CN209319818U - 一种铁路牵引变电所巡控机器人大范围运动机械臂 - Google Patents

Abstract

一种铁路牵引变电所巡控机器人大范围运动机械臂，机械臂包括底板、导线软管、机械臂主支架、顶板、齿轮、大臂、升降支架，机械臂主支架上、下两端分别安装在顶板下端、底板上端，升降步进电机减速机构安装在升降支架右外后侧端，机械臂主支架右侧端有滑轨，升降支架右部前后两部内侧滑动块，升降支架两个滑动块内侧端分别位于两根滑轨外侧端槽内，位于机械臂主支架右侧端前部有直齿条板，齿轮安装在升降步进电机减速机构的动力输出轴前端，机械臂主支架前端有前安装架，电机减速机构安装在前安装架的右外侧，大臂后端和电机减速机构动力输出轴安装在一起，末端执行器安装在大臂前端，接近开关安装在前安装架右侧后端上部。

Description

一种铁路牵引变电所巡控机器人大范围运动机械臂

技术领域

本实用新型涉及铁路牵引变电所巡控机器人配套设备领域，特别是一种铁路牵引变电所巡控机器人大范围运动机械臂。

背景技术

变电站使用的巡检机器人通过自身携带的多种仪器，能代替人工对设备进行巡检，可以及时的发现变电站内电力设备内部的热缺陷、外部机械或电气等问题，并能根据需要在其控制系统控制作用下对变电站相关设备进行操作，真正起到了减员增效、更快的推进了变电站无人化值守进程的作用；比如某一变电所、尤其是边远地区的变电所出现故障，需要合开关或关闭某一开关时，这时远端管理人员就可以起用变电所内的巡检机器人，通过远程操作巡检机器人的机械臂，在变电所内直接完成操作指令，如对某一线路的分合闸开关进行分闸断电操作等，从而实现高效安全操作的目的。

现有的变电站使用的巡检机器人工作时，其机械臂上下运动到位后对变电站内相关设备进行操作，因结构所限，现有的变电站使用的巡检机器人其机械臂只能实现上下运动，机械臂和驱动机构之间的角度是固定的。由于机械臂和驱动机构之间的角度是固定的，在例如机械臂前端接触需要操作的变电站分合闸开关、对分合闸开关进行分闸时，因机械臂前端不能和分合闸开关的操作手柄之间实现角度调节，机械臂前端和分合闸开关的操作手柄之间接触面有限，且角度不能达到需要，这样机械臂进行分闸操作时，其产生的作用力不能有效作用于分合闸开关的操作手柄，会导致分合闸操作失败；上述情况下，如果分合闸开关安装在电气控制箱内、电气控制箱内部件众多、导线分布较多时，由于角度的不能调节，缺点更会突出。

基于上述，提供一种应用于巡控机器人使用，使用中不但能实现上下运动，还能实现角度调节的机械臂显得尤为必要。

发明内容

为了克服现有铁路牵引变电所巡控机器人使用的机械臂因结构所限存在的弊端，本实用新型提供了不但能实现机械臂上下运动，还能在上下运动中实现任意角度调节（180度范围内）的一种铁路牵引变电所巡控机器人大范围运动机械臂。

本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：

一种铁路牵引变电所巡控机器人大范围运动机械臂，包括铁路牵引变电所巡控机器人本体以及机器人本体配套的接近开关、控制电路板、末端执行器，以及带刹车功能的升降步进电机减速机构、带刹车功能的角度步进电机减速机构，还具有机械臂，其特征在于机械臂包括底板、导线软管、机械臂主支架、顶板、齿轮、大臂、升降支架，底板的周围具有多个开孔，机械臂主支架的下端安装在底板上端中部，机械臂主支架的上端安装在顶板下端中部，升降步进电机减速机构安装在升降支架的右外后侧端，机械臂主支架的右侧端前后两部各有一根由上至下分布的滑轨，升降支架的右端前后两部内侧各有一个滑动块，升降支架的右部框架套在机械臂主支架内，导线软管位于升降支架的左部框架内，升降支架的两个滑动块内侧端分别位于两根滑轨的外侧端槽内，位于机械臂主支架右侧端前部的滑轨后侧端由上至下垂直分布安装有一根直齿条板，齿轮安装在升降步进电机减速机构的动力输出轴前端，机械臂主支架的前端有一个“∪”型前安装架，前安装架的左右两端前部各有一个左右分布的支撑轴承座，轴承座内均安装有一只轴承，角度步进电机减速机构安装在“∪”型前安装架的右外侧端，角度步进电机减速机构的动力输出轴位于两只轴承的内圈内，大臂的后端中部开孔和角度步进电机减速机构的动力输出轴安装在一起，末端执行器安装在大臂的前端，接近开关安装在“∪”型前安装架的右侧后端上部的支撑板上，接近开关两个接线端、升降步进电机减速机构和角度步进电机减速机构的电源输入两端分别和铁路牵引变电所巡控机器人本体配套的控制电路板经导线连接，底板安装在铁路牵引变电所巡控机器人本体的机身前端，和接近开关、升降步进电机减速机构、角度步进电机减速机构连接的导线套在导线软管内。

所述升降步进电机减速机构的动力输出轴前端的齿轮和直齿条板啮合。

所述两个滑动块内侧端之间间距小于机械臂主支架右侧端前后两部由上至下分布的滑轨外侧宽度，大于机械臂主支架右侧端前后两部由上至下分布的滑轨最内侧端宽度。

本实用新型有益效果是：本实用新型控制使用过程和现有铁路牵引变电所巡控机器人的控制过程完全一致，操作者在远端发出控制指令后，控制电路板会接收到控制指令。本实用新型中，控制电路板不但能输出控制指令控制升降步进电机减速机构的动力输出轴正反旋转，实现升降步进电机减速机构带动升降支架、以及升降支架前端的末端执行器上下运动；而且还能实现经角度步进电机减速机构带动大臂前部绕后部上下运动，进而大臂前端带动末端执行器上下做半圆周运动，从而实现调节末端执行器角度的功能。实际使用中，由于大臂前端的末端执行器不但能上下运动，还能实现角度调节，这样，末端执行器的前端能更好实现和所需要操控的电气部件操作手柄等接触，更加利于操作的有效可靠进行；特别在电气箱内部件众多、导线分布较多时，由于末端执行器角度能够调节，更能避让其它电气部件和导线等，进而有效的对所需要控制的电气部件进行操控。基于上述，所以本实用新型具有好的应用前景。

附图说明

以下结合附图和实施例将本实用新型做进一步说明。

图1是本实用新型前左视结构示意图。

图2是本实用新型后视局部结构示意图。

具体实施方式

图1、2中所示，一种铁路牵引变电所巡控机器人大范围运动机械臂，包括铁路牵引变电所巡控机器人本体以及机器人本体配套的接近开关1、控制电路板、末端执行器2，以及带刹车功能的升降步进电机减速机构3、带刹车功能的角度步进电机减速机构4，还具有机械臂，机械臂包括底板5、导线软管6、机械臂主支架7、顶板8、齿轮11、大臂12、升降支架13，底板5的周围具有多个开孔作为固定孔5-1，机械臂主支架7的下端通过螺杆螺母安装在底板5上端中部，机械臂主支架7的上端通过螺杆螺母安装在顶板8下端中部，升降步进电机减速机构3通过螺杆螺母安装在升降支架13的右外后侧端，机械臂主支架7的右侧端前后两部各有一根由上至下分布的滑轨9，升降支架13的右端前后两部内侧各有一个滑动块14，升降支架13的右部框架13-1套在机械臂主支架7内，导线软管6位于升降支架13的左部框架13-2内，升降支架13的两个滑动块14内侧端分别位于两根滑轨9的外侧端槽内，位于机械臂主支架7右侧端前部的滑轨后侧端由上至下垂直分布安装有一根直齿条板10，齿轮11安装在升降步进电机减速机构3的动力输出轴前端，机械臂主支架7的前端有一个“∪”型前安装架7-1，前安装架7-1的左右两端前部各有一个左右分布的支撑轴承座7-2，轴承座7-2内均安装有一只轴承，角度步进电机减速机构4通过螺杆螺母安装在“∪”型前安装架7-1的右外侧端，角度步进电机减速机构4的动力输出轴位于两只轴承的内圈内，大臂12的后端中部开孔和角度步进电机减速机构4的动力输出轴焊接在一起，铁路牵引变电所巡控机器人本体的末端执行器2安装在大臂12的前端，接近开关1安装在“∪”型前安装架7-1的右侧后端上部的支撑板上，接近开关1两个接线端、升降步进电机减速机构3及角度步进电机减速机构4的电源输入度两端分别和铁路牵引变电所巡控机器人本体配套的控制电路板经导线连接，底板5通过其四周的固定孔5-1安装在铁路牵引变电所巡控机器人本体的机身前端，和接近开关1、升降步进电机减速机构3、角度步进电机减速机构4连接的导线套在导线软管6内。

图1、2中所示，升降步进电机减速机构的动力输出轴前端的齿轮11和直齿条板10啮合。当升降步进电机减速机构3得电工作动力输出轴带动齿轮11顺时针或逆时针转动后，升降步进电机减速机构3会经齿轮11沿直齿条板10上下运动，升降支架13随之上下运动，两个滑动块14内侧端分别沿两根滑轨9的外侧端槽内上下运动并为升降支架13的上下运动导向。大臂12的后端中部开孔和角度步进电机减速机构4的动力输出轴焊接在一起后，当角度步进电机减速机构4的动力输出轴顺时针或逆时针转动带动大臂12的后端顺时针或逆时针转动时，大臂12前端会带动大臂前端的铁路牵引变电所巡控机器人本体的末端执行器2上下运动实现角度调节。两个滑动块14内侧端之间间距小于机械臂主支架7右侧端前后两部由上至下分布的滑轨9外侧宽度，大于机械臂主支架7右侧端前后两部由上至下分布的滑轨9最内侧端宽度。

图1、2中所示，本实用新型控制使用过程和现有铁路牵引变电所巡控机器人的控制过程完全一致，操作者在远端发出控制指令后，控制电路板会接收到控制指令。本实用新型中，控制电路板不但能输出控制指令控制升降步进电机减速机构3的动力输出轴正反旋转，还能控制角度步进电机减速机构4的动力输出轴正反旋转。当控制电路板接收到管理人员发出的下降控制指令，升降步进电机减速机构3的动力输出轴逆时针转动后，升降步进电机减速机构3的动力输出轴会带动齿轮11逆时针转动，进而，齿轮11沿直齿条板10向下运动、升降步进电机减速机构3向下运动，升降步进电机减速机构3带动升降支架13、大臂12以及大臂12前部的末端执行器2向下运动；运动中，两个滑动块14内侧端分别沿两根滑轨9的外侧端槽内向下运动并为升降支架13的向下运动导向。当控制电路板接收到管理人员发出的上升控制指令，升降步进电机减速机构3的动力输出轴顺时针转动后，升降步进电机减速机构3的动力输出轴会带动齿轮11顺时针转动，进而，齿轮11沿直齿条板10向上运动、升降步进电机减速机构3向上运动，升降步进电机减速机构3带动升降支架13、大臂12以及大臂12前部的末端执行器2向上运动；运动中，两个滑动块14内侧端分别沿两根滑轨9的外侧端槽内向下运动并为升降支架13的向下运动导向。当需要大臂12前部的末端执行器2角度调节，控制电路板接收到管理人员发出的大臂12前端角度变高变大控制指令，角度步进电机减速机构4的动力输出轴顺时针转动后，角度步进电机减速机构4的动力输出轴会带动大臂12的后端顺时针转动，进而大臂12前端带动铁路牵引变电所巡控机器人本体的末端执行器2向上运动到任意角度，远端管理人员通过视频监控、铁路牵引变电所巡控机器人本体的大臂12动作到位，发出停止运动指令后，大臂12以及末端执行器2运动停止不再进行角度的调节，从而达到需要的末端执行器2角度调节。当需要大臂12前部的末端执行器2角度调节，当控制电路板接收到管理人员发出的大臂12前端角度变低变小控制指令，角度步进电机减速机构4的动力输出轴逆时针转动后，角度步进电机减速机构4的动力输出轴会带动大臂12的后端逆时针转动，进而大臂12前端带动铁路牵引变电所巡控机器人本体的末端执行器2向下运动到任意角度，远端管理人员通过视频监控、铁路牵引变电所巡控机器人本体的大臂12动作到位后，发出停止运动指令后，大臂12以及末端执行器2运动停止不再进行角度的调节，从而达到需要的末端执行器2角度调节。实际使用中，由于大臂12前端的末端执行器2不但能上下运动，还能实现角度调节，这样，末端执行器2的前端能更好实现和所需要操控的电气部件操作手柄接触，更加利于操作的有效进行；特别在电气箱内部件众多、导线分布较多时，由于末端执行器2角度能够调节，更能避让其它电气部件和导线等，进而有效对所需要控制的电气部件进行操控。在实际应用中，末端执行器2的前端接近到需要检测的机构或需要操作的机构，假如此刻末端执行器2的前端高度变高，此刻还可以控制角度步进电机减速机构4的动力输出轴逆时针转动，从而末端执行器2的前端高度变低，假如此刻末端执行器2的前端高度变低，此刻还可以控制角度步进电机减速机构4的动力输出轴顺时针转动，从而末端执行器2的前端高度变高。基于上述，所以本实用新型具有好的应用前景。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.一种铁路牵引变电所巡控机器人大范围运动机械臂，包括铁路牵引变电所巡控机器人本体以及机器人本体配套的接近开关、控制电路板、末端执行器，以及带刹车功能的升降步进电机减速机构、带刹车功能的角度步进电机减速机构，还具有机械臂，其特征在于机械臂包括底板、导线软管、机械臂主支架、顶板、齿轮、大臂、升降支架，底板的周围具有多个开孔，机械臂主支架的下端安装在底板上端中部，机械臂主支架的上端安装在顶板下端中部，升降步进电机减速机构安装在升降支架的右外后侧端，机械臂主支架的右侧端前后两部各有一根由上至下分布的滑轨，升降支架的右端前后两部内侧各有一个滑动块，升降支架的右部框架套在机械臂主支架内，导线软管位于升降支架的左部框架内，升降支架的两个滑动块内侧端分别位于两根滑轨的外侧端槽内，位于机械臂主支架右侧端前部的滑轨后侧端由上至下垂直分布安装有一根直齿条板，齿轮安装在升降步进电机减速机构的动力输出轴前端，机械臂主支架的前端有一个“∪”型前安装架，前安装架的左右两端前部各有一个左右分布的支撑轴承座，轴承座内均安装有一只轴承，角度步进电机减速机构安装在“∪”型前安装架的右外侧端，角度步进电机减速机构的动力输出轴位于两只轴承的内圈内，大臂的后端中部开孔和角度步进电机减速机构的动力输出轴安装在一起，末端执行器安装在大臂的前端，接近开关安装在“∪”型前安装架的右侧后端上部的支撑板上，接近开关两个接线端、升降步进电机减速机构和角度步进电机减速机构的电源输入两端分别和铁路牵引变电所巡控机器人本体配套的控制电路板经导线连接，底板安装在铁路牵引变电所巡控机器人本体的机身前端，和接近开关、升降步进电机减速机构、角度步进电机减速机构连接的导线套在导线软管内。

2.根据权利要求1所述的一种铁路牵引变电所巡控机器人大范围运动机械臂，其特征在于升降步进电机减速机构的动力输出轴前端的齿轮和直齿条板啮合。

3.根据权利要求1所述的一种铁路牵引变电所巡控机器人大范围运动机械臂，其特征在于两个滑动块内侧端之间间距小于机械臂主支架右侧端前后两部由上至下分布的滑轨外侧宽度，大于机械臂主支架右侧端前后两部由上至下分布的滑轨最内侧端宽度。