CN111446601B - 一种高效率的配网接支线带电作业机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种高效率的配网接支线带电作业机器人，包括底盘、吊臂、线夹座、线夹拧紧装置、摄像头和遥控器，所述吊臂以及线夹座均安装在底盘上，所述线夹座具有两个，两个所述线夹座沿目标导线延伸方向并排排列，两个所述线夹座上均安装有穿刺线夹，目标导线穿过穿刺线夹，所述线夹拧紧装置与底盘固定连接，所述线夹拧紧装置与穿刺线夹连接，所述摄像头安装在所述底盘上并对准所述穿刺线夹，摄像头拍摄穿刺线夹的视频图像，摄像头以及线夹拧紧装置均与遥控器连接，所述遥控器带有显示屏。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；通过遥控进行控制，部署简单灵活，能够适应复杂的配网环境。

Description

一种高效率的配网接支线带电作业机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种高效率的配网接支线带电作业机器人。

背景技术

带电作业接支线作业目前技术主要依靠人工带电作业完成，人工带电作业需要人穿戴绝缘防护服和绝缘手套在绝缘斗臂车上进行带电作业，绝缘斗臂车比较庞大，部分区域无法进入，而且带电作业接支线任务繁重，没有足够多的绝缘斗臂车进行调配，因为配网线路安全距离小，线路紧凑，尤其是在高温和低温环境下作业，人工带电作业人员出现容易操作失误造成重大人身伤亡事故，为解决人工作业存在的问题，采用机器人带电作业代替人工，实现支线从主线引流，机器人携带支线和绝缘穿刺线夹，完成绝缘穿刺线夹的安装工作。但目前的接支线机器人存在效率低的问题。

如中国专利CN110071406A，公开日2019年7月30日，一种配电网带电自动接线工具组及机器人。自动接线工具组包括架本体，夹持机构固定设置在架本体上，用于夹持接线机构，具有夹持接线机构的夹持端；线夹拧紧机构对应夹持机构的设置在支撑架上，用于驱动接线机构动作将主线和支线接通；主线固定机构和支线固定机构分别对应接线机构的设置在架本体上，用于固定主线和支线；断线机构对应接线机构的设置在架本体上，用于切断多余的支线；控制器分别与夹持机构、线夹拧紧机构、主线固定机构、支线固定机构和断线机构上的驱动机构连接，通过控制驱动机构控制夹持机构、线夹拧紧机构、主线固定机构和支线固定机构的动作；感应机构，与控制器信号连接。但其一次仅能够连接一个穿刺线夹及支线，接线效率低下。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：目前接支线安全性差或效率低的技术问题。提出了一种接线效率高操作简单的高效率的配网接支线带电作业机器人。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：一种高效率的配网接支线带电作业机器人，包括底盘、吊臂、线夹座、线夹拧紧装置、摄像头和遥控器，所述吊臂以及线夹座均安装在底盘上，所述线夹座具有两个，两个所述线夹座沿目标导线延伸方向并排排列，两个所述线夹座上均安装有穿刺线夹，目标导线穿过穿刺线夹，所述线夹拧紧装置与底盘固定连接，所述线夹拧紧装置与穿刺线夹连接，所述摄像头安装在所述底盘上并对准所述穿刺线夹，摄像头拍摄穿刺线夹的视频图像，摄像头以及线夹拧紧装置均与遥控器连接，所述遥控器带有显示屏。挂臂的挂钩位置与绝缘线夹对齐。通过挂线或者绝缘长杆，通过吊臂，将接支线机器人的挂臂挂在目标导线上，并通过绝缘长杆将目标导线塞入绝缘线夹的上部缺口，在挂臂作用下目标导线将保持在穿刺线夹的上部缺口内，而后遥控线夹拧紧装置经穿刺线夹拧紧，通过挂线或绝缘杆吊起机器人，由线夹拧紧装置与穿刺线夹之间的间隙，使吊起过程中穿刺线夹与机器人脱离，线夹座在穿刺线夹拧紧过程中即与穿刺线夹脱离。

作为优选，所述线夹座包括夹持轨道、滑块、定夹片、动夹片、弹簧和安装销，所述夹持轨道固定安装在底盘上，所述夹持轨道延伸方向与目标导线延伸方向垂直，所述滑块与夹持轨道卡接，所述定夹片固定安装在滑块上，所述定夹片开有孔，安装销一端插入定夹片的孔并与弹簧一端固定连接，弹簧另一端与定夹片固定连接，动夹片与安装销另一端固定连接。穿刺线夹拧紧过程中，能够使穿刺线夹从定夹片以及动夹片之间逐渐扯出，当完全扯出时，穿刺线夹已基本拧紧，并依靠目标导线保持位置。

作为优选，所述拧紧装置包括四个拧紧轴、电动机和齿轮箱，所述电动机安装在底盘下方，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。

作为优选，所述齿轮箱包括箱体、两组驱动齿轮、四个拧紧齿轮、主动轴、主动齿轮和换向齿轮，所述驱动齿轮包括主齿轮、副齿轮、齿轮轴和单向传动装置，所述主齿轮通过单向传动装置与齿轮轴连接，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。通过换向齿轮和单向传动装置，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。限扭矩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，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。通过调节螺钉能够调节单向传动装置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，所述棘轮与顶针抵接的面垂直于顶针的中轴线。

作为优选，所述底盘上加工有凸起，所述定夹块底部加工有与所述凸起抵接的凹槽。

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；通过遥控进行控制，部署简单灵活，能够适应复杂的配网环境；通过换向齿轮和单向传动装置，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；限扭矩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为实施例一机器人结构示意图。

图2为实施例一机器人底部结构示意图。

图3为实施例一线夹座结构示意图。

图4为实施例一拧紧轴结构示意图。

图5为实施例一单向传动装置结构示意图。

其中：100、底盘，101、吊臂，102、挂臂，103、挂臂摆动驱动，104、电动机，105、凸起，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，319、挡片。

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：

一种高效率的配网接支线带电作业机器人，如图1所示，本实施例包括底盘100、吊臂101、挂臂102、挂臂摆动驱动103、线夹座、线夹拧紧装置、摄像头和遥控器，吊臂101、挂臂摆动驱动103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，底盘100上加工有凸起105，定夹块2025底部加工有与凸起105抵接的凹槽。挂臂102安装在挂臂摆动驱动103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103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102的挂钩位置与绝缘线夹对齐。拧紧装置包括四个拧紧轴301、电动机104和齿轮箱，如图2所示，电动机104安装在底盘100下方，电动机104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。齿轮箱包括箱体300、两组驱动齿轮、四个拧紧齿轮306、主动轴304、主动齿轮和换向齿轮，驱动齿轮包括主齿轮、副齿轮、齿轮轴302和单向传动装置，主齿轮通过单向传动装置与齿轮轴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104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。换向齿轮和单向传动装置，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。

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，棘轮314与顶针318抵接的面垂直于顶针318的中轴线。

本实施例的工作方法为：通过挂线或者绝缘长杆，通过吊臂101，将接支线机器人的挂臂102挂在目标导线上，并通过绝缘长杆将目标导线塞入绝缘线夹的上部缺口，在挂臂102作用下目标导线将保持在穿刺线夹202的上部缺口内，而后遥控线夹拧紧装置经穿刺线夹202拧紧，通过挂线或绝缘杆吊起机器人，由线夹拧紧装置与穿刺线夹202之间的间隙，使吊起过程中穿刺线夹202与机器人脱离，线夹座在穿刺线夹202拧紧过程中即与穿刺线夹202脱离。通过调节螺钉309能够调节单向传动装置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。

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 (5)

1.一种高效率的配网接支线带电作业机器人，其特征在于，

包括底盘、吊臂、线夹座、线夹拧紧装置、摄像头和遥控器，所述吊臂以及线夹座均安装在底盘上，所述线夹座具有两个，两个所述线夹座沿目标导线延伸方向并排排列，两个所述线夹座上均安装有穿刺线夹，目标导线穿过穿刺线夹，所述线夹拧紧装置与底盘固定连接，所述线夹拧紧装置与穿刺线夹连接，所述摄像头安装在所述底盘上并对准所述穿刺线夹，摄像头拍摄穿刺线夹的视频图像，摄像头以及线夹拧紧装置均与遥控器连接，所述遥控器带有显示屏；

所述线夹座包括夹持轨道、滑块、定夹片、动夹片、弹簧和安装销，所述夹持轨道固定安装在底盘上，所述夹持轨道延伸方向与目标导线延伸方向垂直，所述滑块与夹持轨道卡接，所述定夹片固定安装在滑块上，所述定夹片开有孔，安装销一端插入定夹片的孔并与弹簧一端固定连接，弹簧另一端与定夹片固定连接，动夹片与安装销另一端固定连接；

所述拧紧装置包括四个拧紧轴、电动机和齿轮箱，所述电动机安装在底盘下方，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、主动轴、主动齿轮和换向齿轮，所述驱动齿轮包括主齿轮、副齿轮、齿轮轴和单向传动装置，所述主齿轮通过单向传动装置与齿轮轴连接，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所述的一种高效率的配网接支线带电作业机器人，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2所述的一种高效率的配网接支线带电作业机器人，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所述的一种高效率的配网接支线带电作业机器人，其特征在于，

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2所述的一种高效率的配网接支线带电作业机器人，其特征在于，

穿刺线夹包括动夹块、定夹块和线夹螺钉，线夹螺钉与定夹块转动连接，线夹螺钉与动夹块螺纹连接，定夹块与动夹块均开有两个用于卡入导线的缺口，定夹块与目标导线以及支线导线抵接，拧动线夹螺钉能够将动夹块拉拢使之与定夹块紧密抵接，所述底盘上加工有凸起，所述定夹块底部加工有与所述凸起抵接的凹槽。

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