CN108161890A - 高压缆线间隔棒辅助安装机器人机构及间隔棒安装方法 - Google Patents

高压缆线间隔棒辅助安装机器人机构及间隔棒安装方法 Download PDF

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CN108161890A CN201810143692.3A CN201810143692A CN108161890A CN 108161890 A CN108161890 A CN 108161890A CN 201810143692 A CN201810143692 A CN 201810143692A CN 108161890 A CN108161890 A CN 108161890A
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朱建春
张高超
曹杰勇
王冠华
胡国飞
毛志伟
刘勇
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Jiangxi Power Transmission And Transformation Engineering Co Ltd
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Abstract

一种高压缆线间隔棒辅助安装机器人机构及间隔棒安装方法，包括前驱动箱、货箱、后驱动箱等；其中，前驱动箱由前驱动箱架、第一升降驱动臂、第二升降驱动臂、第一直线电机、第三升降驱动臂、第四升降驱动臂和第二直线电机组成；货箱由货箱架、间隔棒抬升驱动臂组成；后驱动箱由后驱动箱架、第五升降驱动臂、第六升降驱动臂和第三直线电机、第七升降驱动臂、第八升降驱动臂及第四直线电机组成；本发明可实现间隔棒运输与辅助安装功能，且具有结构简单、操作方便、受力好等特点；解决高压缆线安装过程中工人劳动量大、效率低的问题。

Description

高压缆线间隔棒辅助安装机器人机构及间隔棒安装方法
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种高压缆线间隔棒辅助安装机器人机构及间隔棒安装方法。
背景技术
电力输送采用高压缆线是其主要方式，因此，高压缆线的架设是其关键技术。高压缆线架设时缆线间必须用间隔棒分隔开来，由于缆线架设是野外操作，且安装塔之间距离较远，因此，目前主要是采用人工背负的方式实现间隔运输与安装，工人劳动强度大，因体力限制和间隔棒重量原因，工人每次能够背负的间隔棒数量很少，且安装时体力消耗大，导致安装效率低。为此，提出一种高压缆线间隔棒辅助安装机器人机构，实现高压缆线间隔棒辅助运输与辅助安装，提高高压缆线安装效率，减轻安装工人劳动强度。
发明内容
本发明的目的是针对高压缆线架设时间隔棒运输与安装时效率低，劳动强度大的缺点，提出一种高压缆线间隔棒运输与辅助安装机器人机构，实现间隔棒的辅助安装，减轻工人劳动强度，提高间隔棒安装效率。
本发明是通过以下技术方案实现的。
本发明所述的一种高压缆线间隔棒辅助安装机器人机构及间隔棒安装方法，包括前驱动箱(1)、货箱(2)、后驱动箱(3)；其中，前驱动箱(1)由前驱动箱架(50)、第一升降驱动臂(4)、第二升降驱动臂(5)、第一直线电机(6)、第三升降驱动臂(7)、第四升降驱动臂(8)和第二直线电机(9)组成；货箱(2)由货箱架(51)、间隔棒抬升驱动臂(10)组成；后驱动箱(3)由后驱动箱架(52)、第五升降驱动臂(11)、第六升降驱动臂(13)和第三直线电机(12)、第七升降驱动臂(14)、第八升降驱动臂(16)及第四直线电机(15)组成；
各升降驱动臂机构组成及连接关系如下：
第一升降驱动臂(4)由第一固定臂(17)、第一升降臂(18)及第一驱动轮(19)组成，第一驱动轮(19)固定于第一升降臂(18)上，第一升降臂(18)可相对于第一固定臂上下运动；
第二升降驱动臂(5)由第二固定臂(20)、第二升降臂(21)及第二驱动轮(22)组成，第二驱动轮(22)固定于第二升降臂(21)上，第二升降臂(21)可相对于第二固定臂(20)上下运动；
第三升降驱动臂(7)由第三固定臂(23)、第三升降臂(24)及第三驱动轮(25)组成，第三驱动轮(25)固定于第三升降臂(23)上，第三升降臂(23)可相对于第三固定臂(23)上下运动；
第四升降驱动臂(8)由第四固定臂(26)、第四升降臂(27)及第四驱动轮(28)组成，第四驱动轮(28)固定于第四升降臂(27)上，第四升降臂(27)可相对于第四固定臂(26)上下运动；
第五升降驱动臂(11)由第五固定臂(31)、第五升降臂(32)及第五驱动轮(33)组成，第五驱动轮(33)固定于第五升降臂(32)上，第五升降臂(32)可相对于第五固定臂(31)上下运动；
第六升降驱动臂(13)由第六固定臂(34)、第六升降臂(35)及第六驱动轮(36)组成，第六驱动轮(36)固定于第六升降臂(35)上，第六升降臂(35)可相对于第六固定臂(34)上下运动；
第七升降驱动臂(14)由第七固定臂(37)、第七升降臂(38)及第七驱动轮(39)组成，第七驱动轮(39)固定于第七升降臂(38)上，第七升降臂(38)可相对于第七固定臂(37)上下运动；
第八升降驱动臂(16)由第八固定臂(40)、第八升降臂(41)及第八驱动轮(42)组成，第八驱动轮(42)固定于第八升降臂(41)上，第八升降臂(41)可相对于第八固定臂(40)上下运动；
间隔棒抬升驱动臂(10)由第九固定臂(29)和第九升降臂(30)组成，第九升降臂(30)可相对于第九固定臂(29)上下运动；
各驱动臂及直线电机连接关系如下：
第一升降驱动臂(4)与第二升降驱动臂(5)固定于第一直线电机(6)两端，可由第一直线电机(6)驱动左右运动；第一直线电机(6)固定于前驱动箱架(50)上。
第三升降驱动臂(7)和第四升降驱动臂(8)固定于第二直线电机(9)两端，可由第二直线电机(9)驱动左右运动；第二直线电机(9)固定于前驱动箱架(50)上。
第五升降驱动臂(11)与第六升降驱动臂(13)固定于第三直线电机(12)两端，可由第三直线电机(12)驱动左右运动；第三直线电机(12)固定于后驱动箱架(52)上。
第七升降驱动臂(14)与第八升降驱动臂(16)固定于第四直线电机(15)两端，可由第四直线电机(15)驱动左右运动。第四直线电机(15)固定于后驱动箱架(52)上。
前驱动箱架(50)、后驱动箱架(52)与中间货箱(51)固定连接。
本发明所述的一种用于高压缆线辅助安装机器人机构的间隔棒安装方法，按如下步骤；
起始时，间隔棒放置于机器人货箱架(50)中，机器人位于缆线下方，各升降驱动臂处于收缩状态。
步骤1：第一升降驱动臂(4)中第一升降臂(18)与第二升降驱动臂(5)中第二升降臂(21)上升，使第一驱动轮(19)和第二驱动轮(22)处于略高于缆线Ⅰ(43)和缆线Ⅱ(44)位置；第一直线电机(6)驱动第一升降驱动臂(4)和第二升降驱动臂(5)运动至第一驱动轮(19)与第二驱动轮(22)分别位于缆线Ⅰ(43)和缆线Ⅱ(44)上方；然后，第一升降驱动臂(4)中第一升降臂(18)和第二升降驱动臂(5)中第二升降臂(21)向下运动，使第一驱动轮(19)与第二驱动轮(22)压紧在缆线Ⅰ(43)和缆线Ⅱ(44)上。
步骤2：第三升降驱动臂(7)中第三升降臂(23)与第四升降驱动臂(8)中第四升降臂(27)上升，使第三驱动轮(25)和第四驱动轮(28)处于略高于缆线Ⅴ(47)和缆线Ⅵ(48)位置；第二直线电机(9)驱动第三升降驱动臂(7)和第四升降驱动臂(8)运动至第三驱动轮(25)与第四驱动轮(28)分别位于缆线Ⅴ(47)和缆线Ⅵ(48)上方；然后，第三升降驱动臂(7)中第三升降臂(24)和第四升降驱动臂(8)中第四升降臂(27)向下运动，使第三驱动轮(25)与第四驱动轮(28)压紧在缆线Ⅴ(47)和缆线Ⅵ(48)上。
步骤3：第五升降驱动臂(11)中第五升降臂(32)与第六升降驱动臂(13)中第六升降臂(35)上升，使第五驱动轮(33)和第六驱动轮(36)处于略高于缆线Ⅶ(49)和缆线Ⅷ(53)位置，第三直线电机(12)驱动第五升降驱动臂(11)和第六升降驱动臂(13)运动至第五驱动轮(33)与第六驱动轮(36)分别位于缆线Ⅶ(49)和缆线Ⅷ(53)上方；然后，第五升降驱动臂(11)中第五升降臂(32)和第六升降驱动臂(13)中第六升降臂(35)向下运动，使第五驱动轮(33)与第六驱动轮(36)压紧在缆线Ⅶ(49)和缆线Ⅷ(53)上。
步骤4：第七升降驱动臂(14)中第七升降臂(38)与第八升降驱动臂(16)中第八升降臂(41)上升，使第七驱动轮(39)和第八驱动轮(42)处于略高于缆线Ⅲ(45)和缆线Ⅳ(46)位置，第四直线电机(15)驱动第七升降驱动臂(14)和第八升降驱动臂(16)运动至第七驱动轮(39)与第八驱动轮(42)分别位于缆线Ⅲ(45)和缆线Ⅳ(46)上方；然后，第七升降驱动臂(14)中第七升降臂(38)和第八升降驱动臂(16)中第八升降臂(41)向下运动，使第七驱动轮(39)与第八驱动轮(42)压紧在缆线Ⅲ(45)和缆线Ⅳ(46)上。
步骤5：当各驱动轮均压紧在缆线上时，第一驱动轮(19)、第二驱动轮(22)、第三驱动轮(25)、第四驱动轮(28)、第五驱动轮(33)、第六驱动轮(36)、第七驱动轮(39)和第八驱动轮(42)启动，实现高压缆线辅助安装机器人在缆线上行走功能。
步骤6：当机器人行走至间隔棒安装位置时，各驱动轮刹住，使机器人静止于安装位置，由人工方式将间隔棒置于间隔棒抬升驱动臂(10)的第九升降臂(30)上，然后，第九升降臂(30)向上运动，将间隔棒抬升至指定位置，便于工人安装；安装结束后，第九升降臂(30)向下运动，回到初始位置。
步骤7：安装完间隔棒后，重复步骤5和步骤6，直至所有间隔棒安装完成。
本发明可实现间隔棒运输与辅助安装功能，且具有结构简单、操作方便、受力好等特点；解决高压缆线安装过程中工人劳动量大、效率低的问题。
附图说明
图1为本发明的机构方案图。1为前驱动箱；2为货箱；3后驱动箱；50为前驱动箱架、4为第一升降驱动臂、5为第二升降驱动臂、6为第一直线电机、7为第三升降驱动臂、8为第四升降驱动臂，9为第二直线电机；51为货箱架、10为机械臂；52为后驱动箱架、11为第五升降驱动臂、13为第六升降驱动臂、12为第三直线电机、14为第七升降驱动臂、16为第八升降驱动臂，15为第四直线电机；17为第一固定臂、18为第一升降臂、19为第一驱动轮；20为第二固定臂、21为第二升降臂、22第二驱动轮；23为第三固定臂、24为第三升降臂、25为第三驱动轮；26为第四固定臂、27为第四升降臂、28为第四驱动轮组成；29为第九固定臂、30为第九升降臂；31为第五固定臂、32为第五升降臂、33为第五驱动轮；34为第六固定臂、35为第六升降臂、36为第六驱动轮；37为第七固定臂、38为第七升降臂、39为第七驱动轮；40为第八固定臂、41为第八升降臂、42为第八驱动轮；43为缆线Ⅰ、44为缆线Ⅱ、45为缆线Ⅲ、46为缆线Ⅳ、47为缆线Ⅴ、48为缆线Ⅵ、49为缆线Ⅶ、53为缆线Ⅷ。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明包括前驱动箱1、货箱2和后驱动箱3；其中，前驱动箱1由前驱动箱架50、固定于前驱动箱架50上的第一直线电机6及固定于第一直线电机6两端的第一升降驱动臂4、第二升降驱动臂5、固定于前驱动箱架50上的第二直线电机9及固定于第二直线电机9两端的第三升降驱动臂7、第四升降驱动臂8等组成；货箱2由货箱架51和固定于货箱架51上的间隔棒抬升驱动臂10组成；后驱动箱3由后驱动箱架52、固定于后驱动箱架52上第三直线电机12及固定于第三直线电机两端的第五升降驱动臂11、第六升降驱动臂13、固定于后驱动箱架52上的第四直线电机15及固定于第四直线电机15两端的第七升降驱动臂14、第八升降驱动臂16等组成。
高压缆线间隔棒辅助安装机器人辅助安装过程如下：
起始时，间隔棒放置于机器人货箱架50中，机器人位于缆线下方，各升降驱动臂处于收缩状态。机器人间隔棒辅助安装步骤如下：
步骤1：第一升降驱动臂4中第一升降臂18与第二升降驱动臂5中第二升降臂21上升，使第一驱动轮19和第二驱动轮22处于略高于缆线Ⅰ43和缆线Ⅱ44位置；第一直线电机6驱动第一升降驱动臂4和第二升降驱动臂5运动至第一驱动轮19与第二驱动轮22分别位于缆线Ⅰ43和缆线Ⅱ44上方；然后，第一升降驱动臂4中第一升降臂18和第二升降驱动臂5中第二升降臂21向下运动，使第一驱动轮19与第二驱动轮22压紧在缆线Ⅰ43和缆线Ⅱ44上；
步骤2：第三升降驱动臂7中第三升降臂23与第四升降驱动臂8中第四升降臂27上升，使第三驱动轮25和第四驱动轮28处于略高于缆线Ⅴ47和缆线Ⅵ48位置；第二直线电机9驱动第三升降驱动臂7和第四升降驱动臂8运动至第三驱动轮25与第四驱动轮28分别位于缆线Ⅴ47和缆线Ⅵ48上方；然后，第三升降驱动臂7中第三升降臂24和第四升降驱动臂8中第四升降臂27向下运动，使第三驱动轮25与第四驱动轮28压紧在缆线Ⅴ47和缆线Ⅵ48上；
步骤3：第五升降驱动臂11中第五升降臂32与第六升降驱动臂13中第六升降臂35上升，使第五驱动轮33和第六驱动轮36处于略高于缆线Ⅶ49和缆线Ⅷ53位置，第三直线电机12驱动第五升降驱动臂11和第六升降驱动臂13运动至第五驱动轮33与第六驱动轮36分别位于缆线Ⅶ49和缆线Ⅷ53方；然后，第五升降驱动臂11中第五升降臂32和第六升降驱动臂13中第六升降臂35向下运动，使第五驱动轮33与第六驱动轮36压紧在缆线Ⅶ49和缆线Ⅷ53上；
步骤4：第七升降驱动臂14中第七升降臂38与第八升降驱动臂16中第八升降臂41上升，使第七驱动轮39和第八驱动轮42处于略高于缆线Ⅲ45和缆线Ⅳ46位置，第四直线电机15驱动第七升降驱动臂14和第八升降驱动臂16运动至第七驱动轮39与第八驱动轮42分别位于缆线Ⅲ45和缆线Ⅳ46上方；然后，第七升降驱动臂14中第七升降臂38和第八升降驱动臂16中第八升降臂41向下运动，使第七驱动轮39与第八驱动轮42压紧在缆线Ⅲ45和缆线Ⅳ46上；
步骤5：当各驱动轮均压紧在缆线上时，第一驱动轮19、第二驱动轮22、第三驱动轮25、第四驱动轮28、第五驱动轮33、第六驱动轮36、第七驱动轮39和第八驱动轮42启动，实现高压缆线辅助安装机器人在缆线上行走功能。
步骤6：当机器人行走至间隔棒安装位置时，各驱动轮刹住，使机器人静止于安装位置，由人工方式将间隔棒置于间隔棒抬升驱动臂10的第九升降臂30上，然后，第九升降臂30向上运动，将间隔棒抬升至指定位置，便于工人安装；安装结束后，第九升降臂30向下运动，回到初始位置。
步骤7：安装完间隔棒后，重复步骤5和步骤6，直至所有间隔棒安装完成。

Claims (2)

1.一种高压缆线间隔棒辅助安装机器人机构，其特征是包括前驱动箱(1)、货箱(2)、后驱动箱(3)；其中，前驱动箱(1)由前驱动箱架(50)、第一升降驱动臂(4)、第二升降驱动臂(5)、第一直线电机(6)、第三升降驱动臂(7)、第四升降驱动臂(8)和第二直线电机(9)组成；货箱(2)由货箱架(51)、间隔棒抬升驱动臂(10)组成；后驱动箱(3)由后驱动箱架(52)、第五升降驱动臂(11)、第六升降驱动臂(13)和第三直线电机(12)、第七升降驱动臂(14)、第八升降驱动臂(16)及第四直线电机(15)组成；
各升降驱动臂机构组成及连接关系如下：
第一升降驱动臂(4)由第一固定臂(17)、第一升降臂(18)及第一驱动轮(19)组成，第一驱动轮(19)固定于第一升降臂(18)上，第一升降臂(18)可相对于第一固定臂上下运动；
第二升降驱动臂(5)由第二固定臂(20)、第二升降臂(21)及第二驱动轮(22)组成，第二驱动轮(22)固定于第二升降臂(21)上，第二升降臂(21)可相对于第二固定臂(20)上下运动；
第三升降驱动臂(7)由第三固定臂(23)、第三升降臂(24)及第三驱动轮(25)组成，第三驱动轮(25)固定于第三升降臂(23)上，第三升降臂(23)可相对于第三固定臂(23)上下运动；
第四升降驱动臂(8)由第四固定臂(26)、第四升降臂(27)及第四驱动轮(28)组成，第四驱动轮(28)固定于第四升降臂(27)上，第四升降臂(27)可相对于第四固定臂(26)上下运动；
第五升降驱动臂(11)由第五固定臂(31)、第五升降臂(32)及第五驱动轮(33)组成，第五驱动轮(33)固定于第五升降臂(32)上，第五升降臂(32)可相对于第五固定臂(31)上下运动；
第六升降驱动臂(13)由第六固定臂(34)、第六升降臂(35)及第六驱动轮(36)组成，第六驱动轮(36)固定于第六升降臂(35)上，第六升降臂(35)可相对于第六固定臂(34)上下运动；
第七升降驱动臂(14)由第七固定臂(37)、第七升降臂(38)及第七驱动轮(39)组成，第七驱动轮(39)固定于第七升降臂(38)上，第七升降臂(38)可相对于第七固定臂(37)上下运动；
第八升降驱动臂(16)由第八固定臂(40)、第八升降臂(41)及第八驱动轮(42)组成，第八驱动轮(42)固定于第八升降臂(41)上，第八升降臂(41)可相对于第八固定臂(40)上下运动；
间隔棒抬升驱动臂(10)由第九固定臂(29)和第九升降臂(30)组成，第九升降臂(30)可相对于第九固定臂(29)上下运动；
各驱动臂及直线电机连接关系如下：
第一升降驱动臂(4)与第二升降驱动臂(5)固定于第一直线电机(6)两端，可由第一直线电机(6)驱动左右运动；第一直线电机(6)固定于前驱动箱架(50)上；
第三升降驱动臂(7)和第四升降驱动臂(8)固定于第二直线电机(9)两端，可由第二直线电机(9)驱动左右运动；第二直线电机(9)固定于前驱动箱架(50)上；
第五升降驱动臂(11)与第六升降驱动臂(13)固定于第三直线电机(12)两端，可由第三直线电机(12)驱动左右运动；第三直线电机(12)固定于后驱动箱架(52)上；
第七升降驱动臂(14)与第八升降驱动臂(16)固定于第四直线电机(15)两端，可由第四直线电机(15)驱动左右运动；第四直线电机(15)固定于后驱动箱架(52)上；
前驱动箱架(50)、后驱动箱架(52)与中间货箱(51)固定连接。
2.权利要求1所述的一种高压缆线间隔棒辅助安装机器人机构的间隔棒安装方法，其特征是：
起始时，间隔棒放置于机器人货箱架(50)中，机器人位于缆线下方，各升降驱动臂处于收缩状态；
步骤1：第一升降驱动臂(4)中第一升降臂(18)与第二升降驱动臂(5)中第二升降臂(21)上升，使第一驱动轮(19)和第二驱动轮(22)处于略高于缆线Ⅰ(43)和缆线Ⅱ(44)位置；第一直线电机(6)驱动第一升降驱动臂(4)和第二升降驱动臂(5)运动至第一驱动轮(19)与第二驱动轮(22)分别位于缆线Ⅰ(43)和缆线Ⅱ(44)上方；然后，第一升降驱动臂(4)中第一升降臂(18)和第二升降驱动臂(5)中第二升降臂(21)向下运动，使第一驱动轮(19)与第二驱动轮(22)压紧在缆线Ⅰ(43)和缆线Ⅱ(44)上；
步骤2：第三升降驱动臂(7)中第三升降臂(23)与第四升降驱动臂(8)中第四升降臂(27)上升，使第三驱动轮(25)和第四驱动轮(28)处于略高于缆线Ⅴ(47)和缆线Ⅵ(48)位置；第二直线电机(9)驱动第三升降驱动臂(7)和第四升降驱动臂(8)运动至第三驱动轮(25)与第四驱动轮(28)分别位于缆线Ⅴ(47)和缆线Ⅵ(48)上方；然后，第三升降驱动臂(7)中第三升降臂(24)和第四升降驱动臂(8)中第四升降臂(27)向下运动，使第三驱动轮(25)与第四驱动轮(28)压紧在缆线Ⅴ(47)和缆线Ⅵ(48)上；
步骤3：第五升降驱动臂(11)中第五升降臂(32)与第六升降驱动臂(13)中第六升降臂(35)上升，使第五驱动轮(33)和第六驱动轮(36)处于略高于缆线Ⅶ(49)和缆线Ⅷ(53)位置，第三直线电机(12)驱动第五升降驱动臂(11)和第六升降驱动臂(13)运动至第五驱动轮(33)与第六驱动轮(36)分别位于缆线Ⅶ(49)和缆线Ⅷ(53)上方；然后，第五升降驱动臂(11)中第五升降臂(32)和第六升降驱动臂(13)中第六升降臂(35)向下运动，使第五驱动轮(33)与第六驱动轮(36)压紧在缆线Ⅶ(49)和缆线Ⅷ(53)上；
步骤4：第七升降驱动臂(14)中第七升降臂(38)与第八升降驱动臂(16)中第八升降臂(41)上升，使第七驱动轮(39)和第八驱动轮(42)处于略高于缆线Ⅲ(45)和缆线Ⅳ(46)位置，第四直线电机(15)驱动第七升降驱动臂(14)和第八升降驱动臂(16)运动至第七驱动轮(39)与第八驱动轮(42)分别位于缆线Ⅲ(45)和缆线Ⅳ(46)上方；然后，第七升降驱动臂(14)中第七升降臂(38)和第八升降驱动臂(16)中第八升降臂(41)向下运动，使第七驱动轮(39)与第八驱动轮(42)压紧在缆线Ⅲ(45)和缆线Ⅳ(46)上；
步骤5：当各驱动轮均压紧在缆线上时，第一驱动轮(19)、第二驱动轮(22)、第三驱动轮(25)、第四驱动轮(28)、第五驱动轮(33)、第六驱动轮(36)、第七驱动轮(39)和第八驱动轮(42)启动，实现高压缆线辅助安装机器人在缆线上行走功能；
步骤6：当机器人行走至间隔棒安装位置时，各驱动轮刹住，使机器人静止于安装位置，由人工方式将间隔棒置于间隔棒抬升驱动臂(10)的第九升降臂(30)上，然后，第九升降臂(30)向上运动，将间隔棒抬升至指定位置，便于工人安装；安装结束后，第九升降臂(30)向下运动，回到初始位置；
步骤7：安装完间隔棒后，重复步骤5和步骤6，直至所有间隔棒安装完成。
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