轴向的滑动，滑块220，230可沿轴向推入或推出W销，并返回原位。由于夹持方向和推入W销或推出W销方向都沿轴向，故夹持后滑块220，230的移动方向与推入或推出W销的方向一致，不会造成推入方向与W销推入方向不平行的问题，提高夹持的稳定性以及推入以及推出W销动作的稳定性，从而提高带电作业的效率，稳定性，安全性等。
优选地，第一夹持部240和第二夹持部250分别设有第二摄像头241和第三摄像头251。优选地，第二摄像头241，W销推入滑块220，W销推出滑块230，第三摄像头251共轴，并且四者的连线即四者共享的轴线沿轴向方向延伸。第二摄像头241和第三摄像头251用于摄取并反馈W销的推入动作和W销的推出动作的实际操作情况，如同第一摄像头211，第二摄像头241和第三摄像头251可通过通讯线路连接至检测人员或电脑等系统。优选地，第二摄像头241和第三摄像头251的高度和拍摄角度可微调以避免拍摄错位。
参考图3，其示出了根据本专利的一个示例性实施例的第一夹持部和第二夹持部的示意图。其中可看到丝杠螺母结构的详细视图。丝杠313，323分别安装在第一夹持部和第二夹持部的第一导轨310和第二导轨320中，对应的螺母312，322可随丝杠313，323的旋转而平移，推入滑块311和推出滑块321分别固定至螺母312，322上(或与其连接成一体)以便执行推出W销操作和推入W销操作。该结构简单，容易制造，成本低，操作稳定。
以上所描述的具体实施例仅为了更清楚地描述本专利的原理，其中将各个部件具体化而使本专利的原理更容易理解。在不脱离本专利的范围的情况下，本领域的技术人员可容易地对本专利进行各种修改。故应当理解的是，本专利的范围不应由以上具体实施例限制。
Claims (7)
1.一种高压输电线路带电操作机器人末端，其特征在于，所述机器人末端包括：
基座；
以所述基座为滑轨轴向滑动的夹持部件，所述夹持部件包括第一夹持部和第二夹持部，所述第一夹持部与所述第二夹持部通过第一丝杆螺母来向彼此滑动以便夹持所述高压输电线路的绝缘子的碗头挂板，所述第一丝杆螺母为正反丝杆螺母；
分别安装在所述第一夹持部和第二夹持部上的W销推入滑块和W销推出滑块，所述W销推入滑块能够通过丝杆螺母在所述第一夹持部上做轴向运动，且所述W销推出滑块能够通过丝杆螺母在所述第二夹持部上做轴向运动；
其中，所述机器人末端还包括摄取并反馈所述夹持部件操作状况的第一摄像头，所述机器人末端还包括分别用于摄取并反馈W销推入滑块和W销推出滑块操作状况的第二摄像头和第三摄像头，所述第一夹持部和第二夹持部在彼此靠近端各自设有V字型夹头。
2.一种高压输电线路带电操作机器人末端，其特征在于，所述机器人末端包括：
基座；
以所述基座为滑轨轴向滑动的夹持部件，所述夹持部件包括第一夹持部和第二夹持部，所述第一夹持部与所述第二夹持部向彼此滑动以便夹持所述高压输电线路的碗头挂板；
分别安装在所述第一夹持部和第二夹持部上的W销推入滑块和W销推出滑块，所述W销推入滑块能够在所述第一夹持部上做轴向运动，且所述W销推出滑块能够在所述第二夹持部上做轴向运动。
3.根据权利要求2所述的机器人末端，其特征在于，所述机器人末端还包括摄取并反馈所述夹持部件操作状况的第一摄像头。
4.根据权利要求2所述的机器人末端，其特征在于，所述机器人末端还包括分别用于摄取并反馈W销推入滑块和W销推出滑块操作状况的第二摄像头和第三摄像头。
5.根据权利要求2所述的机器人末端，其特征在于，所述所述第一夹持部与所述第二夹持部通过第一丝杆螺母来向彼此滑动，所述第一丝杆螺母为正反丝杆螺母。
6.根据权利要求5所述的机器人末端，其特征在于，所述W销推出滑块和W销推入滑块的轴向运动通过丝杆螺母实现
7.根据权利要求2所述的机器人末端，其特征在于，所述第一夹持部和第二夹持部在彼此靠近端各自设有V字型夹头。
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
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Address after: 100031 West Chang'an Avenue, Xicheng District, Xicheng District, Beijing Co-patentee after: STATE GRID HUNAN ELECTRIC POWER Co.,Ltd. Patentee after: STATE GRID CORPORATION OF CHINA Co-patentee after: THE LIVE WORKING CENTER OF HUNAN ELECTRIC POWER Corp. Co-patentee after: HUNAN ANPEI ELECTRIC LIVE-LINE WORK CO.,LTD. Address before: 100031 No. 86 Chang'an Street, Beijing Co-patentee before: STATE GRID HUNAN ELECTRIC POWER Co. Patentee before: State Grid Corporation of China Co-patentee before: THE LIVE WORKING CENTER OF HUNAN ELECTRIC POWER Corp. Co-patentee before: HUNAN ANPEI ELECTRIC LIVE-LINE WORK CO.,LTD. |
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| CP03 | Change of name, title or address | ||
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Effective date of registration: 20190327 Address after: 410004 Xiangchaoyuan Experimental Building, 339 Xinshaodong Road, Tianxin District, Changsha City, Hunan Province Co-patentee after: STATE GRID HUNAN ELECTRIC POWER Co.,Ltd. Patentee after: STATE GRID HUNAN ELECTRIC POWER COMPANY LIMITED, MAINTENANCE Co. Co-patentee after: STATE GRID CORPORATION OF CHINA Address before: 100031 West Chang'an Avenue, Xicheng District, Xicheng District, Beijing Co-patentee before: STATE GRID HUNAN ELECTRIC POWER Co.,Ltd. Patentee before: State Grid Corporation of China Co-patentee before: THE LIVE WORKING CENTER OF HUNAN ELECTRIC POWER Corp. Co-patentee before: HUNAN ANPEI ELECTRIC LIVE-LINE WORK CO.,LTD. |
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