CN110021898B - 10kv线路带电作业机器人接引流线作业专用工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了10KV线路带电作业机器人接引流线作业专用工具，所述专用工具包括线缆伸入端和线缆伸出端，穿刺线夹位于线缆伸入端和线缆伸出端之间，所述专用工具包括基座，其特征在于，包括安装于基座的引流线剪切机构，引流线剪切机构包括电动切刀，电动切刀位于线缆伸出端。本发明既能机器人带电接线作业又能人工带电接线作业，且具有多余引流线剪切功能。

Description

10KV线路带电作业机器人接引流线作业专用工具

技术领域

本发明涉及一种带电作业机器人专用末端工具，尤其涉及10KV线路带电作业机器人接引流线作业专用工具。

背景技术

下面的背景技术用于帮助读者理解本发明，而不能被认为是现有技术。

随着经济社会发展，电力用户对供电可靠性的要求越来越高，特别是10kV架空配电线路的检修和改造，带电作业越来越普遍。随着机器人技术的不断发展，采用机器人进行带电作业逐渐成为一种趋势。

现阶段的带电作业机器人主要是应用于10KV的配网线路作业。机器人的能做的作业有带电断线、带电接线、带电更换避雷器、带电更换隔离开关、清洗障碍等。高压带电作业机器人主要包括机械臂、升降斗臂车、绝缘平台、专用工具等。

机器人进行带电接线作业是将不带电的引流线连接到带电的主线上，两者通过穿刺线夹连接，相关的企业标准有：《10kV架空绝缘线路穿刺线夹带电接火装置技术条件》(Q/GDW12-007-2017)。绝缘穿刺线夹为一种常用的金具，适用于绝缘导线，由穿刺刀片、力矩螺母、螺杆、绝缘壳体等组成，依靠穿刺刀片刺穿绝缘导线的绝缘层实现电气连接，由力矩螺母控制穿刺深度。

目前，接引流线作业时一般手持专用工具的绝缘臂，具有触电风险，安全风险大，且现有的接引流线作业专用工具不具有多余引流线剪切功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种10KV线路带电作业机器人接引流线作业专用工具，既能机器人带电接线作业又能人工带电接线作业，且具有多余引流线剪切功能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：10KV线路带电作业机器人接引流线作业专用工具，包括线夹夹持机构、主线挂载机构、螺母拧紧机构、引流线夹紧拉紧机构、引流线剪切机构和供电机构。

基座

所述专用工具包括基座，线夹夹持机构、主线挂载机构、螺母拧紧机构、引流线夹紧拉紧机构、引流线剪切机构和供电机构均设置于基座上。

作为优选的方案，基座底端开有连接法兰的安装孔。

线夹夹持机构

所述专用工具包括线夹夹持机构，线夹夹持机构包括夹持臂、夹持驱动组件、连杆连接板和平行四边形连杆机构，平行四边形连杆机构包括第一连杆、第二连杆和第三连杆，连杆连接板安装于基座，夹持臂设置两组，夹持驱动组件驱动第一连杆运动，第二连杆一端与第一连杆铰接，另一端与夹持臂铰接，第二连杆包括铰接部，铰接部与连杆连接板铰接，第三连杆一端与连杆连接板铰接，另一端与夹持臂铰接，第一连杆、第二连杆、第三连杆均设有两组。优选的，第二连杆包括第一副杆和第二副杆，第一副杆和第二副杆连接处形成铰接部。优选的，第二副杆由第一副杆延伸形成，第一副杆和第二副杆之间呈锐角。两组夹持臂之间具有夹持穿刺线夹的夹持间距，由连杆组成的平行四边形连杆机构改变夹持臂之间的夹持间距，能够有效解决机器人作业时存在一定定位误差的问题。

优选的，线夹夹持机构包括轴承组件，轴承组件包括轴承和轴承座。

优选的，夹持驱动组件包括线夹夹持电机、联轴器、夹持丝杠、夹持丝杠螺母，线夹夹紧电机固定于连杆连接板，线夹夹持电机输出轴通过联轴器与夹持丝杠连接，夹持丝杠螺母与夹持丝杠配合，线夹夹持机构包括连接件，第一连杆通过连接件与夹持丝杠螺母连接。线夹夹持电机通过联轴器带动夹持丝杠、夹持丝杠螺母运动，进而夹持丝杠螺母带动由连杆组成的平行四边形连杆机构运动，带动夹持臂的开合。通过改变线夹夹持电机的堵转电流确定夹持的最大开度和穿刺线夹的夹紧，当电流达到预设值I1时，线夹夹持电机堵转，此时线夹夹持电机处于夹紧穿刺线夹状态；当线夹夹持电机反向转动，电流达到预设值I2时，线夹夹持电机堵转，此时线夹夹持机构处于最大开口状态，用于抓取穿刺线夹。

优选的，线夹夹持机构包括轴承组件，轴承组件包括轴承和轴承座，夹持丝杠通过轴承与轴承座固定，轴承座固定于连杆连接板。线夹夹持电机带动夹持丝杠转动，夹持丝杠转动需要支撑，通过轴承来支撑，用于减少摩擦。优选的，线夹夹持机构包括连接板，连杆连接板通过连接板与基座固定。优选的，连杆连接板包括电机固定部、连杆铰接部和轴承座固定部，电机固定部、连杆铰接部和轴承座固定部形成闭合的四边形结构，线夹夹持电机固定于电机固定部，电机固定部开有用于夹持丝杠穿过的丝杠穿孔，轴承座固定部与轴承座固定，连杆铰接部一端与连接板固定，另一端与第二连杆铰接。

优选的，夹持臂沿夹持丝杠对称设置。

优选的，每组夹持臂各设有一组夹爪，两组夹爪沿夹持丝杠对称设置。夹爪更有利于牢固夹持穿刺线夹。

优选的，夹爪包括夹持斜面和夹持平面。夹持斜面方便抓取穿刺线夹，夹持斜面碰到穿刺线夹边缘，会倾斜滑进去，如果是直角边则会卡住。穿刺线夹的移动夹侧壁开有卡槽，夹持穿刺线夹时，夹持平面与卡槽侧面接触从而实现夹爪夹住穿刺线夹。

优选的，夹持臂开有伸缩槽，伸缩槽内壁设有与夹爪连接的复位弹簧。夹爪沿伸缩槽伸缩，能够解决定位偏差的问题。优选的，夹爪设有限位柱，夹持臂开有容纳限位柱的限位孔，伸缩槽和限位孔垂直贯通。限位柱防止夹爪脱出。优选的，夹爪开有孔，限位柱为螺钉。夹爪位于伸缩槽中时通过螺钉连接夹爪与夹持臂，螺钉包括螺帽，螺帽能够在限位孔中自由移动。

优选的，夹持臂设有支撑块，支撑块具有支撑斜面。夹持穿刺线夹时，支撑斜面与移动夹的表面接触，以此支撑移动夹，实现更稳固地夹持住穿刺线夹。

主线挂载机构

主线挂载机构用于挂载主线。主线挂载机构采用完全机械机构，弹簧穿过导向轴、位于喉舌与导向轴承座之间，借助机械臂的压力和举升力将喉舌打开，从而实现挂载主线。

主线挂载机构包括喉舌，喉舌设有两组，穿刺线夹位于两组喉舌之间，喉舌设有进入斜面和移出斜面。主线挂载机构包括弹性组件，弹性组件安装于基座，喉舌与弹性组件连接。弹性组件包括弹簧、导向轴和导向轴承座，弹簧套设于导向轴外部，弹簧位于喉舌和导向轴承座之间。导向轴起到导向支撑作用。具体的，喉舌开有穿孔，导向轴一端与导向轴承座连接，另一端通入穿孔，主线挂载机构包括转接件，导向轴承座通过转接件与基座固定。优选的，弹性组件设置两组，上下平行分布。两组弹性组件使喉舌移动更稳定。挂载主线时，穿刺线夹位于两组喉舌之间，当机械臂带动主线沿着进入斜面穿入主线夹口时，喉舌克服弹性组件弹簧阻力向右运动，当机械臂带动主线移出时，喉舌沿着移出斜面克服弹簧阻力向右运动。目前，当机械臂带动主线移出时，主线挂载机构采用电机驱动形式使喉舌向后移动，主线的穿入受控制影响较大，且结构复杂，而采用具有移出斜面的喉舌，结构简单，操作上也较方便。

优选的，主线挂载机构包括两组接近传感器，两组接近传感器分别位于穿刺线夹两侧，接近传感器与主线夹口位于同一直线。接近传感器用来判断主线是否穿入到位或移出，只有当两组接近传感器都有信号时，表明主线挂载到位或移出，如果只有一组接近传感器有信号，表明主线倾斜挂载，只有一部分进入穿刺线夹，需再次进行挂载动作。优选的，接近传感器设于转接件，喉舌与接近传感器一一对应，每组接近传感器分别位于每组喉舌下方。接近传感器位于喉舌下方能及时、准确地作出判断。

优选的，主线挂载机构包括卡爪，卡爪固定于基座，转接件固定于卡爪。挂载主线时，卡爪用于防止主线偏离。优选的，卡爪包括扩张段和防偏段，扩张段为向相对的两侧张开，防偏段为U型状。为能够同时防止主线和引流线偏离，防偏段的长度大于或等于主线夹口和引流线夹口的长度之和。

螺母拧紧机构

螺母拧紧机构用于夹紧主线和引流线，并拧断力矩螺母使穿刺线夹与套筒脱离。

螺母拧紧机构包括套筒、拧紧电机、第一减速机构和第二减速机构，拧紧电机通过连接支架与基座固定，拧紧电机输出轴与第一减速机构连接，第一减速机构与第二减速机构连接，套筒与第二减速机构输出轴固定连接，套筒平行设置两组。优选的，第一减速机构为行星齿轮减速器，第二减速机构为斜齿轮传动机构，其输入端为第一减速机构输出轴，其输出端为旋转驱动轴，旋转驱动轴与套筒连接。第二减速机构起到动力分出与减速作用。

穿刺线夹的力矩螺母插入套筒中，拧紧电机控制第一减速机构和第二减速机构将固定夹向移动夹移动，夹紧主线和引流线，穿刺刀片刺穿主线引流线的绝缘层，最后拧断力矩螺母，穿刺线夹与套筒脱离。

引流线夹紧拉紧机构

所述专用工具包括线缆伸入端和线缆伸出端，穿刺线夹位于线缆伸入端和线缆伸出端之间，所述专用工具包括引流线夹紧拉紧机构，引流线夹紧拉紧机构位于线缆伸入端，引流线夹紧拉紧机构包括移动臂、移动臂驱动组件以及固定臂和固定臂驱动组件，移动臂与固定臂之间具有引流线穿入的穿入间距，移动臂驱动组件驱动移动臂移动，固定臂驱动组件驱动固定臂转动，引流线被夹在固定臂和移动臂之间，移动臂将引流线夹紧；固定臂驱动组件驱动固定臂转动，通过固定臂、移动臂和引流线之间的摩擦力将引流线拉紧。

优选的，移动臂驱动组件包括夹紧电机、夹紧主动轮、夹紧从动轮、夹紧丝杠和夹紧丝杠滑块，夹紧电机安装于基座，夹紧电机输出轴与夹紧主动轮连接，夹紧主动轮和夹紧从动轮啮合传动，夹紧从动轮与夹紧丝杠固定，夹紧丝杠与夹紧丝杠滑块配合，夹紧丝杠滑块与移动臂连接。移动臂可在水平方向进行往复运动，夹紧或释放引流线。

优选的，引流线夹紧拉紧机构包括导向杆，导向杆安装于基座。导向杆具有导向和支撑作用。

优选的，引流线夹紧拉紧机构包括第一支架和第二支架，夹紧电机通过第一支架与基座固定，移动臂通过第二支架与夹紧丝杠滑块固定，第二支架开有通孔，导向杆穿过第二支架并固定于第一支架。

优选的，移动臂可转动地设于第二支架和第三支架之间。移动臂可周向转动，利用固定臂、移动臂和引流线之间的摩擦力将引流线拉紧。

优选的，引流线夹紧拉紧机构包括夹紧棘轮和夹紧棘轮摆杆，夹紧棘轮设于移动臂顶部，夹紧棘轮摆杆安装于基座。优选的，引流线夹紧拉紧机构包括第三支架，第三支架与第二支架固定，夹紧棘轮设于第三支架。优选的，移动臂包括夹紧部和轴部，夹紧部与轴部连接，轴部与夹紧棘轮固定。优选的，夹紧部为凹进的轮状。夹紧棘轮和夹紧棘轮摆杆能确保移动臂的转动方向，防止逆转。

优选的，固定臂驱动组件包括拉紧电机、拉紧主动轮、第一拉紧从动轮和第二拉紧从动轮，拉紧电机安装于基座，拉紧电机输出轴与拉紧主动轮连接，拉紧主动轮与第一拉紧从动轮啮合传动，第一拉紧从动轮与第二拉紧从动轮啮合传动，第二拉紧从动轮与固定臂固定。

优选的，引流线夹紧拉紧机构包括拉紧棘轮和拉紧棘轮摆杆，拉紧棘轮与拉紧电机输出轴连接，拉紧棘轮位于拉紧主动轮上方，引流线夹紧拉紧机构包括第一连接架和第二连接架，拉紧电机通过第一连接架与基座固定；第二连接架与第一连接架固定，拉紧棘轮摆杆设于第二连接架。引流线夹紧拉紧机构包括第三连接架，固定臂包括拉紧部、上杆部和下杆部，上杆部与第二拉紧从动轮固定，下杆部通过轴承与第三连接架固定。拉紧部为凹进的轮状。拉紧引流线前引流线位于移动臂和固定臂之间，拉紧引流线时固定臂转动以拉紧引流线，移动臂也随之转动，拉紧棘轮和拉紧棘轮摆杆能确保固定臂的转动方向，防止逆转。

优选的，引流线夹紧拉紧机构低于主线夹口。

优选的，导向杆端部与第三连接架固定。

引流线穿入顺序：穿入间距—引流线夹口—电动切刀开口—卡爪—槽口。

引流线剪切机构

所述专用工具包括引流线剪切机构，引流线剪切机构包括电动切刀，电动切刀位于线缆伸出端。

优选的，电动切刀包括转动切刀和固定切刀，转动切刀和固定切刀铰接，转动切刀边缘设有轮齿，引流线剪切机构包括剪切驱动组件，剪切驱动组件包括剪切电机和剪切主动轮，剪切电机输出轴通过联轴器与剪切主动轮连接，剪切主动轮与轮齿啮合传动。

优选的，电动切刀具有开口，开口由固定切刀和转动切刀铰接形成，开口与引流线夹口位于同一直线。需要说明的是，开口要适中，如果太大，则引起脱齿，如果太小，引流线难以穿入。

优选的，所述引流线剪切机构包括安装于基座的第一限位传感器和第二限位传感器，转动切刀设有第一阻停端和第二阻停端，第一阻停端位于第一限位传感器下方，第二阻停端位于第二限位传感器下方。优选的，第一限位传感器通过转接件与卡爪固定，第二限位传感器与卡爪固定。转动切刀转至最大小开口时，第一阻停端触发第一限位传感器，转动切刀停止转动；转动切刀转至最大开口时，第二阻停端触发第二限位传感器，转动切刀停止转动，防止转动切刀两个方向上的脱齿。

优选的，电动切刀与引流线夹口邻近。

在执行剪线动作时，当转动切刀未接触到引流线时，属于空载运动，此时剪切电机电流较小；当转动切刀接触到引流线、开始执行剪线时，剪切电机处于负载运动，此时电流逐渐变大；当转动切刀将引流线剪断时，剪切电机又处于空载运动，电流减小。当检测到电流发生由小变大再变小时，表明引流线已经被剪断，剪线动作完成，此时剪切电机停止运动，避免转动切刀继续转动引起脱齿。

为防止引流线剪切机构出现意外造成电流堵转无法实现停机动作造成转动切刀脱齿，在转动切刀的最小开口位置(即剪线完成时的位置)设置有第一限位传感器，如果剪断线后剪切电机不能实现停机动作，剪切电机继续运动会触发第一限位传感器，使剪切电机停止转动。通过双重保护避免引流线剪断时的转动切刀的脱齿问题。

优选的，引流线剪切机构包括设于基座上的槽型光电传感器，槽型光电传感器位于线缆伸出端。槽型光电传感器用于判断引流线是否穿过穿刺线夹和电动切刀。槽型光电传感器包括槽型板，槽型板开有允许引流线穿过的槽口，槽型板呈U型状，槽型光电传感器外形尺寸为75mm X72 mm X20mm，开孔尺寸为50mmX45mm，外壳材料采用ABS。

供电机构

供电机构用于给专用工具供电。

作为优选的方案，所述供电机构包括电池组，电池组固定于基座上，电池组采用锂电池。

快速更换机构

所述专用工具包括快速更换机构，快速更换机构用于快速地从外臂上安装或拆卸专用工具，需要说明的是，外臂可以是机械臂或手持绝缘臂。

快速更换机构包括法兰和外臂连接盘，法兰开有螺栓孔，外臂连接盘开有与螺栓对应的对应孔。使用时，通过螺栓孔和对应孔，外臂连接盘套入法兰中，从而实现快速地更换专用工具。优选的，法兰包括端部和连接部，法兰连接孔设于端部，螺栓孔设于连接部，螺栓孔沿连接部圆心对称设置。优选的，螺栓孔为腰形孔。腰形孔可以改变法兰和外臂连接盘安装的相对位置。优选的，螺栓孔为腰形孔时，腰形孔一端呈开口状。优选的，连接部外壁设有凸起，螺栓孔贯通凸起和连接部。

优选的，法兰内壁设有限位块，外臂连接盘外壁设有与限位块配合的凹槽。限位块防止外臂连接盘在法兰内部中转动，同时也起到定位的作用。优选的，限位块设于连接部内壁。优选的，外臂连接盘包括底环和环板，底环位于环板底端，底环凸出于环板，环板的中心位置设有用于外臂插入的插入口，外臂连接孔设于底环，凹槽设于环板内壁。限位块插入凹槽中时，底环挡住限位块。优选的，限位块沿法兰周向设有四组。优选的，四组限位块等间距分布。

优选的，法兰边缘开有与安装孔对应的法兰连接孔，外臂连接盘开有与外臂连接的外臂连接孔。

外臂连接盘套入法兰中并利用限位块限位后，通过对称设置的螺栓相向拧紧，从而紧固外臂。

本发明的优点：

(1)本发明带有引流线剪断功能，能将多余的引流线剪断，作业后引流线避免杂乱无章，长度美观大方，也起到一定安全作用。

(2)本发明自带电源，既可以与机器人配合使用，也可以安装在绝缘杆上，由操作人员手持绝缘杆进行作业。

(3)本发明具有引流线夹紧拉紧机构，能够将引流线夹紧与拉紧，防止引流线因重力作用导致滑落，并拉紧引流线，避免引起引流线弯曲堆积引起安全隐患。

(4)本发明线夹夹持机构具有较大的开度，能够有效解决机器人作业时存在一定定位误差的问题。

(5)在电动切刀的切刀最大开口位置和切刀闭合位置设置有2个限位传感器，用于确定电动切刀的开合信息，防止脱齿。

附图说明

图1为本发明线缆伸入端面的结构示意图。

图2为本发明线缆伸出端面的结构示意图。

图3为本发明的正视图。

图4为穿刺线夹的结构示意图。

图5为引流线夹持机构的结构示意图。

图6为引流线夹持机构的正视图。

图7为连杆连接板的结构示意图。

图8为夹爪和夹持臂的结合结构示意图。

图9为夹爪和夹持臂的分开结构示意图，图(a)为夹爪示意图，图(b)为夹持臂结构示意图。

图10为主线挂载机构的结构示意图。

图11为一侧主线挂载机构的正视图。

图12螺母拧紧机构的结构示意图。

图13引流线夹紧拉紧机构的结构示意图。

图14引流线夹紧拉紧机构的正视图。

图15引流线剪切机构的结构示意图。

图16引流线剪切机构的正视图。

图17为转动切刀的结构示意图。

图18为快速更换机构的结构示意图。

图19为法兰的结构示意图。

图20为外臂连接盘的结构示意图。

图中标识：基座1；

线夹夹持机构2，夹持臂201，伸缩槽2011，限位孔2013，支撑块2014，线夹夹持电机2021、联轴器2022、夹持丝杠2023、夹持丝杠螺母2024，连杆连接板203，电机固定部2031、连杆铰接部2032、轴承座固定部2033，平行四边形连杆机构，第一连杆2041、第二连杆2042，第三连杆2043，第一副杆20421，第二副杆20422，铰接部20423，夹持间距205，轴承组件206，连接板207、夹爪208、夹持斜面2081、夹持平面2082、限位柱2083，孔2084，槽型光电传感器301，槽型板3011，槽口3012，

主线挂载机构4，喉舌401，进入斜面4011，移出斜面4012，穿孔4013，弹性组件402，弹簧4021、导向轴4022，导向轴承座4023，转接件403，接近传感器404，卡爪405，扩张段4051，防偏段4052；

螺母拧紧机构5，套筒501、拧紧电机502、第一减速机构503、第二减速机构504，连接支架505；

引流线剪切机构6，电动切刀601，转动切刀6011，固定切刀6012，开口6013，第一阻停端6014、第二阻停端6015，剪切驱动组件602，剪切电机6021，剪切主动轮6022，第一限位传感器603，第二限位传感器604；

引流线夹紧拉紧机构7，移动臂701，夹紧部7011、轴部7012，夹紧电机7021、夹紧主动轮7022、夹紧从动轮7023、夹紧丝杠7024、夹紧丝杠滑块7025，固定臂703，拉紧部7031、上杆部7032、下杆部7033，拉紧电机7041、拉紧主动轮7042、第一拉紧从动轮7043、第二拉紧从动轮7044，穿入间距705，导向杆706、第一支架707、第二支架708，夹紧棘轮709，夹紧棘轮摆杆710，第三支架711，拉紧棘轮712、拉紧棘轮摆杆713，第一连接架714、第二连接架715，第三连接架716；

供电机构8；

穿刺线夹9，移动夹91，固定夹92，螺杆93，力矩螺母94，主线夹口95，引流线夹口96，卡槽911；

快速更换机构10，法兰1001、螺栓孔10011，法兰连接孔10012、限位块10013，端部10014、连接部10015，凸起10017；外臂连接盘1002，对应孔10021、外臂连接孔10022、凹槽10023、底环10024、环板10025，插入口10027。

具体实施方式

下面对本发明涉及的结构或这些所使用的技术术语做进一步的说明。这些说明仅仅是采用举例的方式进行说明本发明的方式是如何实现的，并不能对本发明构成任何的限制。

10KV线路带电作业机器人接引流线作业专用工具，包括线夹夹持机构、主线挂载机构、螺母拧紧机构、引流线夹紧拉紧机构、引流线剪切机构和供电机构，参见图1-3，能实现穿刺线夹抓取和夹持、引流线穿线和夹紧、主线挂载、螺母拧紧、引流线拉紧、多余引流线剪切、解锁释放等自主功能。

穿刺线夹

穿刺线夹9是现有技术，如图4所示，包括绝缘壳体、穿刺刀片、螺杆93和力矩螺母94，绝缘壳体包括移动夹91和固定夹92，移动夹91和固定夹92形成主线夹口95和引流线夹口96，主线夹口95在上，引流线夹口96在下；螺杆93平行设置两组，用于连接移动夹91和固定夹92。

基座

所述专用工具包括基座1，线夹夹持机构2、主线挂载机构4、螺母拧紧机构5、引流线剪切机构6、引流线夹紧拉紧机构7和供电机构8均设置于基座1上，参见图1-3。

作为优选的方案，基座1底端开有连接法兰1001的安装孔。

线夹夹持机构

如图5-9所示，线夹夹持机构2用于夹持穿刺线夹9。如图3所示，所述专用工具包括线缆伸入端11和线缆伸出端12，穿刺线夹9位于线缆伸入端11和线缆伸出端12之间，

作为优选的方案，线夹夹持机构2包括夹持臂201、夹持驱动、连杆连接板203和平行四边形连杆机构，如图5-6所示，平行四边形连杆机构包括第一连杆2041、第二连杆2042和第三连杆2043，连杆连接板203安装于基座1，夹持臂201设置两组，夹持驱动组件驱动第一连杆2041运动，第二连杆2042一端与第一连杆2041铰接，另一端与夹持臂201铰接，第二连杆2042包括铰接部20423，铰接部20423与连杆连接板203铰接，第三连杆2043一端与连杆连接板203铰接，另一端与夹持臂201铰接，第一连杆2041、第二连杆2042、第三连杆2043均设有两组。优选的，第二连杆2042包括第一副杆20421和第二副杆20422，第一副杆20421和第二副杆20422连接处形成铰接部20423。优选的，第二副杆20422由第一副杆20421延伸形成，第一副杆20421和第二副杆20422之间呈锐角。两组夹持臂201之间具有夹持穿刺线夹9的夹持间距205，由连杆组成的平行四边形连杆机构改变夹持臂201之间的夹持间距，能够有效解决机器人作业时存在一定定位误差的问题。

优选的，夹持驱动组件包括线夹夹持电机2021、联轴器2022、夹持丝杠2023、夹持丝杠螺母2024，线夹夹紧电机2021固定于连杆连接板203，线夹夹持电机输出轴通过联轴器2022与夹持丝杠2023连接，夹持丝杠螺母2024与夹持丝杠2023配合，线夹夹持机构2包括连接件206，第一连杆2041通过连接件206与夹持丝杠螺母2024连接。线夹夹持电机2021通过联轴器2022带动夹持丝杠2023、夹持丝杠螺母2024运动，进而夹持丝杠螺母2024带动由连杆组成的平行四边形连杆机构运动，带动夹持臂201的开合。通过改变线夹夹持电机2022的堵转电流确定夹持的最大开度和穿刺线夹的夹紧，当电流达到设置的值I1时，线夹夹持电机2022堵转，此时线夹夹持电机处于夹紧穿刺线夹状态；当线夹夹持电机2022反向转动，达到设置的电流I2时，线夹夹持电机2022堵转，此时线夹夹持机构2处于最大开口状态，用于抓取穿刺线夹9。

优选的，如图6所示，线夹夹持机构2包括轴承组件206，轴承组件206包括轴承和轴承座，夹持丝杠2023通过轴承与轴承座固定，轴承座2061固定于连杆连接板203。线夹夹持电机2021带动夹持丝杠2023转动，夹持丝杠2023转动需要支撑，通过轴承来支撑，用于减少摩擦。优选的，线夹夹持机构2包括连接板207，连杆连接板203通过连接板207与基座1固定。优选的，如图7所示，连杆连接板203包括电机固定部2031、连杆铰接部2032和轴承座固定部2033，电机固定部2031、连杆铰接部2032和轴承座固定部2033形成闭合的四边形结构，线夹夹持电机2021固定于电机固定部2031，电机固定部2031开有用于夹持丝杠2023穿过的丝杠穿孔，轴承座固定部2033与轴承座固定，连杆铰接部2032一端与连接板固定，另一端与第二连杆2042铰接。

优选的，如图6所示，夹持臂201沿夹持丝杠2023对称设置。

优选的，如图6所示，每组夹持臂201各设有一组夹爪208，两组夹爪208沿夹持丝杠2023对称设置。夹爪208更有利于牢固夹持穿刺线夹9。

优选的，如图9(a)所示，夹爪208包括夹持斜面2081和夹持平面2082。夹持斜面2081方便抓取穿刺线夹9，夹持斜面2081碰到穿刺线夹边缘，会倾斜滑进去，如果是直角边则会卡住。穿刺线夹的移动夹91侧壁开有卡槽911，夹持穿刺线夹9时，夹持平面2082与卡槽911侧面接触从而实现夹爪夹住穿刺线夹。

优选的，如图9(b)所示，夹持臂201开有伸缩槽2011，伸缩槽2011内壁设有与夹爪208连接的复位弹簧。夹爪208沿伸缩槽2011伸缩，能够解决定位偏差的问题。优选的，如图8所示，夹爪208设有限位柱2083，夹持臂201开有容纳限位柱2083的限位孔2013，伸缩槽2011和限位孔2013垂直贯通。限位柱2083防止夹爪208脱出。优选的，夹爪208开有孔2084，限位柱2083为螺钉。夹爪208位于伸缩槽2011中时通过螺钉连接夹爪208与夹持臂201，螺钉包括螺帽，螺帽能够在限位孔2013中自由移动。

优选的，如图9(b)所示，夹持臂201设有支撑块2014，支撑块2014具有支撑斜面2015。夹持穿刺线夹9时，支撑斜面2015与移动夹91的表面接触，以此支撑移动夹91，实现更稳固地夹持住穿刺线夹。

主线挂载机构

主线挂载机构4用于挂载主线，参见图10-11。主线挂载机构4采用完全机械机构，弹簧穿过导向轴、位于喉舌与导向轴承座之间，借助机械臂的压力和举升力将喉舌打开，从而实现挂载主线。

主线挂载机构4包括喉舌401，喉舌401设有两组，穿刺线夹9位于两组喉舌401之间，喉舌401设有进入斜面4011和移出斜面4012，如图11所示。主线挂载机构4包括弹性组件402，如图10所示，弹性组件402安装于基座1，喉舌401与弹性组件402连接。如图11所示，弹性组件402包括弹簧4021、导向轴4022和导向轴承座4023，弹簧4021套设于导向轴4022外部，弹簧4021位于喉舌401和导向轴承座4023之间。导向轴4022起到导向支撑作用。具体的，喉舌401开有穿孔4013，导向轴4022一端与导向轴承座4023连接，另一端通入穿孔4013，主线挂载机构4包括转接件403，导向轴承座4023通过转接件403与基座1固定。优选的，弹性组件402设置两组，上下平行分布。两组弹性组件402使喉舌401移动更稳定。挂载主线时，穿刺线夹位于两组喉舌401之间，当机械臂带动主线沿着进入斜面4011穿入主线夹口95时，喉舌401克服弹性组件弹簧4021阻力向右运动，当机械臂带动主线移出时，喉舌401沿着移出斜面4012克服弹簧4021阻力向右运动。目前，当机械臂带动主线移出时，主线挂载机构采用电机驱动形式使喉舌向后移动，主线的穿入受控制影响较大，且结构复杂，而采用具有移出斜面4012的喉舌401，结构简单，操作上也较方便。

优选的，如图10-11所示，主线挂载机构4包括两组接近传感器404，两组接近传感器404分别位于穿刺线夹9两侧，接近传感器404与主线夹口95位于同一直线。接近传感器404用来判断主线是否穿入到位或移出，只有当两组接近传感器404都有信号时，表明主线挂载到位或移出，如果只有一组接近传感器404有信号，表明主线倾斜挂载，只有一部分进入穿刺线夹，需再次进行挂载动作。优选的，接近传感器404设于转接件403，喉舌401与接近传感器404一一对应，每组接近传感器404分别位于每组喉舌401下方。接近传感器404位于喉舌401下方能及时、准确地作出判断。

优选的，如图10-11所示，主线挂载机4构包括卡爪405，卡爪405固定于基座1，转接件403固定于卡爪405。挂载主线时，卡爪405用于防止主线偏离。优选的，卡爪405包括扩张段4051和防偏段4052，扩张段4051为向相对的两侧张开，防偏段4052为U型状。为能够同时防止主线和引流线偏离，防偏段4052的长度大于或等于主线夹口和引流线夹口的长度之和。

螺母拧紧机构

螺母拧紧机构5用于夹紧主线和引流线，并拧断力矩螺母94使穿刺线夹与专用工具脱离，参见图12。

螺母拧紧机构5包括套筒501、拧紧电机502、第一减速机构503和第二减速机构504，拧紧电机502通过连接支架505与基座1固定，拧紧电机输出轴与第一减速机构503连接，第一减速机构503与第二减速机构504连接，套筒501与第二减速机构504输出轴固定连接，套筒501平行设置两组，参见图12。优选的，第一减速机构503为行星齿轮减速器，第二减速机构504为斜齿轮传动机构，其输入端为第一减速机构输出轴，其输出端为旋转驱动轴，旋转驱动轴与套筒501连接。第二减速机构起到动力分出与减速作用。

穿刺线夹的力矩螺母94插入套筒501中，拧紧电机502控制第一减速机构503和第二减速机构504将固定夹92向移动夹91移动，夹紧主线和引流线，穿刺刀片刺穿主线引流线的绝缘层，最后拧断力矩螺母，穿刺线夹与套筒501脱离。

引流线夹紧拉紧机构

如图13-14所示，引流线夹紧拉紧机构7位于线缆伸入端11，用于夹紧引流线，防止因重力作用导致滑落，并拉紧引流线，避免引起引流线弯曲堆积引起安全隐患。

如图13所示，引流线夹紧拉紧机构7包括移动臂701、移动臂驱动组件以及固定臂703和固定臂驱动组件，移动臂701与固定臂703之间具有引流线穿入的穿入间距705，移动臂驱动组件驱动移动臂701移动，引流线被夹在固定臂703和移动臂701之间，移动臂701将引流线夹紧；固定臂驱动组件703驱动固定臂703转动，通过固定臂703、移动臂701和引流线之间的摩擦力将引流线拉紧。

优选的，如图13所示，移动臂驱动组件包括夹紧电机7021、夹紧主动轮7022、夹紧从动轮7023、夹紧丝杠7024和夹紧丝杠滑块7025，夹紧电机7021安装于基座1，夹紧电机输出轴与夹紧主动轮7022连接，夹紧主动轮7022和夹紧从动轮7023啮合传动，夹紧从动轮7023与夹紧丝杠7024固定，夹紧丝杠7024与夹紧丝杠滑块7025配合，夹紧丝杠滑块7025与移动臂701连接。移动臂701可在水平方向进行往复运动，夹紧或释放引流线。

优选的，如图13所示，引流线夹紧拉紧机构7包括导向杆706，导向杆706安装于基座1。导向杆706具有导向和支撑作用。

优选的，如图13所示，引流线夹紧拉紧机构7包括第一支架707和第二支架708，夹紧电机7021通过第一支架707与基座1固定，移动臂701通过第二支架708与夹紧丝杠滑块7025固定，第二支架708开有通孔，导向杆706穿过第二支架708并固定于第一支架707。

优选的，如图13所示，引流线夹紧拉紧机构7包括夹紧棘轮709和夹紧棘轮摆杆710，夹紧棘轮709设于移动臂701顶部，夹紧棘轮摆杆710安装于基座1。优选的，引流线夹紧拉紧机构7包括第三支架711，第三支架711与第二支架707固定，夹紧棘轮709设于第三支架711。优选的，如图14所示，移动臂701包括夹紧部7011和轴部7012，夹紧部7011与轴部7012连接，轴部7012与夹紧棘轮709固定。优选的，夹紧部7011为凹进的轮状。夹紧棘轮709和夹紧棘轮摆杆710能确保移动臂701的转动方向，防止逆转。

优选的，移动臂701可转动地设于第二支架707和第三支架708之间。移动臂701可周向转动，利用固定臂703、移动臂701和引流线之间的摩擦力将引流线拉紧。

优选的，如图13所示，固定臂驱动组件包括拉紧电机7041、拉紧主动轮7042、第一拉紧从动轮7043和第二拉紧从动轮7044，拉紧电机7041安装于基座1，拉紧电机输出轴与拉紧主动轮7042连接，拉紧主动轮7042与第一拉紧从动轮7043啮合传动，第一拉紧从动轮7043与第二拉紧从动轮7044啮合传动，第二拉紧从动轮7044与固定臂703固定。

优选的，如图13所示，引流线夹紧拉紧机构7包括拉紧棘轮712和拉紧棘轮摆杆713，拉紧棘轮712与拉紧电机输出轴连接，拉紧棘轮712位于拉紧主动轮7042上方，引流线夹紧拉紧机构7包括第一连接架714和第二连接架715，拉紧电机7041通过第一连接架714与基座1固定；第二连接架715与第一连接架714固定，拉紧棘轮摆杆713设于第二连接架715。引流线夹紧拉紧机构包括第三连接架716，第三连接架716与基座1固定，如图14所示，固定臂703包括拉紧部7031、上杆部7032和下杆部7033，上杆部7032与第二拉紧从动轮7044固定，下杆部7033通过轴承与第三连接架716固定。拉紧部7031为凹进的轮状。拉紧引流线前引流线位于移动臂701和固定臂703之间，拉紧引流线时固定臂703转动以拉紧引流线，移动臂701也随之转动，拉紧棘轮712和拉紧棘轮摆杆713能确保固定臂703的转动方向，防止逆转。

优选的，引流线夹紧拉紧机构低于主线夹口95。

优选的，导向杆706端部与第三连接架716固定。

引流线穿入顺序：穿入间距705—引流线夹口96—电动切刀开口6013—卡爪405—槽口3012。

引流线剪切机构

引流线剪切机构6用于剪切多余的引流线，参见图15-17。

作为优选的方案，如图15所示，引流线剪切机构6包括电动切刀601，电动切刀601位于线缆伸出端12。

优选的，如图15-16所示，电动切刀601包括转动切刀6011和固定切刀6012，转动切刀6011和固定切刀6012铰接，转动切刀6011边缘设有轮齿，引流线剪切机构6包括剪切驱动组件602，剪切驱动组件602包括剪切电机6021和剪切主动轮6022，剪切电机输出轴通过联轴器与剪切主动轮6022连接，剪切主动轮6022与轮齿啮合传动。

优选的，如图16所示，电动切刀601具有开口6013，开口6013由固定切刀6012和转动切刀6011铰接形成，开口6013与引流线夹口96位于同一直线。需要说明的是，开口6013要适中，如果太大，则引起脱齿，如果太小，引流线难以穿入。

优选的，如图16所示，所述引流线剪切机构6包括安装于基座1的第一限位传感器603和第二限位传感器604，转动切刀6011设有第一阻停端6014和第二阻停端6015，第一阻停端6014位于第一限位传感器603下方，第二阻停端6015位于第二限位传感器604下方。优选的，第一限位传感器604通过转接件403与卡爪405固定，第二限位传感器603与卡爪405固定。转动切刀6011转至最大小开口时，第一阻停端6014触发第一限位传感器603，转动切刀6011停止转动；转动切刀6011转至最大开口6013时，第二阻停端6015触发第二限位传感器604，转动切刀6011停止转动，防止转动切刀6011两个方向上的脱齿。

优选的，如图2所示，电动切刀601与引流线夹口96邻近。

在执行剪线动作时，当转动切刀6011未接触到引流线时，属于空载运动，此时剪切电机6021电流较小；当转动切刀6011接触到引流线、开始执行剪线时，剪切电机6021处于负载运动，此时电流逐渐变大；当转动切刀6011将引流线剪断时，剪切电机6021又处于空载运动，电流减小。当检测到电流发生由小变大再变小时，表明引流线已经被剪断，剪线动作完成，此时剪切电机6021停止运动，避免转动切刀6011继续转动引起脱齿。

为防止引流线剪切机构6出现意外造成电流堵转无法实现停机动作造成转动切刀6011脱齿，在转动切刀6011的最小开口位置(即剪线完成时的位置)设置有第一限位传感器603，如果剪断线后剪切电机6021不能实现停机动作，剪切电机6021继续运动会触发第一限位传感器603，使剪切电机6021停止转动。通过双重保护避免引流线剪断时的转动切刀6011的脱齿问题。

优选的，如图2所示，引流线剪切机构6包括设于基座1上的槽型光电传感器301，槽型光电传感器301位于线缆伸出端12。槽型光电传感器301用于判断引流线是否穿过穿刺线夹9和电动切刀601。槽型光电传感器包括槽型板3011，槽型板3011开有允许引流线穿过的槽口3012，槽型板3011呈U型状，槽型光电传感器301外形尺寸为75mm X72 mmX20mm，开孔尺寸为50mmX45mm，外壳材料采用ABS。

供电机构

供电机构8用于给专用工具供电，参见图2。

作为优选的方案，所述供电机构8包括电池组801，电池组801固定于基座1上，电池组801采用锂电池，如图2所示。

快速更换机构

快速更换机构10用于快速地从外臂上安装或拆卸专用工具，需要说明的是，外臂可以是机械臂或手持绝缘臂，参见图18-20。

如图19-20所示，快速更换机构10包括法兰1001和外臂连接盘1002，法兰1001开有螺栓孔10011，外臂连接盘1002开有与螺栓10011对应的对应孔10021。使用时，通过螺栓孔10011和对应孔10021外臂连接盘1002套入法兰1001中，再通过基座1上的安装孔与法兰1001连接，从而实现快速地更换专用工具。优选的，如图19所示，法兰1001包括端部10014和连接部10015，法兰连接孔10012设于端部10014，螺栓孔10011设于连接部10015，螺栓孔10011沿连接部10015圆心对称设置。优选的，螺栓孔10011为腰形孔。腰形孔可以改变法兰1001和外臂连接盘1002安装的相对位置。优选的，螺栓孔10011为腰形孔时，腰形孔一端呈开口状。优选的，连接部10015外壁设有凸起10017，螺栓孔10011贯通凸起10017和连接部10015。

优选的，如图19-20所示，法兰1001内壁设有限位块10013，外臂连接盘1002外壁设有与限位块10013配合的凹槽10023。限位块10013防止外臂连接盘1002在法兰1001内部中转动，同时也起到定位的作用。优选的，限位块10013设于连接部10015内壁。优选的，外臂连接盘1002包括底环10024和环板10025，底环10024位于环板10025底端，底环10024凸出于环板10025，环板10025的中心位置设有用于外臂插入的插入口10027，外臂连接孔10022设于底环10024，凹槽10023设于环板10025内壁。限位块10013插入凹槽10023中时，底环10024挡住限位块10013。优选的，限位块10013沿法兰1001周向设有四组。优选的，四组限位块10013等间距分布。

优选的，如图19-20所示，法兰1001边缘开有与安装孔对应的法兰连接孔10012，如图20所示，外臂连接盘1002开有与外臂连接的外臂连接孔10022。

外臂连接盘1002套入法兰1001中并利用限位块10013限位后，通过对称设置的螺栓相向拧紧，从而紧固外臂。

以外接机械臂为例，10KV线路带电作业机器人接引流线作业的工作过程如下：

(1)线夹夹持机构夹取穿刺线夹，当电流达到预设值I1时，线夹夹持电机堵转，线夹夹持电机处于夹紧穿刺线夹状态，同时力矩螺母套入套筒中；当线夹夹持电机反向转动，电流达到预设值I2时，线夹夹持电机堵转，线夹夹持机构处于最大开口状态，用于抓取穿刺线夹；

(2)引流线穿入引流线夹口，判断引流线是否穿过穿刺线夹，若是，则进行步骤(3)，若否，则继续穿线；

(3)引流线位于移动臂和固定臂之间，移动臂向靠近固定臂的方向移动，夹紧引流线，固定臂转动，拉紧引流线；

(4)挂载主线，机械臂带动主线沿着进入斜面穿入主线夹口，喉舌克服弹簧阻力向一方向运动；

(5)螺母拧紧机构使固定夹向移动夹移动，夹紧主线和引流线，并拧断力矩螺母；

(6)引流线剪切机构切除多余引流线，剪断引流线之后，电流降低，剪切电机停止转动，并进行下一步骤；

(7)移动臂向远离固定臂的方向运动，松开引流线，机械臂带动主线移出时，喉舌沿着移出斜面克服弹簧阻力向相反方向运动，释放主线。

在缺少本文中所具体公开的任何元件、限制的情况下，可以实现本文所示和所述的发明。所采用的术语和表达法被用作说明的术语而非限制，并且不希望在这些术语和表达法的使用中排除所示和所述的特征或其部分的任何等同物，而且应该认识到各种改型在本发明的范围内都是可行的。因此应该理解，尽管通过各种实施例和可选的特征具体公开了本发明，但是本文所述的概念的修改和变型可以被本领域普通技术人员所采用，并且认为这些修改和变型落入所附权利要求书限定的本发明的范围之内。

本文中所述或记载的文章、专利、专利申请以及所有其他文献和以电子方式可得的信息的内容在某种程度上全文包括在此以作参考，就如同每个单独的出版物被具体和单独指出以作参考一样。申请人保留把来自任何这种文章、专利、专利申请或其他文献的任何及所有材料和信息结合入本申请中的权利。

Claims (9)

1.10KV线路带电作业机器人接引流线作业专用工具，所述专用工具包括线缆伸入端和线缆伸出端，穿刺线夹位于线缆伸入端和线缆伸出端之间，所述专用工具包括基座，其特征在于，包括安装于基座的引流线剪切机构，引流线剪切机构包括电动切刀，电动切刀位于线缆伸出端；电动切刀包括转动切刀和固定切刀，转动切刀和固定切刀铰接，转动切刀边缘设有轮齿，引流线剪切机构包括剪切驱动组件，剪切驱动组件包括剪切电机和剪切主动轮，剪切电机与基座固定，剪切电机输出轴通过联轴器与剪切主动轮连接，剪切主动轮与轮齿啮合传动。

2.如权利要求1所述的10KV线路带电作业机器人接引流线作业专用工具，其特征在于，所述引流线剪切机构包括安装于基座的第一限位传感器和第二限位传感器，转动切刀设有第一阻停端和第二阻停端，第一阻停端位于第一限位传感器下方，第二阻停端位于第二限位传感器下方。

3.如权利要求1所述的10KV线路带电作业机器人接引流线作业专用工具，其特征在于，电动切刀具有开口，开口由固定切刀和转动切刀铰接形成，穿刺线夹包括引流线夹口，开口与引流线夹口位于同一直线。

4.如权利要求3所述的10KV线路带电作业机器人接引流线作业专用工具，其特征在于，电动切刀与引流线夹口邻近。

5.如权利要求1所述的10KV线路带电作业机器人接引流线作业专用工具，其特征在于，引流线剪切机构包括设于基座上的槽型光电传感器，槽型光电传感器位于线缆伸出端。

6.如权利要求1所述的10KV线路带电作业机器人接引流线作业专用工具，其特征在于，所述专用工具包括设于基座的线夹夹持机构，线夹夹持机构包括夹持臂、夹爪、夹持驱动组件、连杆连接板和平行四边形连杆机构，平行四边形连杆机构包括第一连杆、第二连杆和第三连杆，连杆连接板安装于基座，夹持臂设置两组，每组夹持臂各设有一组夹爪，夹持驱动组件驱动第一连杆运动，第二连杆一端与第一连杆铰接，另一端与夹持臂铰接，第二连杆包括铰接部，铰接部与连杆连接板铰接，第三连杆一端与连杆连接板铰接，另一端与夹持臂铰接，第一连杆、第二连杆、第三连杆均设有两组。

7.如权利要求1所述的10KV线路带电作业机器人接引流线作业专用工具，其特征在于，所述专用工具包括设于基座的引流线夹紧拉紧机构，引流线夹紧拉紧机构位于线缆伸入端，引流线夹紧拉紧机构包括移动臂、移动臂驱动组件以及固定臂、固定臂驱动组件，移动臂与固定臂之间具有引流线穿入的间距，移动臂驱动组件驱动移动臂移动，固定臂驱动组件驱动固定臂转动。

8.如权利要求1所述的10KV线路带电作业机器人接引流线作业专用工具，其特征在于，所述专用工具包括与基座连接的快速更换机构，快速更换机构包括法兰和外臂连接盘，法兰开有螺栓孔，外臂连接盘开有与螺栓对应的对应孔；法兰内壁设有限位块，外臂连接盘外壁设有与限位块配合的凹槽。

9.如权利要求1所述的10KV线路带电作业机器人接引流线作业专用工具，其特征在于，所述专用工具包括设于基座的主线挂载机构，主线挂载机构包括喉舌，喉舌设有两组，穿刺线夹位于两组喉舌之间，喉舌设有进入斜面和移出斜面。

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