CN115812459A - 一种输配电线路的树障清理总成 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种输配电线路的树障清理总成，其创新点在于：包括竖臂、电锯切割单元、横臂、横臂上下旋转机构和辅助机械手，两个所述横臂平行布置在横臂上下旋转机构上，并且所述横臂通过横臂上下旋转机构与竖臂的下部装配连接，所述电锯切割单元和辅助机械手均设在两个横臂的一端，驱动所述横臂上下旋转机构动作，并且横臂相对竖臂上下旋转，使横臂上的电锯切割单元靠近树障，并位于电锯切割单元和辅助机械手之间，驱动电锯切割单元动作，完成树障清理。本发明与行走机器人配套使用，不受切割范围和切割距离限制，对不同规格的树木或树枝均能快速清除。
Description
技术领域
本发明涉及一种树障清理总成，具体涉及一种输配电线路行走机器人配套使用的树障清理总成。
背景技术
由于输电线路与树木的高度相近，而且常与树木相邻，所以很多树枝、树叶等树障搭落在输电线路上。当阴雨天时，会使输电线路短路，造成用电危险。因此，需要对输电线路进行树障清理工作。现有技术中，树木修剪工具多是对树木的侧面进行修剪，如需对树木顶部现今一般采用大型设备提供对人员的起吊，人员手持油枝截锯对树木进行修剪，此种方式所需费用较大，且由于高空作业，即使增设严密的高空保护措施，也要承担人员触线，或高空掉落的风险。同时油枝截锯在使用过程中由于树木的高矮不一，从而需要频繁调节作业人员高空位置，致使工作效率较低。但由于树木生长快，线路通道内的树障没有得到及时的清除，已严重影响了输、配电线路的安全运行。目前，现有的输配电线路树障清理工具，往往结构单一，清理效果差，无法满足使用需求。同时，已有技术中的树障清理还存在以下不足：
1、清理效果差，清树障效率不高。
2、现有技术清树障工作范围小。
3、有一部分不能带电作业或使用人工操作，安全系数低。
4、现有技术粗枝细叶不能兼容。
发明内容
本发明的目的是：提供一种与行走机器人配套使用，不受切割范围和切割距离限制，对不同规格的树木或树枝均能快速清除的输配电线路的树障清理总成。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是：一种输配电线路的树障清理总成，其创新点在于：包括竖臂、电锯切割单元、横臂、横臂上下旋转机构和辅助机械手，
两个所述横臂平行布置在横臂上下旋转机构上，并且所述横臂通过横臂上下旋转机构与竖臂的下部装配连接，所述电锯切割单元和辅助机械手均设在两个横臂的一端，
驱动所述横臂上下旋转机构动作，并且横臂相对竖臂上下旋转，使横臂上的电锯切割单元靠近树障，并且树障位于电锯切割单元和辅助机械手之间，驱动电锯切割单元动作，完成树障清理。
在上述技术方案中，所述横臂上下旋转机构包括横臂固定板、横臂旋转电机、竖臂固定板和弧形齿条，两个横臂平行穿过并固定在横臂固定板上，所述横臂固定板与竖臂固定板转动连接，所述弧形齿条固定在竖臂固定板上，所述横臂固定板内装有横臂旋转电机，且横臂旋转电机的动力输出轴上装有传动齿轮，所述传动齿轮与弧形齿条啮合。
所述横臂上下旋转机构还包括横臂旋转限位组件，所述横臂旋转限位组件包括限位传感器和横臂旋转限位台，所述横臂旋转限位台安装在横臂固定板内，并位于两个横臂之间，所述横臂旋转限位台的两侧均设有限位传感器，所述横臂固定板上的两个横臂相对竖臂固定板上下旋转时，能与所述横臂旋转限位台相抵，并且通过对应的限位传感器发出接近信号。
在上述技术方案中，所述横臂固定板内还设有开口光轴固定座，所述开口光轴固定座上设有旋转轴，且旋转轴与竖臂固定板转动连接。
在上述技术方案中，所述横臂固定板内还设有两对分开布置的卡接件，两个横臂分别通过对应的卡接件固定在横臂固定板上。
在上述技术方案中，两个横臂的一端还设有电锯调整机构，所述电锯调整机构包括固定板和电锯调整电机，所述固定板安装在两个横臂的一端，所述电锯调整电机安装在固定板上，并且电锯调整电机的电机轴上设有齿轮，
所述电锯切割单元包括电锯切割电机、电锯刀、电锯刀调节齿条、电锯安装板和摄像头，所述电锯切割电机安装在电锯安装板上，且电锯切割电机的动力输出轴上装有电锯刀，所述电锯刀调节齿条固定在电锯安装板上，并且电锯调整电机的电机轴上的齿轮与电锯刀调节齿条啮合，所述摄像头安装在电机安装板的顶部，
驱动所述电锯调整电机，所述电锯安装板随着电锯刀调节齿条围绕电锯调整电机的电机轴上的齿轮转动。
在上述技术方案中，所述电锯切割单元包括电锯安装板，所述辅助机械手包括辅助机械臂、辅助驱动电机、机械臂调整齿条、臂座和臂台，所述臂台固定在电锯安装板上，且机械臂调整齿条固定在臂台上，所述臂座与臂台转动连接，且辅助机械臂安装在臂座上，所述辅助驱动电机安装在臂座上，并且所述辅助驱动电机的电机轴上装有的齿轮与机械臂调整齿条啮合。
在上述技术方案中，所述竖臂的顶部还设有与其可拆卸连接的周向旋转单元，所述周向旋转单元包括减速电机、齿圈和主旋转盘，所述主旋转盘与齿圈固定连接，所述减速电机的电机轴上装有的齿轮与齿圈啮合，所述竖臂的顶部与主旋转盘可拆卸连接。
在上述技术方案中，所述主旋转盘上沿其圆周方向并位于齿圈的外周设有齿圈轴向限位卡件。
在上述技术方案中，还包括切割控制机构，所述切割控制机构设在两个横臂的另一端，且切割控制机构上还设有直流电源，所述直流电源为电锯切割单元和横臂上下旋转机构供电，且所述电锯切割单元和横臂上下旋转机构均与切割控制机构相应的连接端电连接。
本发明所具有的积极效果是：采用本发明的输配电线路的树障清理总成后，由于本发明包括竖臂、电锯切割单元、横臂、横臂上下旋转机构和辅助机械手，
两个所述横臂平行布置在横臂上下旋转机构上，并且所述横臂通过横臂上下旋转机构与竖臂的下部装配连接，所述电锯切割单元和辅助机械手均设在两个横臂的一端，
驱动所述横臂上下旋转机构动作，并且横臂相对竖臂上下旋转，使横臂上的电锯切割单元靠近树障，并位于电锯切割单元和辅助机械手之间，驱动电锯切割单元动作，完成树障清理；
使用时，将本发明与输配电线路的行走机器人装配为一体，所述竖臂的顶部与行走机器人的底部转动连接，所述横臂一端的电锯切割单元靠近树障，并位于电锯切割单元和辅助机械手之间，驱动所述横臂上下旋转机构动作，并且横臂相对竖臂上下旋转，使横臂上的辅助机械手进一步贴合树障，驱动所述电锯切割单元动作，完成树障清理，
本发明能够清理户外配电线路线下2.8米，左右侧2.5米的树障，不受切割范围和切割距离限制，本发明所述电锯切割单元能够清理不同规格的树木或树桩，甚至是柔软的枝条也能快速清除，那是因为本发明的电锯切割单元与辅助机械手协同合作，柔软的枝条与辅助机械手相贴合，驱动所述电锯切割单元动作，与辅助机械手拧成一股可对柔软枝条施加的夹紧力，确保柔软的枝条不会受风力影响来回飘荡，影响清除的效率和效果。本发明还具有的优点在于：1、清树障效率高，清理效果好。2、清树障工作范围大。3、不仅使用便捷，而且安全系数高。4、粗枝细叶清理都能兼容。5、体积小巧，对作业环境要求低。
附图说明
图1是本发明的一种具体实施方式的结构示意图；
图2是图1的后视示意图；
图3是图1的左视示意图；
图4是本发明横臂上下旋转机构的结构示意图；
图5是本发明横臂一端端部的立体结构放大示意图；
图6是图5的另一方向示意图。
具体实施方式
以下结合附图以及给出的实施例，对本发明作进一步的说明，但并不局限于此。
如图1、2、3、4、5、6所示，一种输配电线路的树障清理总成，包括竖臂1、电锯切割单元3、横臂4、横臂上下旋转机构5和辅助机械手6，
两个所述横臂4平行布置在横臂上下旋转机构5上，并且所述横臂4通过横臂上下旋转机构5与竖臂1的下部装配连接，所述电锯切割单元3和辅助机械手6均设在两个横臂4的一端，
驱动所述横臂上下旋转机构5动作，并且横臂4相对竖臂1上下旋转，使横臂4上的电锯切割单元3靠近树障，并且树障位于电锯切割单元3和辅助机械手6之间，驱动电锯切割单元3动作，完成树障清理。
如图1、2、4所示，为了能够调整电锯切割单元的角度，使其更加靠近树障，实现电锯切割单元的粗调，所述横臂上下旋转机构5包括横臂固定板51、横臂旋转电机52、竖臂固定板53和弧形齿条54，两个横臂4平行穿过并固定在横臂固定板51上，所述横臂固定板51与竖臂固定板53转动连接，所述弧形齿条54固定在竖臂固定板53上，所述横臂固定板51内装有横臂旋转电机52，且横臂旋转电机52的动力输出轴上装有传动齿轮55，所述传动齿轮55与弧形齿条54啮合。具体的工作过程是：驱动所述横臂旋转电机52，所述传动齿轮55围绕竖臂固定板53上的弧形齿条54转动，使固定在横臂固定板51上的两个横臂4上下转动，使横臂4端部设置电锯切割单元3更加靠近树障。
如图1、4所示，为了能对横臂上下旋转进行限位，所述横臂上下旋转机构5还包括横臂旋转限位组件，所述横臂旋转限位组件包括限位传感器56和横臂旋转限位台57，所述横臂旋转限位台57安装在横臂固定板51内，并位于两个横臂4之间，所述横臂旋转限位台57的两侧均设有限位传感器56，所述横臂固定板51上的两个横臂4相对竖臂固定板53上下旋转时，能与所述横臂旋转限位台57相抵，并且通过对应的限位传感器56发出接近信号。
如图1、4所示，为了保证横臂固定板51相对竖臂固定板53转动的通畅性，以及保证转动过程中能够收紧，不会滑动，所述横臂固定板51内还设有开口光轴固定座58，所述开口光轴固定座58上设有旋转轴59，且旋转轴59与竖臂固定板53转动连接。
如图1、4所示，为了快速将横臂4固定在横臂固定板51内，所述横臂固定板51内还设有两对分开布置的卡接件50，两个横臂4分别通过对应的卡接件50固定在横臂固定板51上。
如图1、2、5、6所示，为了进一步精调电锯切割单元的切割角度，以及确保横臂另一端的辅助机械手预先贴合在树障外侧边缘，两个横臂4的一端还设有电锯调整机构7，所述电锯调整机构7包括固定板71和电锯调整电机72，所述固定板71安装在两个横臂4的一端，所述电锯调整电机72安装在固定板71上，并且电锯调整电机72的电机轴上设有齿轮，
所述电锯切割单元3包括电锯切割电机31、电锯刀32、电锯刀调节齿条33、电锯安装板34和摄像头35，所述电锯切割电机31安装在电锯安装板34上，且电锯切割电机31的动力输出轴上装有电锯刀32，所述电锯刀调节齿条33固定在电锯安装板34上，并且电锯调整电机72的电机轴上的齿轮与电锯刀调节齿条33啮合，所述摄像头35安装在电机安装板34的顶部，驱动所述电锯调整电机72，所述电锯安装板34随着电锯刀调节齿条33围绕电锯调整电机72的电机轴上的齿轮转动。
具体的工作过程是：驱动所述电锯调整电机72动作，所述电锯安装板34随着电锯刀调节齿条33围绕电锯调整电机72的电机轴上的齿轮转动，进而带动电锯刀32转动，实现调整电锯刀32与辅助机械手6之间的开合角度；调整开合角度后，再次反向驱动电机调整电机72，使树障被夹持在电锯刀32和辅助机械手6之间，驱动所述电锯切割电机31，所述电锯刀32对树障进行精准切割清除。
如图1、2、5、6所示，为了能调节辅助机械手，使辅助机械手6与电锯切割单元3协同合作，提高对树障的夹持力，所述电锯切割单元3包括电锯安装板34，所述辅助机械手6包括辅助机械臂61、辅助驱动电机62、机械臂调整齿条63、臂座64和臂台65，所述臂台65固定在电锯安装板34上，且机械臂调整齿条63固定在臂台65上，所述臂座64与臂台65转动连接，且辅助机械臂61安装在臂座64上，所述辅助驱动电机62安装在臂座64上，并且所述辅助驱动电机62的电机轴上装有的齿轮与机械臂调整齿条63啮合。具体的工作过程是：驱动所述辅助驱动电机62，电机上的齿轮转动，所述臂座64围绕机械臂调整齿条63转动，进而带动臂座64上的辅助机械臂61转动，实现辅助机械手6与电锯切割单元3协同合作，提高对树障的夹持力。本发明所述辅助机械臂61的头部设有钩子，臂身上有锯齿，为了方便勾住树障的同时，树障又不会相对辅助机械臂61滑动。
如图1、2所示，为了带动竖臂4以下部分旋转，所述竖臂4的顶部还设有与其可拆卸连接的周向旋转单元8，所述周向旋转单元8包括减速电机81、齿圈82和主旋转盘83，所述主旋转盘83与齿圈82固定连接，所述减速电机81的电机轴上装有的齿轮与齿圈82啮合，所述竖臂4的顶部与主旋转盘83可拆卸连接。具体的工作过程是：驱动所述减速电机81动作，所述齿圈82围绕电机轴上装有的齿轮轴向转动，实现与主旋转盘83连接的竖臂旋转，进而调整电锯切割单元的方位，不受切割范围影响。
如图1、2所示，为了对齿圈82的顶部和底部进行轴向限位，所述主旋转盘83上沿其圆周方向并位于齿圈82的外周设有齿圈径向限位卡件84。
如图1、2所示，为了方便控制电锯切割单元3和横臂上下旋转机构5动作和供电，本发明还包括切割控制机构2，所述切割控制机构2设在两个横臂4的另一端，且切割控制机构2上还设有直流电源9，所述直流电源9为电锯切割单元3和横臂上下旋转机构5供电，且所述电锯切割单元3和横臂上下旋转机构5均与切割控制机构2相应的连接端电连接。具体地为：所述切割控制机构2包括以单片机为核心，以及与单片机连接的通信模块、电机控制模块和图像采集模块，各个模块均为市售品，所述横臂旋转电机52、电锯调整电机72、辅助驱动电机62分别与对应的电机控制模块电连接，所述摄像头35与图像采集模块电连接，使用时，将所述切割控制机构2的通信模块与上位机通信连接，所述摄像头35将采集到的实时图像经过图像采集模块送入单片机，所述单片机通过通信模块将该信号反馈至上位机，所述单片机用来接收控制不同电机动作的电机控制模块的控制信号，以便驱动对应电机工作。
本发明的工作过程是：使用时，将本发明与输配电线路的行走机器人装配为一体，所述竖臂4顶部的主旋转盘83与行走机器人的底部转动连接，
所述电锯切割单元的周向调整：驱动所述减速电机81动作，所述齿圈82围绕电机轴上装有的齿轮轴向转动，实现与主旋转盘83连接的竖臂旋转，进而调整电锯切割单元的切割方位，
所述电锯切割单元的上下调整(粗调)：驱动所述横臂旋转电机52，所述传动齿轮55围绕竖臂固定板53上的弧形齿条54转动，使固定在横臂固定板51上的两个横臂4上下转动，使横臂4端部设置电锯切割单元3更加靠近树障，
所述电锯切割单元的上下调整(精调)：驱动所述电锯调整电机72动作，所述电锯安装板34随着电锯刀调节齿条33围绕电锯调整电机72的电机轴上的齿轮转动，进而带动电锯刀32转动，实现调整电锯刀32与辅助机械手6之间的开合角度；调整开合角度后，再次反向驱动电机调整电机72，使树障被夹持在电锯刀32和辅助机械手6之间，
辅助机械臂的调整：驱动所述辅助驱动电机62，电机上的齿轮转动，所述臂座64围绕机械臂调整齿条63转动，进而带动臂座64上的辅助机械臂61转动，实现辅助机械手6与电锯切割单元3协同合作，提高对树障的夹持力。
最后驱动所述电锯切割电机31，所述电锯刀32对树障进行精准切割清除。
本发明能够清理户外配电线路线下2.8米，左右侧2.5米的树障，不受切割范围和切割距离限制，本发明所述电锯切割单元能够清理不同规格的树木或树桩，甚至是柔软的枝条也能快速清除，那是因为本发明的电锯切割单元与辅助机械手协同合作，柔软的枝条与辅助机械手相贴合，驱动所述电锯切割单元动作，与辅助机械手拧成一股可对柔软枝条施加的夹紧力，确保柔软的枝条不会受风力影响来回飘荡，影响清除的效率和效果。本发明还具有的优点在于：1、清树障效率高，清理效果好。2、清树障工作范围大。3、不仅使用便捷，而且安全系数高。4、粗枝细叶清理都能兼容。5、体积小巧，对作业环境要求低。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种输配电线路的树障清理总成，其特征在于：包括竖臂(1)、电锯切割单元(3)、横臂(4)、横臂上下旋转机构(5)和辅助机械手(6)，
两个所述横臂(4)平行布置在横臂上下旋转机构(5)上，并且所述横臂(4)通过横臂上下旋转机构(5)与竖臂(1)的下部装配连接，所述电锯切割单元(3)和辅助机械手(6)均设在两个横臂(4)的一端，
驱动所述横臂上下旋转机构(5)动作，并且横臂(4)相对竖臂(1)上下旋转，使横臂(4)上的电锯切割单元(3)靠近树障，并且树障位于电锯切割单元(3)和辅助机械手(6)之间，驱动电锯切割单元(3)动作，完成树障清理。
2.根据权利要求1所述的输配电线路的树障清理总成，其特征在于：所述横臂上下旋转机构(5)包括横臂固定板(51)、横臂旋转电机(52)、竖臂固定板(53)和弧形齿条(54)，两个横臂(4)平行穿过并固定在横臂固定板(51)上，所述横臂固定板(51)与竖臂固定板(53)转动连接，所述弧形齿条(54)固定在竖臂固定板(53)上，所述横臂固定板(51)内装有横臂旋转电机(52)，且横臂旋转电机(52)的动力输出轴上装有传动齿轮(55)，所述传动齿轮(55)与弧形齿条(54)啮合。
3.根据权利要求2所述的输配电线路的树障清理总成，其特征在于：所述横臂上下旋转机构(5)还包括横臂旋转限位组件，所述横臂旋转限位组件包括限位传感器(56)和横臂旋转限位台(57)，所述横臂旋转限位台(57)安装在横臂固定板(51)内，并位于两个横臂(4)之间，所述横臂旋转限位台(57)的两侧均设有限位传感器(56)，所述横臂固定板(51)上的两个横臂(4)相对竖臂固定板(53)上下旋转时，能与所述横臂旋转限位台(57)相抵，并且通过对应的限位传感器(56)发出接近信号。
4.根据权利要求2所述的输配电线路的树障清理总成，其特征在于：所述横臂固定板(51)内还设有开口光轴固定座(58)，所述开口光轴固定座(58)上设有旋转轴(59)，且旋转轴(59)与竖臂固定板(53)转动连接。
5.根据权利要求2所述的输配电线路的树障清理总成，其特征在于：所述横臂固定板(51)内还设有两对分开布置的卡接件(50)，两个横臂(4)分别通过对应的卡接件(50)固定在横臂固定板(51)上。
6.根据权利要求1所述的输配电线路的树障清理总成，其特征在于：两个横臂(4)的一端还设有电锯调整机构(7)，所述电锯调整机构(7)包括固定板(71)和电锯调整电机(72)，所述固定板(71)安装在两个横臂(4)的一端，所述电锯调整电机(72)安装在固定板(71)上，并且电锯调整电机(72)的电机轴上设有齿轮，
所述电锯切割单元(3)包括电锯切割电机(31)、电锯刀(32)、电锯刀调节齿条(33)、电锯安装板(34)和摄像头(35)，所述电锯切割电机(31)安装在电锯安装板(34)上，且电锯切割电机(31)的动力输出轴上装有电锯刀(32)，所述电锯刀调节齿条(33)固定在电锯安装板(34)上，并且电锯调整电机(72)的电机轴上的齿轮与电锯刀调节齿条(33)啮合，所述摄像头(35)安装在电机安装板(34)的顶部，
驱动所述电锯调整电机(72)，所述电锯安装板(34)随着电锯刀调节齿条(33)围绕电锯调整电机(72)的电机轴上的齿轮转动。
7.根据权利要求1所述的输配电线路的树障清理总成，其特征在于：所述电锯切割单元(3)包括电锯安装板(34)，所述辅助机械手(6)包括辅助机械臂(61)、辅助驱动电机(62)、机械臂调整齿条(63)、臂座(64)和臂台(65)，所述臂台(65)固定在电锯安装板(34)上，且机械臂调整齿条(63)固定在臂台(65)上，所述臂座(64)与臂台(65)转动连接，且辅助机械臂(61)安装在臂座(64)上，所述辅助驱动电机(62)安装在臂座(64)上，并且所述辅助驱动电机(62)的电机轴上装有的齿轮与机械臂调整齿条(63)啮合。
8.根据权利要求1所述的输配电线路的树障清理总成，其特征在于：所述竖臂(4)的顶部还设有与其可拆卸连接的周向旋转单元(8)，所述周向旋转单元(8)包括减速电机(81)、齿圈(82)和主旋转盘(83)，所述主旋转盘(83)与齿圈(82)固定连接，所述减速电机(81)的电机轴上装有的齿轮与齿圈(82)啮合，所述竖臂(4)的顶部与主旋转盘(83)可拆卸连接。
9.根据权利要求8所述的输配电线路的树障清理总成，其特征在于：所述主旋转盘(83)上沿其圆周方向并位于齿圈(82)的外周设有齿圈轴向限位卡件(84)。
10.根据权利要求1所述的输配电线路的树障清理总成，其特征在于：还包括切割控制机构(2)，所述切割控制机构(2)设在两个横臂(4)的另一端，且切割控制机构(2)上还设有直流电源(9)，所述直流电源(9)为电锯切割单元(3)和横臂上下旋转机构(5)供电，且所述电锯切割单元(3)和横臂上下旋转机构(5)均与切割控制机构(2)相应的连接端电连接。
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