CN109955276B - 夹爪机构及使用该夹爪的带电作业机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力检修设备技术领域，尤其是涉及一种夹爪机构及使用该夹爪的带电作业机器人。夹爪机构，用于抓取引流线，包括驱动机构、第一夹爪和第二夹爪，驱动机构驱动第一夹爪和第二夹爪相向运动，以使引流线限位在第一夹爪和第二夹爪之间；第一夹爪和第二夹爪之间设置有导向部，导向部能够相对于第一夹爪和第二夹爪绕其自身的轴线转动，且导向部的周向表面能够与引流线相贴合，以使引流线能够相对于第一夹爪和第二夹爪沿其自身的长度方向滑动。本发明提供的夹爪机构，设置有导向部，在带动引流线移动时受到的阻力较小，便于对引流线进行移动，以完成带电接引流线作业。

Description

夹爪机构及使用该夹爪的带电作业机器人

技术领域

本发明涉及电力检修设备技术领域，尤其是涉及一种夹爪机构及使用该夹爪的带电作业机器人。

背景技术

随着社会的发展，人们对电力的可靠性要求越来越高，带电作业次数也开展的越来越频繁。带电作业机器人是一种能替代人工操作的带电作业智能化设备，是电网带电作业未来的发展趋势。

传统的带电作业机器人通过主从控制，由操作人员在地面或者高空遥控操作机械臂运动，带动夹爪抓取引流线后，直接将引流线拖拽到目标位置进行接线等带电作业。由于拖拽引流线克服的阻力较大，传统的带电作业机器人选用的是具有大负载的工业机械臂或液压臂，以完成带电作业。

随着科技水平的提高，自主机器人得到普遍应用。自主机器人是其本体自带各种必要的传感器、控制器，在运行过程中无外界人为信息输入和控制的条件下，可以独立完成一定任务的机器人。自主机器人的本体上具有感知、处理、决策、执行等模块，无需人的干预，能够在各种环境下自动完成各项拟人任务。为了保证自主机器人的灵活性，一般都是采用电驱动的小负载的协作式机械臂，其很难配合现有的夹爪完成带电接引流线作业。

因此，为了将自主机器人应用到带电作业中，需要研发一种夹爪，以配合小负载的机械臂。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种夹爪机构，以解决现有的夹爪固定引流线后，负载较小的自主带电作业机器人很难克服拖拽引流线时受到的阻力的技术问题。

本发明的第二目的在于提供一种带电作业机器人，以解决现有技术中存在的带电作业机器人因负载较小而难以克服拖拽引流线时受到的阻力的技术问题。

基于上述第一目的，本发明提供了一种夹爪机构，用于抓取引流线，包括驱动机构、第一夹爪和第二夹爪，所述驱动机构用于驱动所述第一夹爪和所述第二夹爪相向运动，以使所述引流线限位在所述第一夹爪和所述第二夹爪之间；所述第一夹爪和所述第二夹爪之间设置有导向部，所述导向部能够相对于所述第一夹爪和所述第二夹爪绕其自身的轴线转动，且所述导向部的周向表面能够与所述引流线相贴合，以使所述引流线能够相对于所述第一夹爪和所述第二夹爪沿其自身的长度方向滑动。

进一步地，在某些实施例中，所述导向部包括第一滚轴和第二滚轴，所述第一滚轴和所述第二滚轴均具有第一端和第二端；

所述第一滚轴的第一端与所述第一夹爪转动连接，所述第二夹爪设置有用于容纳所述第一滚轴的第二端的第一容纳腔；

所述第二滚轴的第一端与所述第二夹爪转动连接，所述第一夹爪设置有用于容纳所述第二滚轴的第二端的第二容纳腔；

所述第一滚轴的第一端与第二端之间以及所述所述第二滚轴的第一端与第二端之间分别具有环状凸出部，两个所述环状凸出部的位置相对应，且所述环状凸出部的横截面积由所述第一端向所述第二端逐渐减小。

进一步地，在某些实施例中，所述第一滚轴的第二端和所述第二滚轴的第二端分别设置有倒角。

进一步地，在某些实施例中，所述环状凸出部为圆台状结构或圆锥状结构。

进一步地，在某些实施例中，所述第一夹爪和所述第二夹爪均设置有弧形槽，两个所述弧形槽的槽口相对设置，以形成用于容纳所述引流线的空间。

进一步地，在某些实施例中，所述弧形槽的内部设置有调节块，所述调节块的外表面能够与所述引流线的外表面相贴合。

进一步地，在某些实施例中，所述第一夹爪的远离所述驱动机构的一端设置有第一外扩爪，所述第二夹爪的远离所述驱动机构的一端设置有第二外扩爪，所述第一外扩爪与所述第二外扩爪之间的距离由所述第一外扩爪和所述第二外扩爪的连接端向所述第一外扩爪和所述第二外扩爪的自由端逐渐增大。

进一步地，在某些实施例中，所述第一外扩爪和所述第二外扩爪均设置有凹陷部。

进一步地，在某些实施例中，所述驱动机构为电动执行器。

基于上述第二目的，本发明还提供了一种带电作业机器人，包括机械臂和所述的夹爪机构，所述夹爪机构安装在所述机械臂上。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的夹爪机构，用于抓取引流线，包括驱动机构、第一夹爪和第二夹爪，所述驱动机构用于驱动所述第一夹爪和所述第二夹爪相向运动，以使所述引流线限位在所述第一夹爪和所述第二夹爪之间；所述第一夹爪和所述第二夹爪之间设置有导向部，所述导向部能够相对于所述第一夹爪和所述第二夹爪绕其自身的轴线转动，且所述导向部的周向表面能够与所述引流线相贴合，以使所述引流线能够相对于所述第一夹爪和所述第二夹爪沿其自身的长度方向滑动。

基于该结构，本发明提供的夹爪机构，设置有导向部，当第一夹爪和第二夹爪抓取引流线后，引流线能够相对于第一夹爪和第二夹爪沿其自身的长度方向滑动，在使用时，将夹爪机构安装在机械臂上，机械臂带动夹爪机构运行，由于引流线限位在第一夹爪和第二夹爪之间，且引流线能够相对于第一夹爪和第二夹爪沿其自身的长度方向滑动，因此，夹爪机构在带动引流线移动时受到的阻力较小，便于对引流线进行移动，以完成带电接引流线作业。

本发明提供的带电作业机器人，由于使用了本发明提供的夹爪机构，能够克服拖拽引流线时受到的阻力，完成带电接引流线作业。

综上所述，本发明具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类产品中未见有类似的方法公开发表或使用而确属创新，产生了较好的实用的效果，并具有广泛的产业价值。

下面将配合附图，作详细说明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的夹爪机构的透视图；

图2为本发明实施例一提供的夹爪机构的主视图；

图3为本发明实施例一提供的夹爪机构中的第一夹爪的透视图；

图4为本发明实施例一提供的夹爪机构中的第一滚轴的主视图；

图5为本发明实施例二提供的带电作业机器人在抓取引流线时的结构示意图。

图标：101-驱动机构；102-第一夹爪；103-第二夹爪；104-第一滚轴；105-第二滚轴；106-第一端；107-第二端；108-第二容纳腔；109-环状凸出部；110-V形槽；111-弧形槽；112-调节块；113-第一外扩爪；114-第二外扩爪；115-凹陷部；116-机械臂；117-第一容纳腔。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

参见图1至图4所示，本实施例提供了一种夹爪机构，用于抓取引流线，包括驱动机构101、第一夹爪102和第二夹爪103，驱动机构101用于驱动第一夹爪102和第二夹爪103相向运动，以使引流线限位在第一夹爪102和第二夹爪103之间；第一夹爪102和第二夹爪103之间设置有导向部，导向部能够相对于第一夹爪102和第二夹爪103绕其自身的轴线转动，且导向部的周向表面能够与引流线相贴合，以使引流线能够相对于第一夹爪102和第二夹爪103沿其自身的长度方向滑动。

基于该结构，本实施例提供的夹爪机构，设置有导向部，当驱动机构101驱动第一夹爪102和第二夹爪103抓取引流线后，引流线能够相对于第一夹爪102和第二夹爪103沿其自身的长度方向滑动，在使用时，将夹爪机构安装在机械臂116上，机械臂116带动夹爪机构运行，由于引流线限位在第一夹爪102和第二夹爪103之间，且引流线能够相对于第一夹爪102和第二夹爪103沿其自身的长度方向滑动，因此，引流线自身的刚性对夹爪机构的影响较小，便于对引流线进行移动，以完成带电接引流线作业。

进一步地，在某些实施例中，导向部包括第一滚轴104和第二滚轴105，第一滚轴104和第二滚轴105均具有第一端106和第二端107；第一滚轴104的第一端106与第一夹爪102转动连接，第二夹爪103设置有用于容纳第一滚轴104的第二端107的第一容纳腔117；第二滚轴105的第一端106与第二夹爪103转动连接，第一夹爪102设置有用于容纳第二滚轴105的第二端107的第二容纳腔108；第一滚轴104的第一端106与第二端107之间以及第二滚轴105的第一端106与第二端107之间分别具有环状凸出部109，两个环状凸出部109的位置相对应，且环状凸出部109的横截面积由第一端106向第二端107逐渐减小。

可选地，第一滚轴104的第一端106通过轴承与第一夹爪102连接，第二滚轴105的第一端106通过轴承与第二夹爪103连接；当驱动机构101驱动第一夹爪102和第二夹爪103相向运动时，第一滚轴104的第二端107能够逐渐进入第一容纳腔117，第二滚轴105的第二端107能够逐渐进入第二容纳腔108，以保证第一夹爪102和第二夹爪103之间的距离不会过大，以便于将引流线限位在第一夹爪102和第二夹爪103之间。

通过将两个环状凸出部109的位置相对应，且环状凸出部109的横截面积由第一端106向第二端107逐渐减小，当抓取引流线后，两个环状凸出部109在引流线的横截面上的投影为V形槽110，如图2所示，这样的方式能够对引流线起到进一步的限位作用，提高引流线移动的稳定性，降低引流线发生径向大幅度晃动的可能性。

进一步地，在某些实施例中，参见图4所示，第一滚轴104的第二端107和第二滚轴105的第二端107设置有倒角。

通过在第二端107设置倒角，便于第二端107进入相对应的容纳腔。也就是说，便于第一滚轴104的第二端107进入第一容纳腔117，第二滚轴105的第二端107进入第二容纳腔108。

进一步地，在某些实施例中，环状凸出部109为圆台状结构或圆锥状结构。

参见图1所示，作为优选，本实施例中的环状凸出部109为圆台状结构。

进一步地，在某些实施例中，参见图3所示，第一夹爪102和第二夹爪103均设置有弧形槽111，两个弧形槽111的槽口相对设置，以形成用于容纳引流线的空间。

驱动机构101驱动第一夹爪102和第二夹爪103相向运动，使得两个弧形槽111的槽口相对，引流线被限位在该空间中，且引流线能够在该空间中滑动。

进一步地，在某些实施例中，参见图2所示，弧形槽111的内部设置有调节块112，调节块112的外表面能够与引流线的外表面相贴合。

在实际作业时，由于引流线的外径尺寸有多种，通过设置调节块112，能够根据需要选择不同厚度的调节块112，以适应不同外径的引流线。

可选的，调节块112的外表面为光滑表面，以减小引流线与调节块112之间的摩擦力，保证引流线顺利滑动。

可选地，调节块112的材质可以塑料。

进一步地，在某些实施例中，参见图1至图3所示，第一夹爪102的远离驱动机构101的一端设置有第一外扩爪113，第二夹爪103的远离驱动机构101的一端设置有第二外扩爪114，第一外扩爪113与第二外扩爪114之间的距离由第一外扩爪113的连接端和第二外扩爪114的连接端向第一外扩爪113和第二外扩爪114的自由端逐渐增大。

通过设置第一外扩爪113与第二外扩爪114，能够增加识别引流线的容错性，提高抓取引流线的成功率，降低了对机械臂116的操作精度的要求，保证在识别误差内，准确抓取引流线，适用范围广。

进一步地，在某些实施例中，参见图3所示，第一外扩爪113和第二外扩爪114均设置有凹陷部115。

通过设置凹陷部115，能够起到减重的作用，节约能源，便于操作。

可选地，凹陷部115可以为通孔或盲孔。

本实施例中，凹陷部115为通孔，便于加工，减重效果明显。

进一步地，在某些实施例中，驱动机构101为电动执行器。

需要说明的是，电动执行器为现有技术，其结构不再详细描述。

实施例二

参见图5所示，本实施例提供了一种带电作业机器人，包括机械臂116和本发明实施例一提供的夹爪机构，夹爪机构安装在机械臂116上。

本实施例提供的带电作业机器人，由于使用了本发明实施例一提供的夹爪机构，能够克服引流线自身的刚性，完成带电接引流线作业。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种夹爪机构，用于抓取引流线，其特征在于，包括驱动机构、第一夹爪和第二夹爪，所述驱动机构用于驱动所述第一夹爪和所述第二夹爪相向运动，以使所述引流线限位在所述第一夹爪和所述第二夹爪之间；所述第一夹爪和所述第二夹爪之间设置有导向部，所述导向部能够相对于所述第一夹爪和所述第二夹爪绕其自身的轴线转动，且所述导向部的周向表面能够与所述引流线相贴合，以使所述引流线能够相对于所述第一夹爪和所述第二夹爪沿其自身的长度方向滑动；

所述导向部包括第一滚轴和第二滚轴，所述第一滚轴和所述第二滚轴均具有第一端和第二端；

所述第一滚轴的第一端与所述第一夹爪转动连接，所述第二夹爪设置有用于容纳所述第一滚轴的第二端的第一容纳腔；

所述第二滚轴的第一端与所述第二夹爪转动连接，所述第一夹爪设置有用于容纳所述第二滚轴的第二端的第二容纳腔；

所述第一滚轴的第一端与第二端之间以及所述第二滚轴的第一端与第二端之间分别具有环状凸出部，两个所述环状凸出部的位置相对应，且所述环状凸出部的横截面积由所述第一端向所述第二端逐渐减小。

2.根据权利要求1所述的夹爪机构，其特征在于，所述第一滚轴的第二端和所述第二滚轴的第二端分别设置有倒角。

3.根据权利要求1所述的夹爪机构，其特征在于，所述环状凸出部为圆台状结构或圆锥状结构。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的夹爪机构，其特征在于，所述第一夹爪和所述第二夹爪均设置有弧形槽，两个所述弧形槽的槽口相对设置，以形成用于容纳所述引流线的空间。

5.根据权利要求4所述的夹爪机构，其特征在于，所述弧形槽的内部设置有调节块，所述调节块的外表面能够与所述引流线的外表面相贴合。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的夹爪机构，其特征在于，所述第一夹爪的远离所述驱动机构的一端设置有第一外扩爪，所述第二夹爪的远离所述驱动机构的一端设置有第二外扩爪，所述第一外扩爪与所述第二外扩爪之间的距离由所述第一外扩爪和所述第二外扩爪的连接端向所述第一外扩爪和所述第二外扩爪的自由端逐渐增大。

7.根据权利要求6所述的夹爪机构，其特征在于，所述第一外扩爪和所述第二外扩爪均设置有凹陷部。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的夹爪机构，其特征在于，所述驱动机构为电动执行器。

9.一种带电作业机器人，其特征在于，包括机械臂和如权利要求1至8中任一项所述的夹爪机构，所述夹爪机构安装在所述机械臂上。

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