CN109605396A - 一种新型电力生产场所多用途模块化小型机器人 - Google Patents

一种新型电力生产场所多用途模块化小型机器人 Download PDF

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李琨
王鹏
雷龙飞
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    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本发明公开了一种新型电力生产场所多用途模块化小型机器人，包括自行走小车，自行走小车上安装有信号收发器和可用于控制自行走小车运动的控制板；控制板通过信号收发器与远方设备通信；自行走小车的前端连接有可由控制板控制开合的前臂爪，后端连接有可由控制板控制开合的后臂爪。本发明中的自行走小车具有较高的机动能力，前、后设置的前臂爪和后臂爪能实现夹取等常规操作，使得本发明能够在狭窄位置等局限处代替人工进行操作。

Description

一种新型电力生产场所多用途模块化小型机器人
技术领域
本发明涉及电力设备检修领域，具体涉及到一种新型电力生产场所多用途模块化小型机器人。
背景技术
电力生产场所内普遍存在大量电力设备。相当数量的电力设备带电运行时，人员存在触电风险不可靠近，并设置了相应的隔离设施，如房间、永久围栏等。若在这些区域内出现异物可能造成设备故障跳闸，将对人民的生产、生活造成影响，需要技术手段进行有效的清理。同时，带电设备封闭围栏露天布置，设备基础附近会累积尘土，生长杂草，当杂草生长至一定高度后，可能导致设备放电跳闸。而设备在带电运行时，人员不可进入封闭围栏内，需要技术手段进行有效的清除。电力生产场所还存在大量需要日常检查的狭小空间，如电缆沟、电缆夹层，日常巡视检查人员进入非常不便，且存在人身伤害的可能。综上所述，电力生产场所中存在大量人员不可或不易进入的区域，但由于日常工作或异常处置需存在能够在这些区域完成多种工作的设备。
发明内容
本发明提供了一种新型电力生产场所多用途模块化小型机器人，用于在电力生产场所内人员不可或不易进入的区域内实现清除异物作业或其他代替人工的操作。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
一种新型电力生产场所多用途模块化小型机器人，包括自行走小车，自行走小车上安装有信号收发器和可用于控制自行走小车运动的控制板；控制板通过信号收发器与远方设备通信；自行走小车的前端连接有可由控制板控制开合的前臂爪，后端连接有可由控制板控制开合的后臂爪。
根据上述方案，还包括有连接于自行走小车上方的摄像头；摄像头与控制板电连接。
进一步的，所述前臂爪包括基座和承载板；基座的一端固定连接于自行走小车的前端，另一端与承载板连接；承载板的背面安装有舵机；
主动旋转臂和被动旋转臂相对地设于承载板的正面；主动旋转臂的一端为圆形的主动转动端，主动转动端的外缘均布有主动齿轮，主动转动端的中心通过舵机连接轴与舵机的转轴连接；主动旋转臂的另一端与折形的第一爪手的一端铰接；第一爪手的折弯处通过第一限位杆与承载板铰接；
被动旋转臂的一端为圆形的从动转动端，从动转动端的外缘均布有与主动齿轮啮合的从动齿轮，从动转动端的中心通过被动旋转轴铰接于承载板上；被动旋转臂的另一端与折形的第二爪手铰接；第二爪手的折弯处通过第二限位杆与承载板铰接；
第一爪手和第二爪手的形状相同，第一爪手和第二爪手相对设置；舵机与控制板电连接。
根据上述方案，所述第一爪手和第二爪手的相对位置上各自连接有一块夹草板。
根据上述方案，所述前臂爪水平设置；还包括有位于第一爪手和第二爪手上方的电机，电机通过电机支架与自行走小车连接；电机的转轴向下伸出并穿过第一爪手和第二爪手，电机的转轴末端连接有砂轮切片。
根据上述方案，所述后臂爪的结构与前臂爪相同；所述后臂爪通过基座连接于自行走小车的后端。
进一步的，所述后臂爪与自行走小车之间还设有第二舵机和第三舵机；第二舵机的转动端通过桥架铰接于自行走小车的后端，第二舵机的固定端与第三舵机的固定端连接；所述后臂爪的基座与第三舵机的转动端连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：自行走小车具有较高的机动能力，前、后设置的前臂爪和后臂爪能实现夹取等常规操作；由前臂爪及带砂轮切片的电机组成除草组件，可对较顽固的杂草进行切除，并配合夹草板进行拾取和运输；第二舵机和第三舵机使得后臂爪具有较大的运动范围，使得后臂爪更加灵活，可操作范围广。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中前臂爪/后臂爪的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，图中各标号的释义为：信号收发器1，摄像头2，控制板3，电机4，夹草板5，前臂爪6，砂轮切片7，第一舵机8，自行走小车9，桥架10，第二舵机11，后臂爪12，第四舵机13，第三舵机14，基座15，承载板16，舵机连接轴17，舵机18，被动旋转轴19，被动旋转臂20，主动旋转臂21，第一限位杆22，第二限位杆23，第二爪手24，第一爪手25。
本发明包括自行走小车9，自行走小车9的前端连接有前臂爪6，后端连接有后臂爪12。自行走小车9上还设有信号收发器1、控制板3和摄像头2。
所述前臂爪6包括基座15和承载板16。基座15的一端通过螺栓固定连接于自行走小车9的前端，另一端通过螺栓与承载板16连接。承载板16的背面安装有舵机19，舵机19的转轴穿过承载板16并延伸到承载板16的正面。主动旋转臂21和被动旋转臂20相对地设于承载板16的正面。主动旋转臂21的一端为圆形的主动转动端，主动转动端的外缘均布有主动齿轮，主动转动端的中心通过舵机连接轴17与舵机19的转轴连接。主动旋转臂21的另一端与折形的第一爪手25的一端铰接。第一爪手25的折弯处通过第一限位杆22与承载板16铰接。被动旋转臂20的一端为圆形的从动转动端，从动转动端的外缘均布有与主动齿轮啮合的从动齿轮，从动转动端的中心通过被动旋转轴19铰接于承载板16上。被动旋转臂20的另一端与折形的第二爪手24铰接。第二爪手24的折弯处通过第二限位杆23与承载板16铰接。第一爪手25和第二爪手24的形状相同，第一爪手25和第二爪手24相对设置。舵机19与控制板3电连接，舵机19驱动主动旋转臂21转动，被动旋转臂20因相互啮合的齿轮随主动旋转臂21一起相向或相离转动，进而带动第一爪手25和第二爪手24的开合运动。第一爪手25和第二爪手24可配合夹取杂物，由自行走小车9运输外部。
前臂爪6水平设置。第一爪手25和第二爪手24的上方还设有电机4，电机4通过电机支架与自行走小车9连接。电机4的转轴向下伸出并穿过第一爪手25和第二爪手24，电机4的转轴末端连接有砂轮切片7用以切除杂草等植物。第一爪手25和第二爪手24的相对位置上各自连接有一块夹草板5。待砂轮切片7将植物切断后，可由夹草板5将植物夹出。
所述后臂爪12的的结构与前臂爪6完全相同，均包括基座15、承载板16、舵机连接轴17、舵机18、被动旋转轴19、被动旋转臂20、主动旋转臂21、第一限位杆22、第二限位杆23、第二爪手24、第一爪手25。前臂爪6中使用第一舵机8作为舵机18，而后臂爪12中使用第四舵机13作为舵机18。
所述后臂爪12与自行走小车9之间还设有第二舵机11和第三舵机14。第二舵机11的转动端通过桥架10铰接于自行走小车9的后端，第二舵机11的固定端与第三舵机14的固定端连接，后臂爪12的基座与第三舵机14的转动端连接。第二舵机11可实现后臂爪12在顺时针或逆时针方向的转动，第三舵机14可实现后臂爪12沿轴向的转动，第二舵机11和第三舵机14使得后臂爪12具有较大的运动范围，使得后臂爪12更加灵活，可操作范围广。
本发明可用于解决换流站、变电站、电厂等电力生产场所内人员不可或不易进入的区域(例如电缆沟、带电设备封闭围栏、阀厅等)进行设备检查、异物清理、设备基础杂草清除等操作。本发明使用自行走小车9作为车体，用于移动和为其余功能组件安装提供载体和电源；使用单片机作为控制板3用于接收控制信号以控制车体及各功能组件的动作；通过摄像头2采集图像信息，并由控制板3通过信号收发器1与远方设备进行通信，可实现远程监视与操控；由前臂爪6及带砂轮切片7的电机4组成除草组件，安装于车体前端略高于地面的位置，可切割不易剪断的杂草。本发明的自行走小车9主要有塑料车轮、橡胶履带、铝合金平台和电机构成，各类型控制板及电子设备为集成电路、塑料、玻璃等材料制作。本发明采用模块化设计，上述含车体在内的所有组件均可根据实际需要进行替换、增减。

Claims (7)

1.一种新型电力生产场所多用途模块化小型机器人，其特征在于：包括自行走小车(9)，自行走小车(9)上安装有信号收发器(1)和可用于控制自行走小车(9)运动的控制板(3)；控制板(3)通过信号收发器(1)与远方设备通信；自行走小车(9)的前端连接有可由控制板(3)控制开合的前臂爪(6)，后端连接有可由控制板(3)控制开合的后臂爪(12)。
2.根据权利要求1所述的一种新型电力生产场所多用途模块化小型机器人，其特征在于：还包括有连接于自行走小车(9)上方的摄像头(2)；摄像头(2)与控制板(3)电连接。
3.根据权利要求2所述的一种新型电力生产场所多用途模块化小型机器人，其特征在于：所述前臂爪(6)包括基座(15)和承载板(16)；基座(15)的一端固定连接于自行走小车(9)的前端，另一端与承载板(16)连接；承载板(16)的背面安装有舵机(19)；
主动旋转臂(21)和被动旋转臂(20)相对地设于承载板(16)的正面；主动旋转臂(21)的一端为圆形的主动转动端，主动转动端的外缘均布有主动齿轮，主动转动端的中心通过舵机连接轴(17)与舵机(19)的转轴连接；主动旋转臂(21)的另一端与折形的第一爪手(25)的一端铰接；第一爪手(25)的折弯处通过第一限位杆(22)与承载板(16)铰接；
被动旋转臂(20)的一端为圆形的从动转动端，从动转动端的外缘均布有与主动齿轮啮合的从动齿轮，从动转动端的中心通过被动旋转轴(19)铰接于承载板(16)上；被动旋转臂(20)的另一端与折形的第二爪手(24)铰接；第二爪手(24)的折弯处通过第二限位杆(23)与承载板(16)铰接；
第一爪手(25)和第二爪手(24)的形状相同，第一爪手(25)和第二爪手(24)相对设置；舵机(19)与控制板(3)电连接。
4.根据权利要求3所述的一种新型电力生产场所多用途模块化小型机器人，其特征在于：所述第一爪手(25)和第二爪手(24)的相对位置上各自连接有一块夹草板(5)。
5.根据权利要求3所述的一种新型电力生产场所多用途模块化小型机器人，其特征在于：所述前臂爪(6)水平设置；还包括有位于第一爪手(25)和第二爪手(24)上方的电机(4)，电机(4)通过电机支架与自行走小车(9)连接；电机(4)的转轴向下伸出并穿过第一爪手(25)和第二爪手(24)，电机(4)的转轴末端连接有砂轮切片(7)。
6.根据权利要求3所述的一种新型电力生产场所多用途模块化小型机器人，其特征在于：所述后臂爪(12)的结构与前臂爪(6)相同；所述后臂爪(12)通过基座(15)连接于自行走小车(9)的后端。
7.根据权利要求6所述的一种新型电力生产场所多用途模块化小型机器人，其特征在于：所述后臂爪(12)与自行走小车(9)之间还设有第二舵机(11)和第三舵机(14)；第二舵机(11)的转动端通过桥架(10)铰接于自行走小车(9)的后端，第二舵机(11)的固定端与第三舵机(14)的固定端连接；所述后臂爪(12)的基座与第三舵机(14)的转动端连接。
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