CN110076554A - 一种高空螺栓安装机器人 - Google Patents

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许巧云
汤振鹏
杨玺
李辰盟
叶伟玲
朱文超
陈文鸿
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/04—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for assembling or disassembling parts
    • B23P19/06—Screw or nut setting or loosening machines

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Abstract

本发明涉及作业机器人领域，更具体地，涉及一种高空螺栓安装机器人，包括机械臂和安装于机械臂前端的拧紧装置，拧紧装置包括架体，安装于架体上的螺栓紧固器和控制螺栓紧固器移动的驱动台。驱动台包括X轴滑台、Y轴滑台和Z轴滑台，Z轴滑台驱动Y轴滑台上下移动，Y轴滑台驱动X轴滑台前后移动，X轴滑台驱动螺栓紧固器左右移动。能够通过拧紧装置进行螺栓的紧固，更加安全可靠，减少人工高压带电作业项目，降低人工带电工作危险性；通过驱动台控制拧紧装置内部的螺栓紧固器独立的运动，操作更加简单，并且能够更加快速的对准螺栓进行紧固，提高工作效率。

Description

一种高空螺栓安装机器人
技术领域
本发明涉及作业机器人领域，更具体地，涉及一种高空螺栓安装机器人。
背景技术
在常见的110kv高压输电线路网中分布着许多隔离开关连接板，这些隔离开关连接板是常年裸露在室外，由于受到环境和地理因素的影响，导致隔离开关连接板出现螺栓松动、腐蚀等不同程度的破坏。这种破坏直接影响到电网安全，若发生断线事故，还需要将损坏的连接板和螺栓进行更换，在维修时会对该母线供电的所有区域进行断电，这种情况会造成重大的经济损失。
采用人工在高空进行带电作业方式进行拆接，但这种由人工在低电位或等电位带电作业的方式会受到带电作业距离的限制，作业人员难以操作，导致达不到螺栓紧固的目的，甚至在一定程度上扳手套筒对螺栓拧紧操作具有一定的局限性。而授权公告号为CN107303639B的专利文件公开了一种螺栓安装机器人，该机器人具有螺栓拧紧装置。但是该机器人的螺栓拧紧装置上的移动方向只能由机械臂控制，而隔离开关连接板上具有众多螺栓，操作机械臂来调整螺栓拧紧装置的位置幅度较大，对准隔离开关连接板螺栓对于工作人员来说不易操作。
发明内容
本发明为克服上述现有技术中不易操作拧紧装置对准螺栓的问题，提供一种能够独立于机械臂移动的螺栓紧固器，方便工作人员的操作。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高空螺栓安装机器人，包括机械臂和安装于机械臂前端的拧紧装置，所述拧紧装置包括架体，安装于所述架体上的螺栓紧固器和控制螺栓紧固器移动的驱动台。
机械臂将拧紧装置移动至开关隔离连接板的附近，使得螺栓紧固器向着螺栓的方向，驱动台驱动螺栓紧固器在不同的方向上细微的移动，使得螺栓紧固器能够更快对准螺栓，进行紧固。
优选的，所述驱动台包括X轴滑台、Y轴滑台和Z轴滑台，所述Z轴滑台驱动所述Y轴滑台上下移动，所述Y轴滑台驱动所述X轴滑台前后移动，所述X轴滑台驱动所述螺栓紧固器左右移动。通过三个不同方向的滑台，实现螺栓紧固器能够相对于隔离开关连接板上下、前后和左右移动。通过调整螺栓紧固器相对于隔离开关连接板上下和左右的移动，使得螺栓紧固器对准螺栓，对准螺栓后，螺栓紧固器向前移动进行螺栓紧固，紧固完成后，向后移动。
优选的，所述X轴滑台、所述Y轴滑台和所述Z轴滑台的结构一致，包括底板、安装于所述底板上丝杆和导向轴、安装于所述丝杆和所述导向轴上的滑块、驱动所述滑块沿着所述丝杆和所述导向轴运动的驱动电机。驱动电机是步进电机，能够驱动丝杆进行小幅度的转动，实现滑块小幅度的移动，更方便工作人员对准螺栓。
优选的，所述Z轴滑台安装于所述架体上，所述Y轴滑台安装于所述Z轴滑台的滑块上，所述X轴滑台安装于所述Y轴滑台的滑块上，所述螺栓紧固器安装于所述X轴滑台的滑块上。
优选的，所述螺栓紧固器包括连接所述驱动台的安装架，安装于所述安装架的电机，与所述电机可拆卸连接的套筒。通过启动电机，使得套筒旋转，进行螺栓的紧固，当需要紧固不同规格的螺栓，只需要更换相应规格的套筒。
优选的，所述架体的顶端安装有用于稳定所述拧紧装置的挂靠装置。拧紧装置的驱动台在带动螺栓紧固器移动的时候，由于本身的质量较大，可能会发生震动，使得拧紧装置发生偏移，增加螺栓紧固器对准的螺栓的难度。
优选的，所述挂靠装置包括与所述架体连接的挂靠架和设置于所述挂靠架固定槽。电线嵌入到固定槽内，挂靠装置通过压在电线上，实现稳定拧紧装置的作用。
优选的，所述挂靠架上装有滚轮，所述固定槽设置于滚轮的圆周面上。滚轮能够相对于电线转动，能够减少与电线之间的摩擦力，避免对电线造成磨损。
与现有技术相比，有益效果是：能够通过拧紧装置进行螺栓的紧固，更加安全可靠，减少人工高压带电作业项目，降低人工带电工作危险性；通过驱动台控制拧紧装置内部的螺栓紧固器独立的运动，操作更加简单，并且能够更加快速的对准螺栓进行紧固，提高工作效率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的拧紧装置的结构示意图；
图3是本发明的滑台的结构示意图。
其中：1、机械臂；2、拧紧装置；3、架体；4、螺栓紧固器；5、驱动台；6、X轴滑台；7、Y轴滑台；8、Z轴滑台；9、底板；10、丝杆；11、导向轴；12、滑块；13、驱动电机；14、安装架；15、电机；16、套筒；17、挂靠装置；18、滚轮。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”等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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：
实施例
如图1所示，一种高空螺栓安装机器人，包括机械臂1和安装于机械臂1前端的拧紧装置2，拧紧装置2包括架体3，安装于架体3上的螺栓紧固器4和控制螺栓紧固器4移动的驱动台5。
具体的，如图2-3所示，驱动台5包括X轴滑台6、Y轴滑台7和Z轴滑台8，三者的结构一致，包括底板9、安装于底板9上丝杆10和导向轴11、安装于丝杆10和导向轴11上的滑块12、驱动滑块12沿着丝杆10和导向轴11运动的驱动电机13。驱动电机是步进电机，能够驱动丝杆进行小幅度的转动，实现滑块小幅度的移动，更方便工作人员对准螺栓。
其中，Z轴滑台8安装于架体3上，Y轴滑台7安装于Z轴滑台8的滑块上，X轴滑台6安装于Y轴滑台7的滑块上，螺栓紧固器4安装于X轴滑台6的滑块上。Z轴滑台8的滑块带动Y轴滑台7上下移动，Y轴滑台7的滑块带动X轴滑台6前后移动，X轴滑台6的滑块带动螺栓紧固器4左右移动。通过三个不同方向的滑台，实现螺栓紧固器能够相对于隔离开关连接板上下、前后和左右移动。通过调整螺栓紧固器相对于隔离开关连接板上下和左右的移动，使得螺栓紧固器对准螺栓，对准螺栓后，螺栓紧固器向前移动进行螺栓紧固，紧固完成后，向后移动。
另外的，如图2所示，螺栓紧固器4包括连接驱动台5的安装架14，安装于安装架14的电机15，与电机15可拆卸连接的套筒16。通过启动电机，使得套筒旋转，进行螺栓的紧固，当需要紧固不同规格的螺栓，只需要更换相应规格的套筒。
另外的，如图2所示，架体3的顶端安装有用于稳定拧紧装置2的挂靠装置17。拧紧装置的驱动台在带动螺栓紧固器移动的时候，由于本身的质量较大，可能会发生震动，使得拧紧装置发生偏移，增加螺栓紧固器对准的螺栓的难度。
其中，如图2所示，挂靠装置包括与架体连接的并装有滚轮18的挂靠架和设置于挂靠架固定槽，具体的，固定槽设置于滚轮的圆周面上。电线嵌入到固定槽内，挂靠装置通过压在电线上，实现稳定拧紧装置的作用。滚轮能够相对于电线转动，能够减少与电线之间的摩擦力，避免对电线造成磨损。
本发明的工作原理或工作流程：机械臂1将拧紧装置2移动到隔离开关连接板附近，并且将滚轮18的凹槽于与电线贴合，同时使得螺栓紧固器4向着螺栓的方向。工作人员操作Z轴滑台8和Y轴滑台7上的驱动电机，操作螺栓紧固器4对准螺栓，然后操作X轴滑台6使得螺栓紧固器4前进，让套筒16套入螺栓内，并启动电机15使得套筒16转动，拧紧螺栓。拧紧螺栓后，操作X轴滑台6使得螺栓紧固器4后退。再重复进行拧紧螺栓的操作，直至所有螺栓完成紧固。
本发明的有益效果：通过拧紧装置进行螺栓的紧固，更加安全可靠，减少人工高压带电作业项目，降低人工带电工作危险性；通过驱动台控制拧紧装置内部的螺栓紧固器独立的运动，操作更加简单，并且能够更加快速的对准螺栓进行紧固，提高工作效率。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高空螺栓安装机器人，包括机械臂(1)和安装于机械臂(1)前端的拧紧装置(2)，其特征在于，所述拧紧装置(2)包括架体(3)，安装于所述架体(3)上的螺栓紧固器(4)和控制所述螺栓紧固器(4)移动的驱动台(5)。
2.根据权利要求1所述的一种高空螺栓安装机器人，其特征在于，所述驱动台(5)包括X轴滑台(6)、Y轴滑台(7)和Z轴滑台(8)，所述Z轴滑台(8)驱动所述Y轴滑台(7)上下移动，所述Y轴滑台(7)驱动所述X轴滑台(6)前后移动，所述X轴滑台(6)驱动所述螺栓紧固器左右移动。
3.根据权利要求2所述的一种高空螺栓安装机器人，其特征在于，所述X轴滑台(6)、所述Y轴滑台(7)和所述Z轴滑台(8)的结构一致，包括底板(9)、安装于所述底板(9)上丝杆(10)和导向轴(11)、安装于所述丝杆(10)和所述导向轴(11)上的滑块(12)、驱动所述滑块(12)沿着所述丝杆(10)和所述导向轴(11)运动的驱动电机(13)。
4.根据权利要求3所述的一种高空螺栓安装机器人，其特征在于，所述Z轴滑台(8)安装于所述架体(3)上，所述Y轴滑台(7)安装于所述Z轴滑台(8)的滑块上，所述X轴滑台(6)安装于所述Y轴滑台(7)的滑块上，所述螺栓紧固器(4)安装于所述X轴滑台(6)的滑块上。
5.根据权利要求1所述的一种高空螺栓安装机器人，其特征在于，所述螺栓紧固器(4)包括连接所述驱动台(5)的安装架(14)，安装于所述安装架(14)的电机(15)，与所述电机(15)可拆卸连接的套筒(16)。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种高空螺栓安装机器人，其特征在于，所述架体(3)的顶端安装有用于稳定所述拧紧装置(2)的挂靠装置(17)。
7.根据权利要求6所述的一种高空螺栓安装机器人，其特征在于，所述挂靠装置(17)包括与所述架体连接的挂靠架和设置于所述挂靠架固定槽。
8.根据权利要求7所述的一种高空螺栓安装机器人，其特征在于，所述挂靠架上装有滚轮(18)，所述固定槽设置于所述滚轮(18)的圆周面上。
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