CN115533961B - 一种配网带电作业用协作机械臂及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种配网带电作业用协作机械臂及其装配方法。该机械臂包括：若干个关节；其中，相邻两个关节的轴线之间垂直设置或平行设置，以形成多轴机械臂；各轴线垂直设置的相邻两个关节中，其中一个关节的固定端与另外一个关节的转动端相连接；轴线平行设置的相邻两个关节之间通过连杆相连接；各关节的外部均设有关节绝缘包覆层，且各连杆为绝缘杆。本发明通过在关节的外部设置关节绝缘包覆层，同时，各连杆为绝缘杆，满足绝缘爬电距离要求，打造带电作业专用机械臂的解决方案，解决了现有传统工业机器人的机械臂上加装绝缘无法满足带电作业一体化绝缘要求的问题。

Description

一种配网带电作业用协作机械臂及其装配方法

技术领域

本发明涉及机械臂技术领域，具体而言，涉及一种配网带电作业用协作机械臂及其装配方法。

背景技术

配电网处于电力系统末端，直接和用户设备连接，其可靠性在整个供电可靠性中占有非常重要的位置，目前带电作业已成为保证配电网安全可靠运行的重要手段之一。而通常配电网线路复杂，有些线路相间距离短，安全距离不够，人工带电作业存在诸多安全隐患，随着机械、电子、计算机、传感器、人工智能及仿生学等尖端领域技术的发展，机器人在各行各业得到日益广泛的应用，研制并推广带电作业机器人，来替代人工进行配电网带电作业是技术发展的必然方向。

带电作业机器人需要在高压带电环境下工作，必须对机器人进行完善的绝缘防护设计，保证高压电不会对机器人弱电系统造成影响，同时机器人作业不会造成带电线路短路。而目前带电作业机器人多采用传统的工业机械臂，由于机械臂本身外壳不是绝缘的，仅仅在其表面进行简单的绝缘包覆，难以做到符合带电作业辅助绝缘要求的整体绝缘防护，存在一定的安全隐患，对机器人带电作业方式的广泛应用推广极为不利。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种配网带电作业用协作机械臂及其装配方法，旨在解决现有传统工业机器人的机械臂上加装绝缘无法满足带电作业一体化绝缘要求的问题。

一方面，本发明提出了一种配网带电作业用协作机械臂，该机械臂包括：若干个关节；其中，相邻两个关节的轴线之间垂直设置或平行设置，以形成多轴机械臂；各轴线垂直设置的相邻两个关节中，其中一个关节的固定端与另外一个关节的转动端相连接；轴线平行设置的相邻两个关节之间通过连杆相连接；各所述关节的外部均设有关节绝缘包覆层，且各所述连杆为绝缘杆。

进一步地，上述配网带电作业用协作机械臂，各所述关节均包括：关节外壳和设置在所述关节外壳内的旋转驱动部；其中，所述关节外壳呈T形结构，关节外壳的横向外壳的两端分别为第一横向延伸端和第二横向延伸端，所述第二横向延伸端处设有绝缘后盖，所述旋转驱动部的动力输出轴延伸至所述第一横向延伸端处作为所述关节的转动端，以驱动后续执行部件随之进行旋转；所述关节外壳竖向外壳远离所述横向外壳的端部为竖向延伸端，作为所述关节的固定端，以使所述关节的转动端与所述关节的固定端向两个垂直方向延伸；所述旋转驱动部的动力输出轴与另一关节的固定端通过转接件相连接，所述第一横向延伸端上设有延伸连接件，所述关节外壳与所述延伸连接件形成整体式壳体结构，所述延伸连接件用于包覆在所述转接件的外部，以延长两个关节之间的连接长度；所述关节绝缘包覆层设置在所述整体式壳体结构的外部，并且，所述关节绝缘包覆层在所述竖向延伸端处向外延设预设长度，用以叠放在下一关节的延伸连接件外的绝缘包覆层上，或包覆在连杆与所述关节固定端之间的连接处上。

进一步地，上述配网带电作业用协作机械臂，轴线垂直设置的相邻两个关节的两个绝缘包覆层之间通过齿咬合连接。

进一步地，上述配网带电作业用协作机械臂，两个绝缘包覆层的咬合面之间具有预设间隙。

进一步地，上述配网带电作业用协作机械臂，所述绝缘后盖上设有绝缘凸起部，所述绝缘凸起部凸设在所述第二横向延伸端处的外部。

进一步地，上述配网带电作业用协作机械臂，至少部分轴线平行设置的相邻两个关节中，其中一个关节的转动端的转动轴线与所述连杆之间垂直设置且通过连接壳体相连接；所述连接壳体的外部上设有壳体绝缘包覆层。

进一步地，上述配网带电作业用协作机械臂，所述连接壳体呈T型结构，所述连接壳体的横向壳体的两端分别为第三横向延伸端和第四横向延伸端，所述第三横向延伸端与所述部分轴线平行设置的相邻两个关节中其中一个关节的转动端相连接，所述第四横向延伸端处设有绝缘盖体，所述连接壳体的竖向壳体远离所述横向壳体的端部与部分轴线平行设置的相邻两个关节中另外一个关节的固定端之间通过连杆相连接。

进一步地，上述配网带电作业用协作机械臂，所述连杆为绝缘管状结构，用于安装连接线缆；所述连杆的两端设有管连接部，所述管连接部的外径小于所述连杆的外径，所述管连接部与所述连杆之间形成限位台阶；所述管连接部处设有安装环，所述安装环套设在所述管连接部的外部，并且，所述安装环和所述管连接部上均设有安装孔，用于通过螺栓安装至所述关节上。

进一步地，上述配网带电作业用协作机械臂，至少部分轴线平行设置的相邻两个关节中，其中一个关节的固定端与另外一个关节的固定端之间同轴设置且通过连杆相连接。

本发明提供的配网带电作业用协作机械臂，通过在关节的外部设置关节绝缘包覆层，同时，各连杆为绝缘杆，满足绝缘爬电距离要求，打造带电作业专用机械臂的解决方案，解决了现有传统工业机器人的机械臂上加装绝缘无法满足带电作业一体化绝缘要求的问题。该配网带电作业用协作机械臂还具有如下效果：

第一、通过对机械臂关节及连杆结构的设计，使其满足配网带电作业绝缘要求，实现机械臂整体全绝缘防护，没有绝缘薄弱点，完全消除短路风险，保证带电作业的安全性。

第二、轴线垂直设置的相邻两个关节的两个绝缘包覆层之间通过齿咬合连接，以尽量在较小的空间内增大绝缘爬电距离，也就是说，通过对关节运动部位的矩形齿咬合设计，实现了在进行有效绝缘防护的同时不影响机械臂关节的转动功能，也不会造成机械臂运动的碰撞干涉。

第三、采用一体化绝缘处理及装配工艺，在装配前进行绝缘处理或绝缘材料替代，绝缘包覆层不容易变形脱落，耐久性能好，适用于户外恶劣作业环境。

第四、明确了配电网10kV电压等级下的绝缘层厚度、最小爬电距离等绝缘防护参数的设计要求和防护措施。

另一方面，本发明还提出了一种配网带电作业用协作机械臂的装配方法，对上述配网带电作业用协作机械臂进行装配，该装配方法包括如下步骤：关节装配步骤，在关节的关节外壳的外壁上包覆绝缘材料，使得绝缘材料在关节的外部形成绝缘包覆层，将旋转驱动部安装至关节外壳的内部，并安装绝缘后盖；连杆装配步骤，在连杆的两端套入安装环，并将连接线缆自连杆的内部穿过，将连杆的两端分别与轴线平行设置的相邻两个关节连接固定，形成双连接臂结构；机械臂装配步骤，将若干个关节中的第一关节安装至底座上，沿动力传输的方向，自首至尾依次安装关节和双连接臂结构，形成机械臂，并对机械臂进行调试。

由于配网带电作业用协作机械臂具有上述效果，所以该配网带电作业用协作机械臂的装配方法也具有相应的技术效果。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例提供的配网带电作业用协作机械臂的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的关节的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的关节内部的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的关节的剖视图；

图5为本发明实施例提供的关节不安装绝缘后盖的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的关节安装绝缘后盖的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的关节之间装配的剖视图；

图8为两个关节之间两个关节绝缘包覆层叠放位置处的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的连杆的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的连杆套入安装环后的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的连杆与关节安装后的结构示意图；

图12为本发明实施例提供的配网带电作业用协作机械臂的装配方法的流程框图；

图13为本发明实施例提供的配网带电作业用协作机械臂的装配方法的又一流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

机械臂实施例：

参见图1，其为本发明实施例提供的配网带电作业用协作机械臂的结构示意图。如图所示，该机械臂包括：若干个关节1；其中，相邻两个关节1的轴线之间垂直设置或平行设置，以形成多轴机械臂；各轴线垂直设置的相邻两个关节1中，其中一个关节1的固定端与另外一个关节1的转动端相连接；轴线平行设置的相邻两个关节1之间通过连杆2相连接，形成双连接臂结构。

具体地，若干个关节1中的第一关节101的转动端与底座3相连接，用于带动若干个关节1中除去第一关节101外的其他关节绕第一关节101的一轴B1进行旋转运动；若干个关节1之间的轴线之间垂直设置或平行设置，且依次首尾连接形成多轴机械臂，以实现姿态的调节。

在本实施例中，如图1所示，对于轴线垂直设置的相邻两个关节1之间可直接相连接，例如第一关节101和第二关节102之间，其中一个关节1的固定端与另外一个关节1的转动端相连接，例如第一关节101的固定端（如图1所示的上端）与第二关节102的转动端（如图1所示的左端）相连接，可使得第二关节102固定端连接的零部件绕第二关节102的二轴B2进行旋转运动。

在本实施例中，对于轴线平行设置的相邻两个关节1之间可通过连杆2相连接，如图1所示，例如第二关节102和第三关节103之间、第三关节103与第四关节104之间。至少部分轴线平行设置的相邻两个关节1中，其中一个关节1的固定端与另外一个关节1的固定端之间同轴设置且通过连杆2相连接，也就是说，部分轴线平行设置的相邻两个关节1的固定端之间依次相连接且直接通过连杆2相连接，例如第二关节102（如图1所示的右上端）和第三关节103（如图1所示的下端）之间；至少部分轴线平行设置的相邻两个关节1中，其中一个关节1的转动端与连杆2之间垂直设置且通过连接壳体4相连接。如图1所示，其中一个关节1的转动端设有连接壳体4，连接壳体4的主动连接部（如图1所示的右端）与连接壳体4的从动连接部（如图1所示的左上端）呈直角设置，连接壳体4的主动连接部与部分轴线平行设置的相邻两个关节1其中一个关节1的转动端（如图1所示的右侧关节1的左端）相连接，连接壳体4的从动连接部与部分轴线平行设置的相邻两个关节1另外一个关节1的固定端相连接。

例如，关节1可以为六个，沿动力传输的方向，自首至尾，包括第一关节101、第二关节102、第三关节103、第四关节104、第五关节105和第六关节106；其中，关节1的旋转运动的轴线也称为机械臂的轴，从底座往机械臂末端依次为机械臂的一轴B1、二轴B2、三轴B3、四轴B4、五轴B5、六轴B6，分对应于六个关节1的轴线，六个关节1的轴线设置方向依次为如图1所示的竖直方向、水平方向、水平方向、水平方向、竖直方向和水平方向。当然，其中一个关节1的轴线亦可沿垂直于纸面向里或向外的方向布置，本实施例中对其不做任何限定。其中，第一关节101的转动端（如图1所示的下端）与底座3相连接，第二关节102的转动端（如图1所示的左端）与第一关节101的固定端（如图1所示的右端）相连接，第三关节103的固定端（如图1所示的下端）与第二关节102的固定端（如图1所示的上端）之间通过下臂连杆201相连接，第三关节103的转动端（如图1所示的左端）处和上臂连杆202之间垂直设置，第三关节103的转动端与连接壳体4的主动连接部（如图1所示的右端）相连接，上臂连杆202的下端与连接壳体4的从动连接部（如图1所示的上端）相连接，第四关节104的固定端（如图1所示的下端）与上臂连杆202的上端相连接，第五关节105的固定端（如图1所示的右端）与第四关节104的转动端（如图1所示的左端）相连接，第六关节106的固定端（如图1所示的下端）与第五关节105的转动端（如图1所示的上端）相连接，第六关节106的转动端（如图1所示的右端）作为机械臂的执行部，用于连接执行件，以带动执行件进行对应姿态调节。

在本实施例中，各关节1的外部均设有关节绝缘包覆层，并且，各连杆2为绝缘杆。具体地，各关节1的关节外壳11的外壁上可采用绝缘材料包覆处理，形成关节绝缘包覆层，绝缘材料可采用但不限于橡胶类材料，包覆工艺可采用但不限于喷涂、浸涂、模具注射等，绝缘厚度要求可以根据实际情况确定，例如耐受电压不低于20kV/3min，通常不超过3mm。为进一步确保该机械臂的绝缘性能，优选地，连接壳体4的外部上设有壳体绝缘包覆层，例如可采用绝缘材料包覆处理，形成关节绝缘包覆层，绝缘材料可采用但不限于橡胶类材料，包覆工艺可采用但不限于喷涂、浸涂、模具注射等，绝缘厚度要求可以根据实际情况确定，例如耐受电压不低于20kV/3min，通常不超过3mm。

例如，第一关节101、第二关节102、第三关节103、第四关节104、第五关节105和第六关节106、连接壳体4的外部均采用绝缘材料包覆处理，形成关节绝缘包覆层，下臂连杆201、上臂连杆202均为绝缘杆，即下臂连杆201、上臂连杆202的材料为绝缘材料；优选地，连杆2采用具有一定抗弯强度的复合绝缘材料，例如进行抗弯性方向增强的纤维增强型树脂材料。

参见图2至图8，其示出了本发明实施例提供的关节的优选结构。如图所示，各关节1均包括：关节外壳11和设置在关节外壳11内的旋转驱动部12；其中，关节外壳11呈T形结构，关节外壳11的横向外壳111的两端（如图4所示的右端和左端）分别为第一横向延伸端和第二横向延伸端，第二横向延伸端处设有绝缘后盖13，旋转驱动部12的动力输出轴延伸至第一横向延伸端11处作为关节1的转动端，以驱动后续执行部件随之进行旋转；关节外壳11的竖向外壳112远离横向外壳111的端部（如图4所示的上端）为竖向延伸端，作为关节1的固定端，以使关节1的转动端与关节1的固定端向两个垂直方向延伸；如图6所示，旋转驱动部12的动力输出轴与另一关节1的固定端通过转接件5相连接，第一横向延伸端上设有延伸连接件14，关节外壳11与延伸连接件14形成整体式壳体结构，延伸连接件14用于包覆在转接件5的外部，以延长两个关节1之间的连接长度；关节绝缘包覆层15设置在整体式壳体结构的外部，并且，关节绝缘包覆层15在竖向延伸端处向外延设预设长度，用以叠放在下一关节1的延伸连接件14外的绝缘包覆层15上，或包覆在连杆2与关节1固定端之间的连接处上，以确保关节1之间的有效绝缘防护，或确保连杆1与关节1之间的有效绝缘防护。

具体实施时，关节外壳11为T型结构，第一横向延伸端和竖向延伸端分别向两个垂直方向延伸，以确保旋转驱动部12的动力输出轴旋转轴线与固定连接的轴线相垂直，进而可实现旋转轴线的转换。旋转驱动部12可设置在关节外壳11的内部，旋转驱动部12的动力输出轴能够沿关节轴线做±180°旋转；旋转驱动部12的动力输出轴可通过转接件5与另一关节的固定端相连接，可作为延长件，延长两个关节之间的布置间距，还可带动连接在转动端上的旋转关节运动。延伸连接件14可以为管状或环状结构，延伸连接件14设置在关节外壳11的第一横向延伸端上，延伸连接件14与关节外壳11可以为一体结构，并且，延伸连接件14上沿其周向可设有工艺孔141，延伸连接件14与转接件5、旋转驱动部12的动力输出轴上设置的孔位相对应，以便螺栓可自工艺孔141穿过伸入至延伸连接件14的内部并安装至转接件5及旋转驱动部12的动力输出轴上，实现转接件5及旋转驱动部12的动力输出轴之间的固定。在本实施例中，转接件5背向旋转驱动部12的端部伸出至延伸连接件14的外部，以便于转接件5与另一关节固定端之间的连接。关节外壳11及延伸连接件14部分采用绝缘材料包覆处理，形成关节绝缘包覆层15，其中，绝缘材料可采用但不限于橡胶类材料，包覆工艺可采用但不限于喷涂、浸涂、模具注射等，绝缘厚度要求为耐受电压不低于20kV/3min，但通常不超过3mm，确保两个关节之间的爬电距离符合满足耐受电压。延伸连接件14与另一关节的固定端处形成关节旋转连接处，为增大该关节旋转连接处的绝缘爬电距离，优选地，关节绝缘包覆层15在竖向延伸端处向外延设预设长度，用以叠放在下一关节的延伸连接件14外的绝缘包覆层15上，或包覆在连杆2与关节固定端之间的连接处上；其中，预设长度可以根据实际情况确定，本实施例中对其不做任何限定，则相邻两个关节1的关节绝缘包覆层15之间的叠放距离L可以根据实际情况确定。

继续参见图8，轴线垂直设置的相邻两个关节1的两个绝缘包覆层15之间通过齿16咬合连接，以尽量在较小的空间内增大绝缘爬电距离。具体地，各轴线垂直设置的相邻两个关节1中，其中一个关节1的固定端处的绝缘包覆层15套设在另外一个关节1的延伸连接件14处的绝缘包覆层15的内部，并且，其中一个关节1的固定端处的绝缘包覆层15的外壁，即内层绝缘包覆层15的外壁设有外矩形齿，另外一个关节1的延伸连接件14处的绝缘包覆层15的内部，即外层绝缘包覆层15的内壁设有内矩形齿，外矩形齿与内矩形齿相适配，以相互咬合。当然，或者是，各轴线垂直设置的相邻两个关节1中，其中一个关节1的固定端处的绝缘包覆层15套设在另外一个关节1的延伸连接件14处的绝缘包覆层15的外部，并且，其中一个关节的固定端处的绝缘包覆层的外壁设有内矩形齿，另外一个关节的延伸连接件处的绝缘包覆层的内部设有外矩形齿，可实现两个叠放的绝缘包覆层15之间的咬合，进而确保绝缘包覆层15之间连接的稳固性。

在本实施例中，两个绝缘包覆层15的咬合面之间具有预设间隙。具体地，在本实施例中，咬合面可采用0.3-0.5 mm的间隙配合，当然间隙亦可为其他值，避免了绝缘材料相互摩擦产生的粉尘和摩擦对绝缘材料性能的破坏，也避免了为了克服绝缘材料的摩擦力。咬合部分的绝缘爬电距离应满足耐受电压不低于20kV/3min，但通常不超过30mm。

继续参见图3和图4，旋转驱动部12包括：驱动器121、编码器122、制动器123、减速器124；其中，减速器124的动力输入轴与驱动器121相连接，用于在驱动器121的驱动作用下运行；驱动器121上还连接有编码器122、制动器123。具体地，驱动器121可以为电机，在电机使能时，释放制动器123，减速器124在电机的驱动下，按固定传动比驱动减速器输出轴1241绕轴线正反转旋转。编码器122实时记录减速器输出轴1241的位置，反馈给控制器，控制器按已编程序或手动、点动控制电机电流的大小，起到启停的功能。当电机去使能时，制动器123工作，保持机械臂当前的姿态。减速器输出端1241通过转接件5跟机械臂下一关节1的关节外壳11连接，以带动关节外壳围绕轴线做旋转。

继续参见图6，绝缘后盖13上设有绝缘凸起部131，绝缘凸起部131凸设在第二横向延伸端处的外部。具体地，绝缘后盖13设置有突出的绝缘部分，保证连接重合部位的绝缘耐压水平不低于20kV/3min。

参见图9至图11，其示出了本发明实施例提供的连杆的优选结构。如图所示，连杆2为绝缘管状结构，用于安装连接线缆。具体地，连杆2采用具有一定抗弯强度的复合绝缘材料，例如进行抗弯性方向增强的纤维增强型树脂材料，连杆2为圆管型，可使得连接线缆自连杆2的内部穿过。

在本实施例中，连杆2的两端设有管连接部21，管连接部21的外径小于连杆2的外径，管连接部21与连杆2之间形成限位台阶；管连接部21处设有安装环6，安装环6套设在管连接部21的外部，并且，安装环6和管连接部21上均设有安装孔，用于通过螺栓安装至关节1上。具体地，管连接部21上可设有螺孔结构，用于与关节外壳11进行连接固定。安装环6上可设有通孔，关节外壳11的固定端可以为管状结构，关节外壳11的直径可以小于安装环6的内径且大于管连接部21的外径，以便夹设在管连接部21和安装环6之间，也就是说，自内痔外依次是管连接部21、关节外壳11的固定端、安装环6，螺栓依次穿过安装环6、关节外壳11的固定端，并与管连接部21上的螺孔结构螺纹连接，实现管连接部21、关节外壳11的固定端、安装环6三者的固定。其中，安装环6可以为金属装配环，克服了绝缘连杆的脆性和强度不够的缺点，可以确保连杆2与关节外壳11之间连接的稳固性。

在本实施例中，连接壳体4的结构可以参考关节外壳11的结构。具体地，连接壳体4可以呈T型结构，连接壳体4的横向壳体的两端分别为第三横向延伸端和第四横向延伸端，第三横向延伸端与部分轴线平行设置的相邻两个关节1中其中一个关节1的转动端相连接，第四横向延伸端处设有绝缘盖体，连接壳体4的竖向壳体远离横向壳体的端部与部分轴线平行设置的相邻两个关节1中另外一个关节1的固定端之间通过连杆2相连接。其中，第三横向延伸端作为连接壳体4的主动连接部，连接壳体4的竖向壳体远离横向壳体的端部作为从动连接部，第三横向延伸端和连接壳体4的竖向壳体远离横向壳体的端部的结构可以参考关节外壳11的竖向延伸端的结构。

例如，第三关节103的转动端与连接壳体4的第三横向延伸端（如图1所示的右端）相连接，上臂连杆202的下端与连接壳体4的从动连接部（如图1所示的上端）相连接，可带动上臂连杆202等随连接壳体4绕三轴B3进行旋转。

其中，相邻两个关节1是指机械臂沿动力传输的方向，自首至尾相邻的两个关节，例如第一关节和第二关节或者第二关节与第三关节。

综上，本实施例提供的配网带电作业用协作机械臂，通过在关节1的外部设置关节绝缘包覆层14，同时，各连杆2为绝缘杆，满足绝缘爬电距离要求，打造带电作业专用机械臂的解决方案，解决了现有传统工业机器人的机械臂上加装绝缘无法满足带电作业一体化绝缘要求的问题。该配网带电作业用协作机械臂还具有如下效果：

第一、通过对机械臂关节及连杆结构的设计，使其满足配网带电作业绝缘要求，实现机械臂整体全绝缘防护，没有绝缘薄弱点，完全消除短路风险，保证带电作业的安全性。

第二、轴线垂直设置的相邻两个关节1的两个绝缘包覆层15之间通过齿16咬合连接，以尽量在较小的空间内增大绝缘爬电距离，也就是说，通过对关节运动部位的矩形齿咬合设计，实现了在进行有效绝缘防护的同时不影响机械臂关节的转动功能，也不会造成机械臂运动的碰撞干涉。

第三、采用一体化绝缘处理及装配工艺，在装配前进行绝缘处理或绝缘材料替代，绝缘包覆层不容易变形脱落，耐久性能好，适用于户外恶劣作业环境。

第四、明确了配电网10kV电压等级下的绝缘层厚度、最小爬电距离等绝缘防护参数的设计要求和防护措施。

方法实施例：

参见图12至图13，其示出了本发明实施例提供的配网带电作业用协作机械臂的装配方法的优选流程。如图所示，该装配方法对上述配网带电作业用协作机械臂进行装配，该装配方法包括如下步骤：

关节装配步骤S1，在关节的关节外壳的外壁上包覆绝缘材料，使得绝缘材料在关节的外部形成绝缘包覆层，将旋转驱动部安装至关节外壳的内部，并安装绝缘后盖。

具体地，首先，对关节外壳11进行绝缘包覆处理；然后，进行关节1的装配，先分别将电机、减速器124、制动器123、编码器122和驱动器电路板安装至关节外壳11的内部，如图5所示，并采用调试程序对单关节运动状态进行测试，再安装关节的绝缘后盖13，如图6所示，绝缘后盖设置有突出的绝缘部分，保证连接重合部位的绝缘耐压水平不低于20kV/3min。

连杆装配步骤S2，在连杆的两端套入安装环，并将连接线缆自连杆的内部穿过，将连杆的两端分别与轴线平行设置的相邻两个关节连接固定，形成双连接臂结构。

具体地，可进行连杆2与关节1之间的装配，具体为 ：先在将安装环6套入连杆2的两端，如图10所示，并连杆2中间穿入连接线缆，再安装一端关节1，最后安装另一端关节1，如图11所示。其中，先将安装环6装入连杆2的一端中，安装环6靠连杆2的限位台阶定位，再将装有安装环6的连杆2套入关节外壳11中，对齐管连接部21、安装环6以及关节外壳11固定端圆周上的孔，从侧面孔内装入螺栓，螺栓将关节外壳11、连杆2、安装环6锁紧，连杆的另一端也如上法装配完成。在本实施例中，可依次安装下臂连杆和上臂连杆。

机械臂装配步骤S3，将若干个关节中的第一关节安装至底座上，沿动力传输的方向，自首至尾依次安装关节和双连接臂结构，形成机械臂，并对机械臂进行调试。

具体地，机械臂整体组装，将机械臂的底座3固定在安装架上，按照从第一关节101到第六关节106的顺序，逐次对装配好的关节-连杆组件进行组装，完成后进行机械臂整体的功能调试。

由于配网带电作业用协作机械臂具有上述效果，所以该配网带电作业用协作机械臂的装配方法也具有相应的技术效果。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种配网带电作业用协作机械臂，其特征在于，包括：若干个关节；其中，

相邻两个关节的轴线之间垂直设置或平行设置，以形成多轴机械臂；

各轴线垂直设置的相邻两个关节中，其中一个关节的固定端与另外一个关节的转动端相连接；

轴线平行设置的相邻两个关节之间通过连杆相连接；

各所述关节的外部均设有关节绝缘包覆层，且各所述连杆为绝缘杆；

各所述关节均包括：关节外壳和设置在所述关节外壳内的旋转驱动部；其中，

所述关节外壳呈T形结构，关节外壳的横向外壳的两端分别为第一横向延伸端和第二横向延伸端，所述第二横向延伸端处设有绝缘后盖，所述旋转驱动部的动力输出轴延伸至所述第一横向延伸端处作为所述关节的转动端，以驱动后续执行部件随之进行旋转；

所述关节外壳竖向外壳远离所述横向外壳的端部为竖向延伸端，作为所述关节的固定端，以使所述关节的转动端与所述关节的固定端向两个垂直方向延伸；

所述旋转驱动部的动力输出轴与另一关节的固定端通过转接件相连接，所述第一横向延伸端上设有延伸连接件，所述关节外壳与所述延伸连接件形成整体式壳体结构，所述延伸连接件用于包覆在所述转接件的外部，以延长两个关节之间的连接长度；

所述关节绝缘包覆层设置在所述整体式壳体结构的外部，并且，所述关节绝缘包覆层在所述竖向延伸端处向外延设预设长度，用以叠放在下一关节的延伸连接件外的绝缘包覆层上，或包覆在连杆与所述关节固定端之间的连接处上；

轴线垂直设置的相邻两个关节的两个绝缘包覆层之间通过齿咬合连接；

两个绝缘包覆层的咬合面之间具有预设间隙。

2.根据权利要求1所述的配网带电作业用协作机械臂，其特征在于，

所述绝缘后盖上设有绝缘凸起部，所述缘凸起部凸设在所述第二横向延伸端处的外部。

3.根据权利要求1或2所述的配网带电作业用协作机械臂，其特征在于，

至少部分轴线平行设置的相邻两个关节中，其中一个关节的转动端的转动轴线与所述连杆之间垂直设置且通过连接壳体相连接；

所述连接壳体的外部上设有壳体绝缘包覆层。

4.根据权利要求3所述的配网带电作业用协作机械臂，其特征在于，

所述连接壳体呈T型结构，所述连接壳体的横向壳体的两端分别为第三横向延伸端和第四横向延伸端，所述第三横向延伸端与所述部分轴线平行设置的相邻两个关节中其中一个关节的转动端相连接，所述第四横向延伸端处设有绝缘盖体，所述连接壳体的竖向壳体远离所述横 向壳体的端部与部分轴线平行设置的相邻两个关节中另外一个关节的固定端之间通过连杆相连接。

5.根据权利要求1或2所述的配网带电作业用协作机械臂，其特征在于，

所述连杆为绝缘管状结构，用于安装连接线缆；

所述连杆的两端设有管连接部，所述管连接部的外径小于所述连杆的外径，所述管连接部与所述连杆之间形成限位台阶；

所述管连接部处设有安装环，所述安装环的套设在所述管连接部的外部，并且，所述安装环和所述管连接部上均设有安装孔，用于通过螺栓安装至所述关节上。

6.根据权利要求1或2所述的配网带电作业用协作机械臂，其特征在于，

至少部分轴线平行设置的相邻两个关节中，其中一个关节的固定端与另外一个关节的固定端之间同轴设置且通过连杆相连接。

7.一种配网带电作业用协作机械臂的装配方法，其特征在于，对如权利要求1至6任一项所述的配网带电作业用协作机械臂进行装配，所述装配方法包括如下步骤：

关节装配步骤，在关节的关节外壳的外壁上包覆绝缘材料，使得绝缘材料在关节的外部形成绝缘包覆层，将旋转驱动部安装至关节外壳的内部，并安装绝缘后盖；

连杆装配步骤，在连杆的两端套入安装环，并将连接线缆自连杆的内部穿过，将连杆的两端分别与轴线平行设置的相邻两个关节连接固定，形成双连接臂结构；

机械臂装配步骤，将若干个关节中的第一关节安装至底座上，沿动力传输的方向，自首至尾依次安装关节和双连接臂结构，形成机械臂，并对机械臂进行调试。

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