CN114618963A - 一种适用于带电作业机器人的断引线工具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于带电作业机器人的断引线工具，包括：剪切组件，其用于剪切引线，剪切组件包括转动刀和固定刀，转动刀的一端与固定刀铰接；夹持组件，其用于夹紧引线，夹持组件包括上V块、下V块、矩形弹簧和三角座，上V块与固定刀固定，三角座与转动刀固定，下V块与三角座滑动连接，矩形弹簧一端与下V块连接，矩形弹簧的另一端与三角座连接；驱动组件，其用于驱动转动刀相对固定刀转动，驱动组件包括固定架，固定刀与固定架固定。本发明提供了一种适用于带电作业机器人的断引线工具，可以与带电作业机器人配合完成断引线作业，对于不同线径电缆都能有效剪切，且自带夹持组件，避免人工参与作业的同时也有效的提高了作业效率。

Description

一种适用于带电作业机器人的断引线工具

技术领域

本发明涉及带电作业机器人领域，尤其是涉及一种适用于带电作业机器人的断引线工具。

背景技术

配电网处于电力系统末端，是保证电力可靠供应关键环节，在整个供电系统中占有非常重要的位置。传统的配电网带电检修由人工进行，工人穿戴绝缘服站立在高空绝缘斗中作业，配电网线路通常排列紧湊，线路相间距离小，人工带电作业存在短路引发人身伤亡风险。同时，人工作业劳动强度大、危险系数高，部分地区配电网线路分布及地理条件恶劣，难以开展相关的带电作业，只能进行停电进行检修和维护，严重影响了配电网的持续稳定运行。

机器人可以直接替代人工开展带电作业，可以消除人工作业的安全隐患。但是实际使用中也发现现有带电作业机器人末端工具较少，开展的业务少，影响机器人进一步推广使用，开发新型业务的末端工具和流程非常迫切。因此，需要设计一种适用于带电作业机器人的断引线工具，以就及上述问题。

发明内容

本发明为了克服现有技术中的不足，提供了一种适用于带电作业机器人的断引线工具，可以与带电作业机器人配合完成断引线作业，对于不同线径电缆都能有效剪切，且自带夹持组件，避免人工参与作业的同时也有效的提高了作业效率。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种适用于带电作业机器人的断引线工具，包括：

剪切组件，其用于剪切引线，剪切组件包括转动刀和固定刀，转动刀的一端与固定刀铰接；

夹持组件，其用于夹紧引线，夹持组件包括上V块、下V块、矩形弹簧和三角座，上V块与固定刀固定，三角座与转动刀固定，下V块与三角座滑动连接，矩形弹簧一端与下V块连接，矩形弹簧的另一端与三角座连接；

驱动组件，其用于驱动转动刀相对固定刀转动，驱动组件包括固定架，固定刀与固定架固定。

上述技术方案中，断引线工具固定在机器人上。工作过程是：第一步，机器人取出横向断线器工具，通过经驱动组件使转动刀运动至最大张口极限。第二步，机器人将横向断线器工具送达作业区域，比对剪线位置。确定剪线位置后，机械臂运动，使横向断线器逐渐接近待断引线。引线完全进入横向断线器剪切组件工作区域后，机器人停止运动。第三步，经驱动组件带动转动刀运动，使转动刀逐渐与固定刀闭合，完成断线任务。同时，夹持组件的下V块随转动刀运动，上压引线。由于矩形弹簧的反作用力，与上V块共同作用，压紧待断引线，完成夹持动作。第四步，另一机械臂重复第二步、第三步，完成引线另一端的剪切及夹持动作。第五步，两机械臂共同运动，将已剪断的引线带至安全释放区域，夹持机构松开并丢弃引线。完成断引流线作业。通过驱动组件带动转动刀就实现了转动刀与固定刀间的剪切控制，夹持组件用于对剪切后引线的夹持移出作业，可以剪切转动刀固定刀最大开合范围内的线径电缆，节省人力资源。

作为优选，所述驱动组件还包括传动轴、小锥齿轮、大锥齿轮、横刀丝杆和丝杆螺母，固定架包括支架座和过渡支撑，传动轴与过渡支撑转动连接，传动轴的一端与小锥齿轮固定，横刀丝杆与支架座转动连接，横刀丝杆的一端与大锥齿轮固定，大锥齿轮与小锥齿轮啮合，丝杆螺母与支架座滑动连接，丝杆螺母套设在横刀丝杆上且与横刀丝杆适配，剪切组件还包括连杆，连杆的一端与丝杆螺母铰接，连杆的另一端与转动刀铰接。所述结构可以实现对转动刀的驱动，连杆机构可以把旋转运动变为直线运动，使得可以用驱动组件的旋转控制转动刀的开合，以完成剪切动作，可以随着转动刀的闭合夹紧不同线径的线缆，使线缆在剪切时位置固定。

作为优选，还包括锁定组件，锁定组件包括固定块、锁止杆、解锁杆、锁紧轮和解锁轮，所述转动刀与固定刀铰接的一端向外延伸形成延长杆，连杆的一端与延长杆铰接；所述延长杆上设有导向轴，固定块上设有滑槽，导向轴一端与延长杆固定，导向轴的另一端伸入滑槽且与滑槽适配，锁紧轮与固定块转动连接，锁紧轮上设有若干个阻挡齿，阻挡齿沿锁紧轮的外圆周向均匀设置，相邻的两个阻挡齿之间设有解锁间隙，阻挡齿的宽度等于解锁间隙的宽度，解锁轮与锁紧轮连接，解锁轮上设有接触齿；锁止杆与固定块铰接，锁止杆的一端伸入滑槽，锁止杆的另一端对准解锁间隙或阻挡齿；解锁杆与固定块铰接，解锁杆的一端伸入滑槽，解锁杆的另一端铰接有接触杆，解锁杆的一端与接触齿接触，解锁杆上设有限制解锁杆一个方向转动的限位块，接触杆上设有使接触杆压紧限位块的扭簧。

上述技术方案中，解锁轮与锁紧轮可以同轴固定，也可以通过传动齿轮连接。锁定组件可以提供锁紧作用，避免误操作导致引线掉落，提高安全性。开始剪断前，锁止杆的一端对准解锁间隙，当转动刀正常夹紧时，导向轴在滑槽内滑动，先与锁止杆接触，然后与解锁杆接触，锁止杆和解锁杆可以正常转动，该方向上无阻挡，当转动刀需要解锁时，导向轴在滑槽内反向滑动，此时解锁杆带动接触杆移动，使解锁轮转动一个单位的角度，锁紧轮随之转动一个单位的角度，此时锁止杆的一端与阻挡齿接触，如果导向轴在滑槽内继续反向滑动，此时锁止杆可以挡住导向轴，且由于锁止杆的另一端此时与阻挡齿接触，锁止杆无法方向转动，起到了限制导向轴进一步移动的作用，也就限制了转动刀剪切组件和夹持组件打开。如果需要解锁，可以将导向轴往锁紧方向再次移动并经过解锁杆，然后再次反向移动，导向轴再次带动解锁杆反向转动，解锁杆再次带动接触杆移动，使解锁轮继续转动一个单位的角度，锁紧轮随之转动一个单位的角度，此时锁紧轮总共转动两个单位的角度，锁止杆的一端对准解锁间隙。然后导向轴在滑槽内继续反向滑动，由于锁止杆的另一端对准解锁间隙，锁止杆可以反向转动，剪切组件和夹持组件可以打开。通过上述双次反向移动才能解锁的结构，避免了意外触碰开关或控制其意外开启时使电机带动传动轴反正导致的剪切组件和夹持组件意外打开的情况，提高了设备在高空中的安全性。

作为优选，所述解锁杆上设有使解锁杆保持中间在位置的第一弹簧；锁止杆上设有使锁止杆保持中间在位置的第二弹簧。所述结构可以使解锁杆和锁止杆上设有使锁止杆保持中间在位置，保证导向轴每次经过都能与其接触。

作为优选，所述锁紧轮上设有阻尼器。所述结构可以避免锁紧轮不受解锁杆的驱动时自己转动。

作为优选，还包括对接组件，对接组件包括工具盘、斜面块、上锁杆、导正定位盘和锁紧弹簧，斜面块与工具盘固定，上锁杆与工具盘滑动连接，锁紧弹簧设置在上锁杆与工具盘之间。所述对接组件上有固定机器人输出轴的锁紧装置。可以将断引线工具与机器人连接，提供锁紧效果，提高整个装置的操作性能。

作为优选，所述驱动组件还包括导向杆和螺母座，导向杆与支架座固定，丝杆螺母与螺母座固定，螺母座与导向杆滑动连接。所述结构可以实现稳定的滑动结构。

作为优选，所述传动轴的一端伸出过渡支撑，且传动轴的伸出端上设有传递销。

本发明的有益效果是：（1）可以与带电作业机器人配合完成断引线作业，对于不同线径电缆都能有效剪切，且自带夹持组件，避免人工参与作业的同时也有效的提高了作业效率。（2）锁定组件可以提供锁紧作用，避免误操作导致引线掉落，提高安全性。双次反向移动才能解锁的结构，避免了意外触碰开关或控制其意外开启时使电机带动传动轴反正导致的剪切组件和夹持组件意外打开的情况，提高了设备在高空中的安全性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的剖视图；

图3是本发明第二轴侧图；

图4是本发明第三轴侧图；

图5是锁定组件的结构示意图。

图中：夹持组件1、剪切组件2、驱动组件3、对接组件4、远端支撑5、带肩型无油衬套6、推力球轴承7、螺母座8、轴肩螺钉一9、连杆10、横刀丝杆11、导柱12、普通平键二13、大锥齿轮14、转动刀15、近端支撑16、防松螺母17、固定刀18、轴肩螺钉二19、上V块20、普通平键一21、导正定位盘22、工具盘23、斜面块24、传递销25、传动轴26、弹簧2727、深沟球轴承一28、上锁杆29、过渡支撑30、深沟球轴承二31、小锥齿轮32、支架座33、丝杆螺母34、夹紧块35、下V块36、矩形弹簧37、三角座38、无油衬套二39、导向杆40、无油衬套一41、锁定组件42、固定块43、滑槽43.1、锁止杆44、解锁杆45、锁紧轮46、阻挡齿46.1、解锁间隙46.2、解锁轮47、接触齿47.1、接触杆48、延长杆49、导向轴50、限位块51。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述。

实施例1：

如图1所示，一种适用于带电作业机器人的断引线工具，包含对接组件4、驱动组件3，剪切组件2及夹持组件1。

如图1、图2和图3所示，所述对接组件包含工具盘23、斜面块24、上锁杆29、导正定位盘22、弹簧27。三个斜面块24与工具盘23通过螺钉连接，上锁杆29与工具盘23之间压缩一根锁紧弹簧27，通过圆柱销相连。导正定位盘22与工具盘23通过3颗螺钉固定。

驱动组件包含传递销25、传动轴26、过渡支撑30、支架座33、近端支撑16、远端支撑5、小锥齿轮32、大锥齿轮14、横刀丝杆11、丝杆螺母34、螺母座8、导向杆40、无油衬套一41、带肩型无油衬套6、普通平键一21、普通平键二13、推力球轴承7、深沟球轴承一28、深沟球轴承二31。传递销25安装在传动轴26末端，用于与末端输出轴贴合，传递扭矩。深沟球轴承一28压入过渡支撑30安装孔内，通过对接组件的导正定位盘22压紧深沟球轴承一28，并通过四颗螺钉将导正定位盘22连接在过渡支撑30上。深沟球轴承一28与传动轴26轴肩贴合。深沟球轴承二31压入过渡支撑30另一端，深沟球轴承二31的内孔与传动轴26配合。小锥齿轮32通过普通平键一21与传动轴26端部连接，小锥齿轮32端部与轴承二31内圈贴合，且小锥齿轮32与传动轴26端部通过螺钉连接。大锥齿轮14与小锥齿轮32配合。大小锥齿轮副用于传动轴与横刀丝杆11间的连接、扭矩传递与换向。大锥齿轮14通过普通平键二13与横刀丝杆11连接，且大锥齿轮14端面与横刀丝杆11轴肩贴合，并通过4颗螺钉连接。支架座33与过渡支撑30通过2颗圆柱销定位，并通过4颗螺钉连接。支架座33用于横刀丝杆11两端支撑座的安装与定位。近端支撑16压入支架座33安装孔内，通过1颗圆柱销定位，并通过4颗螺钉固定。远端支撑5通过1颗圆柱销与支架座33另一端定位，并通过2颗螺钉固定。近端支撑16与远端支撑5用于横刀丝杆11两端支撑。2个带肩型无油衬套6与2个推力球轴承7分别压入近端支撑16与远端支撑5安装孔内。横刀丝杆11两端轴肩与2个推力球轴承7贴合。丝杆螺母34与横刀丝杆11通过螺纹连接，螺母座8与丝杆螺母34通过轴孔配合，丝杆螺母34端面的法兰与螺母座8之间通过4颗螺钉连接。2个无油衬套一41分别压入螺母座两个导向孔。两导向杆40通过无油衬套一与螺母座连接。导向杆40承受径向力，用于螺母座8的导向。

剪切组件包含连杆10、动刀15、定刀18、夹紧块35、轴肩螺钉一9、防松螺母17。连杆10与驱动组件中的螺母座8通过轴肩螺钉一9连接。定刀18压于驱动组件中近端支撑16的安装槽内，并通过2颗螺钉连接。连杆10与动刀15通过防松螺母17连接。连杆10用于驱动组件与动刀15之间的连接与力的传递。动刀15与定刀18通过防松螺母17连接。夹紧块35通过2颗螺钉与动刀15连接，在动刀15与定刀18重合过程中用于两剪切刀的压紧。经驱动组件带动连杆10转动，使动刀15与定刀18逐渐贴合，完成断线剪切作业。

夹持组件包含上V块20、下V块36、导柱12、三角座38、无油衬套二39、矩形弹簧37、轴肩螺钉二19。上V块20与剪切组件中的定刀18通过3颗轴肩螺钉二19连接。三角座38与剪切组件中的动刀15通过4颗轴肩螺钉二19连接。无油衬套二39压入三角座的安装孔内，两导柱12与三角座38通过无油衬套二39连接。导柱12穿过矩形弹簧37，与下V块36端面贴合，并通过螺钉连接。剪切作业时，下V块36在矩形弹簧37作用下，与上V块共同夹紧引线，完成引线夹持动作。

本发明的工作过程如下：第一步：机器人取出横向断线器工具，驱动传动轴26反转，经驱动组件带动剪切组件中连杆10与动刀15运动，使动刀15运动至最大张口极限。第二步：机器人将横向断线器工具送达作业区域，比对剪线位置。确定剪线位置后，机械臂运动，使横向断线器逐渐接近待断引线。引线完全进入横向断线器剪切组件工作区域后，机器人停止运动。第三步：驱动机械臂内杆转动，带动传动轴26正转，经驱动组件带动剪切组件中连杆10与动刀15运动，使动刀15逐渐与定刀18闭合，完成断线任务。同时，夹持组件的下V块36随动刀15运动，上压引线。由于矩形弹簧37的反作用力，与上V块共同作用，压紧待断引线，完成夹持动作。第四步：另一机械臂重复第二步、第三步，完成引线另一端的剪切及夹持动作。第五步：两机械臂共同运动，将已剪断的引线带至安全释放区域，驱动传动轴26反转，夹持机构松开并丢弃引线。完成断引流线作业。

实施例2：

如图5所示，在实施例1的基础上，还包括锁定组件42，锁定组件42包括固定块43、锁止杆44、解锁杆45、锁紧轮46和解锁轮47，所述转动刀15与固定刀18铰接的一端向外延伸形成延长杆49，连杆10的一端与延长杆49铰接；所述延长杆49上设有导向轴50，固定块43上设有滑槽43.1，导向轴50一端与延长杆49固定，导向轴50的另一端伸入滑槽43.1且与滑槽43.1适配，锁紧轮46与固定块43转动连接，锁紧轮46上设有阻尼器。锁紧轮46上设有若干个阻挡齿46.1，阻挡齿46.1沿锁紧轮46的外圆周向均匀设置，相邻的两个阻挡齿46.1之间设有解锁间隙46.2，阻挡齿46.1的宽度等于解锁间隙46.2的宽度，解锁轮47与锁紧轮46连接，解锁轮47上设有接触齿47.1；锁止杆44与固定块43铰接，锁止杆44的一端伸入滑槽43.1，锁止杆44的另一端对准解锁间隙46.2或阻挡齿46.1；锁止杆44上设有使锁止杆44保持中间在位置的第二弹簧。解锁杆45与固定块43铰接，解锁杆45的一端伸入滑槽43.1，解锁杆45的另一端铰接有接触杆48，解锁杆45的一端与接触齿47.1接触，解锁杆45上设有使解锁杆45保持中间在位置的第一弹簧。解锁杆45上设有限制解锁杆45一个方向转动的限位块51，接触杆48上设有使接触杆48压紧限位块51的扭簧。所述解锁杆45上设有使解锁杆45保持中间在位置的第一弹簧；锁止杆44上设有使锁止杆44保持中间在位置的第二弹簧。

上述技术方案中，解锁轮47与锁紧轮46可以同轴固定，也可以通过传动齿轮连接。锁定组件42可以提供锁紧作用，避免误操作导致引线掉落，提高安全性。开始剪断前，锁止杆44的一端对准解锁间隙46.2，当转动刀15正常夹紧时，导向轴50在滑槽43.1内滑动，先与锁止杆44接触，然后与解锁杆45接触，锁止杆44和解锁杆45可以正常转动，该方向上无阻挡，当转动刀15需要解锁时，导向轴50在滑槽43.1内反向滑动，此时解锁杆45带动接触杆48移动，使解锁轮47转动一个单位的角度，锁紧轮46随之转动一个单位的角度，此时锁止杆44的一端与阻挡齿46.1接触，如果导向轴50在滑槽43.1内继续反向滑动，此时锁止杆44可以挡住导向轴50，且由于锁止杆44的另一端此时与阻挡齿46.1接触，锁止杆44无法方向转动，起到了限制导向轴50进一步移动的作用，也就限制了转动刀15剪切组件2和夹持组件1打开。如果需要解锁，可以将导向轴50往锁紧方向再次移动并经过解锁杆45，然后再次反向移动，导向轴50再次带动解锁杆45反向转动，解锁杆45再次带动接触杆48移动，使解锁轮47继续转动一个单位的角度，锁紧轮46随之转动一个单位的角度，此时锁紧轮46总共转动两个单位的角度，锁止杆44的一端对准解锁间隙46.2。然后导向轴50在滑槽43.1内继续反向滑动，由于锁止杆44的另一端对准解锁间隙46.2，锁止杆44可以反向转动，剪切组件2和夹持组件1可以打开。通过上述双次反向移动才能解锁的结构，避免了意外触碰开关或控制其意外开启时使电机带动传动轴26反正导致的剪切组件2和夹持组件1意外打开的情况，提高了设备在高空中的安全性。

相比于现有技术，本发明产生的有益效果包含：1、横向断线器适用于机器人带电作业。2、横向断线器结构简单、安装简易。3、横向断线器自带夹持机构，适用于垂直搭接引线场景下，不同线径引线的剪切、夹持和丢弃，作业效率及安全性极大提高。4、锁定组件可以提供锁紧作用，避免误操作导致引线掉落，提高安全性。双次反向移动才能解锁的结构，避免了意外触碰开关或控制其意外开启时使电机带动传动轴反正导致的剪切组件和夹持组件意外打开的情况，提高了设备在高空中的安全性。

Claims (8)

1.一种适用于带电作业机器人的断引线工具，其特征在于，包括：

剪切组件，其用于剪切引线，剪切组件包括转动刀和固定刀，转动刀的一端与固定刀铰接；

夹持组件，其用于夹紧引线，夹持组件包括上V块、下V块、矩形弹簧和三角座，上V块与固定刀固定，三角座与转动刀固定，下V块与三角座滑动连接，矩形弹簧一端与下V块连接，矩形弹簧的另一端与三角座连接；

驱动组件，其用于驱动转动刀相对固定刀转动，驱动组件包括固定架，固定刀与固定架固定。

2.根据权利要求1所述的一种适用于带电作业机器人的断引线工具，其特征在于，所述驱动组件还包括传动轴、小锥齿轮、大锥齿轮、横刀丝杆和丝杆螺母，固定架包括支架座和过渡支撑，传动轴与过渡支撑转动连接，传动轴的一端与小锥齿轮固定，横刀丝杆与支架座转动连接，横刀丝杆的一端与大锥齿轮固定，大锥齿轮与小锥齿轮啮合，丝杆螺母与支架座滑动连接，丝杆螺母套设在横刀丝杆上且与横刀丝杆适配，剪切组件还包括连杆，连杆的一端与丝杆螺母铰接，连杆的另一端与转动刀铰接。

3.根据权利要求2所述的一种适用于带电作业机器人的断引线工具，其特征在于，还包括锁定组件，锁定组件包括固定块、锁止杆、解锁杆、锁紧轮和解锁轮，所述转动刀与固定刀铰接的一端向外延伸形成延长杆，连杆的一端与延长杆铰接；所述延长杆上设有导向轴，固定块上设有滑槽，导向轴一端与延长杆固定，导向轴的另一端伸入滑槽且与滑槽适配，锁紧轮与固定块转动连接，锁紧轮上设有若干个阻挡齿，阻挡齿沿锁紧轮的外圆周向均匀设置，相邻的两个阻挡齿之间设有解锁间隙，阻挡齿的宽度等于解锁间隙的宽度，解锁轮与锁紧轮连接，解锁轮上设有接触齿；锁止杆与固定块铰接，锁止杆的一端伸入滑槽，锁止杆的另一端对准解锁间隙或阻挡齿；解锁杆与固定块铰接，解锁杆的一端伸入滑槽，解锁杆的另一端铰接有接触杆，解锁杆的一端与接触齿接触，解锁杆上设有限制解锁杆一个方向转动的限位块，接触杆上设有使接触杆压紧限位块的扭簧。

4.根据权利要求3所述的一种适用于带电作业机器人的断引线工具，其特征在于，所述解锁杆上设有使解锁杆保持中间在位置的第一弹簧；锁止杆上设有使锁止杆保持中间在位置的第二弹簧。

5.根据权利要求3所述的一种适用于带电作业机器人的断引线工具，其特征在于，所述锁紧轮上设有阻尼器。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种适用于带电作业机器人的断引线工具，其特征在于，还包括对接组件，对接组件包括工具盘、斜面块、上锁杆、导正定位盘和锁紧弹簧，斜面块与工具盘固定，上锁杆与工具盘滑动连接，锁紧弹簧设置在上锁杆与工具盘之间。

7.根据权利要求2或3或4或5所述的一种适用于带电作业机器人的断引线工具，其特征在于，所述驱动组件还包括导向杆和螺母座，导向杆与支架座固定，丝杆螺母与螺母座固定，螺母座与导向杆滑动连接。

8.根据权利要求2或3或4或5所述的一种适用于带电作业机器人的断引线工具，其特征在于，所述传动轴的一端伸出过渡支撑，且传动轴的伸出端上设有传递销。

Images