CN117239625B - 一种电力线路带电作业机械手 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及输电线路检修设备技术领域,具体涉及一种电力线路带电作业机械手,包括机械臂、操作部和支撑平台;机械臂一端安装于支撑平台上,另一端通过安装架与操作部固接;操作部包括转动架、两个取销机构和四个卡环。本发明的一种电力线路带电作业机械手,利用机械臂操控操作部使四个卡环分别卡接于待更换的绝缘子的球帽以及其他三个绝缘子的四个球帽上,并利用两个取销机构分别将位于待更换的绝缘子的帽窝以及与该帽窝卡接的另一个绝缘子的球头处的插销、位于待更换的绝缘子的球头以及与该球头卡接的另一个绝缘子的帽窝处的插销取出,整个取销过程不需要操作人员的过多干预,操作难度小,效率高。

Description

一种电力线路带电作业机械手
技术领域
本发明涉及输电线路检修设备技术领域,具体涉及一种电力线路带电作业机械手。
背景技术
在电力系统中,高压线路用来传输高电压电能,而绝缘子则是隔离高压线与地面及其他物体之间的介质,绝缘子探出部分就是球头,而像是底座一样的部分则是球帽,球帽上开设有帽窝,将上一片的球头放入到下一片的帽窝中,把球头放入帽窝之后,再把插销插入,这样就可以把球头抵住并卡死,多个绝缘子头尾相连,一片一片就连成了绝缘子串。绝缘子串与输电线上的防脱落连接金具连接,从而可悬挂输电线,有效防止了高压线路与外部环境的接触,同时保证了电力系统的运行安全性。但随着使用时间的增加和环境变化等因素的影响,绝缘子还存在老化、损坏等问题,因此需要对待更换的绝缘子进行及时更换。
目前,在进行绝缘子更换时,大多还是采用人工更换方式,即用升降机将操作人员送至作业区域,操作人员通过工具手动拉出插销,之后手动更换绝缘子,这种更换方式不仅费时费力工作效率较低,而且可能损坏绝缘子,导致整个绝缘子串断裂。
发明内容
本发明提供一种电力线路带电作业机械手,通过机械臂带动操作部移动,并通过驱动操作部的转动环转动使取销机构将待更换的绝缘子的球头连接处的插销以及帽窝连接处的插销取出,以解决现有技术中,在进行绝缘子更换时,采用人工更换方式不仅费时费力工作效率较低,而且可能损坏绝缘子,导致整个绝缘子串断裂的问题。
本发明的一种电力线路带电作业机械手采用如下技术方案:一种电力线路带电作业机械手,用于对绝缘子串上待更换的绝缘子进行拆卸,包括机械臂、操作部和支撑平台;机械臂一端安装于支撑平台上,另一端通过安装架与操作部固接;操作部包括转动架、两个取销机构和四个卡环;绝缘子串沿第一方向设置,第一方向为水平方向,机械臂能够通过安装架带动操作部沿第三方向移动,第三方向与第一方向垂直,为竖直方向,并通过安装架带动操作部沿第一方向移动,使四个卡环能够分别卡接于待更换的绝缘子以及其他三个绝缘子上;转动架能够绕第一方向转动地安装于四个卡环上;其中一个取销机构安装于待更换的绝缘子的球帽上,另一个取销机构安装于与待更换的绝缘子的球头卡接的另一个绝缘子的球帽上,转动架绕第一方向转动能够驱动两个取销机构动作,两个取销机构动作能够分别将位于待更换的绝缘子的帽窝以及与该帽窝卡接的另一个绝缘子的球头处的插销、位于待更换的绝缘子的球头以及与该球头卡接的另一个绝缘子的帽窝处的插销取出。
进一步地,卡环沿第二方向上的横截面为具有开口的弧形结构,第二方向为水平且与第一方向垂直的方向,初始状态,四个卡环的开口均朝向地面,卡环为弹性材质。
进一步地,机械臂包括安装座、第一支臂和第二支臂;安装座与支撑平台固定连接,第一支臂转动安装于安装座上,且第一支臂与安装座之间设置有第一电机,第一电机能够驱动第一支臂相对于安装座转动;第二支臂安装于第一支臂远离安装座的一端,且第二支臂与第一支臂之间设置有第二电机,第二电机能够驱动第二支臂相对于第一支臂转动。
进一步地,取销机构包括转动环、拨动环、第一销杆、第二销杆和挡杆;转动环能够绕第一方向转动地安装于卡环上,转动架绕第一方向转动能够驱动转动环绕第一方向转动,拨动环为圆环形,拨动环安装于转动环的外周壁面上,能够绕其自身轴线转动且能够沿其自身轴线移动地安装于转动环上,拨动环的轴线方向始终与转动环的轴线方向垂直;第一销杆和第二销杆均沿拨动环的径向方向设置,并在拨动环的外周壁面上依次设置,挡杆固定安装于第二销杆上,与第二销杆垂直设置,且当四个卡环分别卡接于待更换的绝缘子以及其他三个绝缘子上时,第一销杆与其相邻的插销在转动环转动的方向上依次设置并抵接在插销外壁上,进而使得当转动环转动时,与第一销杆抵接的插销将通过第一销杆促使拨动环绕其自身轴线转动,并使第一销杆转动第一预设角度,离开与其抵接的插销,并带动第二销杆转动第一预设角度,第二销杆将转动至插销内,且在第二销杆转动至插销内后,挡杆能够与插销的弧形面抵接;拨动环上设置有气缸,第一销杆转动第一预设角度后将驱动气缸动作,气缸动作能够驱动拨动环沿其自身轴线的方向移动,拨动环移动将带动第一销杆、第二销杆和挡杆同步移动,且第二销杆移动将拔出插销。
进一步地,转动架包括第一转杆、第二转杆、第三转杆、第四转杆和两个连杆;第一转杆、第二转杆、第三转杆和第四转杆沿第一方向依次设置且分别能够绕第一方向转动地安装于四个卡环上,且第二转杆、第四转杆、第三转杆和第一转杆沿第一方向逐渐靠近安装架;两个连杆均沿第一方向设置,两个连杆分别连接第一转杆、第二转杆、第三转杆、第四转杆,使第一转杆、第二转杆、第三转杆、第四转杆和两个连杆形成矩形结构;两个取销机构分别安装于第三转杆所对应卡接的卡环以及第四转杆所对应卡接的卡环上,第三转杆与其对应设置的转动环摩擦传动,第四转杆与其对应设置的转动环摩擦传动,且第三转杆上对应卡接的卡环用于将待更换的绝缘子卡接。
进一步地,两个连杆均包括第一螺杆、第二螺杆和螺纹套,第一螺杆、螺纹套和第二螺杆沿第一方向依次设置,且第一螺杆靠近螺纹套的一端以及第二螺杆靠近螺纹套的一端均与螺纹套螺接,第一螺杆和第二螺杆的螺纹旋向相反;第一转杆的两端分别与两个第一螺杆远离螺纹套的一端可转动地连接,第二转杆的两端分别与两个第二螺杆远离螺纹套的一端可转动地连接,第三转杆的两端分别与两个螺纹套转动连接,第三转杆能够与两个螺纹套同步绕第一方向公转转动,且螺纹套能够相对于第三转杆绕其自身轴线自转转动并与第三转杆同步移动;第四转杆两端分别与两个第二螺杆转动连接,且第四转杆能够与两个第二螺杆同步绕第一方向公转转动并与两个第二螺杆同步移动;螺纹套能够绕第一方向自转转动地设置,且螺纹套的外周壁面上设置有第一螺纹;安装架沿第二方向上的两端分别设置有连接杆,连接杆沿第一方向设置,连接杆远离安装架的一端固接有弧形环,弧形环沿转动架转动的周向方向设置,弧形环靠近转动架一侧的周壁面上设置有第二螺纹,初始每个弧形环与一个螺纹套在转动架的转动方向上依次设置,在拨动环转动第一预设角度时,转动架将绕第一方向转动第二预设角度,当转动架绕第一方向转动第二预设角度后,螺纹套上的第一螺纹能够与弧形环上的第二螺纹配合,并在螺纹套上的第一螺纹与弧形环上的第二螺纹配合后,转动架将在继续转动第三预设角度后停止。
进一步地,两个螺纹套上分别设置有两个第一环形凸台,两个第一环形凸台设置在螺纹套的周向方向上,两个第一环形凸台之间限定出第一转动空间,第三转杆的两端分别设置有第一安装环,第一安装环转动安装于第一转动空间内,进而使得第三转杆能够与两个螺纹套同步绕第一方向公转转动,且螺纹套能够相对于第三转杆绕其自身轴线自转转动并与第三转杆同步移动;两个第二螺杆上分别设置有两个第二环形凸台,两个第二环形凸台设置在第二螺杆的周向方向上,两个第二环形凸台之间限定出第二转动空间,第四转杆的两端分别设置有第二安装环,第二安装环转动安装于第二转动空间内,进而使得第四转杆能够与两个第二螺杆同步绕第一方向公转转动并与两个第二螺杆同步移动。
进一步地,两个第一螺杆上均分别设置有限位台,限位台设置在第一螺杆的周向方向上,初始限位台位于远离第一环形凸台一侧,且转动架绕第一方向转动能够使限位台与第一环形凸台抵接。
进一步地,还包括控制系统和监控元件,控制系统与第一电机、第二电机电性连接,监控元件与控制系统电性连接,监控元件为摄像头。
进一步地,拨动环上设置有第一角度传感器,第一角度传感器与控制系统电性连接,第一角度传感器能够将其检测到的拨动环转动的角度,反馈成具体参数至控制系统中,控制系统与气缸电性连接。
本发明的有益效果是:本发明的一种电力线路带电作业机械手通过设置机械臂、操作部和支撑平台配合,在使用时,先使机械臂通过安装架带动操作部分别沿第三方向和第一方向移动,操作部沿第三方向移动将使四个卡环在竖直方向上分别与待更换的绝缘子以及其他三个绝缘子对齐,操作部沿第一方向移动将使四个卡环在水平方向上分别与待更换的绝缘子以及其他三个绝缘子对齐,接着使机械臂通过安装架带动操作部沿第三方向向靠近地面的一侧移动,利用机械臂操控操作部使四个卡环分别卡接于待更换的绝缘子的球帽以及其他三个绝缘子的四个球帽上。然后驱动转动架绕第一方向转动,促使两个取销机构动作,利用两个取销机构分别将位于待更换的绝缘子的帽窝以及与该帽窝卡接的另一个绝缘子的球头处的插销、位于待更换的绝缘子的球头以及与该球头卡接的另一个绝缘子的帽窝处的插销取出,整个取销过程不需要操作人员的过多干预,操作难度小,效率高。
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为本发明的一种电力线路带电作业机械手的实施例的整体结构的示意图;
图2为本发明的一种电力线路带电作业机械手的实施例的整体结构的主视图;
图3为本发明的一种电力线路带电作业机械手的实施例的操作部的结构示意图;
图4为本发明的一种电力线路带电作业机械手的实施例的操作部的另一个状态的结构示意图;
图5为图4中A处的放大图;
图6为本发明的一种电力线路带电作业机械手的实施例的操作部的俯视图;
图7为图6中B处的放大图;
图8为本发明的一种电力线路带电作业机械手的实施例的操作部的爆炸图;
图9为本发明的一种电力线路带电作业机械手的实施例的操作部与绝缘子卡接后的示意图(去掉待更换的绝缘子);
图10为图9中C处的放大图;
图11为本发明的一种电力线路带电作业机械手的实施例的操作部与绝缘子卡接后的另一种状态的示意图(去掉待更换的绝缘子);
图12为图11中D处的放大图;
图13为图12在另一个视角的示意图;
图14为本发明的一种电力线路带电作业机械手的实施例的操作部与绝缘子卡接后的仰视图。
图中:100、机械臂;110、安装座;120、第一支臂;130、第二支臂;200、操作部;201、第一转杆;202、第二转杆;203、第三转杆;204、第四转杆;205、连杆;210、转动架;211、第一螺杆;212、第二螺杆;213、螺纹套;214、第一环形凸台;215、第一安装环;216、限位台;220、取销机构;221、转动环;222、拨动环;223、第一销杆;224、第二销杆;225、挡杆;226、气缸;230、卡环;300、安装架;301、第三电机;302、连接杆;303、弧形环;400、绝缘子;500、待更换的绝缘子;510、球帽;511、帽窝;520、球头;600、插销。
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。
本发明的一种电力线路带电作业机械手的实施例,如图1至图14所示。
一种电力线路带电作业机械手,用于对绝缘子串上待更换的绝缘子500进行拆卸,包括机械臂100、操作部200和支撑平台。
机械臂100一端安装于支撑平台上,另一端通过安装架300与操作部200固接。支撑平台安装于携带有升降机的汽车上,支撑平台和汽车附图中未示出。
操作部200包括转动架210、两个取销机构220和四个卡环230;绝缘子串沿第一方向设置,第一方向为水平方向,机械臂100能够通过安装架300带动操作部200沿第三方向移动,第三方向与第一方向垂直,为竖直方向,并通过安装架300带动操作部200沿第一方向移动,使四个卡环230能够分别卡接于待更换的绝缘子500以及其他三个绝缘子400上。
转动架210能够绕第一方向转动地安装于四个卡环230上。两个取销机构220分别转动安装于待更换的绝缘子500所对应设置的卡环230以及与待更换的绝缘子500相邻设置的另一个绝缘子400所对应设置的卡环230上,且其中一个取销机构220安装于待更换的绝缘子500的球帽510上,另一个取销机构220安装于与待更换的绝缘子500的球头520卡接的另一个绝缘子400的球帽510上。
转动架210绕第一方向转动能够驱动两个取销机构220动作,两个取销机构220动作能够分别将位于待更换的绝缘子500的帽窝511以及与该帽窝511卡接的另一个绝缘子400的球头520处的插销600、位于待更换的绝缘子500的球头520以及与该球头520卡接的另一个绝缘子400的帽窝511处的插销600取出。
具体地,卡环230沿第二方向上的横截面为具有开口的弧形结构,第二方向为水平且与第一方向垂直的方向,初始状态,四个卡环230的开口均朝向地面,卡环230为弹性材质。
本实施例通过设置机械臂100、操作部200和支撑平台配合,在使用时,先使机械臂100通过安装架300带动操作部200分别沿第三方向和第一方向移动,操作部200沿第三方向移动将使四个卡环230在竖直方向上分别与待更换的绝缘子500以及其他三个绝缘子400对齐,操作部200沿第一方向移动将使四个卡环230在水平方向上分别与待更换的绝缘子500以及其他三个绝缘子400对齐,接着使机械臂100通过安装架300带动操作部200沿第三方向向靠近地面的一侧移动,使四个卡环230分别卡接于待更换的绝缘子500的球帽510以及其他三个绝缘子400的四个球帽510上。然后驱动转动架210绕第一方向转动,促使两个取销机构220动作,利用两个取销机构220分别将位于待更换的绝缘子500的帽窝511以及与该帽窝511卡接的另一个绝缘子400的球头520处的插销600、位于待更换的绝缘子500的球头520以及与该球头520卡接的另一个绝缘子400的帽窝511处的插销600取出。整个取销过程不需要操作人员的过多干预,操作难度小,效率高。
在本实施例中,机械臂100包括安装座110、第一支臂120和第二支臂130。安装座110与支撑平台固定连接,第一支臂120转动安装于安装座110上,且第一支臂120与安装座110之间设置有第一电机,第一电机能够驱动第一支臂120相对于安装座110转动。第二支臂130安装于第一支臂120远离安装座110的一端,且第二支臂130与第一支臂120之间设置有第二电机,第二电机能够驱动第二支臂130相对于第一支臂120转动。
在使用时,先驱动第一电机转动,通过第一支臂120带动第二支臂130和操作部200转动,对操作部200在竖直方向以及水平方向上的位置进行粗调,然后驱动第二电机转动,通过第二支臂130对操作部200在竖直方向以及水平方向上的位置进行细调。
具体地,一种电力线路带电作业机械手,还包括控制系统和监控元件,控制系统与第一电机、第二电机电性连接,监控元件与控制系统电性连接,监控元件为摄像头。监控元件能够实时监测操作部200的位置,并将图像反馈至控制系统。在使用时,操作人员只需要通过控制系统驱动第一电机或者第二电机启动即可,并通过设置监控元件方便监测操作部200的移动和安装情况。
在本实施例中,取销机构220包括转动环221、拨动环222、第一销杆223、第二销杆224和挡杆225。转动环221能够绕第一方向转动地安装于卡环230上,转动架210绕第一方向转动能够驱动转动环221绕第一方向转动,拨动环222为圆环形,拨动环222安装于转动环221的外周壁面上,能够绕其自身轴线转动且能够沿其自身轴线移动地安装于转动环221上,拨动环222的轴线方向始终与转动环221的轴线方向垂直。
第一销杆223和第二销杆224均沿拨动环222的径向方向设置,并在拨动环222的外周壁面上依次设置,挡杆225固定安装于第二销杆224上,与第二销杆224垂直设置,且当四个卡环230分别卡接于待更换的绝缘子500以及其他三个绝缘子400上时,第一销杆223与其相邻的插销600在转动环221转动的方向上依次设置并抵接在插销600外壁上,进而使得当转动环221转动时,与第一销杆223抵接的插销600将通过第一销杆223促使拨动环222绕其自身轴线转动,使第一销杆223转动第一预设角度,离开与其抵接的插销600,并带动第二销杆224转动第一预设角度,第二销杆224将转动至插销600内,且在第二销杆224转动至插销600内后,挡杆225能够与插销600的弧形面抵接。拨动环222上设置有气缸226,第一销杆223转动第一预设角度后将驱动气缸226动作,气缸226动作能够驱动拨动环222沿其自身轴线的方向移动,拨动环222移动将带动第一销杆223、第二销杆224和挡杆225同步移动,且第二销杆224移动将拔出插销600。
具体地,拨动环222上设置有第一角度传感器,第一角度传感器与控制系统电性连接,第一角度传感器能够将其检测到的拨动环222转动的角度,反馈成具体参数至控制系统中,控制系统与气缸226电性连接。
在通过角度传感器检测到拨动环222正向转动了第一预设角度后,控制系统将驱动气缸226动作,使气缸226驱动拨动环222沿其自身轴向方向向上移动。同理在通过角度传感器检测到拨动环222反向转动了第一预设角度后,控制系统将驱动气缸226动作,使气缸226驱动拨动环222沿其自身轴向方向向下移动。
本实施例通过设置转动环221、拨动环222、第一销杆223、第二销杆224和挡杆225配合,在使用时,以图9和图10的视角从左向右看,转动架210绕第一方向转动驱动转动环221绕第一方向转动,通过限定转动架210的转动方向使转动环221绕第一方向逆时针转动,由于第一销杆223与其相邻的插销600在转动环221转动的方向上依次设置,插销600将限制第一销杆223与转动环221同步绕第一方向转动,因此转动环221绕第一方向转动将通过与其抵接的插销600促使拨动环222绕其自身轴线转动,即以图9和图10的视角从上向下看,拨动环222顺时针转动,使第一销杆223转动第一预设角度,离开与其抵接的插销600,并带动第二销杆224转动第一预设角度,转动至插销600内,且在第二销杆224转动至插销600内后,挡杆225将与插销600的侧壁面抵接,限制拨动环222继续绕其自身轴线转动,具体参见附图12和图13所示。并且此时气缸226将动作,驱动拨动环222沿其自身轴线的方向移动,拨动环222移动将带动第一销杆223第二销杆224和挡杆225同步移动,且第二销杆224移动将拔出插销600。
在本实施例中,转动架210包括第一转杆201、第二转杆202、第三转杆203、第四转杆204和两个连杆205。第一转杆201、第二转杆202、第三转杆203和第四转杆204沿第一方向依次设置且分别能够绕第一方向转动地安装于四个卡环230上,且第二转杆202、第四转杆204、第三转杆203和第一转杆201沿第一方向逐渐靠近安装架300。两个连杆205均沿第一方向设置,两个连杆205分别连接第一转杆201、第二转杆202、第三转杆203、第四转杆204,使第一转杆201、第二转杆202、第三转杆203、第四转杆204和两个连杆205形成矩形结构。两个取销机构220分别安装于第三转杆203所对应卡接的卡环230以及第四转杆204所对应卡接的卡环230上,第三转杆203与其对应设置的转动环221摩擦传动,第四转杆204与其对应设置的转动环221摩擦传动,使得在转动架210转动时,第三转杆203和第四转杆204同步转动,第三转杆203转动将通过摩擦传动促使与第三转杆203对应设置的转动环221转动,第四转杆204转到将通过摩擦传动促使与第四转杆204对应设置的转动环221转动。且第三转杆203上对应卡接的卡环230用于将待更换的绝缘子500卡接。
具体地,安装架300上设置有第三电机301,第三电机301的输出轴上设置有第一转轮,第一转杆201上设置有用于与第一转轮配合的第二转轮,第一转杆201与第一转轮同轴设置且为键槽配合,使第一转杆201与第一转轮同步转动且可相对移动。第一转轮和第二转轮通过传动带相连,在第三电机301转动时,能够通过传动带动第一转杆201绕第一方向转动,并带动第二转杆202、第三转杆203、第四转杆204和两个连杆205同步转动。更具体地,第二转轮包括第一半环和第二半环,第一半环的结构和形状与卡环230相同,第一半环和第二半环能够卡接在一起,在第一转杆201、第二转杆202、第三转杆203、第四转杆204卡接在卡环230上前,传动带不绕设在第二转轮上,在使用时,当第一转杆201、第二转杆202、第三转杆203、第四转杆204卡接在卡环230上后,由操作人员将第一半环和第二半环卡接在一起,然后再将传动带绕设在第二转轮上,传动带具有弹性。
在本实施例中,两个连杆205均包括第一螺杆211、第二螺杆212和螺纹套213,第一螺杆211、螺纹套213和第二螺杆212沿第一方向依次设置,第一螺杆211位于第二螺杆212靠近第一转杆201的一侧,且第一螺杆211靠近螺纹套213的一端以及第二螺杆212靠近螺纹套213的一端均与螺纹套213螺接,第一螺杆211和第二螺杆212的螺纹旋向相反。
第一转杆201的两端分别与两个第一螺杆211远离螺纹套213的一端可转动地连接,第二转杆202的两端分别与两个第二螺杆212远离螺纹套213的一端可转动地连接,第三转杆203的两端分别与两个螺纹套213转动连接,第三转杆203能够与两个螺纹套213同步绕第一方向公转转动,且螺纹套213能够相对于第三转杆203绕其自身轴线自转转动并与第三转杆203同步移动。第四转杆204两端分别与两个第二螺杆212转动连接,且第四转杆204能够与两个第二螺杆212同步绕第一方向公转转动并与两个第二螺杆212同步移动。
螺纹套213能够绕第一方向自转转动地设置,且螺纹套213的外周壁面上设置有第一螺纹。安装架300沿第二方向上的两端分别设置有连接杆302,连接杆302沿第一方向设置,连接杆302远离安装架300的一端固接有弧形环303,弧形环303沿转动架210转动的周向方向设置,弧形环303靠近转动架210一侧的周壁面上设置有第二螺纹,初始每个弧形环303与一个螺纹套213在转动架210的转动方向上依次设置,即初始弧形环303不与螺纹套213接触,在拨动环222顺时针转动第一预设角度时,转动架210将绕第一方向转动第二预设角度,当转动架210绕第一方向转动第二预设角度后,螺纹套213上的第一螺纹能够与弧形环303上的第二螺纹配合,也就是说,在插销600拔出后,螺纹套213上的第一螺纹能够与弧形环303上的第二螺纹配合,并在螺纹套213上的第一螺纹与弧形环303上的第二螺纹配合后,转动架210将在继续转动第三预设角度后停止。
具体地,转动架210上设置有第二角度传感器,第二角度传感器与控制系统电性连接,第二角度传感器能够将其检测到的转动架210转动的角度,反馈成具体参数至控制系统中,控制系统与第三电机301电性连接,控制系统能够在第二角度传感器检测到转动架210转动的角度为第二预设角度与第三预设角度之和时,驱动第三电机301停止。
更具体地,两个螺纹套213上分别设置有两个第一环形凸台214,两个第一环形凸台214设置在螺纹套213的周向方向上,两个第一环形凸台214之间限定出第一转动空间,第三转杆203的两端分别设置有第一安装环215,第一安装环215转动安装于第一转动空间内,进而使得第三转杆203能够与两个螺纹套213同步绕第一方向公转转动,且螺纹套213能够相对于第三转杆203绕其自身轴线自转转动并与第三转杆203同步移动。
两个第二螺杆212上分别设置有两个第二环形凸台,两个第二环形凸台设置在第二螺杆212的周向方向上,两个第二环形凸台之间限定出第二转动空间,第四转杆204的两端分别设置有第二安装环,第二安装环转动安装于第二转动空间内,进而使得第四转杆204能够与两个第二螺杆212同步绕第一方向公转转动并与两个第二螺杆212同步移动。
进一步地,两个第一螺杆211上均分别设置有限位台216,限位台216设置在第一螺杆211的周向方向上,初始限位台216位于远离第一环形凸台214一侧,且当转动架210绕第一方向转动的角度为第二预设角度与第三预设角度之和时,限位台216能够与第一环形凸台214抵接。
本实施例通过设置第一螺杆211、第二螺杆212和螺纹套213配合,在转动架210绕第一方向转动地过程中,转动架210转动了第二预设角度后,即拨动环222顺时针转动第一预设角度后,此时气缸226能够分别将位于待更换的绝缘子500的帽窝511以及与该帽窝511卡接的另一个绝缘子400的球头520处的插销600、位于待更换的绝缘子500的球头520以及与该球头520卡接的另一个绝缘子400的帽窝511处的插销600取出。且此时螺纹套213上的第一螺纹能够与弧形环303上的第二螺纹配合,并在螺纹套213上的第一螺纹与弧形环303上的第二螺纹配合后,第三电机301驱动转动架210继续转动第三预设角度,在转动架210继续转动的过程中,螺纹套213上的第一螺纹与弧形环303上的第二螺纹配合,弧形环303将促使螺纹套213绕其自身轴线自转转动,螺纹套213自转转动将分别与第一螺杆211和第二螺杆212配合。
由于第一螺杆211和第二螺杆212的螺纹旋向相反,因此螺纹套213自转转动将使第一螺杆211和第二螺杆212相互靠近,第一螺杆211移动将带动第一转杆201向靠近第三转杆203的一侧移动,第二螺杆212移动将带动第二转杆202和第四转杆204同步向靠近第三转杆203的一侧移动,且第四转杆204向靠近第三转杆203的一侧移动,能够使已经拔出插销600了的待更换的绝缘子500的球头520以及与该球头520卡接的另一个绝缘子400的帽窝511之间相对放松,给待更换的绝缘子500的球头520留出拆卸的空间,第一转杆201向靠近第三转杆203的一侧移动,能够使已经拔出插销600了的待更换的绝缘子500的帽窝511以及与该帽窝511卡接的另一个绝缘子400的球头520之间相对放松,给待更换的绝缘子500的帽窝511留出拆卸的空间,即该操作能够使待更换的绝缘子500的球头520和帽窝511均放松,通过这种方式卸掉待更换的绝缘子500与其相邻的两个绝缘子400之间的拉力,使得操作人员只需要在待更换的绝缘子500的球头520和帽窝511均放松后取出即可,避免在拔出插销600后,通过人工拆卸费时费力,导致拆卸困难的现象。
且利用第二转杆202和第四转杆204同步向靠近第三转杆203的一侧移动,可以避免在第四转杆204上对应设置的插销600拔出后,由于第二转杆202上的插销600并未拔出,因此第二转杆202上对应设置的插销600对第二转杆202的移动进行限位。因此在设置时通过设置第二转杆202带动第四转杆204向第三转杆203一侧移动,能够提高装置的稳定性。若仅使第四转杆204移动可能造成的第四转杆204移动带动其对应设置的整个卡环230等其他结构同步移动的情况。
结合上述实施例,具体的工作原理和工作过程为:
在使用时,驾驶汽车带着机械手和升降机来到需要更换绝缘子400的位置。操作人员可坐在升降机中,通过升降机带动操作人员移动至待更换的绝缘子500的下方。启动控制系统,利用控制系统驱动第一电机和第二电机启动,使机械臂100通过安装架300带动操作部200分别沿第三方向和第一方向移动,操作部200沿第三方向移动将使四个卡环230在竖直方向上分别与待更换的绝缘子500以及其他三个绝缘子400对齐,操作部200沿第一方向移动将使四个卡环230在水平方向上分别与待更换的绝缘子500以及其他三个绝缘子400对齐,接着使机械臂100通过安装架300带动操作部200沿第三方向向靠近地面的一侧移动,使四个卡环230分别卡接于待更换的绝缘子500的球帽510以及其他三个绝缘子400的四个球帽510上。整个操作过程由监控元件实时监测,保证机械手作业的准确性。
然后启动第三电机301带动转动架210转动,即带动第一转杆201、第二转杆202、第三转杆203、第四转杆204和两个连杆205转动,以图9和图10的视角从左向右看,转动架210绕第一方向转动驱动转动环221绕第一方向转动,通过限定转动架210的转动方向使转动环221绕第一方向逆时针转动,由于第一销杆223与其相邻的插销600在转动环221转动的方向上依次设置,插销600将限制第一销杆223与转动环221同步绕第一方向转动,因此转动环221绕第一方向转动将通过与其抵接的插销600促使拨动环222绕其自身轴线转动,即以图9和图10的视角从上向下看,拨动环222顺时针转动,使第一销杆223转动第一预设角度,离开与其抵接的插销600,并带动第二销杆224转动第一预设角度,转动至插销600内,且在第二销杆224转动至插销600内后,挡杆225将与插销600的侧壁面抵接,限制拨动环222继续绕其自身轴线转动,具体参见附图12和图13所示。并且此时操作系统将驱动气缸226将动作,驱动拨动环222沿其自身轴线的方向移动,拨动环222移动将带动第一销杆223第二销杆224和挡杆225同步移动,且第二销杆224移动将拔出插销600。
此时拨动环222转动了第一预设角度,转动架210转动了第二预设角度,螺纹套213上的第一螺纹能够与弧形环303上的第二螺纹配合,并在螺纹套213上的第一螺纹与弧形环303上的第二螺纹配合后,第三电机301驱动转动架210继续转动第三预设角度,在转动架210继续转动的过程中,螺纹套213上的第一螺纹与弧形环303上的第二螺纹配合弧形环303将促使螺纹套213绕其自身轴线自转转动,螺纹套213自转转动将分别与第一螺杆211和第二螺杆212配合。
由于第一螺杆211和第二螺杆212的螺纹旋向相反,因此螺纹套213自转转动将使第一螺杆211和第二螺杆212相互靠近,第一螺杆211移动将带动第一转杆201向靠近第三转杆203的一侧移动,第二螺杆212移动将带动第二转杆202和第四转杆204同步向靠近第三转杆203的一侧移动,且第四转杆204向靠近第三转杆203的一侧移动,能够使已经拔出插销600了的待更换的绝缘子500的球头520以及与该球头520卡接的另一个绝缘子400的帽窝511之间相对放松,给待更换的绝缘子500的球头520留出拆卸的空间,第一转杆201向靠近第三转杆203的一侧移动,能够使已经拔出插销600了的待更换的绝缘子500的帽窝511以及与该帽窝511卡接的另一个绝缘子400的球头520之间相对放松,给待更换的绝缘子500的帽窝511留出拆卸的空间,即该操作能够使待更换的绝缘子500的球头520和帽窝511均放松,通过这种方式卸掉待更换的绝缘子500与其相邻的两个绝缘子400之间的拉力,使得操作人员只需要在待更换的绝缘子500的球头520和帽窝511均放松后取出即可,避免在拔出插销600后,通过人工拆卸费时费力,导致拆卸困难的现象。
且由于第一转杆201、第二转杆202、第三转杆203和第四转杆204分别通过四个卡环230将待更换的绝缘子500以及其他三个绝缘子400卡接,因此在待更换的绝缘子500的拉力消除后,卡环230的设置能够保证其对应设置的待更换的绝缘子500和与其相邻的绝缘子400不会掉落,保证了操作安全。
操作人员只需要在取下待更换的绝缘子500后,将新的绝缘子400进行安装即可,然后通过控制系统驱动第三电机301反向转动,使第一螺杆211和第二螺杆212相互远离,第一螺杆211移动将带动第一转杆201向远离第三转杆203的一侧移动,第二螺杆212移动将带动第二转杆202和第四转杆204同步向远离第三转杆203的一侧移动,使更换后的新的绝缘子400两端的张力恢复,之后使第三电机301继续反向转动,直至拨动环222上的第一销杆223再次与其相邻的插销600在转动环221转动的方向上依次设置并抵接在插销600外壁上,使操作系统驱动第三电机301停止,并利用操作系统驱动气缸226动作,使气缸226驱动拨动环222沿其自身轴向方向向下移动,将插销600再次插回即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,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 (7)

1.一种电力线路带电作业机械手,用于对绝缘子串上待更换的绝缘子(500)进行拆卸,其特征在于:包括机械臂(100)、操作部(200)和支撑平台;机械臂(100)一端安装于支撑平台上,另一端通过安装架(300)与操作部(200)固接;操作部(200)包括转动架(210)、两个取销机构(220)和四个卡环(230);绝缘子串沿第一方向设置,第一方向为水平方向,机械臂(100)能够通过安装架(300)带动操作部(200)沿第三方向移动,第三方向与第一方向垂直,为竖直方向,并通过安装架(300)带动操作部(200)沿第一方向移动,使四个卡环(230)能够分别卡接于待更换的绝缘子(500)以及其他三个绝缘子(400)上;转动架(210)能够绕第一方向转动地安装于四个卡环(230)上;其中一个取销机构(220)安装于待更换的绝缘子(500)的球帽(510)上,另一个取销机构(220)安装于与待更换的绝缘子(500)的球头(520)卡接的另一个绝缘子(400)的球帽(510)上,转动架(210)绕第一方向转动能够驱动两个取销机构(220)动作,两个取销机构(220)动作能够分别将位于待更换的绝缘子(500)的帽窝(511)以及与该帽窝(511)卡接的另一个绝缘子(400)的球头(520)处的插销(600)、位于待更换的绝缘子(500)的球头(520)以及与该球头(520)卡接的另一个绝缘子(400)的帽窝(511)处的插销(600)取出;
取销机构(220)包括转动环(221)、拨动环(222)、第一销杆(223)、第二销杆(224)和挡杆(225);转动环(221)能够绕第一方向转动地安装于卡环(230)上,转动架(210)绕第一方向转动能够驱动转动环(221)绕第一方向转动,拨动环(222)为圆环形,拨动环(222)安装于转动环(221)的外周壁面上,能够绕其自身轴线转动且能够沿其自身轴线移动地安装于转动环(221)上,拨动环(222)的轴线方向始终与转动环(221)的轴线方向垂直;第一销杆(223)和第二销杆(224)均沿拨动环(222)的径向方向设置,并在拨动环(222)的外周壁面上依次设置,挡杆(225)固定安装于第二销杆(224)上,与第二销杆(224)垂直设置,且当四个卡环(230)分别卡接于待更换的绝缘子(500)以及其他三个绝缘子(400)上时,第一销杆(223)与其相邻的插销(600)在转动环(221)转动的方向上依次设置并抵接在插销(600)外壁上,进而使得当转动环(221)转动时,与第一销杆(223)抵接的插销(600)将通过第一销杆(223)促使拨动环(222)绕其自身轴线转动,并使第一销杆(223)转动第一预设角度,离开与其抵接的插销(600),并带动第二销杆(224)转动第一预设角度,第二销杆(224)将转动至插销(600)内,且在第二销杆(224)转动至插销(600)内后,挡杆(225)能够与插销(600)的弧形面抵接;拨动环(222)上设置有气缸(226),第一销杆(223)转动第一预设角度后将驱动气缸(226)动作,气缸(226)动作能够驱动拨动环(222)沿其自身轴线的方向移动,拨动环(222)移动将带动第一销杆(223)、第二销杆(224)和挡杆(225)同步移动,且第二销杆(224)移动将拔出插销(600);
转动架(210)包括第一转杆(201)、第二转杆(202)、第三转杆(203)、第四转杆(204)和两个连杆(205);第一转杆(201)、第二转杆(202)、第三转杆(203)和第四转杆(204)沿第一方向依次设置且分别能够绕第一方向转动地安装于四个卡环(230)上,且第二转杆(202)、第四转杆(204)、第三转杆(203)和第一转杆(201)沿第一方向逐渐靠近安装架(300);两个连杆(205)均沿第一方向设置,两个连杆(205)分别连接第一转杆(201)、第二转杆(202)、第三转杆(203)、第四转杆(204),使第一转杆(201)、第二转杆(202)、第三转杆(203)、第四转杆(204)和两个连杆(205)形成矩形结构;两个取销机构(220)分别安装于第三转杆(203)所对应卡接的卡环(230)以及第四转杆(204)所对应卡接的卡环(230)上,第三转杆(203)与其对应设置的转动环(221)摩擦传动,第四转杆(204)与其对应设置的转动环(221)摩擦传动,且第三转杆(203)上对应卡接的卡环(230)用于将待更换的绝缘子(500)卡接;
两个连杆(205)均包括第一螺杆(211)、第二螺杆(212)和螺纹套(213),第一螺杆(211)、螺纹套(213)和第二螺杆(212)沿第一方向依次设置,且第一螺杆(211)靠近螺纹套(213)的一端以及第二螺杆(212)靠近螺纹套(213)的一端均与螺纹套(213)螺接,第一螺杆(211)和第二螺杆(212)的螺纹旋向相反;第一转杆(201)的两端分别与两个第一螺杆(211)远离螺纹套(213)的一端可转动地连接,第二转杆(202)的两端分别与两个第二螺杆(212)远离螺纹套(213)的一端可转动地连接,第三转杆(203)的两端分别与两个螺纹套(213)转动连接,第三转杆(203)能够与两个螺纹套(213)同步绕第一方向公转转动,且螺纹套(213)能够相对于第三转杆(203)绕其自身轴线自转转动并与第三转杆(203)同步移动;第四转杆(204)两端分别与两个第二螺杆(212)转动连接,且第四转杆(204)能够与两个第二螺杆(212)同步绕第一方向公转转动并与两个第二螺杆(212)同步移动;螺纹套(213)能够绕第一方向自转转动地设置,且螺纹套(213)的外周壁面上设置有第一螺纹;安装架(300)沿第二方向上的两端分别设置有连接杆(302),连接杆(302)沿第一方向设置,连接杆(302)远离安装架(300)的一端固接有弧形环(303),弧形环(303)沿转动架(210)转动的周向方向设置,弧形环(303)靠近转动架(210)一侧的周壁面上设置有第二螺纹,初始每个弧形环(303)与一个螺纹套(213)在转动架(210)的转动方向上依次设置,在拨动环(222)转动第一预设角度时,转动架(210)将绕第一方向转动第二预设角度,当转动架(210)绕第一方向转动第二预设角度后,螺纹套(213)上的第一螺纹能够与弧形环(303)上的第二螺纹配合,并在螺纹套(213)上的第一螺纹与弧形环(303)上的第二螺纹配合后,转动架(210)将在继续转动第三预设角度后停止。
2.根据权利要求1所述的一种电力线路带电作业机械手,其特征在于:卡环(230)沿第二方向上的横截面为具有开口的弧形结构,第二方向为水平且与第一方向垂直的方向,初始状态,四个卡环(230)的开口均朝向地面,卡环(230)为弹性材质。
3.根据权利要求2所述的一种电力线路带电作业机械手,其特征在于:机械臂(100)包括安装座(110)、第一支臂(120)和第二支臂(130);安装座(110)与支撑平台固定连接,第一支臂(120)转动安装于安装座(110)上,且第一支臂(120)与安装座(110)之间设置有第一电机,第一电机能够驱动第一支臂(120)相对于安装座(110)转动;第二支臂(130)安装于第一支臂(120)远离安装座(110)的一端,且第二支臂(130)与第一支臂(120)之间设置有第二电机,第二电机能够驱动第二支臂(130)相对于第一支臂(120)转动。
4.根据权利要求3所述的一种电力线路带电作业机械手,其特征在于:两个螺纹套(213)上分别设置有两个第一环形凸台(214),两个第一环形凸台(214)设置在螺纹套(213)的周向方向上,两个第一环形凸台(214)之间限定出第一转动空间,第三转杆(203)的两端分别设置有第一安装环(215),第一安装环(215)转动安装于第一转动空间内,进而使得第三转杆(203)能够与两个螺纹套(213)同步绕第一方向公转转动,且螺纹套(213)能够相对于第三转杆(203)绕其自身轴线自转转动并与第三转杆(203)同步移动;两个第二螺杆(212)上分别设置有两个第二环形凸台,两个第二环形凸台设置在第二螺杆(212)的周向方向上,两个第二环形凸台之间限定出第二转动空间,第四转杆(204)的两端分别设置有第二安装环,第二安装环转动安装于第二转动空间内,进而使得第四转杆(204)能够与两个第二螺杆(212)同步绕第一方向公转转动并与两个第二螺杆(212)同步移动。
5.根据权利要求4所述的一种电力线路带电作业机械手,其特征在于:两个第一螺杆(211)上均分别设置有限位台(216),限位台(216)设置在第一螺杆(211)的周向方向上,初始限位台(216)位于远离第一环形凸台(214)一侧,且转动架(210)绕第一方向转动能够使限位台(216)与第一环形凸台(214)抵接。
6.根据权利要求5所述的一种电力线路带电作业机械手,其特征在于:还包括控制系统和监控元件,控制系统与第一电机、第二电机电性连接,监控元件与控制系统电性连接,监控元件为摄像头。
7.根据权利要求6所述的一种电力线路带电作业机械手,其特征在于:拨动环(222)上设置有第一角度传感器,第一角度传感器与控制系统电性连接,第一角度传感器能够将其检测到的拨动环(222)转动的角度,反馈成具体参数至控制系统中,控制系统与气缸(226)电性连接。
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