CN107802995A

CN107802995A - 一种电力设备安装机器人

Info

Publication number: CN107802995A
Application number: CN201711059633.XA
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-04-20
Filing date: 2016-04-20
Publication date: 2018-03-16
Also published as: CN105664449A; CN105664449B

Abstract

本发明提供一种电力设备安装机器人，包括行走伺服电机、后车轮、电磁铁等，所述的行走伺服电机对称设置在下面的后机架的后部，在伺服电机的输出轴末端设置后车轮，所述的电磁铁固定在电磁铁安装支架上，在电磁铁的衔铁顶端设置一个圆柱销；本发明利用行走伺服电机可以在路面上自行移动；采用具有自锁功能的爬升装置，使本机器人可以停留在电线杆上的任意位置，稳定可靠；采用电缸驱动的多关节机械臂，使末端的旋紧装置在移动时更加灵活自由。

Description

一种电力设备安装机器人

本发明为申请人于2016年04月20日提出的专利申请号为“201610245689.3”、名称为“一种电力设备安装机器人”的中国发明专利申请的分案申请，其全部内容结合于本申请之中。

技术领域

本发明涉及电力电网技术领域，特别涉及一种电力设备安装机器人。

背景技术

随着现代电力技术的快速发展，电网和输电线建设的规模也越来越大，其中农村的大部分电网为低压输电网，需要使用电线杆和支架来架空输电线，支架一般为三角铁结构，使用一个U形架固定，在U形架的两端设有2个螺母，用来固定支架和U形架，螺母通常需要工人使用手工来安装，但是由于工人站在高空作业车上，重心不稳，所以操作起来不方便，因此急需一款能够自动安装拆卸螺母的机器人。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种电力设备安装机器人，其采用自锁原理，使机器人可以自行攀爬电线杆并停留在任意位置；采用多关节机械臂，使机器人在工作时变得更加灵活。

本发明所使用的技术方案是：一种电力设备安装机器人，包括行走伺服电机、后车轮、后机架、挂钩、挂架、手柄、前机架、电磁铁、弹簧、铰接支架、连杆、电控系统、锂电池组、导柱、内六角套筒、摄像机、第一伺服电机、第四关节、第四电缸、第三关节、第三电缸、第二关节、第二电缸、第一关节、第一电缸、转动架、蜗轮、第二伺服电机、第五电缸、第二圆球体、第一圆球体、铰接轴、蜗杆、万向轮，所述的前机架和后机架为半圆弧状，前机架和后机架各有2个，其中下部的后机架与导柱的底端固定连接，上部的后机架滑动安装在导柱上，所述的前机架通过铰接轴与后机架连接，所述的前机架的中间部位设置一块立板，在所述的立板内侧面分别设置第一转动支架和第二转动支架，第二转动支架设置在第一转动支架的正上方，在立板的顶部设置第三转动支架，在前机架的端部侧面设置第四转动支架；所述的手柄转动安装在第四转动支架上，所述的挂架铰接在手柄中部，所述的挂钩设置在后机架侧面，利用挂钩和挂架可以把前机架和后机架固定在一起；所述的铰接支架一端铰接在第二转动支架上，另一端设置第一圆球体，铰接支架与立板之间的角度为45°~60°；所述的弹簧一端铰接在第一转动支架上，弹簧的另一端铰接在铰接支架下部；所述的第二圆球体对称设置在后机架内侧；所述的电磁铁固定在电磁铁安装支架上，在电磁铁的衔铁顶端设置一个圆柱销，所述的连杆转动安装在第三转动支架上，连杆外侧一端设有滑槽，所述电磁铁的衔铁通过顶端的圆柱销滑动安装在连杆的滑槽内，连杆的内侧一端设置第三圆球体；所述的行走伺服电机对称设置在下面的后机架的后部，在伺服电机的输出轴末端设置后车轮；所述的第五电缸设置在两个后机架之间。

所述的转动架转动安装在上面的后机架的后部安装板上，在转动架旋转轴的下部设置有蜗轮，在蜗轮的侧面设置蜗杆和第二伺服电机，所述的第二伺服电机的输出轴与蜗杆连接；所述的第一关节末端转动安装在转动架前部，所述的第一电缸设置在第一关节和转动架之间；所述的第二关节的末端转动安装在第一关节的端部，所述的第二电缸设置在第二关节和第一关节之间；所述的第三关节的末端转动安装在第二关节的端部，所述的第三电缸设置在第三关节和第二关节之间；所述的第四关节的末端转动安装在第三关节的端部，所述的第四电缸设置在第四关节和第三关节之间；在所述的第四关节端部设置第一伺服电机和摄像机，在第一伺服电机的输出轴末端设置内六角套筒；所述的电控系统和锂电池组设置在上面的后机架后部，所述的锂电池组为电控系统供电，所述的电控系统分别通过线路与电磁铁、第一伺服电机、摄像机、第四电缸、第三电缸、第五电缸、第二伺服电机、第一电缸、第二电缸相连接；所述的万向轮安装在下面的前机架的下部。

进一步地，所述的电控系统内置无线通讯设备，机器人可以利用无线通讯设备与地面操作人员进行实时通讯。

进一步地，所述的第一圆球体和第二圆球体均为氟橡胶材质。

由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：

1. 本发明利用行走伺服电机可以在路面上自行移动。

2. 本发明采用具有自锁功能的爬升装置，使本机器人可以停留在电线杆上的任意位置，稳定可靠。

3. 本发明采用电缸驱动的多关节机械臂，使末端的旋紧装置在移动时更加灵活自由。

附图说明

图1为本发明攀爬电线杆时的示意图。

图2、图4为本发明的整体示意图。

图3为本发明的底部示意图。

图5为本发明前机架打开时的示意图。

图6为本发明的电磁铁安装示意图。

图7为本发明的机械臂示意图。

图8位本发明的前机架示意图。

附图标号：1-电线杆；2-支架；3-螺母；4-行走伺服电机；5-后车轮；6-后机架；7-挂钩；8-挂架；9-手柄；10-前机架；11-电磁铁；12-铰接支架；13-弹簧；14-连杆；15-电控系统；16-锂电池组；17-导柱；18-内六角套筒；19-摄像机；20-第一伺服电机；21-第四关节；22-第四电缸；23-第三关节；24-第三电缸；25-第二关节；26-第二电缸；27-第一关节；28-第一电缸；29-转动架；30-蜗轮；31-第二伺服电机；32-第五电缸；33-第二圆球体；34-第一圆球体；35-铰接轴；36-蜗杆；37-万向轮、1001-第一转动支架；1002-第二转动支架；1003-第三转动支架；1004-电磁铁安装支架；1005-第四转动支架。

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。

实施例

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8所示，一种电力设备安装机器人，包括行走伺服电机4、后车轮5、后机架6、挂钩7、挂架8、手柄9、前机架10、电磁铁11、弹簧13、铰接支架12、连杆14、电控系统15、锂电池组16、导柱17、内六角套筒18、摄像机19、第一伺服电机20、第四关节21、第四电缸22、第三关节23、第三电缸24、第二关节25、第二电缸26、第一关节27、第一电缸28、转动架29、蜗轮30、第二伺服电机31、第五电缸32、第二圆球体33、第一圆球体34、铰接轴35、蜗杆36、万向轮37，所述的前机架10和后机架6为半圆弧状，前机架10和后机架6各有2个，其中下部的后机架6与导柱17的底端固定连接，上部的后机架6滑动安装在导柱17上，所述的前机架10通过铰接轴35与后机架6连接，所述的前机架10的中间部位设置一块立板，在所述的立板内侧面分别设置第一转动支架1001和第二转动支架1002，第二转动支架1002设置在第一转动支架1001的正上方，在立板的顶部设置第三转动支架1003，在前机架10的端部侧面设置第四转动支架1005；所述的手柄9转动安装在第四转动支架1005上，所述的挂架8铰接在手柄9中部，所述的挂钩7设置在后机架6侧面，利用挂钩7和挂架8可以把前机架10和后机架6固定在一起；所述的铰接支架12一端铰接在第二转动支架1002上，另一端设置第一圆球体34，铰接支架12与立板之间的角度为45。

所述的弹簧13一端铰接在第一转动支架1001上，弹簧13的另一端铰接在铰接支架12下部；所述的第二圆球体33对称设置在后机架6内侧；所述的电磁铁11固定在电磁铁安装支架1004上，在电磁铁11的衔铁顶端设置一个圆柱销，所述的连杆14转动安装在第三转动支架1003上，连杆14外侧一端设有滑槽，所述电磁铁11的衔铁通过顶端的圆柱销滑动安装在连杆14的滑槽内，连杆14的内侧一端设置第三圆球体；所述的行走伺服电机4对称设置在下面的后机架6的后部，在伺服电机的输出轴末端设置后车轮5；所述的第五电缸32设置在两个后机架6之间。

所述的转动架29转动安装在上面的后机架6的后部安装板上，在转动架29旋转轴的下部设置有蜗轮30，在蜗轮30的侧面设置蜗杆36和第二伺服电机31，所述的第二伺服电机31的输出轴与蜗杆36连接；所述的第一关节27末端转动安装在转动架29前部，所述的第一电缸28设置在第一关节27和转动架29之间；所述的第二关节25的末端转动安装在第一关节27的端部，所述的第二电缸26设置在第二关节25和第一关节27之间；所述的第三关节23的末端转动安装在第二关节25的端部，所述的第三电缸24设置在第三关节23和第二关节25之间；所述的第四关节21的末端转动安装在第三关节23的端部，所述的第四电缸22设置在第四关节21和第三关节23之间；在所述的第四关节21端部设置第一伺服电机20和摄像机19，在第一伺服电机20的输出轴末端设置内六角套筒18。所述的电控系统15和锂电池组16设置在上面的后机架6后部，所述的锂电池组16为电控系统15供电，所述的电控系统15分别通过线路与电磁铁11、第一伺服电机20、摄像机19、第四电缸22、第三电缸24、第五电缸32、第二伺服电机31、第一电缸28、第二电缸26相连接；所述的万向轮37安装在下面的前机架10的下部。

所述的电控系统15内置无线通讯设备，机器人可以利用无线通讯设备与地面操作人员进行实时通讯。

所述的第一圆球体34和第二圆球体33均为氟橡胶材质。

本发明工作原理：本发明依靠两个后车轮5和一个万向轮37能够自行在路面上行走，在需要攀爬电线杆1时首先使用手柄9解除挂架8和挂钩7之间的连接，使电线杆1进入前机架10和后机架6之间，然后使用手柄9把前机架10和后机架6连接在一起，连接完成后因为有弹簧13的支撑力，所以第二圆球体33和第一圆球体34均与电线杆1接触，因为连接第一圆球体34的铰接支架12呈倾斜状态，所以铰接支架12与电线杆1构成了自锁机构，在电磁铁11不通电的情况下让第五电缸32不停的伸缩，机器人就会越爬越高，机器人爬到顶端后根据摄像机19采集的信息自主判断螺母3的位置，并使用内六角套筒18将螺母3旋紧，机器人下降的时候需要借助两个电磁铁11的介入，电磁铁11通电后衔铁伸出并推动连杆14，连杆14将铰接支架12向下顶开，解除自锁，但不能让两个电磁铁11同时通电，否则机器人会掉下去，两个电磁铁11需要配合第五电缸32的伸缩顺序来交替通电，将机器人安全降落到地面上。

Claims

1.一种电力设备安装机器人，包括行走伺服电机（4）、后车轮（5）、后机架（6）、挂钩（7）、挂架（8）、手柄（9）、前机架（10）、电磁铁（11）、弹簧（13）、铰接支架（12）、连杆（14）、电控系统（15）、锂电池组（16）、导柱（17）、内六角套筒（18）、摄像机（19）、第一伺服电机（20）、第四关节（21）、第四电缸（22）、第三关节（23）、第三电缸（24）、第二关节（25）、第二电缸（26）、第一关节（27）、第一电缸（28）、转动架（29）、蜗轮（30）、第二伺服电机（31）、第五电缸（32）、第二圆球体（33）、第一圆球体（34）、铰接轴（35）、蜗杆（36）、万向轮（37），所述的前机架（10）和后机架（6）为半圆弧状，前机架（10）和后机架（6）各有2个，其中下部的后机架（6）与导柱（17）的底端固定连接，上部的后机架（6）滑动安装在导柱（17）上，所述的前机架（10）通过铰接轴（35）与后机架（6）连接，所述的前机架（10）的中间部位设置一块立板，在所述的立板内侧面分别设置第一转动支架（1001）和第二转动支架（1002），第二转动支架（1002）设置在第一转动支架（1001）的正上方，在立板的顶部设置第三转动支架（1003），在前机架（10）的端部侧面设置第四转动支架（1005）；所述的手柄（9）转动安装在第四转动支架（1005）上，所述的挂架（8）铰接在手柄（9）中部，所述的挂钩（7）设置在后机架（6）侧面，利用挂钩（7）和挂架（8）可以把前机架（10）和后机架（6）固定在一起；所述的铰接支架（12）一端铰接在第二转动支架（1002）上，另一端设置第一圆球体（34），铰接支架（12）与立板之间的角度为45°；所述的弹簧（13）一端铰接在第一转动支架（1001）上，弹簧（13）的另一端铰接在铰接支架（12）下部；所述的第二圆球体（33）对称设置在后机架（6）内侧；所述的电磁铁（11）固定在电磁铁安装支架（1004）上，在电磁铁（11）的衔铁顶端设置一个圆柱销，所述的连杆（14）转动安装在第三转动支架（1003）上，连杆（14）外侧一端设有滑槽，所述电磁铁（11）的衔铁通过顶端的圆柱销滑动安装在连杆（14）的滑槽内，连杆（14）的内侧一端设置第三圆球体；所述的行走伺服电机（4）对称设置在下面的后机架（6）的后部，在伺服电机的输出轴末端设置后车轮（5）；所述的第五电缸（32）设置在两个后机架（6）之间；所述的转动架（29）转动安装在上面的后机架（6）的后部安装板上，在转动架（29）旋转轴的下部设置有蜗轮（30），在蜗轮（30）的侧面设置蜗杆（36）和第二伺服电机（31），所述的第二伺服电机（31）的输出轴与蜗杆（36）连接；所述的第一关节（27）末端转动安装在转动架（29）前部，所述的第一电缸（28）设置在第一关节（27）和转动架（29）之间；所述的第二关节（25）的末端转动安装在第一关节（27）的端部，所述的第二电缸（26）设置在第二关节（25）和第一关节（27）之间；所述的第三关节（23）的末端转动安装在第二关节（25）的端部，所述的第三电缸（24）设置在第三关节（23）和第二关节（25）之间；所述的第四关节（21）的末端转动安装在第三关节（23）的端部，所述的第四电缸（22）设置在第四关节（21）和第三关节（23）之间；在所述的第四关节（21）端部设置第一伺服电机（20）和摄像机（19），在第一伺服电机（20）的输出轴末端设置内六角套筒（18）；所述的电控系统（15）和锂电池组（16）设置在上面的后机架（6）后部，所述的锂电池组（16）为电控系统（15）供电。

2.根据权利要求1所述的一种电力设备安装机器人，其特征在于：所述的电控系统（15）分别通过线路与电磁铁（11）、第一伺服电机（20）、摄像机（19）、第四电缸（22）、第三电缸（24）、第五电缸（32）、第二伺服电机（31）、第一电缸（28）、第二电缸（26）相连接；所述的万向轮（37）安装在下面的前机架（10）的下部。

3.根据权利要求1所述的一种电力设备安装机器人，其特征在于：所述的电控系统（15）内置无线通讯设备，机器人可以利用无线通讯设备与地面操作人员进行实时通讯。

4.根据权利要求1所述的一种电力设备安装机器人，其特征在于：所述的第一圆球体（34）和第二圆球体（33）均为氟橡胶材质。