CN110340906B - 一种智能电网智能光纤对接机械手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能电网智能光纤对接机械手，包括纵向调节机构、调换机构、横向调节机构、抓取机构和轨道板，轨道板上侧设有纵向调节机构，纵向调节机构的下端安装有调换机构，纵向调节机构上安装有横向调节机构，横向调节机构上安装有抓取机构，纵向调节机构包括纵向调节架、纵向滑槽、一号驱动电机、一号减速机、一号螺纹杆、抬升滑套和横板，本发明结构紧凑，具有结构设计合理和快速对接光纤的特点，具体使用时，利用远程控制与本地控制技术相结合的方式，对机械手远程控制，机械手在圆形轨道上移动位置，负责抓取光纤连接头，且能带动输入单元盘转动某个角度，可将光纤连接头对应连接，从接收到切换指令到机器人实现单口切换。

Description

一种智能电网智能光纤对接机械手

技术领域

本发明涉及一种机械手，特别涉及一种智能电网智能光纤对接机械手，属于通信技术领域。

背景技术

随着通信网络的发展，网络生存能力越来越成为网络设计与构建时必须考虑的重要因素。对于光传送网、光纤（缆）线路层的调度与保护对于整个光传送网络有着重大的意义。这是因为光设备不能提供网络所需的全部保护功能、光路层能对目前绝大多数网络提供无缝的保护机制；光路层的保护与恢复相对客户层的保护可节约投资，是一种低成本的网络结构升级；光路层对某些特定的网络故障能提供更有效地保护；光路层调度和保护可为网络提供额外地生存能力

为了保障国网检修公司骨干通信网即SDH光纤通信网的光缆通道的安全，适应智能电网的发展需求，需要建设光路切换单元，以便在传输设备工作光纤有阻断时，能快速的切换光纤，确保通信网的畅通。

智能电网智能光纤对接机械手为光路切换单元的中间辅助单元，采用人工切换则存在运作缓慢和对接时限长的缺点，不利于保障通信网安全，已经不能适应现代通信网络的发展。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种智能电网智能光纤对接机械手，解决了现有技术存在的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种智能电网智能光纤对接机械手，包括纵向调节机构、调换机构、横向调节机构、抓取机构和轨道板，所述轨道板上侧设有纵向调节机构，所述纵向调节机构的下端安装有调换机构，所述纵向调节机构上安装有横向调节机构，所述横向调节机构上安装有抓取机构，纵向调节机构包括纵向调节架、纵向滑槽、一号驱动电机、一号减速机、一号螺纹杆、抬升滑套和横板，所述纵向调节架固定连接在横板的上侧，所述纵向调节架上设有纵向滑槽，所述纵向滑槽内设有一号螺纹杆，所述一号螺纹杆两端均通过轴承与纵向滑槽槽壁转动连接，所述纵向调节架的上侧螺丝固定有一号减速机，所述一号减速机的上侧螺丝固定有一号驱动电机，所述一号驱动电机的输出端与一号减速机的输入端固定连接，所述一号螺纹杆的外侧套设有抬升滑套，所述横向调节机构包括横向调节架、横向滑槽、二号螺纹杆、平移滑块、四号减速机、四号电机、主动轮、从动轮和传动皮带，所述横向调节架固定连接在抬升滑套的一侧，所述横向调节架的上侧设有横向滑槽，所述横向滑槽内设有二号螺纹杆，所述二号螺纹杆的两端均通过轴承与横向滑槽槽壁转动连接，所述横向调节架的一端下侧螺丝固定有四号减速机，所述四号减速机的一侧螺丝固定有四号电机，所述四号减速机的输入端与四号电机的输出端固定连接，所述四号减速机的输出端固定连接有主动轮，所述主动轮的上方设有从动轮，所述主动轮和从动轮之间传动连接有传动皮带，所述从动轮的旋转轴穿过横向调节架外壁与二号螺纹杆固定连接，所述二号螺纹杆的外侧套设有平移滑块，所述调换机构包括二号驱动电机、二号减速机、气缸、直线滑槽、安装架、三号减速机、驱动滑轮、平移滑板和三号电机，所述二号减速机螺丝固定在横板的一端上侧，所述二号减速机的上侧螺丝固定有二号驱动电机，所述二号驱动电机的输出端与二号减速机的输入端固定连接，所述二号减速机的输出端穿过横板，所述直线滑槽固定连接在横板的另一端上侧，所述直线滑槽内设有平移滑板，所述平移滑板的上侧固定连接有安装架，所述纵向调节架远离直线滑槽的一侧螺丝固定有气缸，所述气缸的活塞杆穿过纵向调节架与安装架固定连接，所述安装架内螺丝固定有三号减速机，所述三号减速机的一侧螺丝固定有三号电机，所述三号电机的输出端与三号减速机的输入端固定连接，所述三号减速机的输出端固定连接有驱动滑轮。

作为优选，所述抓取机构包括气动滑台、一号安装板、二号安装板、安装孔、气动指夹钳、连接板和空气压缩站，所述连接板固定连接在平移滑块的上侧，所述连接板的上侧螺丝固定有气动滑台，所述气动滑台的上侧固定连接有一号安装板和二号安装板，所述一号安装板和二号安装板上均开设有两个安装孔，所述气动滑台的滑块上安装有气动指夹钳，所述空气压缩站螺丝固定在横向调节架的下侧，所述轨道板固定连接在横板的下侧，所述横板的下侧设有弧形卡槽。

作为优选，所述轨道板卡设在圆形轨道上且该圆形轨道位于输入单元盘和输出单元盘之间，所述横向调节机构始终与输入单元盘外壁垂直

作为优选，所述抬升滑套与纵向调节架滑动连接，所述平移滑块与横向滑槽内壁滑动连接，所述纵向调节架固定连接在横板的中部。

作为优选，所述抬升滑套与一号螺纹杆螺纹连接，所述平移滑块与二号螺纹杆螺纹连接。

作为优选，所述二号减速机的输出端穿过横板固定连接有传动齿轮，所述驱动滑轮的外侧套设有橡胶轮套，所述平移滑板与直线滑槽内壁滑动连接。

作为优选，所述空气压缩站螺丝固定在横向调节架远离四号减速机的一端下侧，所述气动滑台和气动指夹钳均通过导管与空气压缩站连接。

本发明所达到的有益效果是：本发明结构紧凑，具有结构设计合理和快速对接光纤的特点，具体使用时，利用远程控制与本地控制技术相结合的方式，对机械手远程控制，机械手在圆形轨道上移动位置，负责抓取光纤连接头，且能带动输入单元盘转动某个角度，可将光纤连接头对应连接，从接收到切换指令到机器人实现单口切换，总时间一般小于30s，能够满足现代通信网络的光缆线路调度要求，无需现场人工操作。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中的A处放大图；

图3是本发明输入单元盘驱动结构的示意图；

图4是本发明抓取机构的示意图；

图5是本发明纵向调节机构和轨道板的组合示意图。

图中：1-纵向调节机构、11-纵向调节架、12-纵向滑槽、13-一号驱动电机、14-一号减速机、15-一号螺纹杆、16-抬升滑套、17-横板、2-调换机构、21-二号驱动电机、22-二号减速机、23-气缸、24-直线滑槽、25-安装架、26-三号减速机、27-驱动滑轮、28-平移滑板、29-三号电机、3-横向调节机构、31-横向调节架、32-横向滑槽、33-二号螺纹杆、34-平移滑块、35-四号减速机、36-四号电机、37-主动轮、38-从动轮、39-传动皮带、4-抓取机构、41-气动滑台、42-一号安装板、43-二号安装板、44-安装孔、45-气动指夹钳、46-连接板、47-空气压缩站、5-轨道板、51-弧形卡槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

实施例：如图1-5所示，本发明一种智能电网智能光纤对接机械手，包括纵向调节机构1、调换机构2、横向调节机构3、抓取机构4和轨道板5，轨道板5上侧设有纵向调节机构1，纵向调节机构1的下端安装有调换机构2，纵向调节机构1上安装有横向调节机构3，横向调节机构3上安装有抓取机构4，纵向调节机构1包括纵向调节架11、纵向滑槽12、一号驱动电机13、一号减速机14、一号螺纹杆15、抬升滑套16和横板17，纵向调节架11固定连接在横板17的上侧，纵向调节架11上设有纵向滑槽12，纵向滑槽12内设有一号螺纹杆15，一号螺纹杆15两端均通过轴承与纵向滑槽12槽壁转动连接，纵向调节架11的上侧螺丝固定有一号减速机14，一号减速机14的上侧螺丝固定有一号驱动电机13，一号驱动电机13的输出端与一号减速机14的输入端固定连接，一号螺纹杆15的外侧套设有抬升滑套16，横向调节机构3包括横向调节架31、横向滑槽32、二号螺纹杆33、平移滑块34、四号减速机35、四号电机36、主动轮37、从动轮38和传动皮带39，横向调节架31固定连接在抬升滑套16的一侧，横向调节架31的上侧设有横向滑槽32，横向滑槽32内设有二号螺纹杆33，二号螺纹杆33的两端均通过轴承与横向滑槽32槽壁转动连接，横向调节架31的一端下侧螺丝固定有四号减速机35，四号减速机35的一侧螺丝固定有四号电机36，四号减速机35的输入端与四号电机36的输出端固定连接，四号减速机35的输出端固定连接有主动轮37，主动轮37的上方设有从动轮38，主动轮37和从动轮38之间传动连接有传动皮带39，从动轮38的旋转轴穿过横向调节架31外壁与二号螺纹杆33固定连接，二号螺纹杆33的外侧套设有平移滑块34。

其中，调换机构2包括二号驱动电机21、二号减速机22、气缸23、直线滑槽24、安装架25、三号减速机26、驱动滑轮27、平移滑板28和三号电机29，二号减速机22螺丝固定在横板17的一端上侧，二号减速机22的上侧螺丝固定有二号驱动电机21，二号驱动电机21的输出端与二号减速机22的输入端固定连接，二号减速机22的输出端穿过横板17，直线滑槽24固定连接在横板17的另一端上侧，直线滑槽24内设有平移滑板28，平移滑板28的上侧固定连接有安装架25，纵向调节架11远离直线滑槽24的一侧螺丝固定有气缸23，气缸23的活塞杆穿过纵向调节架11与安装架25固定连接，安装架25内螺丝固定有三号减速机26，三号减速机26的一侧螺丝固定有三号电机29，三号电机29的输出端与三号减速机26的输入端固定连接，三号减速机26的输出端固定连接有驱动滑轮27。

其中，抓取机构4包括气动滑台41、一号安装板42、二号安装板43、安装孔44、气动指夹钳45、连接板46和空气压缩站47，连接板46固定连接在平移滑块34的上侧，连接板46的上侧螺丝固定有气动滑台41，气动滑台41的上侧固定连接有一号安装板42和二号安装板43，一号安装板42和二号安装板43上均开设有两个安装孔44，气动滑台41的滑块上安装有气动指夹钳45，空气压缩站47螺丝固定在横向调节架31的下侧，轨道板5固定连接在横板17的下侧，横板17的下侧设有弧形卡槽51。

其中，轨道板5卡设在圆形轨道上且该圆形轨道位于输入单元盘和输出单元盘之间，横向调节机构3始终与输入单元盘外壁垂直

其中，抬升滑套16与纵向调节架11滑动连接，平移滑块34与横向滑槽32内壁滑动连接，纵向调节架11固定连接在横板17的中部。

其中，抬升滑套16与一号螺纹杆15螺纹连接，平移滑块34与二号螺纹杆33螺纹连接。

其中，二号减速机22的输出端穿过横板17固定连接有传动齿轮，驱动滑轮27的外侧套设有橡胶轮套，平移滑板28与直线滑槽24内壁滑动连接。

其中，空气压缩站47螺丝固定在横向调节架31远离四号减速机35的一端下侧，气动滑台41和气动指夹钳45均通过导管与空气压缩站47连接。

具体的，本发明使用时：

应用范围为系统的光路切换单元，光路切换单元包括输出单元盘、输入单元盘、冗余纤芯盘和机械手单元，系统采用圆柱形设计，将连接头放置面积由2rh增加到2πrh，方便机械手单元切换位置。

输入单元盘：单个圆盘可配置多个输入口，所有输入连接器在圆盘圆周等分分布，圆盘中空，沿圆周可任意角度转动，外壳输入与内部输入的连接纤从中空的控制轴穿出，连接到每层圆盘的连接器一边中，另一边等待与内部输出圆盘跳纤连接。

输出单元盘：其半径大于输入盘，圆周上等分分布光连接器，每个连接器一边接入跳纤，与对外输出口连接，另一边接入跳纤，等待与对内出入口连接，空闲状态的跳纤放置在冗余光纤盘中，输出单元盘内壁设有内齿圈，便于驱动机械手单元。

冗余光纤盘：输出盘空余光纤连接头放置在冗余光纤盘，转轮转动控制光纤长度，防止内部纤缠绕混乱，控制器控制冗余光纤盘转轮运动，半径与输出盘相同。

机械手单元：本智能电网智能光纤对接机械手。

智能电网智能光纤对接机械手的操作流程和工作原理为：一号安装板42和二号安装板43上均安装有监控探头，监控探头与外界接收系统信号连接，通过图像识别技术辅助操作，二号驱动电机21带动传动齿轮转动，传动齿轮与输出单元盘内齿圈啮合传动，轨道板5沿圆形轨道移动，可实时调整机械手对应的输出单元盘区域，锁定输出单元盘区域后，一号驱动电机13带动一号螺纹杆15转动，在纵向调节架11的限位作用下，一号螺纹杆15正转或反转可调节横向调节架31的高度，抓取机构4与输出单元盘内待抓取的冗余光纤盘对应后，四号电机36带动二号螺纹杆33正转，在横向滑槽32的限位作用下，平移滑块34单向滑动至限定位置，空气压缩站47运转，气动滑台41的滑块移至接近输出单元盘的一端，气动指夹钳45打开，连接板46带动抓取机构4平移至待抓取冗余光纤盘下侧，气动指夹钳45闭合夹取光纤连接头，气缸23启动，其活塞杆推动安装架25沿直线滑槽24平移，驱动滑轮27压紧输入单元盘外壁，三号电机29带动驱动滑轮27转动，在摩擦力的作用下，使得输入单元盘转动某个角度，四号电机36则立即带动二号螺纹杆33反转，平移滑块34沿横向滑槽32反向滑动至限定位置后，气动滑台41的滑块移至接近输入单元盘的一端，光纤连接头则插入对应的输入口内，完成光纤连接头的连接任务，随后气动指夹钳45再次打开，平移滑块34带动抓取机构4复位至横向调节架31中部，等待下次指令，同理，反向操作以上步骤，可完成光纤连接头的拔除任务，先拔除前一光纤连接头，再连接下一光纤连接头，可完成光纤连接头的切换任务，从接收到切换指令到机器人实现单口切换，总时间一般小于30s。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种智能电网智能光纤对接机械手，包括纵向调节机构（1）、调换机构（2）、横向调节机构（3）、抓取机构（4）和轨道板（5），其特征在于，所述轨道板（5）上侧设有纵向调节机构（1），所述纵向调节机构（1）的下端安装有调换机构（2），所述纵向调节机构（1）上安装有横向调节机构（3），所述横向调节机构（3）上安装有抓取机构（4），纵向调节机构（1）包括纵向调节架（11）、纵向滑槽（12）、一号驱动电机（13）、一号减速机（14）、一号螺纹杆（15）、抬升滑套（16）和横板（17），所述纵向调节架（11）固定连接在横板（17）的上侧，所述纵向调节架（11）上设有纵向滑槽（12），所述纵向滑槽（12）内设有一号螺纹杆（15），所述一号螺纹杆（15）两端均通过轴承与纵向滑槽（12）槽壁转动连接，所述纵向调节架（11）的上侧螺丝固定有一号减速机（14），所述一号减速机（14）的上侧螺丝固定有一号驱动电机（13），所述一号驱动电机（13）的输出端与一号减速机（14）的输入端固定连接，所述一号螺纹杆（15）的外侧套设有抬升滑套（16），所述横向调节机构（3）包括横向调节架（31）、横向滑槽（32）、二号螺纹杆（33）、平移滑块（34）、四号减速机（35）、四号电机（36）、主动轮（37）、从动轮（38）和传动皮带（39），所述横向调节架（31）固定连接在抬升滑套（16）的一侧，所述横向调节架（31）的上侧设有横向滑槽（32），所述横向滑槽（32）内设有二号螺纹杆（33），所述二号螺纹杆（33）的两端均通过轴承与横向滑槽（32）槽壁转动连接，所述横向调节架（31）的一端下侧螺丝固定有四号减速机（35），所述四号减速机（35）的一侧螺丝固定有四号电机（36），所述四号减速机（35）的输入端与四号电机（36）的输出端固定连接，所述四号减速机（35）的输出端固定连接有主动轮（37），所述主动轮（37）的上方设有从动轮（38），所述主动轮（37）和从动轮（38）之间传动连接有传动皮带（39），所述从动轮（38）的旋转轴穿过横向调节架（31）外壁与二号螺纹杆（33）固定连接，所述二号螺纹杆（33）的外侧套设有平移滑块（34），所述调换机构（2）包括二号驱动电机（21）、二号减速机（22）、气缸（23）、直线滑槽（24）、安装架（25）、三号减速机（26）、驱动滑轮（27）、平移滑板（28）和三号电机（29），所述二号减速机（22）螺丝固定在横板（17）的一端上侧，所述二号减速机（22）的上侧螺丝固定有二号驱动电机（21），所述二号驱动电机（21）的输出端与二号减速机（22）的输入端固定连接，所述二号减速机（22）的输出端穿过横板（17），所述直线滑槽（24）固定连接在横板（17）的另一端上侧，所述直线滑槽（24）内设有平移滑板（28），所述平移滑板（28）的上侧固定连接有安装架（25），所述纵向调节架（11）远离直线滑槽（24）的一侧螺丝固定有气缸（23），所述气缸（23）的活塞杆穿过纵向调节架（11）与安装架（25）固定连接，所述安装架（25）内螺丝固定有三号减速机（26），所述三号减速机（26）的一侧螺丝固定有三号电机（29），所述三号电机（29）的输出端与三号减速机（26）的输入端固定连接，所述三号减速机（26）的输出端固定连接有驱动滑轮（27）。

2.根据权利要求1所述的一种智能电网智能光纤对接机械手，其特征在于，所述抓取机构（4）包括气动滑台（41）、一号安装板（42）、二号安装板（43）、安装孔（44）、气动指夹钳（45）、连接板（46）和空气压缩站（47），所述连接板（46）固定连接在平移滑块（34）的上侧，所述连接板（46）的上侧螺丝固定有气动滑台（41），所述气动滑台（41）的上侧固定连接有一号安装板（42）和二号安装板（43），所述一号安装板（42）和二号安装板（43）上均开设有两个安装孔（44），所述气动滑台（41）的滑块上安装有气动指夹钳（45），所述空气压缩站（47）螺丝固定在横向调节架（31）的下侧，所述轨道板（5）固定连接在横板（17）的下侧，所述横板（17）的下侧设有弧形卡槽（51）。

3.根据权利要求1所述的一种智能电网智能光纤对接机械手，其特征在于，所述轨道板（5）卡设在圆形轨道上且该圆形轨道位于输入单元盘和输出单元盘之间，所述横向调节机构（3）始终与输入单元盘外壁垂直。

4.根据权利要求1所述的一种智能电网智能光纤对接机械手，其特征在于，所述抬升滑套（16）与纵向调节架（11）滑动连接，所述平移滑块（34）与横向滑槽（32）内壁滑动连接，所述纵向调节架（11）固定连接在横板（17）的中部。

5.根据权利要求1所述的一种智能电网智能光纤对接机械手，其特征在于，所述抬升滑套（16）与一号螺纹杆（15）螺纹连接，所述平移滑块（34）与二号螺纹杆（33）螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的一种智能电网智能光纤对接机械手，其特征在于，所述二号减速机（22）的输出端穿过横板（17）固定连接有传动齿轮，所述驱动滑轮（27）的外侧套设有橡胶轮套，所述平移滑板（28）与直线滑槽（24）内壁滑动连接。

7.根据权利要求2所述的一种智能电网智能光纤对接机械手，其特征在于，所述空气压缩站（47）螺丝固定在横向调节架（31）远离四号减速机（35）的一端下侧，所述气动滑台（41）和气动指夹钳（45）均通过导管与空气压缩站（47）连接。

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