CN109904789B - 一种接地线挂接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种接地线挂接装置，包括括接地线挂钩、多轴机械手、升降杆机构、移动平台、以及升降杆角度调节机构，多轴机械手包括机械手夹爪和多轴运动机构，所述机械手夹爪安装在所述多轴运动机构上，用于装夹所述接地线挂钩，升降杆机构包括升降杆本体和安装在升降杆本体活动端的固定平台，所述固定平台与所述多轴机械手的基座固定连接，升降杆角度调节机构分别与移动平台和升降杆机构连接，用于调整升降杆机构的倾斜角度。本发明通过采用机器人对电缆进行接地线操作，其具有专业化、适用范围广、以及安全可靠等特点；与现有技术中人工操作相比，降低了劳动强度，减少了作业人员数量，提高了工作效率、降低了维修成本。

Description

一种接地线挂接装置

技术领域

本发明涉及变电维修技术领域，具体涉及一种接地线挂接装置。

背景技术

目前随着电力设备的飞速发展，近些年新建了大量变电站。为了保证变电站的安全稳定运行，往往需要定时对设备进行检修，而变电站每次停电检修之前都需要悬挂接地线。

目前，国内变电站内挂接地线主要使用的方法：变电站每次停电检修之前都需要悬挂接地线，尤其是电压等级达到220kV以上和500kV的敞开式超高压设备及以上的1000kV特高压设备，由于设备绝缘距离较大，因此设备安装高度也比较高，采用绝缘杆人工挂接地线的方式往往难以实现，使用登高车的话，往往在悬挂接地线的阶段就要动用大量人力物力；有时一项简单的检修任务，就要花费大量时间和精力进行接地线的悬挂。

其中，在悬挂接地线时，每次都需要检修人员在高空作业车上手持绝缘操作杆进行悬挂，挂完一个点需要到地面之后再拿下一根接地线依靠高空作业车进行悬挂。往复几次检修，人员的劳动强度非常大，同时还面临高空作业的安全问题。上述方法现有技术缺点是采用人工操作，导致工作效率低，工人劳动强度大，安全隐患大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种接地线挂接装置，以实现高效、安全的对高空电缆进行接地操作。

为此，本发明提出了一种接地线挂接装置，包括接地线挂钩、多轴机械手、升降杆机构、移动平台、以及升降杆角度调节机构。

多轴机械手包括机械手夹爪和多轴运动机构，所述机械手夹爪安装在所述多轴运动机构上，用于装夹所述接地线挂钩，升降杆机构包括升降杆本体和安装在升降杆本体活动端的固定平台，所述固定平台与所述多轴机械手的基座固定连接。

移动平台用于承载整个接地线挂接装置，升降杆角度调节机构分别与移动平台和升降杆机构连接，用于调整升降杆机构的倾斜角度。其中，所述多轴机械手上至少具有绝缘部件，使所述接地线挂钩与所述升降杆机构处于绝缘状态。

进一步地，接地线挂钩包括挂钩本体和扭簧挡杆，所述挂钩本体呈J形并且具有弯钩部，所述扭簧挡杆一端与所述弯钩部的末端转动连接，所述扭簧挡杆在扭簧的作用下向外转动，并被安装在所述弯钩部的另一端的挡销挡住，所述扭簧挡杆与所述弯钩部形成一个封闭环，用于固定电缆。其中，扭簧挡杆的活动端连接有钢缆，所述钢缆用于拉动所述扭簧挡杆转动，使电缆可以从所述接地线挂钩内取出。

进一步地，所述挂钩本体的弯钩部内侧固定安装有电缆夹紧卡扣，所述电缆夹紧卡扣的开口大小略大于电缆直径，使得接地线挂钩与电缆保持夹紧状态。

所述挂钩本体弯钩部外端固定安装有挂钩手柄，用于方便机械手夹爪夹紧接地线挂钩，其中所述机械手夹爪为二指机械手夹爪。

所述挂钩本体的侧面上安装有若干钢缆导向钢环，所述钢缆依次穿过所述钢缆导向钢环后与操纵机箱连接。

进一步地，所述升降杆角度调节机构包括所述第一底座、所述第二底座的底部与所述移动平台固定连接，所述升降杆支架安装在第一底座上并与第一底座转动连接，所述升降杆支架上安装有第一丝杆螺母，所述第一丝杆螺母与升降杆支架转动连接。

所述第二底座位于所述第一底座一侧，所述减速电机支座安装在所述第二底座上并与所述第二底座转动连接，所述减速电机支座上安装有减速电机，所述减速电机上连接有第一丝杆，所述第一丝杆一端与所述第一丝杆螺母螺纹连接，另一端与所述减速电机传动连接，用于带动所述升降杆支架绕所述第一底座转动，其中，所述升降杆本体的固定部安装在升降杆支架上。

进一步地，所述多轴运动机构包括绝缘杆调节机构和绝缘杆，所述绝缘杆调节机构与所述绝缘杆连接，所述绝缘杆调节机构用于对绝缘杆的倾斜角度和方向二者进行调节。

进一步地，所述绝缘杆调节机构包括倾斜角调节组件和方向调节组件，所述方向调节组件包括旋转底座和安装在所述旋转底座上侧的第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮齿轮啮合，其中，所述滑动导向座固定安装在所述第二齿轮上，所述第一齿轮与减速电机传动连接。

倾斜角调节组件包括第二丝杆、滑动导向座、绝缘杆固定座、第三齿轮、齿条、以及第二丝杆螺母。所述滑动导向座为中空结构，所述滑动导向座内部的一端安装有第二丝杆螺母，所述滑动导向座内部另一端设有齿条，所述第二丝杆螺母上安装有第二丝杆，且所述第二丝杆与所述第二丝杆螺母螺纹配合，所述第二丝杆的一端连接有减速电机，所述第二丝杆的另一端与带动齿条转动连接。

其中，所述第三齿轮和所述绝缘杆固定座均安装在滑动导向座外部且分别与所述滑动导向座转动连接，其中，所述绝缘杆固定座与所述第三齿轮传动连接，所述第三齿轮与所述齿条齿轮啮合。

进一步地，所述多轴运动机构还包括夹爪角度调节机构，所述夹爪角度调节机构包括夹爪安装支架、舵机安装座、以及舵机，所述舵机安装座固定安装在所述绝缘杆端部，所述舵机固定安装在舵机安装座上。

其中，所述机械手夹爪固定安装在所述夹爪安装支架的前端，所述舵机连接在所述夹爪安装支架的后端，其中，所述舵机与所述夹爪安装支架传动连接，用于改变所述机械手夹爪装夹角度。

进一步地，所述夹爪角度调节机构上安装有监视器。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、本发明通过采用机器人对电缆进行接地线操作，其具有专业化、适用范围广、以及安全可靠等特点；与现有技术中人工操作相比，降低了劳动强度，减少了作业人员数量，提高了工作效率、降低了维修成本。

2、本发明针对接地线悬挂装置在变电站内部的搬运和使用不方便的问题，研制一套全智能化接地悬挂装置，通过采用自行走式电动车作为移动平台，将整套装置安装在驾驶室一侧，平时移动和存放时整套装置呈水平状态位于驾驶室右侧，占用空间小并且移动方便；悬挂接地线时再进行一系列的操作。

3、本发明针对悬挂接地线的高空作业问题，首先考虑采用升降装置代替原始的检修人员依靠高空作业车进行高空作业。由于220kV和500kV变电站接地位置都比较高，最高可达到9米左右。因此我们研制的升降装置需要不仅可以升高到9米，同时还可以在任意高度随时停止和升降；另一方面由于电动车停的位置无法保证非常准确，因此还需要升降装置进行定位和校正；所以升降装置不仅需要可以随意停止，还要能够达到作业范围内任意位置，因此在升降装置底部设有旋转底座及俯仰角度调节，俯仰和旋转角度同样可以在任意角度停止；这样升降、俯仰、旋转配合运动即可达到空间任意位置。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的接地线挂接装置的结构示意图；

图2为本发明的接地线挂接装置中升降杆角度调节机构的结构示意图；

图3为本发明的接地线挂接装置中绝缘杆调节机构的结构示意图；

图4为本发明的接地线挂接装置中夹爪角度调节机构的结构示意图；以及

图5为本发明的接地线挂接装置中接地线挂钩的结构示意图。

附图标记说明

1、接地线挂钩；2、夹爪角度调节机构；3、绝缘杆；4、绝缘杆调节机构；5、升降杆机构；6、升降杆角度调节机构；7、移动平台；

11、挂钩本体；12、电缆夹紧卡扣；13、挂钩手柄；14、扭簧挡杆；15、钢缆导向钢环；

21、机械手夹爪；22、安装支架；23、舵机安装座；24、舵机；

41、第一齿轮；42、第二齿轮；43、旋转底座；44、第二丝杆；45、滑动导向座；46、绝缘杆固定座；47、第三齿轮；48、齿条；49、第二丝杆螺母；

51、升降杆本体；52、固定平台；

61、第一底座；62、升降杆支架；63、第一丝杆；64、减速电机；65、减速电机支座；66、第一丝杆螺母；67、第二底座。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1-图5示出了根据本发明的一些实施例。

如图1所示，一种接地线挂接装置，包括接地线挂钩1、多轴机械手，升降杆机构5、升降杆角度调节机构6、以及移动平台7，其中，多轴机械手由夹爪角度调节机构2、绝缘杆3、绝缘杆调节机构4组成，用于调节接地线挂钩1的倾斜角度和方向，移动平台7为电动汽车，可以带整个接地线挂接装置在检修场所移动。

具体地，如图2所示，所述升降杆角度调节机构6包括第一底座61和第二底座67，第一底座61和第二底座67通过螺栓安装固定在移动平台7上，用于对整个升降杆角度调节机构6进行安装固定，在第一底座61上部通过轴承座安装有升降杆支架62，升降杆支架62上安装有第一丝杆螺母66，第一丝杆螺母66与升降杆支架62转动连接。

其中，第二底座67位于第一底座61的水平方向的一侧，在第二底座67上安装有减速电机支座65，减速电机支座65与第二底座67转动连接，在减速电机支座65上安装减速电机64，减速电机64上连接有第一丝杆63，第一丝杆63一端与减速电机64传动连接，另一端与第一丝杆螺母66螺纹连接。

当减速电机64运转时，减速电机带动第一丝杆63螺旋运动，第一丝杆63再带动第一丝杆螺母66沿第一丝杆63移动，第一丝杆螺母66再拉动升降杆支架62在第一底座61上转动，最后实现调节安装在升降杆支架62上升降杆机构5倾斜角的目的。

具体地，如图1所示，升降杆机构5包括升降杆本体51和固定平台52，所述升降杆本体51一端固定安装在升降杆支架62上部，所述升降杆本体51的另一端固定安装固定平台52，固定平台52用于安装绝缘杆调节机构4。其中，升降杆本体51一侧具有气缸，用于驱动升降杆本体51做升降运动。

具体地，如图3所示，所述绝缘杆调节机构4包括倾斜角调节组件和方向调节组件，所述倾斜角调节组件包括滑动导向座45、第二丝杆44、齿条48、第三齿轮47，滑动导向座45为中空结构，滑动导向座45内部的一端安装有滚动轴承和第二丝杆螺母49，第二丝杆44安装在滚动轴承和第二丝杆螺母49上，且第二丝杆44与第二丝杆螺母49螺纹配合，第二丝杆44的一端连接有减速电机，第二丝杆44另一端与齿条48转动连接。

其中，齿条48滑动安装在滑动导向座45内部另一端，且齿条48能在滑动导向座45滑动，第三齿轮47安装在滑动导向座45外部，并通过传动轴和轴承座与滑动导向座45转动连接，且第三齿轮47与齿条48啮合，当减速电机运转时，减速电机带动第二丝杆44转动，第二丝杆44在第二丝杆螺母49的推动下轴向移动，然后第二丝杆44带动齿条48滑动，齿条48再带动第三齿轮47转动。

其中，如图3所示，滑动导向座45上方还安装有绝缘杆固定座46，绝缘杆固定座46与滑动导向座45转动连接，并通过传动轴与第三齿轮47传动连接，在第三齿轮47的带动下，绝缘杆固定座46跟随第三齿轮47发生转动，进而达到调节安装在绝缘杆固定座46绝缘杆3倾斜角度的目的。

具体地，如图3所示，方向调节组件包括旋转底座43和安装在旋转底座43上侧的第一齿轮41和第二齿轮42，所述第一齿轮41与第二齿轮42齿轮副配合，其中，第一齿轮41通过传动轴与安装在旋转底座43上的减速电机传动连接；其中，滑动导向座45固定安装在第二齿轮42上，当减速电机带动第一齿轮41旋转时，第一齿轮41带动第二齿轮42转动，第二齿轮42再带动整个倾斜角调节组件绕第二齿轮的轴线转动，从而可以改变绝缘杆3伸出方向。

如图4所示，所述夹爪角度调节机构2包括机械手夹爪21、夹爪安装支架22、舵机安装座23、以及舵机24，机械手夹爪21为二指机械手夹爪，可以方便快捷的夹紧接地线挂钩1，舵机安装座23固定安装在绝缘杆3的顶部，所述舵机24固定安装在舵机安装座23上。

其中，机械手夹爪21固定安装在夹爪安装支架22的前端，舵机24连接在夹爪安装支架22的后端，且夹爪安装支架22与舵机24传动连接。当需要调整接地线挂钩1倾斜角度时，舵机24运转，然后舵机24带动夹爪安装支架22转动，从而小幅度调节机械手夹爪21的挂接角度。

具体地，如图5所示，接地线挂钩1包括挂钩本体11、挂钩手柄13、扭簧挡杆14、以及若干钢缆导向钢环15，所述挂钩本体11的侧面呈J形，所述扭簧挡杆14安装在所述挂钩本体11的弯钩部内侧，且所述扭簧挡杆14一端与挂钩本体11弯钩部的开口处转动连接，扭簧挡杆14在扭簧的弹力作用下向外转动。

当扭簧挡杆14旋转一定角度后会被安装在挂钩本体11上的挡销挡住，使扭簧挡杆14与挂钩本体11的弯钩部形成一个封闭环，用于固定电缆，防止接地线挂钩从电缆上掉落。

其中，挂钩手柄13固定安装在挂钩本体11弯钩部外端，方便机械手夹爪21装夹。

其中，若干钢缆导向钢环15在挂钩本体11的侧面上沿着挂钩本体11的形状依次固定，所述扭簧挡杆14的活动端连接有钢缆，钢缆依次穿过上述钢缆导向钢环15并沿着绝缘杆与操纵机箱上的操纵杆连接。

当检修完成，需要将接地线挂钩1从电缆上拆卸下来时，工作人员操纵操纵机箱上的操纵杆拉动钢缆，钢缆带动扭簧挡杆14绕其固定端转动，扭簧挡杆14打开，再通过夹爪角度调节机构2移动接地线挂钩1，实现将接地线挂钩1从电缆上取下来。

在本实施例中，移动平台7上具有用于控制各机构上减速电机、升降杆和机械手夹爪的操纵箱，操作人员通过拨动操纵箱上的操纵杆控制机器人的动作，实现调节接地线挂钩1位置的目的。

在一些实施例中，在挂钩本体11弯钩部内侧固定安装有电缆夹紧卡扣12，电缆夹紧卡扣12为钣金折弯件，所述电缆夹紧卡扣12的开口大小略大于电缆直径，且开口部的尺寸大于内部的尺寸，当接地线挂钩1连接到电缆上时，电缆夹紧卡扣12与电缆保持夹紧状态，使电缆始终保持接地状态。

在一些实施例中，在夹爪角度调节机构2上安装有监视器，可以方便工作人员观察接地线挂钩的位置，判断接地线挂钩1放入电缆的准确性。

本发明的接地线挂接装置接地线的工作过程如下：

首先，工作人员通过移动平台7将整个机器人移动到接地电缆下方，然后通过操纵箱控制机械手夹爪21抓取接地线挂钩1，其中需要提前将接地线挂钩1与地线连接上，然后通过操纵箱控制升降杆机构5和升降杆角度调节机构6工作，升降杆角度调节机构6运转使升降杆机构5处于垂直状态，升降杆机构5工作将安装在固定平台52上的机构移动到一个合适的初始高度。

然后再通过操纵箱内的控制手柄控制第一齿轮41、第二丝杆44运转，调整绝缘杆3的方向和倾斜角度，通过夹爪安装支架22调整机械手夹爪21的倾斜角度，再然后通过操纵箱对各机构进行微调，使接地线挂钩1处于垂直状态，再将接地线挂钩1卡接到电缆上，实现电缆接地的目的。

当需要松开接地线挂钩1时，通过操纵箱内的控制手柄拉动钢缆，钢缆拉动扭簧挡杆14转动，使接地线挂钩1弯钩部打开，最后将接地线挂钩1从电缆上取下，再通过操纵箱控制其他机构工作，将接地线挂钩1移动到下一个工作位置或者将机器人恢复到非工作状态。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种接地线挂接装置，包括接地线挂钩（1），其特征在于，还包括：

多轴机械手，包括机械手夹爪（21）和多轴运动机构，所述机械手夹爪（21）安装在所述多轴运动机构上，用于装夹所述接地线挂钩（1），其中，多轴运动机构包括绝缘杆调节机构（4）、绝缘杆（3）、以及夹爪角度调节机构（2），所述绝缘杆调节机构（4）包括倾斜角调节组件和方向调节组件，所述绝缘杆（3）设置在所述倾斜角调节组件上，用于调节所述绝缘杆（3）的倾斜角度，所述倾斜角调节组件设置在所述方向调节组件上，用于调节所述绝缘杆（3）的倾斜方向；

升降杆机构（5），包括升降杆本体（51）和安装在升降杆本体（51）活动端的固定平台（52），所述固定平台（52）与所述多轴机械手的基座固定连接，

移动平台（7），用于承载整个接地线挂接装置，以及

升降杆角度调节机构（6），包括第一底座（61）、升降杆支架（62）、第一丝杆（63）、减速电机（64）、减速电机支座（65）、第一丝杆螺母（66）、以及第二底座（67），所述第一底座（61）和所述第二底座（67）与所述移动平台（7）连接，所述升降杆支架（62）与所述升降杆机构（5）连接，用于调整所述升降杆机构（5）的倾斜角度，

所述升降杆支架（62）与所述第一底座（61）转动连接，所述第一丝杆螺母（66）与所述升降杆支架（62）下部转动连接；所述第二底座（67）位于所述第一底座（61）的水平方向的一侧，所述减速电机支座（65）与所述第二底座（67）转动连接，所述减速电机（64）设置在所述减速电机支座（65）上，其中，所述第一丝杆（63）一端与所述减速电机（64）传动连接，所述第一丝杆（63）另一端与所述第一丝杆螺母（66）螺纹连接，所述减速电机（64）带动所述第一丝杆（63）转动，以调节安装在所述升降杆支架（62）上所述升降杆机构（5）的倾角；

其中，所述多轴机械手上至少具有绝缘部件，使所述接地线挂钩（1）与所述升降杆机构（5）处于绝缘状态，所述绝缘杆调节机构（4）与所述绝缘杆（3）连接，所述夹爪角度调节机构（2）设置在所述绝缘杆（3）一端，所述绝缘杆调节机构（4）用于调节所述机械手夹爪（21）的倾斜角度和方向，使所述接地线挂钩（1）垂直处于被接地电缆正下方。

2.根据权利要求1所述的接地线挂接装置，其特征在于，

接地线挂钩（1），包括挂钩本体（11）和扭簧挡杆（14），

所述挂钩本体（11）呈J形并且具有弯钩部，所述扭簧挡杆（14）一端与所述弯钩部的末端转动连接，

所述扭簧挡杆（14）在扭簧的作用下向外转动，并被安装在所述弯钩部的另一端的挡销挡住，所述扭簧挡杆（14）与所述弯钩部形成一个封闭环，用于固定电缆，

其中，扭簧挡杆（14）的活动端连接有钢缆，所述钢缆用于拉动所述扭簧挡杆（14）转动，使电缆可以从所述接地线挂钩（1）内取出。

3.根据权利要求2所述的接地线挂接装置，其特征在于，

所述挂钩本体（11）的弯钩部内侧固定安装有电缆夹紧卡扣（12），所述电缆夹紧卡扣（12）的开口大小略大于电缆直径，使得接地线挂钩（1）与电缆保持夹紧状态；

所述挂钩本体（11）弯钩部外端固定安装有挂钩手柄（13），用于方便机械手夹爪（21）夹紧接地线挂钩（1），其中所述机械手夹爪（21）为二指机械手夹爪；

所述挂钩本体（11）的侧面上安装有若干钢缆导向钢环（15），所述钢缆依次穿过所述钢缆导向钢环（15）后与操纵机箱连接。

4.根据权利要求1所述的接地线挂接装置，其特征在于，所述多轴运动机构包括绝缘杆调节机构（4）和绝缘杆（3），所述绝缘杆调节机构（4）与所述绝缘杆（3）连接，所述绝缘杆调节机构（4）用于对绝缘杆（3）的倾斜角度和方向二者进行调节。

5.根据权利要求4所述的接地线挂接装置，其特征在于，所述方向调节组件包括旋转底座（43）和安装在所述旋转底座（43）上侧的第一齿轮（41）和第二齿轮（42），所述第一齿轮（41）与所述第二齿轮（42）齿轮副配合，且所述旋转底座（43）上设有与所述第一齿轮（41）传动连接的减速电机一；

所述倾斜角调节组件包括第二丝杆（44）、滑动导向座（45）、绝缘杆固定座（46）、第三齿轮（47）、齿条（48）、以及第二丝杆螺母（49），所述第二丝杆（44）与所述滑动导向座（45）转动连接并能带动所述齿条（48）直线移动，所述第三齿轮（47）与所述齿条（48）齿轮啮合并能带动所述绝缘杆固定座（46）在所述滑动导向座（45）上转动；

其中，所述绝缘杆（3）安装在所述绝缘杆固定座（46）上，所述滑动导向座（45）固定安装在所述第二齿轮（42）上，从而可以通过所述倾斜角调节组件改变所述绝缘杆（3）伸出方向。

6.根据权利要求4所述的接地线挂接装置，其特征在于，所述多轴运动机构还包括夹爪角度调节机构（2），所述夹爪角度调节机构（2）包括夹爪安装支架（22）、舵机安装座（23）、以及舵机（24），所述舵机安装座（23）固定安装在所述绝缘杆（3）端部，所述舵机（24）固定安装在舵机安装座（23）上；

其中，所述夹爪安装支架（22）与舵机（24）传动连接，而所述机械手夹爪（21）设置在所述夹爪安装支架（22）的前端，所述舵机（24）运转带动所述夹爪安装支架（22）转动，从而小幅度调节机械手夹爪（21）的挂接角度。

7.根据权利要求6所述的接地线挂接装置，其特征在于，所述夹爪角度调节机构（2）上安装有监视器。

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