CN210025282U - 输电铁塔攀爬机器人夹持工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种输电铁塔攀爬机器人夹持工具，其目的是为了解决输电杆塔攀爬机器人夹持装置中，夹持手臂的驱动受力不合理导致电机卡死或是易断齿的问题，通过设置曲柄摇杆机构和合理的转动位置，能够更为方便的对角钢的夹持或松开，顶紧机构能够随着夹持机构的闭合与张开动作实现对角钢的顶紧与收回，在满足现有夹持架功能的前提下，本实用新型优化了其动力的输出结构，解决输电杆塔攀爬机器人夹持装置中，夹持手臂的驱动受力不合理导致电机卡死或是易断齿的问题，通过曲柄摇杆机构和合理的转动位置设置，增大力矩，减小电机的输出力，本结构简单实用，经济成本低，便于操作。

Description

输电铁塔攀爬机器人夹持工具

技术领域

本发明涉及输电线路设备技术领域，具体涉及一种输电铁塔攀爬机器人夹持工具。

背景技术

在电力系统中，输电铁塔的巡检与维修大多是由人工来完成，但是人工攀爬铁塔进行检修存在一定的危险性。通常第一位检修人员要带着安全绳攀爬铁塔，然后进行安全绳的挂接，为后续攀爬人员提供安全保障。检修完毕后，最后一位工作人员还需带着安全绳下来，但是第一位和最后一位工作人员在攀爬与返回的过程是没有任何保护措施的，难免会出现人员坠落及其他危险性事件发生。针对这些问题，相关技术人员也做了大量的研究与设计，但是现有的铁塔攀爬机器人都还不是很完善，且或多或少存在一些不足。如公申请号为 201811149924.2的中国专利公开了一种能够有效夹紧角钢并能够跨越障碍的输电杆塔攀爬机器人夹持装置，不仅能够有效夹紧角钢并能够跨越障碍的输电杆塔攀爬机器人夹持装置，还可以实现机器人在攀爬过程中夹紧或松开输电杆塔角钢的功能，保证机器人实现攀爬动作，但是，此机器人在夹持动力件的设计还存在些许不足，通过齿轮传动一根传动杆，在通过传动杆来驱动夹持手臂的开合，并且，其传动杆在夹持手臂上设置点离转动轴太近导致力矩太小，想要开合时所需力太大，其夹持手臂的受力在开合当中使得电机比较吃力，甚至当电机的功率选择不合理时出现卡死现象，而移动设置点又会对传动杆造成干涉，造成不合理。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种输电铁塔攀爬机器人夹持工具，解决输电杆塔攀爬机器人夹持装置中，夹持手臂的驱动受力不合理导致电机卡死或是易断齿的问题。

为解决上述的技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种输电铁塔攀爬机器人夹持工具，包括箱体、设置在箱体上的传动机构、设置在箱体外侧的用于夹持角钢的夹持机构以及与夹持机构联动的顶紧机构，箱体设置为“L”型；传动机构由电机驱动的主动齿轮以及与主动齿轮外啮合传动的从动齿轮构成，电机固定设置在箱体上，主动齿轮固定连接在电机输出轴上，从动齿轮转动设置在从动轴上，主动齿轮与从动齿轮具有相同的模数和齿数，主动齿轮与从动齿轮上固定设置有固定轴；传动机构还包括一套曲柄摇杆机构，曲柄摇杆机构包括转动连接在固定轴上的第一传动轴、转动连接在第一传动轴一端的第二传动轴、转动连接在第二传动轴一端的第三传动轴和固定设置在箱体一侧的定位杆，定位杆设置有叉口，第二传动轴转接在定位杆的叉口内；夹持机构为对称布置的两个夹持手臂，箱体下外侧固定安装有第一安装座，两个夹持手臂一端均铰接连接在第一安装座上，夹持手臂设置为L形结构，夹持手臂包括向夹持一侧弯曲一定角度的上段、中段和与中段呈垂直设置的下段，中段上与夹持侧相对的一侧面上固定安装有第二安装座，第三传动轴的另一端转接在第二安装座上；顶紧机构包括推杆、导杆以及设置在推杆下方的压块，夹持机构上设置有滑轨，导杆为两个，两个导杆的一端均位于滑轨内，且导杆能沿随着夹持机构的闭合与张开动作沿滑轨滑动，导杆的另一端固定在推杆上，压块套装于推杆内，压块与推杆之间通过螺栓连接，且压块能够在推杆内绕推杆的轴线作微转动以实现对角钢的精准顶紧，箱体上与推杆对应的位置上开设有开口，开口的大小大于推杆的直径。

进一步的，第二安装座设置在靠近下段一端。

进一步的，曲柄摇杆机构对称设置为2套。

进一步的，第二传动轴两端设置有叉口，第一传动轴和第三传动轴转接在叉口内。

进一步的，第二安装座设置为叉口型，第三传动轴转接在叉口内。

进一步的，第一传动轴的一端设置有套筒，套筒内设置有轴承，轴承套接在固定轴上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

在满足现有夹持架功能的前提下，本实用新型优化了其动力的输出结构，解决输电杆塔攀爬机器人夹持装置中，夹持手臂的驱动受力不合理导致电机卡死或是易断齿的问题，通过曲柄摇杆机构和合理的转动位置设置，增大力矩，减小电机的输出力，本结构简单实用，经济成本低，便于操作。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型侧视图。

图3为本实用新型夹持手臂结构示意图。

图4为本实用新型顶紧机构结构示意图。

图中，1-电机，2-从动齿轮，3-从动轴，4-第一传动杆，41-第二传动杆，42-第三传动杆，43-定位杆，5-夹持手臂，51-上段，511-滑轨，512-圆孔，52-中段，53-下段，6-导杆，61-连接部分，62-导向部分，7-推杆，71-螺纹孔，8-箱体，9-固定轴，10-主动齿轮， 11-压块，12-螺栓，13-第二安装座，14-第一安装座，15-第三安装座，151-定位孔，152-连接孔，16-电机输出轴。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型中，定义“夹持面”为夹持机构上用于夹持角钢的一面。

实施例1：

如图所示的一种输电铁塔攀爬机器人夹持工具，包括箱体8、设置在箱体8上的传动机构、设置在箱体8外侧的用于夹持角钢的夹持机构以及与夹持机构联动的顶紧机构，为了方便安装，箱体8设置为“L”型；传动机构由电机1驱动的主动齿轮10以及与主动齿轮10外啮合传动的从动齿轮2构成，电机1固定设置在箱体8上，主动齿轮10固定连接在电机输出轴16上，从动齿轮2转动设置在从动轴3上，为了保证主动齿轮10与从动齿轮2的输出参数保持一致，主动齿轮10与从动齿轮2具有相同的模数和齿数，主动齿轮10与从动齿轮2上固定设置有固定轴9固定轴9偏心设置；具体地，电机1设置在箱体8的外侧，电机输出轴16伸入到箱体8内与传动机构连接。进一步优选地，箱体8采用铝材质。进一步优选地，在保证刚度的基础上，箱体8上设置有减重孔(图中未示出)，即去除一些多余的材料，以保证夹持装置本体的轻盈灵活。电机1优选为减速电机1。

传动机构还包括一套曲柄摇杆机构，曲柄摇杆机构包括转动连接在固定轴9上的第一传动轴4、转动连接在第一传动轴4一端的第二传动轴41、转动连接在第二传动轴41一端的第三传动轴42和固定设置在箱体8一侧的定位杆43，定位杆43设置有叉口，第二传动轴41转接在定位杆43的叉口内。由于固定轴9的偏心设置，传动杆4的固定轴的位置偏心，所以传动杆4能够在齿轮传动机构的带动下作“S”形运动，这种运动形式传递的是偏心力，可以避免传动杆4在运动过程出现卡死现象，且偏心机构可以传递纵向位移，即夹持机构能够在传动杆4的带动下作闭合和张开动作，以实现对角钢的夹持和松开。当夹持机构的张开角度一定大的时候，实现脚钉等障碍物的跨越。顶紧机构能够随着夹持机构的闭合与张开动作实现对角钢的夹紧与收回。

进一步优选地，固定轴9呈对称布置，夹持机构为对称布置的两个夹持手臂5，箱体8下外侧固定安装有第一安装座14，两个夹持手臂5一端均铰接连接在第一安装座14上，夹持手臂5设置为L形结构，夹持手臂5包括向夹持一侧弯曲一定角度的上段51、中段52 和与中段52呈垂直设置的下段53，中段52上与夹持侧相对的一侧面上固定安装有第二安装座13，优选的，第三传动轴(42)的另一端转接在第二安装座(13)上；下段53与中段52 呈垂直设置，便于对角钢的夹持定位。进一步优选地，如图3所示，上段51为连接板，一个夹持手臂5上有相对设置的两个连接板。第一安装座14包括一对支撑耳板。具体地，一对支撑耳板之间留有一定间隔，支撑耳板上开设有轴孔，连接板的一端也开设有与轴孔大小相同且同心的圆孔512，连接板卡入到上述间隔内，并通过贯穿到轴孔与圆孔内的销轴以及与销轴一端相配合使用的销钉，实现夹持手臂5绕销轴的转动，进而实现夹持手臂5的开合动作。如图所示，只需要四根销轴与四根销钉配合使用即可。

为了降低控制精度以及增大角钢与夹持手臂5之间的摩擦系数，使得夹持更加牢靠，下段53上设置有橡胶垫顶紧机构包括推杆7、导杆6以及设置在推杆7下方的压块 11，压块11的形状与夹持角钢的形状相适配，夹持机构上设置有滑轨511，导杆6为两个，两个导杆6的一端均位于滑轨511内，且导杆6能沿随着夹持机构的闭合与张开动作沿滑轨511滑动，导杆6的另一端固定在推杆7上，压块11套装于推杆7内，压块11与推杆 7之间通过螺栓12连接，且压块11能够在推杆7内绕推杆7的轴线作微转动以实现对角钢的精准顶紧，箱体8上与推杆7对应的位置上开设有开口82，开口82的大小大于推杆7 的直径。

进一步的，为了实现压块11通过自调节实现对角钢的精准定位，推杆7上与压块11的连接处开设有周向方向的螺纹孔71，螺纹孔71内放置有螺栓12，螺纹孔71沿周向方向的长度大于螺栓的直径，且不超过两倍的螺栓12直径，以防压块前端的90度开口转出与角钢面的接触范围，当出现夹持误差时，压块11可以通过摆动一定的角度来寻找角钢的棱角并顶紧。但压块11转动的过程中并不影响定位精度与顶紧力，因它的转动轴线与推杆7轴线共线，不产生其他方向的分力。

实施例2：

在上述实施例的基础上，本实施例中，为了增大力矩减少电机1的输出力，第二安装座13 设置在靠近下段53一端。

实施例3：

在上述实施例的基础上，本实施例中，为了保证夹持机构的闭合一张开角度与动作一致，曲柄摇杆机构对称设置为2套。

实施例4：

在上述实施例的基础上，本实施例中，第二传动轴41两端设置有叉口，第一传动轴4和第三传动轴42转接在叉口内，更为优选的，在转接的过程中可设置轴承以减小转动摩擦。

实施例5：

在上述实施例的基础上，本实施例中，第二安装座(13)设置为叉口型，第三传动轴42转接在叉口内，更为优选的，在转接的过程中可设置轴承以减小转动摩擦。

实施例6：

在上述实施例的基础上，本实施例中，第一传动轴4的一端设置有套筒，套筒内设置有轴承，轴承套接在固定轴9上。

尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (6)

1.一种输电铁塔攀爬机器人夹持工具，包括箱体(8)、设置在箱体(8)上的传动机构、设置在箱体(8)外侧的用于夹持角钢的夹持机构以及与所述夹持机构联动的顶紧机构，所述箱体(8)设置为“L”型；所述传动机构由电机(1)驱动的主动齿轮(10)以及与所述主动齿轮(10)外啮合传动的从动齿轮(2)构成，所述电机(1)固定设置在箱体(8)上，主动齿轮(10)固定连接在电机输出轴(16)上，从动齿轮(2)转动设置在从动轴(3)上，主动齿轮(10)与所述从动齿轮(2)具有相同的模数和齿数，主动齿轮(10)与从动齿轮(2)上固定设置有固定轴(9)；其特征在于：所述传动机构还包括一套曲柄摇杆机构，所述曲柄摇杆机构包括转动连接在固定轴(9)上的第一传动轴(4)、转动连接在第一传动轴(4)一端的第二传动轴(41)、转动连接在第二传动轴(41)一端的第三传动轴(42)和固定设置在箱体(8)一侧的定位杆(43)，所述定位杆(43)设置有叉口，所述第二传动轴(41)转接在定位杆(43)的叉口内；所述夹持机构为对称布置的两个夹持手臂(5)，所述箱体(8)下外侧固定安装有第一安装座(14)，两个所述夹持手臂(5)一端均铰接连接在所述第一安装座(14)上，夹持手臂(5)设置为L形结构，所述夹持手臂(5)包括向夹持一侧弯曲一定角度的上段(51)、中段(52)和与所述中段(52)呈垂直设置的下段(53)，所述中段(52)上与夹持侧相对的一侧面上固定安装有第二安装座(13)，所述第三传动轴(42)的另一端转接在第二安装座(13)上；所述顶紧机构包括推杆(7)、导杆(6)以及设置在推杆(7)下方的压块(11)，所述夹持机构上设置有滑轨(511)，所述导杆(6)为两个，两个所述导杆(6)的一端均位于所述滑轨(511)内，且所述导杆(6)能沿随着所述夹持机构的闭合与张开动作沿所述滑轨(511)滑动，所述导杆(6)的另一端固定在所述推杆(7)上，所述压块(11)套装于所述推杆(7)内，所述压块(11)与所述推杆(7)之间通过螺栓(12)连接，且所述压块(11)能够在所述推杆(7)内绕所述推杆(7)的轴线作微转动以实现对角钢的精准顶紧，所述箱体(8)上与所述推杆(7)对应的位置上开设有开口(82)，所述开口(82)的大小大于所述推杆(7)的直径。

2.根据权利要求1所述的输电铁塔攀爬机器人夹持工具，其特征在于：所述第二安装座(13)设置在靠近下段(53)一端。

3.根据权利要求1所述的输电铁塔攀爬机器人夹持工具，其特征在于：所述曲柄摇杆机构对称设置为2套。

4.根据权利要求1所述的输电铁塔攀爬机器人夹持工具，其特征在于：所述第二传动轴(41)两端设置有叉口，第一传动轴(4)和第三传动轴(42)转接在叉口内。

5.根据权利要求1所述的输电铁塔攀爬机器人夹持工具，其特征在于：所述第二安装座(13)设置为叉口型，第三传动轴(42)转接在叉口内。

6.根据权利要求1所述的输电铁塔攀爬机器人夹持工具，其特征在于：第一传动轴(4)的一端设置有套筒，套筒内设置有轴承，轴承套接在固定轴(9)上。

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