CN111438511A - 一种高安全性的适用于带电作业机器人的穿刺线夹拧紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及配电网运维设备技术领域，具体涉及一种高安全性的适用于带电作业机器人的穿刺线夹拧紧装置，包括四个拧紧轴、电动机和齿轮箱，电动机通过齿轮箱与拧紧轴一端传动连接，拧紧轴另一端套在穿刺线夹的线夹螺钉上；齿轮箱包括箱体、两组驱动齿轮、四个拧紧齿轮、主动齿轮、主动轴和换向齿轮，驱动齿轮包括主齿轮、副齿轮、齿轮轴和单向传动装置，主齿轮通过单向传动装置与齿轮轴连接，副齿轮与齿轮轴固定连接，主动齿轮与电动机连接，一组的主齿轮与主动齿轮啮合，另一组的主齿轮与换向齿轮啮合，换向齿轮与主动齿轮啮合。本发明的实质性效果是：在电机正反转时分别拧紧一个穿刺线夹，能够使穿刺线夹更可靠的拧紧，提高支线可靠性和安全性。

Description

一种高安全性的适用于带电作业机器人的穿刺线夹拧紧装置

技术领域

本发明涉及配电网运维设备技术领域，具体涉及一种高安全性的适用于带电作业机器人的穿刺线夹拧紧装置。

背景技术

带电作业机器人能够在不断电的情况下进行配网的施工、维修，具有极高的经济价值和社会价值。近年来带电作业机器人得到了较大的发展。从上世纪90年代末开始，我国的一些高等院校和研究机构陆续开始了带电作业机器人的研究，并研制出了多种带电作业机器人样机。机器人主要采用遥操作模式，操作员在地面根据目测和机器臂末端摄像头提供图像，来进行遥控操作。近年来带电作业机器臂在输配电带电作业中得到越来越广泛应用，即使那些作业间隙距离不满足要求的条件下也可以开展作业。由于经济发展和地区建设的快速发展，配网经常进行扩容施工。如果断电铺设线路，则对扩容前的用户影响较大。因而目前常采用直接在配电线路上接支线的方式进行扩容施工。但目前的配网接支线机器人通常仅能一次接一条支路，施工效率低。若直接设置两个穿刺线夹，驱动拧紧，则存在两个穿刺线夹位置对齐不准时，只有一个穿刺线夹能够可靠拧紧，另一个穿刺线夹存在松动。因而需要研制一种拧紧装置，能够可靠的在一次上线中拧紧两个穿刺线夹。

中国专利CN110034517A，公开日2019年7月19日，一种配电网线路接引流线装置及方法，涉及机器人控制及电力工程技术领域。具体地，包括机器人平台、主机械臂和副机械臂；主机械臂与副机械臂均连接在机器人平台上，副机械臂的末端设有夹线工具，主机械臂的末端设有穿刺线夹夹持组件和穿刺线夹电动拧紧组件；夹线工具包括电动执行器和夹爪；穿刺线夹夹持组件包括电动夹持驱动件和夹持执行件；穿刺线夹电动拧紧组件设在穿刺线夹夹持组件所夹持的穿刺线夹的螺母端。解决了现有技术中，主机械臂与副机械臂均采用气动操作的方式，易产生振动定位不准确的技术问题。电动的夹线工具与电动的穿刺线夹夹持组件与穿刺线夹电动拧紧组件。但其不能解决一次上线中，不能可靠安装两个穿刺线夹的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：目前配网接线机器人工作效率低的技术问题。提供了一种能够拧紧两个穿刺线夹的高安全性的适用于带电作业机器人的穿刺线夹拧紧装置。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种高安全性的适用于带电作业机器人的穿刺线夹拧紧装置，包括四个拧紧轴、电动机和齿轮箱，所述电动机通过齿轮箱与拧紧轴一端传动连接，所述拧紧轴另一端套在穿刺线夹的线夹螺钉上；所述齿轮箱包括箱体、两组驱动齿轮、四个拧紧齿轮、主动齿轮、主动轴和换向齿轮，所述驱动齿轮包括主齿轮、副齿轮、齿轮轴和限扭矩传动器，所述主齿轮通过限扭矩传动器与齿轮轴连接，所述齿轮轴转动安装在箱体上，所述副齿轮与齿轮轴固定连接，所述拧紧齿轮、主动齿轮以及换向齿轮均转动安装在箱体上，所述主动齿轮通过主动轴与电动机连接，一组驱动齿轮的主齿轮与主动齿轮啮合，另一组驱动齿轮的主齿轮与换向齿轮啮合，换向齿轮与主动齿轮啮合，所述拧紧轴均转动安装在箱体上，所述四个拧紧齿轮与拧紧轴固定连接，四个拧紧齿轮两两一组，两组拧紧齿轮分别与两组驱动齿轮的副齿轮啮合。通过换向齿轮和限扭矩传动器，在电机正反转时分别拧紧一个穿刺线夹，两个穿刺线夹之间相互无干扰，能够使穿刺线夹更可靠的拧紧，提高支线可靠性和安全性。

作为优选，所述拧紧轴上还安装有联接管、限扭矩传动器、联接头、拧紧头和销钉，所述联接管一端与拧紧轴固定连接，联接管另一端开有盲孔，所述盲孔前端加工有凸台，所述联接头第一端与所述凸台转动连接，所述限扭矩传动器安装在联接管和联接头之间，所述拧紧头与联接头卡接并通过销钉固定，所述拧紧头与穿刺线夹的拧紧螺钉连接。单向传动器能够限制传递的最大扭矩，避免穿刺线夹拧的过紧，损坏目标导线及支线导线。

作为优选，所述限扭矩传动器包括储油壳、调节螺钉、弹簧、钢球、顶针壳、顶针和若干个挡片，所述顶针壳与储油壳固定连接且连通，所述顶针壳穿入所述联接管并与联接管螺纹连接，所述顶针壳与联接壳的盲孔连通，所述顶针塞入所述顶针壳，所述顶针壳与储油壳之间部分填充有压力油，所述挡片安装在顶针壳内，挡片具有通孔，所述弹簧两端分别与所述钢球以及调节螺钉固定连接，所述调节螺钉螺纹连接在所述储油壳上，所述弹簧将所述钢球压在所述顶针壳开口端，所述联接头尾部加工有棘轮，所述顶针与所述棘轮抵接。通过调节螺钉能够调节限扭矩传动器能够传递的最大力矩，避免过分拧紧穿刺线夹，损伤目标导线。且当两个穿刺线夹没有对齐，其中一个穿刺线夹已经拧紧的情况下，另一个穿刺线夹不会因此无法继续拧紧，使得穿刺线夹的安放时对齐的要求降低，方便安放穿刺线夹。挡片能够使顶针在受到冲击力作用时，延缓压力油的流动，提高压力油流动的阻力，提高限扭矩传动器抵抗冲击力的能力。

作为优选，所述顶针壳倾斜安装在联接管上，所述棘轮与顶针抵接的面垂直于顶针的中轴线。

作为优选，所述顶针上镶嵌有密封橡胶圈，所述密封橡胶圈与顶针壳抵接。

作为优选，所述调节螺钉端面加工有刻度线，所述储油壳上刻有指示线。能够方便进行最大扭矩的调节。

作为优选，所述棘轮的边缘加工有圆角。

本发明的实质性效果是：能够一次性完成两个支路的接线，工作效率高；在电机正反转时分别拧紧一个穿刺线夹，两个穿刺线夹之间相互无干扰，能够使穿刺线夹更可靠的拧紧，提高支线可靠性和安全性；单向传动器能够限制传递的最大扭矩，避免穿刺线夹拧的过紧，损坏目标导线及支线导线。

附图说明

图1为实施例一穿刺线夹拧紧装置结构示意图。

图2为实施例一线夹座结构示意图。

图3为实施例一齿轮箱结构示意图。

图4为实施例一拧紧轴结构示意图。

图5为实施例一限扭矩传动器结构示意图。

其中：100、底盘，201、支线导线夹具，202、穿刺线夹，2021、动夹块，2022、定夹片，2023、夹持轨道，2024、拧紧螺钉，2025、定夹块，2026、动夹片，2027、安装销，2028、锁紧螺钉，300、箱体，301、拧紧轴，302、齿轮轴，303、换向轴，304、主动轴，306、拧紧驱动齿轮，307、联接管，308、储油壳，309、调节螺钉，310、弹簧，311、钢球，312、销钉，313、顶针壳，314、棘轮，315、联接头，316、凸台，317、拧紧头，318、顶针。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步具体说明。

实施例一：

一种用于配网作业机器人的穿刺线夹202拧紧装置，如图1所示，配网作业机器人包括底盘100、吊臂、挂臂、挂臂摆动驱动、线夹座、线夹拧紧装置、摄像头和遥控器，吊臂、挂臂摆动驱动以及线夹座均安装在底盘100上，支线导线夹具201安装在底盘100上，用于限制支线导线的延伸方向，避免缠线。挂臂安装在挂臂摆动驱动上，线夹座具有两个，两个线夹座沿目标导线延伸方向并排排列，两个线夹座上均安装有穿刺线夹202，目标导线穿过穿刺线夹202，线夹拧紧装置与底盘100固定连接，线夹拧紧装置与穿刺线夹202连接，摄像头安装在底盘100上并对准穿刺线夹202，摄像头拍摄穿刺线夹202的视频图像，摄像头、挂臂摆动驱动以及线夹拧紧装置均与遥控器连接，遥控器带有显示屏。挂臂的挂钩位置与绝缘线夹对齐。本实施例包括四个拧紧轴301、电动机和齿轮箱，电动机通过齿轮箱与拧紧轴301一端传动连接，拧紧轴301另一端套在穿刺线夹202的线夹螺钉上；如图2所示，齿轮箱包括箱体300、两组驱动齿轮、四个拧紧齿轮306、主动齿轮、主动轴304和换向齿轮，驱动齿轮包括主齿轮、副齿轮、齿轮轴302和限扭矩传动器，主齿轮通过限扭矩传动器与齿轮轴302连接，齿轮轴302转动安装在箱体300上，副齿轮与齿轮轴302固定连接，拧紧轴301、主动轴304以及换向轴303均转动安装在箱体300上，主动齿轮通过主动轴304与电动机连接，一组驱动齿轮的主齿轮与主动齿轮啮合，另一组驱动齿轮的主齿轮与换向齿轮啮合，换向齿轮与主动齿轮啮合，拧紧轴301均转动安装在箱体300上，四个拧紧齿轮306与拧紧轴301固定连接，四个拧紧齿轮306两两一组，两组拧紧齿轮306分别与两组驱动齿轮的副齿轮啮合。通过换向齿轮和限扭矩传动器，在电机正反转时分别拧紧一个穿刺线夹202，两个穿刺线夹202之间相互无干扰，能够使穿刺线夹202更可靠的拧紧，提高支线可靠性和安全性。

如图3所示，线夹座包括夹持轨道2023、滑块、定夹片2022、动夹片2026、弹簧310和安装销2027，夹持轨道2023固定安装在底盘100上，夹持轨道2023延伸方向与目标导线延伸方向垂直，滑块与夹持轨道2023卡接，锁紧螺钉2028螺纹连接在夹持轨2023上，用于固定滑块，定夹片2022固定安装在滑块上，定夹片2022开有孔，安装销2027一端插入定夹片2022的孔并与弹簧310一端固定连接，弹簧310另一端与定夹片2022固定连接，动夹片2026与安装销2027另一端固定连接。穿刺线夹202拧紧过程中，能够使穿刺线夹202从定夹片2022以及动夹片2026之间逐渐扯出，当完全扯出时，穿刺线夹202已基本拧紧，并依靠目标导线保持位置。穿刺线夹202包括动夹块2021、定夹块2025和线夹螺钉2024，线夹螺钉2024与定夹块2025转动连接，线夹螺钉2024与动夹块2021螺纹连接，定夹块2025与动夹块2021均开有两个用于卡入导线的缺口，定夹块2025与目标导线以及支线导线抵接，拧动线夹螺钉2024能够将动夹块2021拉拢使之与定夹块2025紧密抵接，并穿刺目标导线以及支线导线的绝缘层，实现电导通。

如图4所示，拧紧轴301上还安装有联接管307、限扭矩传动器、联接头315、拧紧头317和销钉312，联接管307一端与拧紧轴301固定连接，联接管307另一端开有盲孔，盲孔前端加工有凸台316，联接头315第一端与凸台316转动连接，限扭矩传动器安装在联接管307和联接头315之间，拧紧头317与联接头315卡接并通过销钉312固定，拧紧头317与穿刺线夹202的拧紧螺钉2024连接。单向传动器能够限制传递的最大扭矩，避免穿刺线夹202拧的过紧，损坏目标导线及支线导线。

如图5所示，限扭矩传动器包括储油壳308、调节螺钉309、弹簧310、钢球311、顶针壳313、顶针318和若干个挡片319，顶针壳313与储油壳308固定连接且连通，顶针壳313穿入联接管307并与联接管307螺纹连接，顶针壳313与联接壳的盲孔连通，顶针318塞入顶针壳313，顶针壳313与储油壳308之间部分填充有压力油，挡片319安装在顶针壳313内，挡片319具有通孔，相邻挡片319的通孔位置错开，弹簧310两端分别与钢球311以及调节螺钉309固定连接，调节螺钉309螺纹连接在储油壳308上，弹簧310将钢球311压在顶针壳313开口端，联接头315尾部加工有棘轮314，顶针318与棘轮314抵接。通过调节螺钉309能够调节限扭矩传动器能够传递的最大力矩，避免过分拧紧穿刺线夹202，损伤目标导线。且当两个穿刺线夹202没有对齐，其中一个穿刺线夹202已经拧紧的情况下，另一个穿刺线夹202不会因此无法继续拧紧，使得穿刺线夹202的安放时对齐的要求降低，方便安放穿刺线夹202。

顶针壳313倾斜安装在联接管307上，棘轮314与顶针318抵接的面垂直于顶针318的中轴线。顶针318上镶嵌有密封橡胶圈，密封橡胶圈与顶针壳313抵接。调节螺钉309端面加工有刻度线，储油壳308上刻有指示线。能够方便进行最大扭矩的调节。棘轮314的边缘加工有圆角。

以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (7)

1.一种高安全性的适用于带电作业机器人的穿刺线夹拧紧装置，其特征在于，

包括四个拧紧轴、电动机和齿轮箱，所述电动机通过齿轮箱与拧紧轴一端传动连接，所述拧紧轴另一端套在穿刺线夹的线夹螺钉上；

所述齿轮箱包括箱体、两组驱动齿轮、四个拧紧齿轮、主动齿轮、主动轴和换向齿轮，所述驱动齿轮包括主齿轮、副齿轮、齿轮轴和限扭矩传动器，所述主齿轮通过限扭矩传动器与齿轮轴连接，所述齿轮轴转动安装在箱体上，所述副齿轮与齿轮轴固定连接，所述拧紧齿轮、主动齿轮以及换向齿轮均转动安装在箱体上，所述主动齿轮通过主动轴与电动机连接，一组驱动齿轮的主齿轮与主动齿轮啮合，另一组驱动齿轮的主齿轮与换向齿轮啮合，换向齿轮与主动齿轮啮合，所述拧紧轴均转动安装在箱体上，所述四个拧紧齿轮与拧紧轴固定连接，四个拧紧齿轮两两一组，两组拧紧齿轮分别与两组驱动齿轮的副齿轮啮合。

2.根据权利要求1所述的一种高安全性的适用于带电作业机器人的穿刺线夹拧紧装置，其特征在于，

所述拧紧轴上还安装有联接管、限扭矩传动器、联接头、拧紧头和销钉，所述联接管一端与拧紧轴固定连接，联接管另一端开有盲孔，所述盲孔前端加工有凸台，所述联接头第一端与所述凸台转动连接，所述限扭矩传动器安装在联接管和联接头之间，所述拧紧头与联接头卡接并通过销钉固定，所述拧紧头与穿刺线夹的拧紧螺钉连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种高安全性的适用于带电作业机器人的穿刺线夹拧紧装置，其特征在于，

所述限扭矩传动器包括储油壳、调节螺钉、弹簧、钢球、顶针壳、顶针和若干个挡片，所述顶针壳与储油壳固定连接且连通，所述顶针壳穿入所述联接管并与联接管螺纹连接，所述顶针壳与联接壳的盲孔连通，所述顶针塞入所述顶针壳，所述顶针壳与储油壳之间部分填充有压力油，所述挡片安装在顶针壳内，挡片具有通孔，相邻挡片的通孔位置错开，所述弹簧两端分别与所述钢球以及调节螺钉固定连接，所述调节螺钉螺纹连接在所述储油壳上，所述弹簧将所述钢球压在所述顶针壳开口端，所述联接头尾部加工有棘轮，所述顶针与所述棘轮抵接。

4.根据权利要求3所述的一种高安全性的适用于带电作业机器人的穿刺线夹拧紧装置，其特征在于，

所述顶针壳倾斜安装在联接管上，所述棘轮与顶针抵接的面垂直于顶针的中轴线。

5.根据权利要求3所述的一种高安全性的适用于带电作业机器人的穿刺线夹拧紧装置，其特征在于，

所述顶针上镶嵌有密封橡胶圈，所述密封橡胶圈与顶针壳抵接。

6.根据权利要求3所述的一种高安全性的适用于带电作业机器人的穿刺线夹拧紧装置，其特征在于，

所述调节螺钉端面加工有刻度线，所述储油壳上刻有指示线。

7.根据权利要求3所述的一种高安全性的适用于带电作业机器人的穿刺线夹拧紧装置，其特征在于，

所述棘轮的边缘加工有圆角。

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