CN109287309B

CN109287309B - 一种带电作业机器人除枝设备

Info

Publication number: CN109287309B
Application number: CN201811108910.6A
Authority: CN
Inventors: 李明; 许崇新; 赵生传; 刘斌; 李红新; 李启江; 季笑庆; 张婷婷; 廖峰然; 周明亮; 田书然; 闫同; 赵阅群; 韩培庆; 李相辉; 张洪奎; 王国栋; 刘波磊; 林令臣; 郝京卫
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; Yantai Power Supply Co of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; Yantai Power Supply Co of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
Priority date: 2018-09-21
Filing date: 2018-09-21
Publication date: 2021-02-12
Anticipated expiration: 2038-09-21
Also published as: CN109287309A

Abstract

本发明公开一种带电作业机器人除枝设备，包括旋转机构、升降机构、角度调节机构和剪切机构，旋转机构的上方设有升降机构，升降机构的上方设有角度调节机构，角度调节机构的一侧设有剪切机构，旋转机构由移动底座、旋转电机、主动齿轮、旋转轴、伞齿轮、PLC控制器和旋转盘组成，本发明结构紧凑，当使用时，通过旋转电机对切割刀片的水平角度进行调节，增加除枝设备角度的灵活性，通过设置了升降机构，能够根据需求灵活调节切割刀片的高度，使其适用于不同高度的除枝工作，通过设置了角度调节机构，增加其左右摆动角度的灵活性，使切割刀片与水平方向的夹角灵活可调，使除枝设备可以多角度进行调节，提高了工作效率。

Description

一种带电作业机器人除枝设备

技术领域

本发明涉机器人除枝技术领域，特别涉及一种带电作业机器人除枝设备。

背景技术

在一些电缆和电线的线路中，经常会因大风或其他原因，使树枝与电缆或电线接触，以此带来不必要的安全隐患，现有技术对树枝进行切断时，大多数是采用升降车或者镰刀，这些除枝工具使用时，无法对切割刀片的水平角度进行灵活调节，降低了除枝设备角度的灵活性，不能够根据需求灵活调节切割刀片的高度，无法使其适用于不同高度的除枝工作，无法增加其左右角度调节的灵活性，人工切割时，无法使切割刀片与水平方向的夹角灵活可调，降低工作效率，无法避免了人工除枝存在的安全隐患。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种带电作业机器人除枝设备，解决了现有技术存在的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种技术方案：

一种带电作业机器人除枝设备，包括旋转机构、升降机构、角度调节机构和剪切机构，所述旋转机构的上方设有升降机构，所述升降机构的上方设有角度调节机构，所述角度调节机构的一侧设有剪切机构，所述旋转机构由移动底座、旋转电机、主动齿轮、旋转轴、伞齿轮、PLC控制器和旋转盘组成，所述移动底座的内部插有旋转轴，所述旋转轴的外侧套有伞齿轮，所述移动底座内壁的底部固定连接有旋转电机，所述旋转电机的输出端固定连接有主动齿轮，所述主动齿轮与伞齿轮啮合连接，所述旋转轴从移动底座的顶部穿出，且所述旋转轴与移动底座转动连接，所述旋转轴的顶部固定连接有旋转盘，所述移动底座内壁的底部固定连接有PLC控制器，所述升降机构由升降液压缸、移动横梁、第一支撑杆、第二支撑杆、滑槽和升降板组成，所述旋转盘顶部的一端固定连接有升降液压缸。

作为优选，所述旋转盘顶部靠近升降液压缸的一端滑动连接有移动横梁，所述升降液压缸的液压杆与移动横梁固定连接，所述移动横梁顶部的两端均转动连接有第二支撑杆，所述旋转盘的顶部远离升降液压缸的一端对称转动连接有第一支撑杆，所述第一支撑杆的中部与第二支撑杆的中部均通过固定轴转动连接，所述旋转盘的上方设有升降板，所述升降板的底部对称设有滑槽，且所述第一支撑杆的顶部与第二支撑杆的顶部均卡在滑槽内，且所述第一支撑杆的顶部与第二支撑杆的顶部均与滑槽滑动连接，所述角度调节机构由第一电动伸缩杆、第二电动伸缩杆、支撑板、支撑托、缓冲弹簧、角度调节箱、调节丝杠、滑杆、齿条、角度齿盘、角度杆、动力箱、从动齿轮、调节电机和调节齿轮组成，所述升降板顶部的中间位置固定连接有角度调节箱。

作为优选，所述角度调节箱的中部转动连接有角度齿盘，所述角度调节箱的内壁且位于角度齿盘的下方转动连接有调节丝杠，所述角度调节箱的内壁且位于调节丝杠的下方固定连接有滑杆，所述调节丝杠的外侧螺纹连接有齿条，所述齿条与角度齿盘的底部啮合连接，所述滑杆从齿条中部穿过，且所述滑杆与齿条滑动连接，所述角度调节箱的一侧固定连接有动力箱，所述调节丝杠从角度调节箱的一侧穿出且延伸至动力箱内，所述调节丝杠插入动力箱内的一端固定连接有从动齿轮，所述动力箱的内部固定连接有调节电机，所述调节电机的输出端固定连接有调节齿轮，所述调节齿轮与从动齿轮啮合连接，所述调节齿轮的顶部固定连接有角度杆，所述剪切机构由第一液压缸、调节杆、第二液压缸、固定板、第三液压缸、切割刀片和连接杆组成，所述角度杆的顶部固定连接有第第一液压缸，所述第一液压缸的端部转动连接有调节杆，且所述调节杆与第一液压缸的端部之间转动连接有第二液压缸。

作为优选，所述调节杆的顶固定连接有固定板，所述固定板的底部固定连接有第三液压缸，所述第三液压缸的液压杆从固定板中部穿过，所述第三液压缸液压杆端部固定连接有切割刀片，所述固定板的顶部固定连接有连接杆，所述连接杆的顶部固定连接有切割刀片。

作为优选，所述调节齿轮的直径是从动齿轮直径的二分之一。

作为优选，所述移动底座底部的四角均转动连接有自锁轮。

作为优选，所述升降板的顶部且位于角度调节箱两侧对称固定连接有第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆，所述第一电动伸缩杆的顶部和第二电动伸缩杆的顶部均固定连接有支撑板，且所述支撑板的顶部均转动连接有支撑托，所述支撑托底部与支撑板之间通过缓冲弹簧连接。

作为优选，所述PLC控制器为EK205-DR型PLC控制器，且所述调节电机、旋转电机、第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆均与PLC控制器电性连接。

本发明的有益效果：本发明结构紧凑，当使用时，通过旋转电机对切割刀片的水平角度进行调节，增加除枝设备角度的灵活性，通过设置了升降机构，能够根据需求灵活调节切割刀片的高度，使其适用于不同高度的除枝工作，通过设置了角度调节机构，增加其左右摆动角度的灵活性，使切割刀片与水平方向的夹角灵活可调，使除枝设备可以多角度进行调节，提高了工作效率，避免了人工除枝存在的安全隐患。

附图说明：

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明A处放大的图；

图3为本发明角度调节箱的内部结构示意图。

图中：1-旋转机构、2-升降机构、3-角度调节机构、4-剪切机构、5-移动底座、6-旋转电机、7-主动齿轮、8-旋转轴、9-伞齿轮、10-PLC控制器、11-旋转盘、12-自锁轮、13-升降液压缸、14-移动横梁、15-第一支撑杆、16-第二支撑杆、17-滑槽、18-升降板、19-第一电动伸缩杆、20-第二电动伸缩杆、21-支撑板、22-支撑托、23-缓冲弹簧、24-角度调节箱、25-调节丝杠、26-滑杆、27-齿条、28-角度齿盘、29-角度杆、30-动力箱、31-从动齿轮、32-调节电机、33-调节齿轮、34-第一液压缸、35-调节杆、36-第二液压缸、37-固定板、38-第三液压缸、39-切割刀片、40-连接杆。

具体实施方式：

如图1-3所示，本具体实施方式采用以下技术方案：一种带电作业机器人除枝设备，包括旋转机构1、升降机构2、角度调节机构3和剪切机构4，所述旋转机构1的上方设有升降机构2，所述升降机构2的上方设有角度调节机构3，所述角度调节机构3的一侧设有剪切机构4，所述旋转机构1由移动底座5、旋转电机6、主动齿轮7、旋转轴8、伞齿轮9、PLC控制器10和旋转盘11组成，所述移动底座5的内部插有旋转轴8，所述旋转轴8的外侧套有伞齿轮9，所述移动底座5内壁的底部固定连接有旋转电机6，所述旋转电机6的输出端固定连接有主动齿轮7，所述主动齿轮7与伞齿轮9啮合连接，所述旋转轴8从移动底座5的顶部穿出，且所述旋转轴8与移动底座5转动连接，所述旋转轴8的顶部固定连接有旋转盘11，所述移动底座5内壁的底部固定连接有PLC控制器10，所述升降机构2由升降液压缸13、移动横梁14、第一支撑杆15、第二支撑杆16、滑槽17和升降板18组成，所述旋转盘11顶部的一端固定连接有升降液压缸13。

其中，所述旋转盘11顶部靠近升降液压缸13的一端滑动连接有移动横梁14，所述升降液压缸13的液压杆与移动横梁14固定连接，所述移动横梁14顶部的两端均转动连接有第二支撑杆16，所述旋转盘11的顶部远离升降液压缸13的一端对称转动连接有第一支撑杆15，所述第一支撑杆15的中部与第二支撑杆16的中部均通过固定轴转动连接，所述旋转盘11的上方设有升降板18，所述升降板18的底部对称设有滑槽17，且所述第一支撑杆15的顶部与第二支撑杆16的顶部均卡在滑槽17内，且所述第一支撑杆15的顶部与第二支撑杆16的顶部均与滑槽17滑动连接，所述角度调节机构3由第一电动伸缩杆19、第二电动伸缩杆20、支撑板21、支撑托22、缓冲弹簧23、角度调节箱24、调节丝杠25、滑杆26、齿条27、角度齿盘28、角度杆29、动力箱30、从动齿轮31、调节电机32和调节齿轮33组成，所述升降板18顶部的中间位置固定连接有角度调节箱24。

其中，所述角度调节箱24的中部转动连接有角度齿盘28，所述角度调节箱24的内壁且位于角度齿盘28的下方转动连接有调节丝杠25，所述角度调节箱24的内壁且位于调节丝杠25的下方固定连接有滑杆26，所述调节丝杠25的外侧螺纹连接有齿条27，所述齿条27与角度齿盘28的底部啮合连接，所述滑杆26从齿条27中部穿过，且所述滑杆26与齿条27滑动连接，所述角度调节箱24的一侧固定连接有动力箱30，所述调节丝杠25从角度调节箱24的一侧穿出且延伸至动力箱30内，所述调节丝杠25插入动力箱30内的一端固定连接有从动齿轮31，所述动力箱30的内部固定连接有调节电机32，所述调节电机32的输出端固定连接有调节齿轮33，所述调节齿轮33与从动齿轮31啮合连接，所述调节齿轮33的顶部固定连接有角度杆29，所述剪切机构4由第一液压缸34、调节杆35、第二液压缸36、固定板37、第三液压缸38、切割刀片39和连接杆40组成，所述角度杆29的顶部固定连接有第第一液压缸34，所述第一液压缸34的端部转动连接有调节杆35，且所述调节杆35与第一液压缸34的端部之间转动连接有第二液压缸36。

其中，所述调节杆35的顶固定连接有固定板37，所述固定板37的底部固定连接有第三液压缸38，所述第三液压缸38的液压杆从固定板37中部穿过，所述第三液压缸38液压杆端部固定连接有切割刀片39，所述固定板37的顶部固定连接有连接杆40，所述连接杆40的顶部固定连接有切割刀片39。

其中，所述调节齿轮33的直径是从动齿轮31直径的二分之一，便于降低调节电机32的输出转速。

其中，所述移动底座5底部的四角均转动连接有自锁轮12，便于移动底座5的移动。

其中，所述升降板18的顶部且位于角度调节箱24两侧对称固定连接有第一电动伸缩杆19和第二电动伸缩杆20，所述第一电动伸缩杆19的顶部和第二电动伸缩杆20的顶部均固定连接有支撑板21，且所述支撑板21的顶部均转动连接有支撑托22，所述支撑托22底部与支撑板21之间通过缓冲弹簧23连接，便于支撑角度杆29。

其中，所述PLC控制器10为EK205-DR型PLC控制器10，且所述调节电机32、旋转电机6、第一电动伸缩杆19和第二电动伸缩杆20均与PLC控制器10电性连接，便于控制除枝设备的正常工作。

本发明的使用状态为：在工作时，通过自锁轮12将移动底座5移动到指定位置，根据需要高度，控制升降液压缸13伸长，升降液压缸13推动移动横梁14向一侧运动，因旋转盘11的顶部转动连接有第一支撑杆15，第一支撑杆15的中部与第二支撑杆16的中部均通过固定轴转动连接，且第一支撑杆15的顶部与第二支撑杆16的顶部均卡在滑槽17内，且第一支撑杆15的顶部与第二支撑杆16的顶部均与滑槽17滑动连接，在杠杆原理的作用下，使第一支撑杆15的顶部与第二支撑杆16的顶部向滑槽17中部滑动，以此调节升降板18的高度，通过旋转电机6使切割刀片39旋转到指定位置，通过调节电机32带动调节丝杠25旋转，以此带动齿条27移动，因齿条27与角度齿盘28的底部啮合连接，以此通过齿条27调节角度杆29与水平方向角度，然后通过第一液压缸34伸长，使切割刀片39移动到靠近树枝的位置，通过第二液压缸36使树枝位于两个切割刀片39之间，通过第三液压缸38使两个切割刀片39合并，以此完成将树枝切断。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种带电作业机器人除枝设备，包括旋转机构（1）、升降机构（2）、角度调节机构（3）和剪切机构（4），其特征在于，所述旋转机构（1）的上方设有升降机构（2），所述升降机构（2）的上方设有角度调节机构（3），所述角度调节机构（3）的一侧设有剪切机构（4），所述旋转机构（1）由移动底座（5）、旋转电机（6）、主动齿轮（7）、旋转轴（8）、伞齿轮（9）、PLC控制器（10）和旋转盘（11）组成，所述移动底座（5）的内部插有旋转轴（8），所述旋转轴（8）的外侧套有伞齿轮（9），所述移动底座（5）内壁的底部固定连接有旋转电机（6），所述旋转电机（6）的输出端固定连接有主动齿轮（7），所述主动齿轮（7）与伞齿轮（9）啮合连接，所述旋转轴（8）从移动底座（5）的顶部穿出，且所述旋转轴（8）与移动底座（5）转动连接，所述旋转轴（8）的顶部固定连接有旋转盘（11），所述移动底座（5）内壁的底部固定连接有PLC控制器（10），所述升降机构（2）由升降液压缸（13）、移动横梁（14）、第一支撑杆（15）、第二支撑杆（16）、滑槽（17）和升降板（18）组成，所述旋转盘（11）顶部的一端固定连接有升降液压缸（13）；

所述旋转盘（11）顶部靠近升降液压缸（13）的一端滑动连接有移动横梁（14），所述升降液压缸（13）的液压杆与移动横梁（14）固定连接，所述移动横梁（14）顶部的两端均转动连接有第二支撑杆（16），所述旋转盘（11）的顶部远离升降液压缸（13）的一端对称转动连接有第一支撑杆（15），所述第一支撑杆（15）的中部与第二支撑杆（16）的中部均通过固定轴转动连接，所述旋转盘（11）的上方设有升降板（18），所述升降板（18）的底部对称设有滑槽（17），且所述第一支撑杆（15）的顶部与第二支撑杆（16）的顶部均卡在滑槽（17）内，且所述第一支撑杆（15）的顶部与第二支撑杆（16）的顶部均与滑槽（17）滑动连接，所述角度调节机构（3）由第一电动伸缩杆（19）、第二电动伸缩杆（20）、支撑板（21）、支撑托（22）、缓冲弹簧（23）、角度调节箱（24）、调节丝杠（25）、滑杆（26）、齿条（27）、角度齿盘（28）、角度杆（29）、动力箱（30）、从动齿轮（31）、调节电机（32）和调节齿轮（33）组成，所述升降板（18）顶部的中间位置固定连接有角度调节箱（24）；

所述角度调节箱（24）的中部转动连接有角度齿盘（28），所述角度调节箱（24）的内壁且位于角度齿盘（28）的下方转动连接有调节丝杠（25），所述角度调节箱（24）的内壁且位于调节丝杠（25）的下方固定连接有滑杆（26），所述调节丝杠（25）的外侧螺纹连接有齿条（27），所述齿条（27）与角度齿盘（28）的底部啮合连接，所述滑杆（26）从齿条（27）中部穿过，且所述滑杆（26）与齿条（27）滑动连接，所述角度调节箱（24）的一侧固定连接有动力箱（30），所述调节丝杠（25）从角度调节箱（24）的一侧穿出且延伸至动力箱（30）内，所述调节丝杠（25）插入动力箱（30）内的一端固定连接有从动齿轮（31），所述动力箱（30）的内部固定连接有调节电机（32），所述调节电机（32）的输出端固定连接有调节齿轮（33），所述调节齿轮（33）与从动齿轮（31）啮合连接，所述调节齿轮（33）的顶部固定连接有角度杆（29），所述剪切机构（4）由第一液压缸（34）、调节杆（35）、第二液压缸（36）、固定板（37）、第三液压缸（38）、切割刀片（39）和连接杆（40）组成，所述角度杆（29）的顶部固定连接有第一液压缸（34），所述第一液压缸（34）的端部转动连接有调节杆（35），且所述调节杆（35）与第一液压缸（34）的端部之间转动连接有第二液压缸（36）；

所述调节杆（35）的顶固定连接有固定板（37），所述固定板（37）的底部固定连接有第三液压缸（38），所述第三液压缸（38）的液压杆从固定板（37）中部穿过，所述第三液压缸（38）液压杆端部固定连接有切割刀片（39），所述固定板（37）的顶部固定连接有连接杆（40），所述连接杆（40）的顶部固定连接有切割刀片（39）；

所述调节齿轮（33）的直径是从动齿轮（31）直径的二分之一；

所述移动底座（5）底部的四角均转动连接有自锁轮（12）；

所述升降板（18）的顶部且位于角度调节箱（24）两侧对称固定连接有第一电动伸缩杆（19）和第二电动伸缩杆（20），所述第一电动伸缩杆（19）的顶部和第二电动伸缩杆（20）的顶部均固定连接有支撑板（21），且所述支撑板（21）的顶部均转动连接有支撑托（22），所述支撑托（22）底部与支撑板（21）之间通过缓冲弹簧（23）连接；

所述PLC控制器（10）为EK205-DR型PLC控制器（10），且所述调节电机（32）、旋转电机（6）、第一电动伸缩杆（19）和第二电动伸缩杆（20）均与PLC控制器（10）电性连接。