CN108500603A - 电力线连接板自动拆接末端执行器 - Google Patents

Abstract

本发明属于电力安全技术领域，特别是涉及电力线连接板自动拆接末端执行器。该执行器通过机械臂安装在母线上，通过气动推杆、导轨滑块和伺服电机之间的联动进行位置调整，使套筒与连接板的螺栓精确对位，便于套筒对连接板的螺栓进行拆装。该执行器能够将隔离开关连接板固定并快速可靠地与螺栓对接，提供较大的输出扭矩和具备螺栓破碎功能，实现对螺栓的拆装。

Description

电力线连接板自动拆接末端执行器

技术领域

本发明属于电力安全技术领域，特别是涉及电力线连接板自动拆接末端执行器。

背景技术

变电站110kv高压线路上面分布着很多隔离开关连接板，其隔离开关连接板是高压线路进行分流至各个城市、乡镇的连接件，由于隔离开关连接板常年暴露在室外，非常容易受到环境和地理因素的影响。一些诸如降雪、吹风振动等因素就会导致母线振动，进而导致隔离开关连接板螺栓松动，而接触面就会因为接触不良而出现电阻增大的情况，一旦电阻增大，连接板温度就会随之上升，而连接板的氧化作用就会加强，随温度不断增加，就会烧毁连接板的情况，发生断线事故，不仅对电网的安全稳定运行会造成极大的影响，还会对断电片区造成极大的经济损失。

由于发生断线事故后需要将坏的连接板和螺栓进行更换，若断掉母线的电流然后进行拆接工作，会对该母线供电的所有区域断电，所造成的经济损失是不可想象的；故目前采用人工在高空进行带电作业的方式进行拆接，但是此种缺陷主要是由人工在低电位或等电位带电作业，但是受到带电作业距离的限制，作业人员难以动作，导致螺栓紧固的扭矩未能达到要求，甚至扳手套筒无法套住螺栓，不能紧固。而且等电位带电作业需要得到调度部门的批准才能进行，其中存在较长的审批流程，这导致松动的螺栓难以及时得到紧固。为保证供电的连续性及可靠性以及作业的安全性，将机器人技术引入带电检修作业之中，研制特定的螺栓拆接装置，将会进一步提升电力技术自动化水平。

发明内容

本发明为解决上述存在的技术缺陷，提供电力线连接板自动拆接末端执行器，该执行器能够将隔离开关连接板固定并快速可靠地与螺栓对接，提供较大的输出扭矩和具备螺栓破碎功能，实现对螺栓的拆装。

本发明的技术方案是；电力线连接板自动拆接末端执行器，包括第一底板，所述第一底板的一面与机械臂连接，所述第一底板的另一面设有挂钩将该执行器挂在母线上，所述第一底板的另一面还设有第一导轨滑块、第二导轨滑块、第一气动推杆、第二气动推杆、夹持机构；所述第一导轨滑块、第二导轨滑块平行横向设置，所述第一导轨滑块、第二导轨滑块的左右两侧竖直设置有第二底板；其中一个第二底板通过固定板与第一气动推杆连接，另一个第二底板通过固定板与第二气动推杆连接，所述第二底板上设有拆接机构，所述拆接机构设有套筒；所述夹持机构用于夹持子线连接板的下端；在进行拆接隔离开关连接板时，所述第一气动推杆、第二气动推杆驱动两边的第二底板沿着第一导轨滑块、第二导轨滑块向中间靠拢，使拆接机构上的套筒对连接板左右两端的螺母和螺栓进行拆接。

进一步，拆接机构包括第一伺服电机、带轮、丝杆和第三底板，所述第三底板上设有第三导轨滑块，所述第一伺服电机通过带轮驱动丝杆，所述丝杆驱动第三导轨滑块带动第三底板在竖直方向上进行直线运动，所述第三底板上固定设有第二伺服电机，所述第二伺服电机的输出轴穿过第三底板与套筒进行连接，所述第二伺服电机驱动套筒进行转动对螺栓进行拆接。

可通过拆接机构调整第三底板上的套筒位置，使套筒与连接板的螺栓进行精确对位。具体的过程是；第一伺服电机通过带轮驱动丝杆，丝杆驱动第三导轨滑块带动第三底板在竖直方向上进行直线运动，使套筒与连接板的螺栓位置调整在同一水平高度上，然后再利用第一气动推杆、第二气动推杆使套筒与连接板的螺栓进行套紧，最后第二伺服电机驱动套筒进行旋转，即可对螺栓进行拆接。

进一步，可根据不同螺栓的大小更换不同的套筒对其进行安装拆卸。

进一步，在对连接板进行拆卸螺栓时，其中一个套筒采用电动套筒，另一个套筒采用破碎头套筒，所述电动套筒套接进螺帽端，所述破碎头套筒套进螺母端；在对连接板进行安装螺栓时，人工换掉拆接机构的电动套筒和破碎头套筒，在一端新安装带有螺杆的套筒，另一端新安装带有螺母和垫片的套筒。

进一步，夹持机构包括气动夹指、第三气动推杆、第四导轨滑块，所述第三气动推杆驱动第四导轨滑块带动气动夹指进行左右移动，所述气动夹指在气缸的作用下对子线连接板的下端进行夹持固定。

进一步，机械臂可通过法兰盘与第一底板进行连接，实现对该执行器的位置调整。在将该执行器挂靠在母线上时，由于有些母线是倾斜的，需要保持执行器与母线平行，机械臂可通过法兰盘使执行器旋转，使执行器的工作位置与母线平行，便于套筒对连接板上的螺栓进行拆接。

该执行器可采用高硬度铝合金材料，减轻重量，提高耐用度以及美观度。

具体的工作过程；

拆卸（包含破碎）螺栓：

1.通过多个摄像头辅助，人工遥感控制六自由度机械臂将该执行器移动至与连接板平行，然后通过挂钩将该执行器挂在连接板上方的母线上。

2.利用第一气动推杆、第二气动推杆使两个第二底板靠近连接板的螺栓两端，再借助第二底板上的拆接机构，调整第三底板上的套筒的位置，使套筒与连接板的螺栓进行精确对位，接着再用第一气动推杆、第二气动推杆将电动套筒和破碎头套筒套入螺栓的螺帽端和螺母端。

3.通过第三气动推杆驱动第四导轨滑块调整对应好气动夹指的位置，然后人工控制气动夹指抓住连接板下端，防止拆除时连接板与执行器产生晃动。

4.拆卸过程中，破碎头套筒先用正常的力固定螺母，然后螺帽端的电动套筒在第二伺服电机的驱动下进行旋转；当螺帽端的电动套筒无法旋转（即螺母无法扭动）时，人工确认后加大破碎头套筒剪切力，将螺母夹掉，螺帽端的电动套筒继续旋转取出螺栓。

5.当螺栓与螺母分离后，利用第一导轨滑块、第二导轨滑块和第一气动推杆、第二气动推杆将子线连接板和母线连接板脱离，整个拆卸过程中，气动夹指一直保持抓紧姿态。

安装螺栓：

1.人工换掉拆接机构的电动套筒和破碎头套筒，在左端新安装带有螺杆的套筒（由于螺孔位置不固定，套筒需要经人工调节对准子线连接板上的螺孔），右端新安装带有螺母和垫片的套筒（同样由人工调节初始位置）。然后将左侧套入套筒的螺杆穿过子线连接板，并与右侧带有螺母和垫片的套筒保持在同一轴线。

2.人工通过摄像头辅助确认满足建立等电位条件，通过第一伺服电机驱动丝杆，使第三底板垂直上升，使Y型导电杆与母线相触碰，使用气动夹指夹紧子线，使得执行器与110KV母线实现等电位。

3.通过多个摄像头辅助，人工遥感控制六自由度机械臂将子线连接板和母线连接板进行精确定位，接着用第一气动推杆、第二气动推杆配合将螺杆套入螺母和垫片。

4.带螺杆的套筒在第二伺服电机的驱动下进行旋转，将螺母和垫片拧紧到螺杆上。人工确认螺栓安装完成后，第二伺服电机停止转动，左右两端套筒在第一气动推杆、第二气动推杆的作用下退出至两侧。

本发明的有益效果是；

1）、该执行器能够将隔离开关连接板固定并快速可靠地与螺栓对接，提供较大的输出扭矩和具备螺栓破碎功能，实现对螺栓的拆装；

2）、安全可靠，操作方便，减少人工高压带电作业项目，降低人工带电工作危险性。

附图说明

图1是本发明对连接板进行拆卸的结构示意图。

图2是图1的另一角度示意图。

图3是拆接机构的放大结构示意图。

图4是夹持机构的放大结构示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

实施例1：

如图1—图4所示，电力线连接板自动拆接末端执行器，包括第一底板1，所述第一底板1的一面与机械臂连接，所述第一底板1的另一面设有挂钩2将该执行器挂在母线上，所述第一底板1的另一面还设有第一导轨滑块3、第二导轨滑块4、第一气动推杆5、第二气动推杆6、夹持机构；所述第一导轨滑块3、第二导轨滑块4平行横向设置，所述第一导轨滑块3、第二导轨滑块4的左右两侧竖直设置有第二底板7；其中一个第二底板7通过固定板8与第一气动推杆5连接，另一个第二底板7通过固定板8与第二气动推杆6连接，所述第二底板7上设有拆接机构，所述拆接机构设有套筒9；所述夹持机构用于夹持子线连接板的下端；在进行拆接隔离开关连接板时，所述第一气动推杆5、第二气动推杆6驱动两边的第二底板7沿着第一导轨滑块3、第二导轨滑块4向中间靠拢，使拆接机构上的套筒9对连接板左右两端的螺母和螺栓进行拆接。

具体的，拆接机构包括第一伺服电机10、带轮11、丝杆12和第三底板13，所述第三底板13上设有第三导轨滑块14，所述第一伺服电机10通过带轮11驱动丝杆12，所述丝杆12驱动第三导轨滑块14带动第三底板13在竖直方向上进行直线运动，所述第三底板13上固定设有第二伺服电机15，所述第二伺服电机15的输出轴穿过第三底板13与套筒9进行连接，所述第二伺服电机15驱动套筒9进行转动对螺栓进行拆接。

可通过拆接机构调整第三底板13上的套筒9位置，使套筒9与连接板的螺栓进行精确对位。具体的过程是；第一伺服电机10通过带轮11驱动丝杆12，丝杆12驱动第三导轨滑块14带动第三底板13在竖直方向上进行直线运动，使套筒9与连接板的螺栓位置调整在同一水平高度上，然后再利用第一气动推杆5、第二气动推杆6使套筒9与连接板的螺栓进行套紧，最后第二伺服电机15驱动套筒9进行旋转，即可对螺栓进行拆接。

具体的，可根据不同螺栓的大小更换不同的套筒9对其进行安装拆卸。

具体的，在对连接板进行拆卸螺栓时，其中一个套筒9采用电动套筒，另一个套筒9采用破碎头套筒，所述电动套筒套接进螺帽端，所述破碎头套筒套进螺母端；在对连接板进行安装螺栓时，人工换掉拆接机构的电动套筒和破碎头套筒，在一端新安装带有螺杆的套筒9，另一端新安装带有螺母和垫片的套筒9。

具体的，夹持机构包括气动夹指16、第三气动推杆17、第四导轨滑块18，所述第三气动推杆17驱动第四导轨滑块18带动气动夹指16进行左右移动，所述气动夹指16在气缸的作用下对子线连接板的下端进行夹持固定。

具体的，机械臂可通过法兰盘19与第一底板1进行连接，实现对该执行器的位置调整。在将该执行器挂靠在母线上时，由于有些母线是倾斜的，需要保持执行器与母线平行，机械臂可通过法兰盘19使执行器旋转，使执行器的工作位置与母线平行，便于套筒9对连接板上的螺栓进行拆接。

该执行器可采用高硬度铝合金材料，减轻重量，提高耐用度以及美观度。

具体的工作过程；

拆卸（包含破碎）螺栓：

1.通过多个摄像头辅助，人工遥感控制六自由度机械臂将该执行器移动至与连接板平行，然后通过挂钩2将该执行器挂在连接板上方的母线上。

2.利用第一气动推杆5、第二气动推杆6使两个第二底板7靠近连接板的螺栓两端，再借助第二底板7上的拆接机构，调整第三底板13上的套筒9的位置，使套筒9与连接板的螺栓进行精确对位，接着再用第一气动推杆5、第二气动推杆6将电动套筒和破碎头套筒套入螺栓的螺帽端和螺母端。

3.通过第三气动推杆17驱动第四导轨滑块18调整对应好气动夹指16的位置，然后人工控制气动夹指16抓住连接板下端，防止拆除时连接板与执行器产生晃动。

4.拆卸过程中，破碎头套筒先用正常的力固定螺母，然后螺帽端的电动套筒在第二伺服电机15的驱动下进行旋转；当螺帽端的电动套筒无法旋转（即螺母无法扭动）时，人工确认后加大破碎头套筒剪切力，将螺母夹掉，螺帽端的电动套筒继续旋转取出螺栓。

5.当螺栓与螺母分离后，利用第一导轨滑块3、第二导轨滑块4和第一气动推杆5、第二气动推杆6将子线连接板和母线连接板脱离，整个拆卸过程中，气动夹指16一直保持抓紧姿态。

安装螺栓：

1.人工换掉拆接机构的电动套筒和破碎头套筒，在左端新安装带有螺杆的套筒9（由于螺孔位置不固定，套筒需要经人工调节对准子线连接板上的螺孔），右端新安装带有螺母和垫片的套筒9（同样由人工调节初始位置）。然后将左侧套入套筒9的螺杆穿过子线连接板，并与右侧带有螺母和垫片的套筒9保持在同一轴线。

2.人工通过摄像头辅助确认满足建立等电位条件，通过第一伺服电机10驱动丝杆11，使第三底板13垂直上升，使Y型导电杆与母线相触碰，使用气动夹指16夹紧子线，使得执行器与110KV母线实现等电位。

3.通过多个摄像头辅助，人工遥感控制六自由度机械臂将子线连接板和母线连接板进行精确定位，接着用第一气动推杆5、第二气动推杆6配合将螺杆套入螺母和垫片。

4.带螺杆的套筒9在第二伺服电机15的驱动下进行旋转，将螺母和垫片拧紧到螺杆上。人工确认螺栓安装完成后，第二伺服电机15停止转动，左右两端套筒9在第一气动推杆5、第二气动推杆6的作用下退出至两侧。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.电力线连接板自动拆接末端执行器，其特征在于，包括第一底板（1），所述第一底板（1）的一面与机械臂连接，所述第一底板（1）的另一面设有挂钩（2）将该执行器挂在母线上，所述第一底板（1）的另一面还设有第一导轨滑块（3）、第二导轨滑块（4）、第一气动推杆（5）、第二气动推杆（6）、夹持机构；所述第一导轨滑块（3）、第二导轨滑块（4）平行横向设置，所述第一导轨滑块（3）、第二导轨滑块（4）的左右两侧竖直设置有第二底板（7）；其中一个第二底板（7）通过固定板（8）与第一气动推杆（5）连接，另一个第二底板（7）通过固定板（8）与第二气动推杆（6）连接，所述第二底板（7）上设有拆接机构，所述拆接机构设有套筒（9）；所述夹持机构用于夹持子线连接板的下端；在进行拆接隔离开关连接板时，所述第一气动推杆（5）、第二气动推杆（6）驱动两边的第二底板（7）沿着第一导轨滑块（3）、第二导轨滑块（4）向中间靠拢，使拆接机构上的套筒（9）对连接板左右两端的螺母和螺栓进行拆接。

2.根据权利要求1所述的电力线连接板自动拆接末端执行器，其特征在于，所述拆接机构包括第一伺服电机（10）、带轮（11）、丝杆（12）和第三底板（13），所述第三底板（13）上设有第三导轨滑块（14），所述第一伺服电机（10）通过带轮（11）驱动丝杆（12），所述丝杆（12）驱动第三导轨滑块（14）带动第三底板（13）在竖直方向上进行直线运动，所述第三底板（13）上固定设有第二伺服电机（15），所述第二伺服电机（15）的输出轴穿过第三底板（13）与套筒（9）进行连接，所述第二伺服电机（15）驱动套筒（9）进行转动对螺栓进行拆接。

3.根据权利要求2所述的电力线连接板自动拆接末端执行器，其特征在于，可根据不同螺栓的大小更换不同的套筒（9）对其进行安装拆卸。

4.根据权利要求2所述的电力线连接板自动拆接末端执行器，其特征在于，在对连接板进行拆卸螺栓时，其中一个套筒（9）采用电动套筒，另一个套筒（9）采用破碎头套筒，所述电动套筒套接进螺帽端，所述破碎头套筒套进螺母端；在对连接板进行安装螺栓时，人工换掉拆接机构的电动套筒和破碎头套筒，在一端新安装带有螺杆的套筒（9），另一端新安装带有螺母和垫片的套筒（9）。

5.根据权利要求1所述的电力线连接板自动拆接末端执行器，其特征在于，所述夹持机构包括气动夹指（16）、第三气动推杆（17）、第四导轨滑块（18），所述第三气动推杆（17）驱动第四导轨滑块（18）带动气动夹指（16）进行左右移动，所述气动夹指（16）在气缸的作用下对子线连接板的下端进行夹持固定。

6.根据权利要求1所述的电力线连接板自动拆接末端执行器，其特征在于，机械臂可通过法兰盘（19）与第一底板（1）进行连接，实现对该执行器的位置调整。