CN115284259A - 一种适用于配电变压器佛手的机器人自动接线装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及变压器自动接线应用领域，尤其涉及一种适用于配电变压器佛手的机器人自动接线装置，包括底座、机械臂、夹爪组件和监测组件，机械臂固定在底座上，夹爪组件和监测组件均设置在机械臂的自由端，夹爪组件包括支座和设置其上的第一夹爪和第二夹爪，将夹持佛手端子的第一夹爪和第二夹爪设置在机械臂上，并在机械臂上靠近两夹爪的位置安装监测组件，便于识别佛手端子与高压接线铜排和引出端子之间的定位连接，工作人员仅需在佛手端子与接线铜排贴合后，或者与引出端子插合后，在对应孔位中插入并旋紧螺栓，将佛手端子的两部分分别与接线铜排和引出端子固定连接。减少了工作人员与导电体之间的接触，提高了接线端子连接操作的安全性。

Description

一种适用于配电变压器佛手的机器人自动接线装置

技术领域

本发明涉及变压器自动接线应用领域，尤其涉及一种适用于配电变压器佛手的机器人自动接线装置。

背景技术

在变压器接线过程中，考虑到接线工作的安全性，逐渐采用机器人辅助人工来完成拧螺栓的操作作业。目前油浸式变压器高压侧接线端子的引出导电螺杆与电源铜排之间的连接采用接头螺母和锁紧螺母的直连方式，容易导致导电螺杆与接头螺母的抵接端开裂，引起设备故障甚至火灾事故。

采用佛手连接端子并配合螺栓和螺母能够同时固定连接导电螺杆和电源铜牌，在增加接触面积和连接强度，减少发热量的同时，降低导电螺杆抵接端开裂的情况。由于佛手端子的空间装配姿态较多，目前采用的接线机器人无法实现佛手端子的接线操作。

发明内容

本发明提供了一种适用于配电变压器佛手的机器人自动接线装置，可有效解决背景技术中的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种适用于配电变压器佛手的机器人自动接线装置，包括：底座、机械臂、夹爪组件和监测组件，所述机械臂固定在所述底座上，所述夹爪组件和所述监测组件均设置在所述机械臂的自由端；

所述机械臂包括依次相连的第一驱动组件、第二驱动组件、第三驱动组件和第四驱动组件，所述第一驱动组件设置在所述底座上并能沿水平方向转动，所述第二驱动组件和所述第三驱动组件均能沿竖直方向转动，所述第四驱动组件能够沿竖直方向转动并驱动所述夹爪组件转动，所述监测组件设置在所述第四驱动组件上；

所述夹爪组件包括支座和设置其上的第一夹爪和第二夹爪，所述第一夹爪和所述第二夹爪分别通过第一旋转气缸和第二旋转气缸与所述支座转动连接，所述支座设置在第三旋转气缸上，所述第三旋转气缸通过连接座与所述第四驱动组件相连。

进一步的，所述第一驱动组件、所述第二驱动组件、所述第三驱动组件和所述第四驱动组件均包括舵机、安装架和连接架，所述舵机固定在所述安装架上，并通过舵盘驱动所述连接架转动。

进一步的，所述舵机通过其两侧的支耳与所述安装架固定连接，所述连接架设置为U型支架，所述连接架的开口端与所述舵机转动连接；

在所述舵机对应舵盘的另一侧设置有固定螺栓，所述连接架的开口端两侧分别与所述舵盘和所述固定螺栓转动连接。

进一步的，所述第一驱动组件中第一舵机的旋转轴心沿竖直方向设置，所述第二驱动组件中第二舵机和所述第三驱动组件中第三舵机的旋转轴心均沿水平方向设置；

所述第二驱动组件中第二安装架与所述第一驱动组件中第一连接架固定连接，所述第二驱动组件中第二连接架与所述的第三驱动组件中第三连接架固定连接，所述第三驱动组件中第三安装架与所述第四驱动组件相连。

进一步的，所述第四驱动组件包括第四连接架、第四安装架、第四舵机和第五舵机，所述第四舵机和所述第五舵机均固定在所述第四安装架上，所述的第四连接架与所述第三安装架固定连接，所述第四舵机驱动所述第四连接架转动；

所述第五舵机的舵盘与所述连接座固定连接，所述监测组件设置在所述第四舵机上。

进一步的，所述支座包括相互垂直的两个安装面，所述第一旋转气缸和所述第二旋转气缸分别安装在所述支座相互垂直的两个安装面上。

进一步的，所述第一夹爪包括气缸、铰接座、夹臂和连杆，所述铰接座对称设置在所述气缸两侧，所述夹臂和所述连杆均对称设置有两个，所述夹臂的一端与所述铰接座转动连接，所述连杆的两端分别与所述气缸输出轴和所述夹臂中部区域转动连接，在两所述夹臂远离所述铰接座的一端内侧均设置有绝缘垫。

进一步的，所述第二夹爪包括固定板、限位柱和限位板，所述固定板设置在所述第二旋转气缸上，所述限位柱的一端固定在所述固定板上，所述限位板沿所述限位柱径向设置在其外壁上并沿所述限位柱长度方向延长设置；

在所述限位板上开设有限位孔，所述限位柱和所述限位板的尺寸均与接线端子的佛手连接部尺寸相适应。

本发明的有益效果为：

在本发明中，将夹持佛手端子的第一夹爪和第二夹爪设置在机械臂上，并在机械臂上靠近两夹爪的位置安装监测组件，便于识别佛手端子与高压接线铜排和引出端子之间的定位连接，工作人员仅需在佛手端子与接线铜排贴合后，或者与引出端子插合后，在对应孔位中插入并旋紧螺栓，将佛手端子的两部分分别与接线铜排和引出端子固定连接。避免了工作人员与导电体之间的直接接触，提高了接线端子连接操作的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中机器人自动接线装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中机器人自动接线装置的主视图；

图3为本发明实施例中机器人自动接线装置的的爆炸示意图；

图4为本发明实施例中驱动组件的结构示意图；

图5为本发明实施例中驱动组件的爆炸结构示意图；

图6为本发明实施例中夹爪组件的结构示意图；

图7为本发明实施例中第一夹爪的结构示意图；

图8为本发明实施例中第二夹爪与接线端子的配合示意图；

图9为本发明实施例中第一夹爪与接线端子的配合示意图。

附图标记：1、底座；2、机械臂；21、第一驱动组件；211、第一舵机；212、第一连接架；213、第一安装架；22、第二驱动组件；221、第二舵机；222、第二安装架；223、第二连接架；23、第三驱动组件；231、第三舵机；232、第三连接架；233、第三安装架；24、第四驱动组件；241、第四连接架；242、第四安装架；243、第四舵机；244、第五舵机；25、舵机；251、支耳；252、舵盘；253、固定螺栓；26、安装架；27、连接架；3、夹爪组件；31、支座；32、第一夹爪；321、气缸；322、铰接座；323、夹臂；324、连杆；325、绝缘垫；33、第二夹爪；331、固定板；332、限位柱；333、限位板；334、限位孔；34、第一旋转气缸；35、第二旋转气缸；36、第三旋转气缸；37、连接座；4、监测组件；5、佛手连接部。

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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

变压器引出端子与电源铜排之间的传统连接方式，是将接头螺母套在瓷瓶引出端子的导电螺杆上并朝向瓷瓶端口旋紧抵接，再将高压接线铜排上的接线孔套在导电螺杆上，最后通过锁紧螺母从高压接线铜排远离瓷瓶的一侧将接线铜排压紧固定在接头螺栓上；此时接线铜排与引出端子之间的接触面积偏小，且接头螺母和锁紧螺母之间的连接松动，会导致发热瓷瓶开裂的情况。考虑到需要连接的两接头的结构特性，能够采用佛手端子进行较好的连接，并进一步设计一种辅助佛手端子连接的机器人，降低佛手端子连接过程中的危险。

具体的，如图1至图9所示的一种适用于配电变压器佛手的机器人自动接线装置，包括底座1、机械臂2、夹爪组件3和监测组件4，机械臂2固定在底座1上，底座1固定在靠近配电变压器的水平地面上，使接线操作能够平稳进行，夹爪组件3和监测组件4均设置在机械臂2的自由端；机械臂2包括依次相连的第一驱动组件21、第二驱动组件22、第三驱动组件23和第四驱动组件24，第一驱动组件21设置在底座1上并能沿水平方向转动，第二驱动组件22和第三驱动组件23均能沿竖直方向转动，夹爪组件3和监测组件4均设置在机械臂2远离底座一端的第四驱动组件24上，第四驱动组件24能够沿竖直方向转动并驱动夹爪组件3转动，监测组件4设置在第四驱动组件24上；夹爪组件3包括支座31和设置其上的第一夹爪32和第二夹爪33，第一夹爪32和第二夹爪33分别通过第一旋转气缸34和第二旋转气缸35与支座31转动连接，支座31设置在第三旋转气缸36上，第三旋转气缸36通过连接座37与第四驱动组件24相连。

在本发明中，将夹持佛手端子的第一夹爪32和第二夹爪33设置在机械臂2上，并在机械臂2上靠近两夹爪的位置安装监测组件4，便于识别佛手端子与高压接线铜排和引出端子之间的定位连接，工作人员仅需在佛手端子与接线铜排贴合后，或者与引出端子插合后，在对应孔位中插入并旋紧螺栓，将佛手端子的两部分分别与接线铜排和引出端子固定连接。减少了工作人员与导电体之间的接触，提高了接线端子连接操作的安全性。

机械手能够驱动设置其上的夹爪组件3在空间内实现多种姿态的调节，当夹爪组件3夹持佛手端子后能够带动端子配合两处连接接头的不同空间姿态，调节自身角度配合两处接头进一步固定连接。

进一步参见图4和图5所示，第一驱动组件21、第二驱动组件22、第三驱动组件23和第四驱动组件24均包括舵机25、安装架26和连接架27，舵机25固定在安装架26上，并通过舵盘252驱动连接架27转动。本申请中，第二驱动组件22固定在第一连接架212上，第三驱动组件23固定在第二连接架223上，第四驱动组件24固定在第三连接架232上。

为配合舵机结构，以及舵机25与安装架26安装连接后，舵盘252能够驱动连接架27进行较大角度范围的转动，在本实施例中，连接架27设置为U型支架，连接架27的开口端与舵机25转动连接，舵机25通过其两侧的支耳251与安装架26固定连接，在舵机25对应舵盘252的另一侧设置有固定螺栓253，连接架27的开口端两侧分别与舵盘252和固定螺栓253转动连接。

在本申请所公开的机械臂2结构中，实现空间调节的第一驱动组件21、第二驱动组件22、第三驱动组件23和第四驱动组件24中均采用舵机作为动力装置，并配合上述安装架和连接架实现舵机自身安装固定的同时，通过连接架传动。

具体的，第一驱动组件21中第一舵机211的旋转轴心沿竖直方向设置，第二驱动组件22中第二舵机221和第三驱动组件23中第三舵机231的旋转轴心均沿水平方向设置；第二驱动组件22中第二安装架222与第一驱动组件21中第一连接架212固定连接，第二驱动组件22中第二连接架223与的第三驱动组件23中第三连接架232固定连接，第三驱动组件23中第三安装架233与第四驱动组件24相连。

其中，夹爪组件3和检测组件均安装在第四驱动组件24上，第四驱动组件24包括第四连接架241、第四安装架242、第四舵机243和第五舵机244，第四舵机243和第五舵机244均固定在第四安装架242上，的第四连接架241与第三安装架233固定连接，第四舵机243驱动第四连接架241转动；第五舵机244的舵盘与连接座37固定连接，监测组件4设置在第四舵机243上，第五舵机244舵盘的旋转轴心与第四舵机243舵盘的旋转轴心垂直设置第五舵机244能够驱动夹爪组件3调节与接头之间的连接姿态，进一步的，如图6所示的夹爪组件3，支座31包括相互垂直的两个安装面，第一旋转气缸34和第二旋转气缸35分别安装在支座31相互垂直的两个安装面上。夹爪组件3中的旋转气缸配合第五舵机244使其自身的姿态调节更精准。其中，支座31包括相互垂直的两个安装面，第一旋转气缸34和第二旋转气缸35分别安装在支座31相互垂直的两个安装面上。避免接线过程中，闲置的夹爪对接线过程干涉影响。

如图7所示的第一夹爪32的结构示意图，包括气缸、铰接座322、夹臂323和连杆324，铰接座322对称设置在气缸两侧，夹臂323和连杆324均对称设置有两个，夹臂323的一端与铰接座322转动连接，连杆324的两端分别与气缸输出轴和夹臂323中部区域转动连接，在两夹臂323远离铰接座322的一端内侧均设置有绝缘垫325。

在接线过程中，通过气缸输出轴的伸缩，带动连杆324摆动，使连杆324两侧的夹臂323相互靠近或者远离；具体当气缸伸出时，两侧夹臂323打开一定宽度能够容纳接线端子的佛手连接部5，气缸驱动输出轴收回并将接端子夹紧，如图9所示。

如图6所示的第二夹爪33示意图，包括固定板331、限位柱332和限位板333，固定板331设置在第二旋转气缸35上，限位柱332的一端固定在固定板331上，限位板333沿限位柱332径向设置在其外壁上并沿限位柱332长度方向延长设置；在限位板333上开设有限位孔334，限位柱332和限位板333的尺寸均与接线端子的佛手连接部5尺寸相适应。

在接线过程中，可以通过工作人员手动将佛手端子插接在第二夹爪33上，并通过一个插销穿过佛手连接部5和限位孔334实现接线端子与第二夹爪33间的固定，如图8所示；在机械臂2的驱动以及监测组件4的配合下调节置与接线铜排贴合的位置与姿态，通过螺栓固定连接后，在采用第一夹爪32驱动接线端子与变压器引出端子之间的固定连接。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种适用于配电变压器佛手的机器人自动接线装置，其特征在于，包括：底座、机械臂、夹爪组件和监测组件，所述机械臂固定在所述底座上，所述夹爪组件和所述监测组件均设置在所述机械臂的自由端；

所述机械臂包括依次相连的第一驱动组件、第二驱动组件、第三驱动组件和第四驱动组件，所述第一驱动组件设置在所述底座上并能沿水平方向转动，所述第二驱动组件和所述第三驱动组件均能沿竖直方向转动，所述第四驱动组件能够沿竖直方向转动并驱动所述夹爪组件转动，所述监测组件设置在所述第四驱动组件上；

所述夹爪组件包括支座和设置其上的第一夹爪和第二夹爪，所述第一夹爪和所述第二夹爪分别通过第一旋转气缸和第二旋转气缸与所述支座转动连接，所述支座设置在第三旋转气缸上，所述第三旋转气缸通过连接座与所述第四驱动组件相连。

2.根据权利要求1所述的适用于配电变压器佛手的机器人自动接线装置，其特征在于，所述第一驱动组件、所述第二驱动组件、所述第三驱动组件和所述第四驱动组件均包括舵机、安装架和连接架，所述舵机固定在所述安装架上，并通过舵盘驱动所述连接架转动。

3.根据权利要求2所述的适用于配电变压器佛手的机器人自动接线装置，其特征在于，所述舵机通过其两侧的支耳与所述安装架固定连接，所述连接架设置为U型支架，所述连接架的开口端与所述舵机转动连接；

在所述舵机对应舵盘的另一侧设置有固定螺栓，所述连接架的开口端两侧分别与所述舵盘和所述固定螺栓转动连接。

4.根据权利要求2所述的适用于配电变压器佛手的机器人自动接线装置，其特征在于，所述第一驱动组件中第一舵机的旋转轴心沿竖直方向设置，所述第二驱动组件中第二舵机和所述第三驱动组件中第三舵机的旋转轴心均沿水平方向设置；

所述第二驱动组件中第二安装架与所述第一驱动组件中第一连接架固定连接，所述第二驱动组件中第二连接架与所述的第三驱动组件中第三连接架固定连接，所述第三驱动组件中第三安装架与所述第四驱动组件相连。

5.根据权利要求4所述的适用于配电变压器佛手的机器人自动接线装置，其特征在于，所述第四驱动组件包括第四连接架、第四安装架、第四舵机和第五舵机，所述第四舵机和所述第五舵机均固定在所述第四安装架上，所述的第四连接架与所述第三安装架固定连接，所述第四舵机驱动所述第四连接架转动；

所述第五舵机的舵盘与所述连接座固定连接，所述监测组件设置在所述第四舵机上。

6.根据权利要求1所述的适用于配电变压器佛手的机器人自动接线装置，其特征在于，所述支座包括相互垂直的两个安装面，所述第一旋转气缸和所述第二旋转气缸分别安装在所述支座相互垂直的两个安装面上。

7.根据权利要求1所述的适用于配电变压器佛手的机器人自动接线装置，其特征在于，所述第一夹爪包括气缸、铰接座、夹臂和连杆，所述铰接座对称设置在所述气缸两侧，所述夹臂和所述连杆均对称设置有两个，所述夹臂的一端与所述铰接座转动连接，所述连杆的两端分别与所述气缸输出轴和所述夹臂中部区域转动连接，在两所述夹臂远离所述铰接座的一端内侧均设置有绝缘垫。

8.根据权利要求1所述的适用于配电变压器佛手的机器人自动接线装置，其特征在于，所述第二夹爪包括固定板、限位柱和限位板，所述固定板设置在所述第二旋转气缸上，所述限位柱的一端固定在所述固定板上，所述限位板沿所述限位柱径向设置在其外壁上并沿所述限位柱长度方向延长设置；

在所述限位板上开设有限位孔，所述限位柱和所述限位板的尺寸均与接线端子的佛手连接部尺寸相适应。

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