CN105397444B - 一种用于悬垂绝缘子更换机器人的w销拆装复合末端装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于悬垂绝缘子更换机器人的W销拆装复合末端装置，包括与悬垂绝缘子更换机器人平台上的作业臂相连接的碗头挂板的定位与夹持部件、W销推送部件。碗头挂板的定位与夹持部件与作业臂固接，包括挂板夹持导轨、其内部的传动部件、前滑台、后滑台以及两个挂板夹持夹爪；W销推送部件包括推入导轨、推出导轨、两者内部的传动部件以及推入推块和推出推块；在推出推块推出W销过程中推入推块同步后移，通过推入推块上的挡板完成对W销的限位；W销拆装复合末端装置通过碗头挂板的定位与夹持部件实现对绝缘子的定位与夹紧，通过W销推送部件实现绝缘子碗头挂板内W销的拆装，整个过程安全可靠。

Description

一种用于悬垂绝缘子更换机器人的W销拆装复合末端装置

技术领域

本发明涉及一种W销拆装复合末端装置，特别是一种用于架空高压输电线路悬垂绝缘子更换机器人的W销拆装复合末端装置。

背景技术

架空高压输电线路长期在露天下运行,经常受到周围环境和大自然变化的影响,常会发生各种故障。绝缘子在输电线路中是一个极其重要的部件,同时又是一个极易损坏的脆弱部件。由于电气、机械、冷热交替、水分和污秽气体以及绝缘子本身的缺陷等原因交织，绝缘子在运行中容易老化损坏，常见形式有绝缘子龟裂、裙边缺损、凸缘破坏、球头锈蚀等等。绝缘子的破损是一种常见缺陷,会影响绝缘子的绝缘性能。特别是在线路上运行的绝缘子破损时,可能会导致线路绝缘水平下降,严重时甚至引起电网事故。

目前处理此种缺陷主要是由人工在地电位或等电位带电作业。在人工更换绝缘子串流程中，关键步骤在于取出和安装W销。然而，在紧凑型线路杆塔和多回路线路杆塔线路上作业时，横单间和相间距离过小，检修人员要从事等电位作业，必须使人体沿绝缘子移入带电部位，或是用吊栏放入，在进入的过程中会引起相间相对地短路，这一点严重制约了等电位作业的有效开展。并且人工取出的W销结构已被破坏，不能再使用，这大大降低了W销的利用率。

目前，针对高压输电线路带电维修作业机器人进行的研究并不多见。加拿大的马尼托巴大学研制了一种在地面遥控操作的液压机械手，携带末端装置进行绝缘子的拆装。人工操作虚拟夹具，将在工作区中有关任务的信息指令输送至控制末端装置，通过末端装置的准确运动，进行带电作业，但此液压机械手在高压输电线路上尚未有应用。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种基于带电检修机器人平台，通过单作业臂控制位姿的一种用于架空高压输电线路悬垂绝缘子更换机器人的W销拆装复合末端装置。

本发明还有一目的是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种以不破坏W销为前提，集碗头挂板定位、夹持与W销推送于一体的一种用于架空高压输电线路悬垂绝缘子更换机器人的W销拆装复合末端装置。

本发明再有一目的是解决现有技术所存在的技术问题；提供了可替代人工作业，安全可靠，操作简单的一种用于架空高压输电线路悬垂绝缘子更换机器人的W销拆装复合末端装置。

本发明的上述运动主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种W销拆装复合末端装置，其特征在于，包括：

一碗头挂板的定位与夹持部件：所述部件包括挂板夹持导轨、导轨内部的传动部件、前滑台、后滑台以及两个挂板夹持夹爪。

一W销推送部件：所述部件包括W销推入导轨、W销推出导轨、两者内部的传动部件以及W销推入推块和W销推出推块。

上述的一碗头挂板的定位与夹持部件，所述传动部件包括一电机、挂板夹持丝杆、夹持前螺母、夹持后螺母、挂板夹持连杆。通过电机转动带动与之直接相连的挂板夹持丝杆的转动，嵌套在挂板夹持丝杆上的夹持前螺母、夹持后螺母相应的做相向或相对移动，带动前滑台、后滑台同步移动。

上述的一碗头挂板的定位与夹持部件，所述电机是通过一端与电机接盘固接另一端通过与连接于作业臂上的挂板夹持导轨固接实现轴向固定。

上述的一碗头挂板的定位与夹持部件，所述挂板夹持丝杆一端与电机固接，通过轴肩与滚动轴承内圈贴紧、滚动轴承外圈与电机接盘贴紧实现轴向固定，另一端通过轴肩与滚动轴承内圈贴紧、滚动轴承外圈与挂板夹持端盖贴紧实现轴向固定。

上述的一碗头挂板的定位与夹持部件，所述后滑台与夹持后螺母固接，前滑台与夹持前螺母通过挂板夹持连杆连接，其中挂板夹持连杆通过螺纹连接与前滑台固接。

上述的一碗头挂板的定位与夹持部件，所述挂板夹持夹爪有两个相互垂直的平面，分别对碗头和挂板定位，在两平面圆角过渡处开槽，以适应碗头与挂板间因铸造产生的不同半径的铸造圆角。

上述的一W销推送部件，所述传动部件包括电机和减速器、电机齿轮、丝杆齿轮、推入（推出）丝杆、推入（推出）螺母，通过电机转动带动电机齿轮、丝杆齿轮构成的齿轮副转动，嵌套在推入（推出）丝杆上的推入（推出）螺母带动推入（推出）推块做相应的移动。

上述的一W销推送部件，所述推入（推出）导轨上设计有楔形滑块，楔形滑块与前（后）滑台上导向式结构的燕尾槽可以互换配合，楔形滑块推入燕尾槽并由挡销对楔形滑块进行限位，从而连接推入（推出）导轨与前（后）滑台。推入（推出）导轨端部固接有挂板夹持夹爪，故夹爪的张合与W销推送平台的移动同步。

上述的一W销推送部件，所述推入（推出）丝杆通过轴肩与滚动轴承内圈贴紧、滚动轴承外圈与导轨内垂直面贴紧和通过轴肩与滚动轴承内圈贴紧、滚动轴承外圈与连接件贴紧实现轴向固定。

上述的一W销推送部件，所述推出推块与推出螺母采用螺钉连接， T形结构，T形首端加宽，防止在推出W销过程中推出推块卡入W销内。

上述的一W销推送部件，所述推入推块与推入螺母采用螺钉连接，倒T形结构，推入推块上加一挡块，在推出推块推出W销过程中，推入推块从靠近碗头挂板的极位处开始同步后移，实现W销被推出过程中的限位。

因此，本发明具有如下优点：1. 集W销推送部件和碗头挂板的定位与夹持部件于同一末端，作业时，定位与夹紧碗头挂板后再推送W销，即W销推送部件的定位是以碗头挂板定位为前提的；2.挂板夹持夹爪通过两楔形面夹紧碗头挂板，通过两个相互垂直的平面对碗头挂板定位,并且在两平面圆角过渡相接处开槽，以适应碗头与挂板间不同半径的铸造圆角的夹持定位；3. 挂板夹持夹爪夹紧碗头挂板后，推出推块和推入推块分别位于W销两侧，从两侧分别推出W销和推入W销，作业过程中保持W销结构不被破坏，可继续使用；4.推入推杆上有一挡板，在推出W销过程中，推入推杆同步向后移动，通过挡板限制W销上方位置，防止W销向上翘起；5.整个末端装置结构简单，拆装方便，实用价值较高。

附图说明

图1是本发明工作状态示意图。

图2是本发明的装配结构示意图。

图3是图2的主视结构示意图。

图4是图3中A-A剖视结构示意图。

图5是图2的左视结构示意图。

图6是图5中B-B剖视结构示意。

图7是挂板夹持夹爪结构示意图。

图8是推入推杆结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。图中，碗头挂板1、W销拆装复合末端2、导线3、悬垂绝缘子更换机器人平台4、作业臂5、后滑台6、挂板夹持导轨7、前滑台8、推出导轨9、推出推块10、挂板夹持夹爪11、推入推块12、推入导轨13、齿轮盖14、齿轮盖15、电机和减速器16、挂板夹持连杆17、夹持前螺母18、挂板夹持丝杆19、夹持后螺母20、滚动轴承21、挂板夹持端盖22、夹紧丝杆齿轮23、电机接盘24、推入螺母25、推入丝杆26、推出螺母27、推出丝杆28、夹紧电机齿轮29、电机和减速器30、电机轴承31、丝杆轴承32、滚动轴承33、滚动轴承34、连接件35、挂板夹持夹爪槽36、推入推杆挡板37。

实施例：

一、首先介绍一下本发明的具体结构：

本发明主要包括：

W销拆装复合末端装置包括与安装于悬垂绝缘子更换机器人平台4上的作业臂5相连接的碗头挂板的定位与夹持部件、W销推送部件。

碗头挂板的定位与夹持部件包括挂板夹持导轨7、导轨内部的传动部件、前滑台8、后滑台6以及两个挂板夹持夹爪11。前滑台8、后滑台6上分别有一燕尾槽，与挂板夹持导轨7上的楔形滑块相互配合，并通过挂板夹持锁条限位。两个挂板夹持夹爪11分别用螺钉连接在推入导轨13、推出导轨9的端面，使得前滑台8、后滑台6的移动带动与其固连的推入导轨13、推出导轨9的移动，因而挂板夹持夹爪11同步张合。另外，挂板夹持夹爪11上有一开口槽36，适应了碗头与挂板间因铸造产生的不同半径的铸造圆角。

其中，导轨内部的传动部件包括一电机和减速器16、挂板夹持丝杆19、夹持前螺母18、夹持后螺母20、挂板夹持连杆17。电机和减速器16一端连接电机接盘，另一端与连接于作业臂5上的挂板夹持导轨7固接，从而实现轴向固定。挂板夹持丝杆19与电机和减速器16固连，通过一对滚动轴承21实现轴向定位。夹持后螺母20直接与后滑台6固连，夹持前螺母18通过挂板夹持连杆17间接与前滑台8连接。

W销推送部件包括推入导轨13、推出导轨9、两者内部的传动部件以及推入推块12和推出推块10。推入推块12和推出推块10分别通过螺钉连接于推入螺母25、推出螺母27，并置于推入导轨13、推出导轨9平面上。推入推块12上有一挡板37，限定W销在被推出过程中的位置。

W销推入导轨传动部件包括电机和减速器30、夹紧电机齿轮29、夹紧丝杆齿轮23、推入丝杆26、推入螺母25、电机轴承31、丝杆轴承32，W销推出导轨传动部件包括电机和减速器30、夹紧电机齿轮29、夹紧丝杆齿轮23、推出丝杆28、推出螺母27、电机轴承31、丝杆轴承32。电机和减速器30一端与电机接盘24连接，另一端被推入导轨13（推出导轨9）固定，从而实现轴向定位。夹紧电机齿轮29通过电机轴承31、电机和减速器30实现轴向固定，夹紧丝杆齿轮23通过丝杆轴承32、推入丝杆26（推出丝杆28）实现轴向固定。

二、下面介绍一下本发明的工作流程，工作时，悬垂绝缘子更换机器人平台4沿导线3行驶至工作位，悬垂绝缘子更换机器人平台4上的作业臂5携带W销拆装复合末端2运动到绝缘子附近合适工作位，首先碗头挂板的定位与夹持部件工作，电机和减速器16转动，带动挂板夹持丝杆19转动，嵌套其上的夹持前螺母18、夹持后螺母20将丝杆转动转化成前滑台8、后滑台6移动，从而实现碗头挂板夹持夹爪11夹持绝缘子碗头挂板动作。夹持过程中，通过碗头挂板夹持夹爪11的水平面对碗头上下方向定位，垂直面对挂板左右方向定位。由于碗头挂板的铸造误差，产生不同大小的铸造圆角，因此在夹爪11上开槽36，以适应不同的圆弧半径。碗头挂板夹紧后，W销推送末端工作，电机和减速器30带动推出丝杆27转动，推出推块10向前移动，推出W销，与此同时，推入推块12后移，限制W销位置。W销取出后，工作人员更换与碗头挂板相连的绝缘子串，再由W销推送末端2重复相反的工作，即推入推杆12推入W销，挂板夹持夹爪11松开，从而实现绝缘子更换。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了碗头挂板1、W销推送末端2、导线3、悬垂绝缘子更换机器人平台4、作业臂5、后滑台6、挂板夹持导轨7、前滑台8、推出导轨9、推出推块10、挂板夹持夹爪11、推入推块12、推入导轨13、齿轮盖14、齿轮盖15、齿电机和减速器16、挂板夹持连杆17、夹持前螺母18、挂板夹持丝杆19、夹持后螺母20、滚动轴承21、挂板夹持端盖22、夹紧丝杆齿轮23、电机接盘24、推入螺母25、推入丝杆26、推出螺母27、推出丝杆28、夹紧电机齿轮29、电机和减速器30、电机轴承31、丝杆轴承32、滚动轴承33、滚动轴承34、连接件35、挂板夹持夹爪槽36、推入推杆挡板37等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (4)

1.一种用于悬垂绝缘子更换机器人的W销拆装复合末端装置，其特征在于，包括：

W销拆装复合末端装置包括两个部分：一碗头挂板的定位与夹持部件和一W销推送部件；

所述碗头挂板的定位与夹持部件包括挂板夹持导轨(7)、导轨内部的传动部件、前滑台(8)、后滑台(6)以及两个挂板夹持夹爪(11)，导轨内部的传动部件包括一电机和减速器(16)、挂板夹持丝杆(19)、夹持前螺母(18)、夹持后螺母(20)、挂板夹持连杆(17)；

所述挂板夹持夹爪有两个相互垂直的平面，分别对碗头和挂板定位，在两平面圆角过渡处开槽，以适应碗头与挂板间因铸造产生的不同半径的铸造圆角；

所述电机和减速器(16)一端是通过电机接盘(24)轴向固定的，另一端通过与连接于作业臂上的挂板夹持导轨(7)固接轴向固定，所述挂板夹持丝杆(19)一端与电机和减速器(16)固接，通过轴肩与滚动轴承(21)内圈贴紧、滚动轴承(21)外圈与电机接盘(24)贴紧实现轴向固定，另一端通过轴肩与滚动轴承(21)内圈贴紧、滚动轴承(21)外圈与挂板夹持端盖(22)贴紧实现轴向固定；

所述一W销推送部件包括W销推入导轨(13)、W销推出导轨(9)、两者内部的传动部件以及推入推块(12)和推出推块(10)，传动部件包括电机和减速器(16)、夹紧电机齿轮(29)、夹紧丝杆齿轮(23)、推入丝杆(26)或推出丝杆(28)、推入螺母(25)或推出螺母(27)，通过电机和减速器(16)转动带动夹紧电机齿轮(29)、夹紧丝杆齿轮(23)构成的齿轮副转动，嵌套在推入丝杆(26)或推出丝杆(28)上的推入螺母(25)或推出螺母(27)带动推入推块(12)或推出推块(10)做相应的移动；

所述推出推块(10)与推出螺母(27)采用螺钉连接，为T形结构，T形首端加宽，防止在推出W销过程中推出推块(10)卡入W销内，所述推入推块(12)与推入螺母(25)采用螺钉连接，为倒T形结构，推入推块(12)上加一挡块(37)，在推出推块(10)推出W销过程中，推入推块(12)从靠近碗头挂板(1)的极位处开始同步后移，实现W销被推出过程中的限位。

2.根据权利要求1所述的一种用于悬垂绝缘子更换机器人的W销拆装复合末端装置，其特征在于，所述后滑台(6)与夹持后螺母(20)固接，前滑台(8)与夹持前螺母(18)通过挂板夹持连杆(17)连接，其中挂板夹持连杆(17)通过螺纹连接与前滑台(8)固接。

3.根据权利要求1所述的一种用于悬垂绝缘子更换机器人的W销拆装复合末端装置，其特征在于，所述推入导轨(13)或推出导轨(9)上设计有楔形滑块，楔形滑块与前滑台(8)或后滑台(6)上导向式结构的燕尾槽可以互换配合，楔形块推入燕尾槽并由挡销对楔形滑块进行限位，从而连接推入导轨(13)与前滑台(8)或推出导轨(9)与后滑台(6)，推入导轨(13)和推出导轨(9)端部固接有挂板夹持夹爪(11)，故夹爪的张合与W销推送平台的移动同步。

4.根据权利要求1所述的一种用于悬垂绝缘子更换机器人的W销拆装复合末端装置，其特征在于，所述推出丝杆(28)一端通过轴肩与滚动轴承(34)内圈贴紧、滚动轴承(34)外圈与导轨内垂直面贴紧，通过轴肩与滚动轴承(33)内圈贴紧、滚动轴承(34)外圈与连接件(35)贴紧实现轴向固定。