CN114100090B - 一种攀爬电力铁塔的夹爪装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种攀爬电力铁塔的夹爪装置，包括电机以及丝杠轴、左丝母、右丝母、左L型滑块、右L型滑块，滑动导轨支架、左夹爪本体、右夹爪本体；所述丝杠轴穿过滑动导轨支架的左右支撑孔，并通过锁紧螺母和锁紧垫片锁紧；所述电机通过联轴器与丝杠轴右侧相连，所述电机外壳与滑动导轨支架相连接；所述左丝母和右丝母分别设置在丝杠轴的两侧，两者结构相同，反向安装。通过包括电机以及丝杠轴、丝母、L型滑块、滑动导轨支架、左夹爪本体、右夹爪本体的电力铁塔攀爬夹爪，能够实现夹爪在铁塔上的固定和松开，从而为攀爬电力铁塔机器人提供重要组成部件，提高了自动化、机械化水平，便于在产业上推广和使用。

Description

一种攀爬电力铁塔的夹爪装置

技术领域

本发明涉及智能装备技术领域，尤其涉及一种攀爬电力铁塔的夹爪装置。

背景技术

近年来，随着国民经济的快速增长，电力行业发展迅速，推动了输电线路铁塔行业的快速发展。电力铁塔建设多以吊车施工、人员高空组塔为主。铁塔组立施工过程，组塔人员进行高空作业，受风力、高温、严寒等自然环境影响，不慎坠落事故一直是电力基础建设中的一个重要杀手，同时，铁塔组立作业人员多，随着人力成本的不断上升，电力基础设施建设费用不断攀高。因此，急需开发用于替代部分人力的新型装备。随着机器人技术的发展，攀爬电力铁塔机器人成为人们研发的新热点，夹爪装置是攀爬电力铁塔机器人的重要组成部件，有必要对其研究设计。

发明内容

为了解决相关技术问题，本申请的目的在于提供了一种攀爬电力铁塔的夹爪装置。

为实现本申请的目的，本申请提供的技术方案如下：

一种攀爬电力铁塔的夹爪装置，包括电机以及丝杠轴、左丝母、右丝母、左L型滑块、右L型滑块，滑动导轨支架、左夹爪本体、右夹爪本体；

所述丝杠轴穿过滑动导轨支架的左右支撑孔，并通过锁紧螺母和锁紧垫片锁紧；

所述电机通过联轴器与丝杠轴右侧相连，所述电机外壳与滑动导轨支架相连接；

所述左丝母和右丝母分别设置在丝杠轴的两侧，两者结构相同，反向安装；

所述左L型滑块和右L型滑块分别安装在左丝母和右丝母外圈，两者结构相同，反向安装，当电机驱动丝杠轴旋转时，所述左丝母和右丝母相向或相反运动；左丝母和右丝母运动同时带着左L型滑块和右L型滑块相向或相反运动；所述左L型滑块和右L型滑块运动时分别带动左夹爪本体和右夹爪本体做开合运动。

其中，所述左夹爪本体包括第一连杆、第二连杆、左滑块、自锁凸轮、凸轮轴、锁紧螺母、锁紧垫片和两个弹簧销；所述第一连杆一端与左L型滑块、左滑块通过连接销相连，另一端通过连接销与所述第二连杆相连；

所述滑动导轨支架左右两侧在结构上有滑槽，左滑块可在滑动导轨支架的滑槽内滑动；

所述滑动导轨支架左右两侧有两个孔，左侧销插入滑动导轨支架的左侧的孔内，所述第二连杆可绕着左侧销转动；

所述凸轮轴通过锁紧螺母和锁紧垫片固定在第二连杆的末端，所述自锁凸轮套在凸轮轴上，所述自锁凸轮可与凸轮轴产生相对转动，所述自锁凸轮的一侧连接两根弹簧销。

所述右夹爪本体包括第三连杆、第四连杆、右滑块、自锁凸轮、凸轮轴、锁紧螺母、锁紧垫片和两个弹簧销；所述第三连杆一端与右L型滑块、右滑块通过连接销相连，另一端通过连接销与所述第四连杆相连；

右滑块可在滑动导轨支架的滑槽内滑动；

右侧销插入滑动导轨支架的右侧的孔内，所述第四连杆可绕着左侧销转动；

所述凸轮轴通过锁紧螺母和锁紧垫片固定在第四连杆的末端，所述自锁凸轮套在凸轮轴上，所述自锁凸轮可与凸轮轴产生相对转动，所述自锁凸轮的一侧连接两根弹簧销。

其中，所述弹簧销通过螺母紧固在自锁凸轮的一侧。

其中，所述左滑块和右滑块分别与左丝母和右丝母过盈配合连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：通过包括电机以及丝杠轴、丝母、L型滑块、滑动导轨支架、左夹爪本体、右夹爪本体的电力铁塔攀爬夹爪，能够实现夹爪在铁塔上的固定和松开，从而为攀爬电力铁塔机器人提供重要组成部件，提高了自动化、机械化水平，便于在产业上推广和使用。

附图说明

图1为本发明一种攀爬电力铁塔的夹爪装置的整体结构第一示意图；

图中：1-电机；2-丝杠轴；3-右丝母；4-左L型滑块；5-滑动导轨支架；6-左夹爪本体；7-右夹爪本体，8-弹簧销，9-自锁凸轮，10-凸轮轴，11-第一连杆；12-第二连杆；13-第三连杆；14-第四连杆；15-左滑块；16-右滑块；17-左侧销；18-右侧销。

图2为本发明一种攀爬电力铁塔的夹爪装置的整体结构第二示意图；

图3为本发明一种攀爬电力铁塔的夹爪装置的整体结构第三示意图；

图4为本发明一种攀爬电力铁塔的夹爪装置的部分结构第一示意图；

图5为本发明一种攀爬电力铁塔的夹爪装置的部分结构第二示意图；

图6为本发明一种攀爬电力铁塔的夹爪装置微开状态示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用属于“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、部件或者模块、组件和/或它们的组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，本申请文件中使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。

应该理解，当本申请文件中称部件被“连接”到另一部件时，它可以直接连接到其他元件，或者也可以存在中间部件。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

如图1-6所示，为本发明的实施例结构。

本实施例一种攀爬电力铁塔的夹爪装置，包括电机1以及丝杠轴2、左丝母、右丝母3、左L型滑块4、右L型滑块，滑动导轨支架5、左夹爪本体6、右夹爪本体7；

所述丝杠轴2穿过滑动导轨支架5的左右支撑孔，并通过锁紧螺母和锁紧垫片锁紧；

所述电机1通过联轴器与丝杠轴2右侧相连，所述电机1外壳与滑动导轨支架5相连接；所述电机为双向电机。

所述左丝母和右丝母3分别设置在丝杠轴2的两侧，两者结构相同，反向安装；

所述左L型滑块4和右L型滑块分别安装在左丝母和右丝母3外圈，两者结构相同，反向安装，当电机1驱动丝杠轴2旋转时，所述左丝母和右丝母3相向或相反运动；左丝母和右丝母3运动同时带着左L型滑块4和右L型滑块相向或相反运动；所述左L型滑块4和右L型滑块运动时分别带动左夹爪本体6和右夹爪本体7做开合运动。

其中，所述左夹爪本体6包括第一连杆11、第二连杆12、左滑块15、自锁凸轮9、凸轮轴10、锁紧螺母、锁紧垫片和两个弹簧销8；所述第一连杆11一端与左L型滑块4、左滑块15通过连接销相连，另一端通过连接销与所述第二连杆12相连；

所述滑动导轨支架5左右两侧在结构上有滑槽，左滑块15可在滑动导轨支架5的滑槽内滑动；

所述滑动导轨支架5左右两侧有两个孔，左侧销17插入滑动导轨支架5的左侧的孔内，所述第二连杆12可绕着左侧销17转动；

所述凸轮轴10通过锁紧螺母和锁紧垫片固定在第二连杆12的末端，所述自锁凸轮9套在凸轮轴10上，所述自锁凸轮9可与凸轮轴10产生相对转动，所述自锁凸轮9的一侧连接两根弹簧销8。

所述右夹爪本体7包括第三连杆13、第四连杆14、右滑块16、自锁凸轮9、凸轮轴10、锁紧螺母、锁紧垫片和两个弹簧销8；所述第三连杆13一端与右L型滑块、右滑块16通过连接销相连，另一端通过连接销与所述第四连杆14相连；

右滑块16可在滑动导轨支架5的滑槽内滑动；

右侧销18插入滑动导轨支架5的右侧的孔内，所述第四连杆14可绕着左侧销17转动；

所述凸轮轴10通过锁紧螺母和锁紧垫片固定在第四连杆14的末端，所述自锁凸轮9套在凸轮轴10上，所述自锁凸轮9可与凸轮轴10产生相对转动，所述自锁凸轮9的一侧连接两根弹簧销8。

其中，所述弹簧销8通过螺母紧固在自锁凸轮9的一侧。自锁凸轮反向转动，可产生抱紧角钢内侧的作用力，以抵消重力的作用。

其中，所述左滑块15和右滑块16分别与左丝母和右丝母3过盈配合连接。

通过包括电机以及丝杠轴、丝母、L型滑块、滑动导轨支架、左夹爪本体、右夹爪本体的电力铁塔攀爬夹爪，能够实现夹爪在铁塔上的固定和松开，从而为攀爬电力铁塔机器人提供重要组成部件，提高了自动化、机械化水平，便于在产业上推广和使用。

工作过程1：夹爪处于图6位置时，电机1旋转，通过联轴器带动丝杠轴旋转，由于丝杠轴2的轴向固连在滑动导轨支架5的支撑座上，丝杠轴2相对于滑动导轨支架轴向无移动，因此左丝母和右丝母轴向相向运动，带动左L型滑块和右L型滑块、左滑块和右滑块相向运动。左滑块和右滑块的相向运动分别使得左夹爪本体6的第二连杆12绕着左侧销17转动，右夹爪本体7的第四连杆14绕着右侧销18转动。第二连杆12和第四连杆14的转动方向使得夹爪的第二连杆12和第四连杆14夹角逐渐减小。当第二连杆12和第四连杆14转动到一定位置后，电机1继续旋转，第二连杆12和第四连杆14分别脱离左侧销17和右侧销18，随着左滑块和右滑块继续相向运动，第二连杆12和第四连杆14也相向平移运动，实现夹爪不断夹紧的过程。

工作过程2：夹爪处于图1位置时，电机反转，通过联轴器9带动丝杠轴旋转，由于丝杠轴2的轴向固连在滑动导轨支架5的支撑座上，丝杠轴2相对于滑动导轨支架轴向无移动，因此左丝母和右丝母轴向反向运动，带动左L型滑块4和右L型滑块、左滑块和右滑块反向运动。左滑块和右滑块反向运动分别使得左夹爪本体6的第二连杆12和右夹爪本体7的第四连杆14反向平移运动。当第二连杆12和第四连杆14移动到一定位置后，电机1继续反转，左滑块和右滑块继续反向运动，第二连杆12和第四连杆14开始分别绕着左侧销17和右侧销18旋转，第二连杆12和第四连杆14夹角逐渐增大，实现夹爪张开的动作过程。

需要说明的是，本申请中未详述的技术方案，采用公知技术。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种攀爬电力铁塔的夹爪装置，其特征在于，包括电机以及丝杠轴、左丝母、右丝母、左L型滑块、右L型滑块，滑动导轨支架、左夹爪本体、右夹爪本体；

所述丝杠轴穿过滑动导轨支架的左右支撑孔，并通过锁紧螺母和锁紧垫片锁紧；

所述电机通过联轴器与丝杠轴右侧相连，所述电机外壳与滑动导轨支架相连接；

所述左丝母和右丝母分别设置在丝杠轴的两侧，两者结构相同，反向安装；

所述左L型滑块安装在左丝母外圈，所述右L型滑块安装在右丝母外圈，两者结构相同，反向安装，当电机驱动丝杠轴旋转时，所述左丝母和右丝母相向或相反运动；左丝母和右丝母运动同时带着左L型滑块和右L型滑块相向或相反运动；所述左L型滑块和右L型滑块运动时分别带动左夹爪本体和右夹爪本体做开合运动；

所述左夹爪本体包括第一连杆、第二连杆、左滑块、自锁凸轮、凸轮轴、锁紧螺母、锁紧垫片和两个弹簧销；所述第一连杆一端与左L型滑块、左滑块通过连接销相连，另一端通过连接销与所述第二连杆相连；

所述滑动导轨支架左右两侧在结构上有滑槽，左滑块可在滑动导轨支架的滑槽内滑动；

所述滑动导轨支架左右两侧有两个孔，左侧销插入滑动导轨支架的左侧的孔内，所述第二连杆可绕着左侧销转动；

所述凸轮轴通过锁紧螺母和锁紧垫片固定在第二连杆的末端，所述自锁凸轮套在凸轮轴上，所述自锁凸轮可与凸轮轴产生相对转动，所述自锁凸轮的一侧连接两根弹簧销；

所述右夹爪本体包括第三连杆、第四连杆、右滑块、自锁凸轮、凸轮轴、锁紧螺母、锁紧垫片和两个弹簧销；所述第三连杆一端与右L型滑块、右滑块通过连接销相连，另一端通过连接销与所述第四连杆相连；

右滑块可在滑动导轨支架的滑槽内滑动；

右侧销插入滑动导轨支架的右侧的孔内，所述第四连杆可绕着右侧销转动；

所述凸轮轴通过锁紧螺母和锁紧垫片固定在第四连杆的末端，所述自锁凸轮套在凸轮轴上，所述自锁凸轮可与凸轮轴产生相对转动，所述自锁凸轮的一侧连接两根弹簧销；

夹爪的夹紧过程如下：电机旋转，通过联轴器带动丝杠轴旋转，左丝母和右丝母轴向相向运动，带动左L型滑块和右L型滑块、左滑块和右滑块相向运动，左滑块和右滑块的相向运动分别使得左夹爪本体的第二连杆绕着左侧销转动，右夹爪本体的第四连杆绕着右侧销转动；第二连杆和第四连杆的转动方向使得夹爪的第二连杆和第四连杆夹角逐渐减小；当第二连杆和第四连杆转动到一定位置后，电机继续旋转，第二连杆和第四连杆分别脱离左侧销和右侧销，随着左滑块和右滑块继续相向运动，第二连杆和第四连杆也相向平移运动，实现夹爪不断夹紧的过程；

夹爪的打开过程如下：电机反转，通过联轴器带动丝杠轴旋转，左丝母和右丝母轴向反向运动，带动左L型滑块和右L型滑块、左滑块和右滑块反向运动；左滑块和右滑块反向运动分别使得左夹爪本体的第二连杆和右夹爪本体的第四连杆反向平移运动；当第二连杆和第四连杆移动到一定位置后，电机继续反转，左滑块和右滑块继续反向运动，第二连杆和第四连杆开始分别绕着左侧销和右侧销旋转，第二连杆和第四连杆夹角逐渐增大，实现夹爪张开的动作过程。

2.根据权利要求1所述的攀爬电力铁塔的夹爪装置，其特征在于，所述弹簧销通过螺母紧固在自锁凸轮的一侧。

3.根据权利要求1所述的攀爬电力铁塔的夹爪装置，其特征在于，所述左L型滑块与左丝母过盈配合连接，所述右L型滑块与右丝母过盈配合连接。

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