CN114770524B - 一种配电网带电作业机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种配电网带电作业机器人，包括操作台，所述操作台上安装有机器人一和机器人二；所述操作台的周侧存放有多个功能模块，所述功能模块为视觉定位模块、线夹安装模块、气动夹爪模块、冲击电批模块、剥皮工具模块其中的一种；视觉定位模块用于定位目标物体的位置；线夹安装模块用于导线的限位固定；气动夹爪模块用于导线的夹持；冲击电批模块用于对紧固件的拧紧；剥皮工具模块用于对导线的剥皮。本发明采用两台机器人相互协同作业，且通过不同的功能模块实现多种不同的作业，本发明具有减轻作业人员的劳动强度、节省作业时间等优点,而且对提高带电作业安全性起着很大的作用。

Description

一种配电网带电作业机器人

技术领域

本发明涉及带电作业领域技术领域，具体为一种配电网带电作业机器人。

背景技术

目前人工带电作业主要分绝缘杆作业法和绝缘手套作业法，不管绝缘杆作业法还是绝缘手套作业法对作业人员体力消耗都比较大，且带电工作效率比较低。随着机器人技术的发展和应用，配网带电作业机器人可代替部分人工作业；配网带电作业机器人的应用，可降低了停电率、并有助于提升供电可靠性。而目前的带动作业机器人多采用每个独立的机器人独立完成某一项带电操作，尤其是具有多台机器人工作时，往往需要前面机器人工作结束后，后续操作机器人才可进行操作，各台机器人之间的相互引导、协同配合度较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种配电网带电作业机器人，通过两台机器人可互相配合引导来完成作业，且两台机器人配合不同的模块实现多种不同的作业。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种配电网带电作业机器人，包括操作台，所述操作台上安装有机器人一和机器人二；

所述操作台的周侧存放有多个功能模块，所述功能模块为视觉定位模块、线夹安装模块、气动夹爪模块、冲击电批模块、剥皮工具模块其中的一种；

视觉定位模块用于定位目标物体的位置；

线夹安装模块用于导线的限位固定；

气动夹爪模块用于导线的夹持；

冲击电批模块用于对紧固件的拧紧；

剥皮工具模块用于对导线的剥皮；

每一个功能模块上分别设置有快速夹具；所述机器人一和机器人二的手臂末端均连接有一根绝缘杆，所述绝缘杆的末端设置有吸合机构，且通过吸合机构可吸附、抓取各快速夹具。

进一步的，所述视觉定位模块包括视觉控制盒，所述视觉控制盒内部设置有CCD相机和激光传感器；

所述视觉控制盒内部还可拆卸设置有电池，该电池与CCD相机、激光传感器电性连接。

进一步的，冲击电批模块包括电批本体，所述电批本体上也拆卸设置电池。

进一步的，各电池均采用可充电电池，且各电池采用相同规格。

进一步的，所述线夹安装模块包括线夹控制盒，线夹控制盒上分别设置有导线线夹、快速夹具；

导线线夹由下线夹板和上线夹板组成，下线夹板和上线夹板之间通过紧固螺钉连接；

下线夹板和上线夹板之间形成有两个导线孔，两导线孔分别用于主导线和分支导线的穿设。

进一步的，所述吸合机构为真空吸盘或电磁吸盘，用于吸附快速夹具。

进一步的，所述快速夹具包括夹具座，夹具座的一端设置有连接柱，连接柱用于连接功能模块；

所述连接柱的两侧分别设置有夹板，且每一个夹板上分别设置有定位孔。

进一步的，所述操作台的周侧设置有多个储放板，所述储放板上设置有凹槽；

所述储放板上还设置有定位柱，且定位柱的位置与每一个连接柱两侧夹板上的定位孔位置相对应。

进一步的，所述连接柱的直径小于凹槽的最小槽宽，且连接柱的长度大于储放板的厚度。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

1、其中一台机器人带动视觉定位模块移动，通过CCD相机配合激光测量传感器能够精确测量定位电线、线夹及螺母等目标物体，方便对另一台机器人的引导。

2、各功能模块相互独立，采用统一的电池规格，方便后期维护；

3、各功能模块连接快速夹具，通过吸合机构便于吸合快速夹具夹具连接，实现快速切换不同的功能模块，使功能模块实现并行工作，大幅提高作业效率；

4、避免了带电作业的人员安全风险，减轻作业人员的劳动强度，提高作业精度和工作效率。

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是本发明的整体结构图；

图2是本发明储放板的安装示意图；

图3是本发明视觉定位模块与快速夹具的连接示意图；

图4是本发明线夹安装模块与快速夹具的连接示意图；

图5是本发明导线线夹的结构示意图；

图6是本发明气动夹爪模块与快速夹具的连接示意图；

图7是本发明冲击电批模块与快速夹具的连接示意图；

图中：1、操作台；11、机器人一；12、机器人二；2、绝缘杆；3、功能模块；31、视觉定位模块；311、视觉控制盒；312、CCD相机；313、激光传感器；32、线夹安装模块；321、线夹控制盒；322、导线线夹；3221、上线夹板；3222、下线夹板；3223、紧固螺钉；3224、导线孔；33、气动夹爪模块；34、冲击电批模块；341、电批本体；4、吸合机构；5、储放板；51、凹槽；52、定位柱；6、快速夹具；61、夹具座；62、夹板；621、定位孔；63、连接柱；7、电池。

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。

请参阅图1-2，本发明提供技术方案：一种配电网带电作业机器人，包括操作台1，操作台1上安装有机器人一11和机器人二12，机器人一11和机器人二12固定在操作台1台面的两侧；机器人一11和机器人二12的末端分别设置有一根绝缘杆2，两根绝缘杆2的底端分别安装有一个吸合机构4，其远离绝缘杆2的一侧面设置为吸附面；同时，在操作台1的周侧存放有多个功能模块3，功能模块3为视觉定位模块31、线夹安装模块32、气动夹爪模块33、冲击电批模块34、剥皮工具模块其中的一种。

每一个功能模块3上分别设置有快速夹具6，如图1所示，快速夹具6位于每一个功能模块3上方，吸合机构4的吸附面可吸附该快速夹具6，且吸合机构4优先采用真空吸盘结构，也可采用电磁吸盘结构等，当采用电磁吸盘结构时，快速夹具6上设置能够被电磁吸盘吸附的金属件，从而用于带动功能模块3移动，进而使得将各功能模块3从操作台1周侧取下、并进行后续的操作，且由于机器人手臂与快速夹具6之间连接绝缘杆2，可便于对功能模块3进行绝缘防护。

请参阅图3，视觉定位模块31用于定位目标物体的位置；视觉定位模块31包括视觉控制盒311，视觉控制盒311内部设置有CCD相机312和激光传感器313；视觉控制盒311内部设置了电池腔，电池腔内部可拆卸设置有电池，该电池与CCD相机312、激光传感器313电性连接，激光传感器313的数量可设置为两个，视觉控制盒311的一侧设置有多个开口，多个开口分别与激光传感器313、CCD相机312相对应。

工作时，机器人一11和机器人二12其中一台机器人带动对应的吸合机构4吸合视觉定位模块31，带动视觉定位模块31靠近待测目标物体，CCD相机312通过视觉计算初步确定目标物体的角度方位，再通过与对应机器人的动作配合实现精确对焦后计算出精确角度坐标，然后用激光测量传感器对准目标实现精确距离测量，从而定位出主导线、分支线、线夹、线夹螺钉及其它配件等目标物体的精确位置，便于对余下一个机器人进行空间位置的精确引导，从而实现机器人一11和机器人二12的视觉协同作业；并且机器人一11和机器人二12两台机器人都可以快速切换不同的功能模块3，互为视觉引导。

请参阅图4-5，线夹安装模块32用于导线的限位固定；线夹安装模块32包括线夹控制盒321，线夹控制盒321上分别设置有导线线夹322、快速夹具6；导线线夹322用于对主导线的配合，也用于对分支导线的固定，导线线夹322由下线夹板3222和上线夹板3221组成，下线夹板3222和上线夹板3221之间通过紧固螺钉3223连接；下线夹板3222和上线夹板3221之间形成有两个导线孔3224，两导线孔3224分别用于主导线和分支导线的穿设。

请参阅图6，气动夹爪模块33则用于导线的夹持；其具有两个可开合的夹爪，用于直接对导线的夹持，同时两个夹爪相互之间的开合动作由气动夹爪模块33内部设置的气缸驱动，通过气动夹爪模块33稳定夹持导线，方便抓取导线进行安装等操作。

请参阅图7，冲击电批模块34用于对紧固件的拧紧，具体可用于对螺钉、螺栓等的旋转拧紧或旋转拆卸；冲击电批模块34包括电批本体341，电批本体341上也设置有电池腔，该电池腔内部可拆卸设置电池7，该可拆卸电池用于为整个冲击电批模块34提供电源；剥皮工具模块则用于对导线的剥皮，方便导线之间的接线、连接。

剥皮工具模块也可采用可拆卸的电池来提供电源，且剥皮工具模块上的电池、视觉定位模块31内部的电池及冲击电批模块34内部的电池均采用可充电电池，采用可充电电池可便于充电，同时电池采用可拆卸设置，方便及时更换；且所有电池采用相同规格，电池安装时可便于快速直接安装。

参阅图6-7，快速夹具6包括夹具座61，夹具座61用于被吸合机构4所吸附，夹具座61的一端设置有连接柱63，连接柱63与功能模块3的一侧或一端相连接；连接柱63的两侧分别设置有夹板62，且每一个夹板62上分别贯穿有定位孔621，每一个夹板62上的定位孔621至少设置为一个；而操作台1的周侧设置有多个储放板5，储放板5上设置有凹槽51，凹槽51贯穿储放板5的上下、同时贯穿储放板5远离操作台1的一侧，凹槽51优选为U型，也可为V型等；连接柱63的直径是小于凹槽51的最小槽宽，即使保证连接柱63可完全通过凹槽51；当功能模块3储放在操作台1周侧时，具体快速夹具6位于功能模块3上方，连接柱63穿设在凹槽51内部，且连接柱63两侧的夹板62接触在在储放板5上，储放板5用于支撑夹板62。

参阅图1、6-7，储放板5上还设置有定位柱52，且定位柱52的位置与每一个连接柱63两侧夹板62上的定位孔621位置相对应，定位柱52与定位孔621相适配，从而便于将定位柱52穿设在对应的定位孔621内部，当夹板62接触在储放板5上时，各定位柱52刚好穿设在各对应的定位孔621内部，从而实现对功能模块3安放限位。另外，连接柱63的长度大于储放板5厚度，因此可防止功能模块3与储放板5发生干涉；此外，在悬挂放置功能模块3时，通过机器人一11或机器人二12对应的吸合机构4带动待悬挂的功能模块3及该功能模块3上的快速夹具6移动靠近其中一个空置的储放板5，通过将连接柱63保持垂直状态、并将连接柱63从凹槽51开口侧(即凹槽51贯穿储放板5远离操作台1的一侧)移动至凹槽51内部，且通过带动快速夹具6下移，使得夹板62接触在储放板5顶部，并使得储放板5上各定位柱52分别穿设配合两个夹板62上对应的定位孔621内部，之后松开对快速夹具6的吸附，实现对快速夹具6的脱离，即可完成对功能模块3的储放，便于后续的使用。

工作原理：机器人一11和机器人二12其中一台机器人带动对应的吸合机构4抓取操作台1周侧的一个视觉定位模块31，余下一个机器人用于抓取线夹安装模块32、气动夹爪模块33、冲击电批模块34、剥皮工具模块等其中一个模块，通过抓取不同的模块即可进行不同的作业，抓取时通过吸合机构4与对应的快速夹具6配合即可实现对各功能模块3的吸附、抓取；携带视觉定位模块31的机器人带动视觉定位模块31定位目标物体的精确位置，余下机器人携带其他不同的功能模块3根据视觉定位模块31定位出的位置到达指定的工作位置，方便对目标物体进行后续的操作，极大方便余下机器人空间位置上的精确引导，实现机器人一11、机器人二12两台机器人的视觉协同作业，同时也使得各功能模块3最大限度地实现并行工作，快速完成对应的功能，大幅提高作业效率；且作业结束后，机器人一11和机器人二12带动各自对应的功能模块3移动、并将功能模块3重新悬挂储放在空置的储放板5上。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种配电网带电作业机器人，其特征在于：

包括操作台(1)，所述操作台(1)上安装有机器人一(11)和机器人二(12)；

所述操作台(1)的周侧存放有多个功能模块(3)，所述功能模块(3)为视觉定位模块(31)、线夹安装模块(32)、气动夹爪模块(33)、冲击电批模块(34)、剥皮工具模块其中的一种；

视觉定位模块(31)用于定位目标物体的位置；

线夹安装模块(32)用于导线的限位固定；

气动夹爪模块(33)用于导线的夹持；

冲击电批模块(34)用于对紧固件的拧紧；

剥皮工具模块用于对导线进行剥皮；

每一个功能模块(3)上分别设置有快速夹具(6)；所述机器人一(11)和机器人二(12)的手臂末端均连接有一根绝缘杆(2)，所述绝缘杆(2)的末端设置有吸合机构(4)，且通过吸合机构(4)可吸附、抓取各快速夹具(6)；

所述视觉定位模块(31)包括视觉控制盒(311)，所述视觉控制盒(311)内部设置有CCD相机(312)和激光传感器(313)；

机器人一(11)和机器人二(12)视觉协同作业，并且机器人一(11)和机器人二(12)都可以快速切换不同的功能模块(3)，互为视觉引导。

2.根据权利要求1所述的一种配电网带电作业机器人，其特征在于：所述视觉控制盒(311)内部还可拆卸设置有电池(7)，该电池(7)与CCD相机(312)、激光传感器(313)电性连接。

3.根据权利要求2所述的一种配电网带电作业机器人，其特征在于：冲击电批模块(34)包括电批本体(341)，所述电批本体(341)上也拆卸设置电池(7)。

4.根据权利要求3所述的一种配电网带电作业机器人，其特征在于：各电池(7)均采用可充电电池，且各电池(7)采用相同规格。

5.根据权利要求1所述的一种配电网带电作业机器人，其特征在于：所述线夹安装模块(32)包括线夹控制盒(321)，线夹控制盒(321)上设置有导线线夹(322)、快速夹具(6)；

导线线夹(322)由下线夹板(3222)和上线夹板(3221)组成，下线夹板(3222)和上线夹板(3221)之间通过紧固螺钉(3223)连接；

下线夹板(3222)和上线夹板(3221)之间形成有两个导线孔(3224)，两导线孔(3224)分别用于主导线和分支导线的穿设。

6.根据权利要求1所述的一种配电网带电作业机器人，其特征在于：所述吸合机构(4)为真空吸盘或电磁吸盘，用于吸附快速夹具(6)。

7.根据权利要求1所述的一种配电网带电作业机器人，其特征在于：所述快速夹具(6)包括夹具座(61)，夹具座(61)的一端设置有连接柱(63)，连接柱(63)用于连接功能模块(3)；

所述连接柱(63)的两侧分别设置有夹板(62)，且每一个夹板(62)上分别设置有定位孔(621)。

8.根据权利要求7所述的一种配电网带电作业机器人，其特征在于：所述操作台(1)的周侧设置有多个储放板(5)，所述储放板(5)上设置有凹槽(51)；

所述储放板(5)上还设置有定位柱(52)，且定位柱(52)的位置与每一个连接柱(63)两侧夹板(62)上的定位孔(621)位置相对应。

9.根据权利要求8所述的一种配电网带电作业机器人，其特征在于：所述连接柱(63)的直径小于凹槽(51)的最小槽宽，且连接柱(63)的长度大于储放板(5)的厚度。