CN115610660A - 一种卸载挂载设备的机械手臂和含有该手臂的无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种卸载挂载设备的机械手臂和含有该手臂的无人机，机械手臂包括第一连接杆，第一连接杆的一端连接固定架，固定架内装有电机，固定架内设有第一支撑柱，第一支撑柱的两端与第一连杆组的一端转动连接，电机的输出端连接丝杆，丝杆的螺母通过连接件与内侧的第一连杆组的中间位置转动连接，内侧的第一连杆组的另一端连接手爪的第一根部连接端，外侧的第一连杆组的另一端连接手爪的第二根部连接端，第一根部连接端和第二根部连接端之间的距离与两个第一支撑柱之间的距离相等，第一根部连接端和第二根部连接端连接手爪的按压部件。与现有技术相比，本发明具有高效卸载挂载设备等优点。
Description
技术领域
本发明涉及无人机机械手臂，尤其是涉及一种卸载挂载设备的机械手臂和含有该手臂的无人机。
背景技术
随着社会经济的日益发展和用户用电要求的不断提高，电力行业正面临日益严峻的挑战，输电与配电的稳定性、供电和用电的高质量要求举足轻重。在电力系统中，高压架空输电线路是地区电力输送的主动脉，架空输电设备由于长期暴露于户外，一方面导线、避雷线、绝缘子及金具等在长时间运行过程中极易产生磨损、断股、锈蚀、过热、倒塔等异常情况；另一方面，雷电击穿绝缘子、树枝接触引起高压放电、线路绝缘老化和异物覆盖也容易诱发输电线路故障。因此，对输电线路开展日常检测以及保养等工作是保障电网安全、稳定、高效运行的重中之重。在输电线上挂载相关设备是解决这些难题的较佳方案。利用无人机搭载机械臂可以高效且可靠地实现输电线上挂载设备的卸载。
利用各种输电线上挂载设备可以大幅减少电力工人的工作强度，然而，输电线上各种设备的卸载是目前的一个难题。传统的方法是检修人员现场拆卸，存在着较大的工作风险以及工作效率低下等问题，因此需要将无人机搭载机械手臂作为完成野外高空输电线路挂载设备的卸载方法已成为可靠高效的手段之一。但是，卸载挂载设备需要同时作用于挂载设备两侧的按钮，现有的卸载机械手臂无法实现两侧的同步动作，且手爪的按压部件的按压面与的挂载设备的按钮之间难以保证平行，容易出现倾斜，导致卸载失败。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供的一种卸载挂载设备的机械手臂和含有该手臂的无人机，机械手臂通过电机带动丝杆运动，带动丝杆的螺母两侧的连接件同时运动，第一连杆组向内靠拢，手爪向内靠拢的同时保证手爪不发生旋转，手爪的按压部件的按压面与挂载设备的按钮面保持平行，两侧手爪同步按压挂载设备两侧按钮，实现高效卸载挂载设备。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种卸载挂载设备的机械手臂，包括第一连接杆，第一连接杆的一端连接固定架，固定架内装有电机，固定架内设有第一支撑柱，第一支撑柱的两端与第一连杆组的一端转动连接，电机的输出端连接丝杆，所述丝杆的螺母通过连接件与内侧的第一连杆组的中间位置转动连接，内侧的第一连杆组的另一端连接手爪的第一根部连接端，外侧的第一连杆组的另一端连接手爪的第二根部连接端，第一根部连接端和第二根部连接端之间的距离与两个第一支撑柱之间的距离相等，所述两个第一支撑柱之间的距离为相邻的内侧的第一连杆组与外侧的第一连杆组对应的两个第一支撑柱之间的距离，第一根部连接端和第二根部连接端连接手爪的按压部件。
进一步地，所述连接件为第二连杆组，第二连杆组的一端与螺母转动连接，第二连杆组的另一端与内侧的第一连杆组的中间位置转动连接。
进一步地，内侧的第一连杆组的中间位置设有第二支撑柱，第二连杆组的另一端与第二支撑柱的两端转动连接。
进一步地，所述手爪的按压部件为竖直放置的按压板。
进一步地，所述按压板设有减重槽。
进一步地，所述减重槽有3个。
进一步地，所述固定架与第一连接杆的一端的侧面固定连接，所述固定架和第一连接杆相互垂直。
进一步地，所述第一连接杆与无人机固定连接。
进一步地，所述固定架包括第二连接杆和支架，所述第二连接杆的一端与第一连接杆连接，第二连接杆的另一端与支架连接，第二连接杆的内部装有电机，第一支撑柱设于支架内。
一种无人机，包括无人机机体和上述的卸载挂载设备的机械手臂。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)通过第一根部连接端和第二根部连接端之间的距离与两个第一支撑柱之间的距离相等的限制条件，在第一连杆组向内靠拢时，手爪的根部连接端始终与固定架平行，手爪只进行水平方向的运动，手爪的按压面在移动的过程中保持与挂载设备的按钮面平行，按压面不会发生旋转，防止出现手爪的按压部件的按压面与挂载装置的按钮面相互倾斜，卸载失败的情况。
(2)丝杆的螺母通过连接件与同时与两个方向的内侧的第一连杆组的中间部分连接，驱动一个电机即可控制两侧的第一连杆组同时向内靠拢，实现控制的同步，符合卸载挂载设备时需要同时按压两个按钮的条件。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的俯视图；
图3为本发明的无人机示意图；
图中，1第一根部连接端，2第二根部连接端，3第一连杆组，4固定架，5电机，6丝杆，7连接件，8螺母，9第一连接杆，10第一支撑柱，11第二支撑柱，12按压部件。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1：
本发明提供一种卸载挂载设备的机械手臂。机械手臂的结构图如图1所示，机械手臂的俯视图如图2所示。卸载挂载设备的机械手臂包括第一连接杆9，第一连接杆9的一端连接固定架4，固定架4内装有电机5，固定架4内设有第一支撑柱10，第一支撑柱10的两端与第一连杆组3的一端转动连接，电机5的输出端连接丝杆6，丝杆6的螺母8通过连接件7与内侧的第一连杆组3的中间位置转动连接，内侧的第一连杆组3的另一端连接手爪的第一根部连接端1，外侧的第一连杆组3的另一端连接手爪的第二根部连接端2，第一根部连接端1和第二根部连接端2之间的距离与两个第一支撑柱10之间的距离相等，两个第一支撑柱10之间的距离为相邻的内侧的第一连杆组3与外侧的第一连杆组3对应的两个第一支撑柱10之间的距离，第一根部连接端1和第二根部连接端2连接手爪的按压部件12。
连接件7为第二连杆组，第二连杆组的一端与螺母8转动连接，第二连杆组的另一端与内侧的第一连杆组3的中间位置转动连接。内侧的第一连杆组3的中间位置设有第二支撑柱11，第二连杆组的另一端与第二支撑柱11的两端转动连接。
固定架4包括第二连接杆和支架，第二连接杆的一端与第一连接杆9连接，第二连接杆的另一端与支架连接，第二连接杆的内部装有电机5，第一支撑柱10设于支架内。
固定架4与第一连接杆9的一端的侧面固定连接，固定架4和第一连接杆9相互垂直。
本发明的手爪的按压部件12为竖直放置的按压板，按压板上设有减重槽。减重槽可以为3个。
本发明还提供一种无人机，无人机的结构如图3所示，卸载挂载设备的机械手臂通过第一连接杆9与无人机固定连接。无人机通过第一连接杆9向电机5供电。无人机包括无人机机体和上述的卸载挂载设备的机械手臂。
当用该无人机进行挂载设备的卸载时，首先操作无人机，连同无人机的卸载挂载设备的机械手臂飞至目标输电线路上方一定距离处。通过视觉定位，确保机载机械手臂位置的准确性，最后启动机械手臂的电机5，控制手爪向内运动，手爪的按压部件12的按压面与挂载设备的按钮面贴合，取回挂载设备，无人机带着挂载设备飞离现场，并返航。
本发明的机械手臂的工作原理为：
启动机械手臂的电机5后，电机5的输出端连接的丝杆6转动，丝杆6的螺母8向靠近电机5的方向移动，此螺母8两侧的与螺母8转动连接的第二连杆组的一端向靠近电机5的方向转动，由于第二连杆组的另一端连接内侧的第一连杆组3的中间位置，内侧的第一连杆组3向内转动，带动外侧的第一连杆组3同步向内转动。第一连杆组3的长度相等，同时第一根部连接端1和第二根部连接端2之间的距离与两个第一支撑柱10之间的距离相等，因此第一连杆组3转动时，两侧的手爪根部连接端保持与固定架4平行的状态下向内运动，两侧的手爪的按压部件12只做水平方向的运动，不会发生转动。按压部件12逐渐靠近挂载设备两侧的按钮。按压部件12的按压面保持与挂载设备的按钮面平行，按压部件12与按钮靠近到一定程度后，按压部件12的按压面与按钮面贴合，按压部件12成功按下挂载设备两侧的按钮，将挂载设备从输电线上卸载下来。
本发明的机械手臂通过第一根部连接端1和第二根部连接端2之间的距离与两个第一支撑柱10之间的距离相等的限制条件，在第一连杆组3向内靠拢时，手爪的根部连接端始终与固定架4平行，手爪只进行水平方向的运动，手爪的按压面在移动的过程中保持与挂载设备的按钮面平行，按压面不会发生旋转，防止出现手爪的按压部件12的按压面与挂载装置的按钮面相互倾斜，卸载失败的情况。
本发明的机械手臂的丝杆6的螺母8通过连接件7同时与两个方向的内侧的第一连杆组3的中间部分连接，驱动一个电机5即可控制两侧的第一连杆组3同时向内靠拢，实现控制的同步，符合卸载挂载设备时需要同时按压两个按钮的条件。
本发明的电机5的供电可以采取2种方法，第一连接杆9可以为空心的长方体，一种方法是无人机从第一连接杆9的内部引线向电机5供电。另外一种是在第一连接杆9内放置轻量化电池装置为电机5供电。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种卸载挂载设备的机械手臂，包括第一连接杆(9)，其特征在于，第一连接杆(9)的一端连接固定架(4)，固定架(4)内装有电机(5)，固定架(4)内设有第一支撑柱(10)，第一支撑柱(10)的两端与第一连杆组(3)的一端转动连接，电机(5)的输出端连接丝杆(6)，所述丝杆(6)的螺母(8)通过连接件(7)与内侧的第一连杆组(3)的中间位置转动连接，内侧的第一连杆组(3)的另一端连接手爪的第一根部连接端(1)，外侧的第一连杆组(3)的另一端连接手爪的第二根部连接端(2)，第一根部连接端(1)和第二根部连接端(2)之间的距离与两个第一支撑柱(10)之间的距离相等，所述两个第一支撑柱(10)之间的距离为相邻的内侧的第一连杆组(3)与外侧的第一连杆组(3)对应的两个第一支撑柱(10)之间的距离，第一根部连接端(1)和第二根部连接端(2)连接手爪的按压部件(12)。
2.根据权利要求1所述的一种卸载挂载设备的机械手臂，其特征在于，所述连接件(7)为第二连杆组，第二连杆组的一端与螺母(8)转动连接，第二连杆组的另一端与内侧的第一连杆组(3)的中间位置转动连接。
3.根据权利要求2所述的一种卸载挂载设备的机械手臂，其特征在于，内侧的第一连杆组(3)的中间位置设有第二支撑柱(11)，第二连杆组的另一端与第二支撑柱(11)的两端转动连接。
4.根据权利要求1所述的一种卸载挂载设备的机械手臂，其特征在于，所述手爪的按压部件(12)为竖直放置的按压板。
5.根据权利要求4所述的一种卸载挂载设备的机械手臂，其特征在于，所述按压板设有减重槽。
6.根据权利要求5所述的一种卸载挂载设备的机械手臂，其特征在于，所述减重槽有3个。
7.根据权利要求1所述的一种卸载挂载设备的机械手臂，其特征在于，所述固定架(4)与第一连接杆(9)的一端的侧面固定连接，所述固定架(4)和第一连接杆(9)相互垂直。
8.根据权利要求1所述的一种卸载挂载设备的机械手臂，其特征在于，所述第一连接杆(9)与无人机固定连接。
9.根据权利要求1所述的一种卸载挂载设备的机械手臂，其特征在于，所述固定架(4)包括第二连接杆和支架，所述第二连接杆的一端与第一连接杆(9)连接，第二连接杆的另一端与支架连接，第二连接杆的内部装有电机(5)，第一支撑柱(10)设于支架内。
10.一种无人机，其特征在于，包括无人机机体和如权利要求1-9中任一项所述的卸载挂载设备的机械手臂。
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