CN106976721A - 电缆抓放机械臂结构及电缆运输设备 - Google Patents

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莫文雄
王志军
罗健斌
梁国开
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    • B65G47/90Devices for picking-up and depositing articles or materials
    • B65G47/904Devices for picking-up and depositing articles or materials provided with rotary movements only

Abstract

本发明公开了一种电缆抓放机械臂结构及电缆运输设备,该电缆抓放机械臂结构包括:机械爪;翻转臂,所述翻转臂的一端铰接于行走装置上,所述翻转臂的另一端与所述机械爪连接;第一驱动装置,所述第一驱动装置与所述翻转臂驱动连接、并用于驱动所述翻转臂翻转;第二驱动装置,所述第二驱动装置与所述机械爪驱动连接、并用于驱动所述机械爪抓取或释放电缆卷。本发明能够实现电缆装载工作的自动化,减少电缆装载过程的人力消耗,有效地提高作业效率。本发明具有使用便捷、机械性好和实用性强等特点,使得电缆敷设工作能够方便快速的实施。

Description

电缆抓放机械臂结构及电缆运输设备
技术领域
[0001] 本发明涉及配网电缆敷设技术领域,尤其是涉及一种电缆抓放机械臂结构及电缆 运输设备。
背景技术
[0002] 在电力施工中,为了方便电缆敷设,通常会使用一种电缆运输车来将电缆运输至 相应的敷设地点。而在电缆运输之前,通常都需要将电缆卷(包括绕线盘和装载在绕线盘上 的电缆等)装载到相应的行走装置中,并且在电缆卷上的电缆放尽后,需要将空的电缆卷拆 卸并更换新的电缆卷。传统的设计中,电缆卷的装卸工作均是人工进行,耗费较多人力,不 利于实现电缆敷设的全自动化。并且,有的电缆卷为重型电缆,体积大且重量重,给人工操 作带来诸多不便,降低了作业效率。
发明内容
[0003] 基于此,本发明在于克服现有技术的缺陷,提供一种电缆抓放机械臂结构及电缆 运输设备,其能够自动抓取或卸下电缆卷,无须人工装载,减少了人力消耗,提高了作业效 率。
[0004] 其技术方案如下:
[0005] 一种电缆抓放机械臂结构,包括:机械爪;翻转臂,所述翻转臂的一端铰接于行走 装置上,所述翻转臂的另一端与所述机械爪连接;第一驱动装置,所述第一驱动装置与所述 翻转臂驱动连接、并用于驱动所述翻转臂翻转;第二驱动装置,所述第二驱动装置与所述机 械爪驱动连接、并用于驱动所述机械爪抓取或释放电缆卷。
[0006] 本发明实施例所述的电缆抓放机械臂结构,其第一驱动装置可驱动翻转臂翻转, 并且翻转臂的末端设有机械爪。可通过第二驱动装置来控制机械爪抓取电缆卷或释放电缆 卷。具体地,可预先将电缆卷放置于地面上;第一驱动装置驱动翻转臂朝地面一侧翻转使得 机械爪靠近电缆卷;第二驱动装置驱动机械爪张开将电缆卷的中心轴包裹后再驱动机械爪 闭合,实现电缆卷的抓取;最后第一驱动装置再驱动翻转臂向上翻转将电缆卷提起装载在 行走装置上。当需要拆卸电缆卷时,翻转臂朝地面一侧翻转,并打开机械爪即可。本发明能 够实现电缆装载工作的自动化,减少电缆装载或拆卸过程中的人力消耗,有效地提高作业 效率。本发明具有使用便捷、机械性好和实用性强等特点,使得电缆敷设工作能够方便快速 的实施。
[0007] 下面对上述技术方案作进一步的说明:
[0008] 在其中一个实施例中,所述机械爪包括相对设置的第一夹具和第二夹具,所述第 一夹具和所述第二夹具均设有连接端和自由端,所述第一夹具的连接端和所述第二夹具的 连接端均铰接于所述翻转臂上,所述第二驱动装置用于同时驱动所述第一夹具和所述第二 夹具转动、使得所述第一夹具的自由端与所述第二夹具的自由端之间相互靠拢或远离。由 此可知,通过第一夹具和第二夹具的转动即可实现机械爪的闭合与张开。具体地,当第一夹 具和第二夹具的自由端相互靠拢闭合时,即可实现对电缆卷的抓取;当第一夹具和第二夹 具的自由端相互分离张开时,即可实现对电缆卷的释放。本发明实施例所述第二驱动装置 同时驱动第一夹具和第二夹具朝翻转臂的外侧或内侧转动,实现了电缆卷的快速抓取和释 放。本发明结构设计合理、巧妙,其结构简单、易于制作、成本较低。
[0009] 在其中一个实施例中,所述第二驱动装置包括第一连杆、第二连杆和第二伸缩动 力组件,所述第一连杆的一端与所述第一夹具铰接,所述第一连杆的另一端与所述第二伸 缩动力组件的活动端铰接,所述第二连杆的一端与所述第二夹具铰接,所述第二连杆的另 一端也与所述第二伸缩动力组件的活动端铰接。本发明实施例所述第二伸缩动力组件通过 第一连杆来带动第一夹具,通过第二连杆来带动第二夹具。在第二伸缩动力组件伸缩的过 程中即可同时带动第一连杆和第二连杆偏转,进而带动第一夹具和第二夹具转动。本发明 有效地将伸缩动力组件的伸缩移动转化为第一夹具和第二夹具的转动。该第二驱动装置结 构简单、易于实现。
[0010] 在其中一个实施例中,所述第二伸缩动力组件为气缸或液缸,结构简单,并且运行 稳定可靠;所述翻转臂内设空腔,所述第二伸缩动力组件内置于所述空腔内,使得该电缆抓 放机械臂结构紧凑。
[0011] 在其中一个实施例中,所述第一驱动装置包括第一伸缩动力组件,所述第一伸缩 动力组件的一端铰接于所述行走装置上,另一端与所述翻转臂铰接。在第一伸缩动力组件 伸缩的过程中,将驱动翻转臂绕着其与行走装置之间的铰接轴转动,从而实现翻转臂的翻 转。本发明结构设计合理、巧妙,易于实现。
[0012] 在其中一个实施例中,所述第一伸缩动力组件为气缸或液缸,其结构简单,易于安 装,并且运行稳定可靠。
[0013] 在其中一个实施例中,所述翻转臂包括靠近所述行走装置的第一连接臂和靠近所 述机械爪的第二连接臂,所述第一连接臂与所述第二连接臂连接、并配合形成夹角。通过第 一连接臂和第二连接臂的配合形成一个弯折结构使得该翻转臂翻转的过程中能够迅速地 到达电缆卷处。
[0014] 本技术方案还提供了一种电缆运输设备,包括控制模块和上述的电缆抓放机械臂 结构及行走装置,所述行走装置、所述第一驱动装置以及所述第二驱动装置均与所述控制 模块电性连接。
[0015] 本发明实施例所述电缆运输设备,通过控制模块来控制行走装置的行走方向及行 走路径等,并且可控制翻转臂的翻转、机械爪的张开与闭合等,使得该电缆运输设备实现自 动智能化。
[0016] 在其中一个实施例中,所述行走装置为履带式底盘,采用履带行走,能够平稳、迅 速、安全地通过各种复杂路况。因为履带接地面积大,所以增大了在松软、泥泞路面上的通 过能力,降低了下陷量。
[0017] 在其中一个实施例中,还包括遥控器,所述遥控器与所述控制模块电性连接。本发 明通过遥控器来实现对该电缆运输设备的遥控,在遥控器的控制下完成行走、转弯及电缆 卷抓取、释放等动作,使得该设备控制方便。
附图说明
[0018] 图1为本发明实施例所述的电缆运输设备的第一状态示意图;
[0019] 图2为本发明实施例所述的电缆运输设备的第二状态示意图;
[0020]图3为本发明实施例所述的电缆抓放机械臂结构的结构示意图。
[0021]附图标记说明:
[0022] 100、行走装置,200、电缆抓放机械臂结构,210、机械爪,211、第一夹具,2111、连接 端,2112、自由端,212、第二夹具,213、容置腔,220、翻转臂,Ml、第一连接臂,2211、第一端, 2W2、第二端,2M、第二连接臂,2M1、空腔,230、第一驱动装置,231、第一伸缩动力组件, 240、第二驱动装置,241、第二伸缩动力组件,242、第一连杆,243、第二连杆,300、电缆卷, 310、中心轴。
具体实施方式
[0023] 为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及具体实施方 式,对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用以解 释本发明,并不限定本发明的保护范围。
[0024]需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件时,它可以直接固定在另一个 元件上或者也可以通过居中的元件固定于另一个元件。当一个元件被称为是“连接”另一个 元件,它可以是直接连接到另一个元件或者也可以是通过居中的元件而连接于另一个元 件。此外,除非特别指出,否则说明书中的术语“第一”及“第二”等描述仅仅用于区分说明书 中的各个组件、元素、步骤等,而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺 序关系等。
[0025] 如图1和图2所示,本发明实施例所述的电缆运输设备,包括行走装置100、电缆抓 放机械臂结构200、控制模块(附图未示出)和电源模块(附图未示出)。所述电缆抓放机械臂 结构200设于所述行走装置100上,用于装载或卸下电缆卷300。所述行走装置100和所述电 缆抓放机械臂结构200均与所述控制模块电性连接。电性连接可为有线连接或无线连接。所 述电源模块用于为所述控制模块、所述行走装置1〇〇和所述电缆抓放机械臂结构2〇〇提供电 源。电源模块可为该设备上所有用电单元供电,使得该设备进入到任何工作区域都可正常 工作。所述电源模块为蓄电池组,其和所述控制模块均集成于行走装置1〇〇内,使得该电缆 运输设备结构简单、紧凑,不会占用设备的外部空间,设计合理。需要说明的是,本发明也可 根据实际需要省去上述的电源模块,通过在该电缆运输设备上设置电源线并接入作业现场 的电源也可实现行走及抓、放电缆卷300等动作。
[0026] 其中,该电缆抓放机械臂结构200包括机械爪210、翻转臂22〇、第一驱动装置230和 第二驱动装置240。所述翻转臂220—端铰接于行走装置100上,所述翻转臂220的另一端与 所述机械爪210连接。所述第一驱动装置230与所述翻转臂220驱动连接、并用于驱动所述翻 转臂220在竖直面内翻转。如图1所示为该机械臂结构200的第一状态,在所述翻转臂22〇朝 地面的一侧翻转的过程中,所述机械爪210越过所述行走装置1〇〇并用于抓取地面上的电缆 卷300;如图2所示为该机械臂结构200的第二状态,在所述翻转臂220朝背离地面的一侧翻 转的过程中,所述机械爪210转动至所述行走装置100的上方,用于将电缆卷3〇〇提起。所述 第二驱动装置240与所述机械爪210驱动连接、并用于驱动所述机械爪210抓取或释放位于 地面上的电缆卷300。所述第一驱动装置230和所述第二驱动装置240均与所述控制模块电 性连接。
[0027] 下面对上述电缆抓放机械臂结构200的工作原理进行说明:本发明实施例所述的 电缆抓放机械臂结构200,其第一驱动装置230可驱动翻转臂22〇翻转,并且翻转臂220的末 端设有机械爪210。可通过第二驱动装置240来控制机械爪210抓取电缆卷3〇0或释放电缆卷 300。具体地,可预先将电缆卷300放置于地面上;第一驱动装置230驱动翻转臂220朝地面一 侧翻转使得机械爪210靠近电缆卷300;第二驱动装置240驱动机械爪210张开将电缆卷300 的中心轴310包裹后再驱动机械爪210闭合,实现电缆卷300的抓取;最后第一驱动装置230 再驱动翻转臂220向上翻转将电缆卷300提起装载在行走装置1〇〇上。当需要拆卸电缆卷300 时,翻转臂220朝地面一侧翻转,并打开机械爪210即可。本发明能够实现电缆装载工作的自 动化,减少电缆装载或拆卸过程中的人力消耗,有效地提高作业效率。本发明具有使用便 捷、机械性好和实用性强等特点,使得电缆敷设工作能够方便快速的实施。
[0028] 具体地,请结合图3,所述翻转臂220包括靠近所述行走装置1〇〇的第一连接臂221 和靠近所述机械爪210的第二连接臂222。所述第一连接臂221与所述第二连接臂222固定连 接、并配合形成夹角。通过第一连接臂221和第二连接臂222的配合形成一个弯折结构使得 该翻转臂220翻转的过程中能够迅速地到达电缆卷3〇〇处。在电缆卷3〇〇提起后处于工作状 态时,第二连接臂222处于直立状态,将电缆卷300立起,从而方便电缆卷3〇〇转动收放电缆。 所述第一连接臂221和所述第二连接臂222之间夹角优选为钝角,如120度角或150度角等, 避免第一连接臂221与第二连接臂222之间连接形成尖锐的夹角,尖锐的夹角处易发生应力 集中现象,影响翻转臂220的使用寿命。
[0029] 此外,所述第一连接臂221设有与所述行走装置1〇〇连接的第一端2211和与所述第 二连接臂222连接的第二端2212。所述第一连接臂221的宽度沿着所述第一端2211朝向所述 第二端2212的方向逐渐增加。通过尺寸较大的第二端2^2来实现与第二连接臂222的固定 连接,从而保证第一连接臂221与第二连接臂2M之间连接牢固,防止翻转臂220在翻转的过 程中第一连接臂221与第二连接臂222之间松脱。同时,第一连接臂221设计成尺寸渐变结 构,有利于减轻翻转臂220的重量,也减少第一连接臂221的占用空间,为其他结构的安装避 让空间。
[0030] 本发明实施例所述第一驱动装置230包括第一伸缩动力组件231,所述第一伸缩动 力组件231的一端铰接于所述行走装置100上,另一端与所述第一连接臂221铰接。在第一伸 缩动力组件231伸缩的过程中,将驱动翻转臂220绕着其与行走装置1〇〇之间的铰接轴转动, 从而实现翻转臂220的翻转。本发明所述第一驱动装置23〇结构设计合理、巧妙,易于实现。 所述第一伸缩动力组件231为气缸或液缸,其结构简单,易于安装,并且运行稳定可靠。
[0031] 请继续参阅图3,所述机械爪210包括相对设置的第一夹具211和第二夹具212。所 述第一夹具211和所述第二夹具212均设有连接端2111和自由端2112。所述第一夹具211和 所述第二夹具212的连接端2111均铰接于所述翻转臂220上。所述第二驱动装置240用于同 时驱动所述第一夹具211和所述第二夹具212转动、使得所述第一夹具2丨1与所述第二夹具 212的自由端2112之间相互靠拢或远离。具体地,当第一夹具211和第二夹具212的自由端 2112相互靠拢时,即可实现对电缆卷300的抓取;当第一夹具2丨1和第二夹具212的自由端 2112相互分离时,即可实现对电缆卷300的释放。即通过所述第二驱动装置240同时驱动第 一夹具211和第二夹具212朝翻转臂220的外侧转动或朝翻转臂220的内侧转动,实现了电缆 卷300的快速抓取和释放。本发明结构设计合理、巧妙,其结构简单、易于制作、成本较低。 [0032] 值得注意的是,所述第一夹具211与所述第二夹具212的自由端2112在靠拢时所述 第一夹具211与所述第二夹具212拼合形成用于抓取电缆卷300的容置腔213。所述容置腔 213与电缆卷300 (电缆卷300包括中心轴310、可转动套设于中心轴310上的绕线盘以及绕设 于所述绕线盘上的电缆)的中心轴310的尺寸相匹配,即所述机械爪210用于抓取在电缆卷 300的中心轴310上。由于电缆卷300在放线和收线时均绕着该中心轴310转动,机械爪210抓 在中心轴310上将电缆卷300提起后,可充当电缆卷300收放线时的支撑定位装置,不会影响 电缆卷300的转动。需要说明的是,本发明也可根据实际需要将机械爪210抓在电缆卷300的 其他位置上,并非必需是中心轴310上,如电缆卷300的绕线盘边缘上等等。
[0033] 此外,所述第一夹具211和所述第二夹具212均呈手指状,并且,在第一夹具211和 第二夹具212靠拢时,所述第一夹具211和所述第二夹具212交叉设置,使得电缆卷300抓取 更加牢靠。
[0034] 请继续参阅图3,所述第二驱动装置240包括第一连杆242、第二连杆243和第二伸 缩动力组件241。所述第一连杆242的一端与所述第一夹具211铰接,所述第一连杆242的另 一端与所述第二伸缩动力组件241的活动端铰接;所述第二连杆243的一端与所述第二夹具 212铰接,所述第二连杆243的另一端也与所述第二伸缩动力组件241的活动端铰接。第二伸 缩动力组件241通过第一连杆242来带动第一夹具211,通过第二连杆243来带动第二夹具 212。在第二伸缩动力组件241伸缩的过程中即可同时带动第一连杆242和第二连杆243偏 转,进而带动第一夹具211和第二夹具212转动。本发明有效地将伸缩动力组件的伸缩移动 转化为第一夹具211和第二夹具212的转动。该第二驱动装置240结构简单、易于实现。
[0035] 所述第二伸缩动力组件241为气缸或液缸,结构简单,并且运行稳定可靠。此外,所 述第二连接臂222内设空腔2221,所述第二伸缩动力组件241内置于所述空腔2221内,使得 该电缆抓放机械臂结构200结构紧凑。
[0036] 在一个优选的实施例中,每个电缆运输设备中设有两个所述机械臂结构200,两个 机械臂结构200用于抓取电缆卷300的中心轴310的两端。
[0037] 此外,请参阅图1和图2,本发明实施例所述行走装置100为履带式底盘,采用履带 行走,能够平稳、迅速、安全地通过各种复杂路况。因为履带接地面积大,所以增大了在松 软、泥泞路面上的通过能力,降低了下陷量。需要说明的是,在另一个实施例中,也可采用滚 轮移动装置来代替履带式底盘。
[0038]本发明实施例还包括遥控器(附图未示出),所述遥控器与所述控制模块无线通讯 连接。本发明通过遥控器来实现对该电缆运输设备的遥控,在遥控器的控制下完成行走、转 弯及电缆卷抓取、释放等动作,使得该设备控制方便。需要说明的是,所述遥控器与所述控 制模块之间也可采用有线连接方式。
[0039] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实 施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存 在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
[0040]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并 不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来 说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若千变形和改进,这些都属于本发明的保护 范围。

Claims (10)

1. 一种电缆抓放机械臂结构,其特征在于,包括: 机械爪; 翻转臂,所述翻转臂的一端较接于行走装置上,所述翻转臂的另一端与所述机械爪连 接; 第一驱动装置,所述第一驱动装置与所述翻转臂驱动连接、并用于驱动所述翻转臂翻 转; 第二驱动装置,所述第二驱动装置与所述机械爪驱动连接、并用于驱动所述机械爪张 开或闭合。
2. 根据权利要求1所述的电缆抓放机械臂结构,其特征在于,所述机械爪包括相对设置 的第一夹具和第二夹具,所述第一夹具和所述第二夹具均设有连接端和自由端,所述第一 夹具的连接端和所述第二夹具的连接端均铰接于所述翻转臂上,所述第二驱动装置用于同 时驱动所述第一夹具和所述第二夹具转动、使得所述第一夹具的自由端与所述第二夹具的 自由端之间相互靠拢或远离。
3. 根据权利要求2所述的电缆抓放机械臂结构,其特征在于,所述第二驱动装置包括第 一连杆、第二连杆和第二伸缩动力组件,所述第一连杆的一端与所述第一夹具铰接,所述第 一连杆的另一端与所述第二伸缩动力组件的活动端铰接,所述第二连杆的一端与所述第二 夹具铰接,所述第二连杆的另一端也与所述第二伸缩动力组件的活动端铰接。
4. 根据权利要求3所述的电缆抓放机械臂结构,其特征在于,所述第二伸缩动力组件为 气缸或液缸;所述翻转臂内设空腔,所述第二伸缩动力组件内置于所述空腔内。
5. 根据权利要求1所述的电缆抓放机械臂结构,其特征在于,所述第一驱动装置包括第 一伸缩动力组件,所述第一伸缩动力组件的一端铰接于所述行走装置上,另一端与所述翻 转臂铰接。
6. 根据权利要求5所述的电缆抓放机械臂结构,其特征在于,所述第一伸缩动力组件为 气缸或液缸。 >
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的电缆抓放机械臂结构,其特征在于,所述翻转臂 包括靠近所述行走装置的第一连接臂和靠近所述机械爪的第二连接臂,所述第一连接臂与 所述第二连接臂连接、并配合形成夹角。
8. —种电缆运输设备,其特征在于,包括控制模块和如权利要求1至7中任一项所述的 电缆抓放机械臂结构和行走装置,所述行走装置、所述第一驱动装置以及所述第二驱动装 置均与所述控制模块电性连接。
9. 根据权利要求8所述的电缆运输设备,其特征在于,所述行走装置为履带式底盘。
10. 根据权利要求8所述的电缆运输设备,其特征在于,还包括遥控器,所述遥控器与所 述控制模块电性连接。
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