CN210307803U - 一种电力绝缘机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电力设备领域，具体地来讲为一种电力绝缘机械手，所述机械手包括远端执行端以及近端操作端；所述近端操作端与所述远端执行端进行无线通讯；所述远端执行端执行机械手指，为5个仿人体手指关节，通过执行机械手指的根部与仿手掌I转动连接，分别通过转动电机带动执行机械手指绕着仿手掌I的转动实现抓握；所述近端操作端包括：操作机械手指，为5个仿人体手指关节，与所述执行机械手指相对应，通过操作机械手指的根部与仿手掌II转动连接，操作者手指分别带动对应的操作机械手指绕着仿手掌II转动，带动与每个操作机械手指连接的转轴转动，本实用新型根据人体的手的动作，实现机械手与人体动作完全一致的随动，提高了操作的便捷性。

Description

一种电力绝缘机械手

技术领域

本发明电力设备领域，具体地来讲为一种电力绝缘机械手。

背景技术

带电设备在进行维修或者移动操作时，尤由于其带电，近距离的操作会存在安全隐患，并且由于电力设备均高于地面，完成物体的移动，需要攀登在很高的电塔上，不仅仅有安全隐患，同时会影响工作的效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种电力绝缘机械手，提高安全性，根据人体的手的动作，实现机械手与人体动作完全一致的随动，提高了操作的便捷性。

本发明是这样实现的，一种电力绝缘机械手，该机械手包括远端执行端以及近端操作端；所述近端操作端与所述远端执行端进行无线通讯；

所述远端执行端包括：

基座，在使用时固定在安装在无人机上；

支撑板，固定在基座上，

转动臂，与支撑板之间通过轴承转动连接，在支撑板与基座之间的空间设置转动电机，转动电机的输出轴连接转动臂，带动转动臂进行360度转动；

仿手掌I，固定在转动臂的端部；

执行机械手指，为5个仿人体手指关节，通过执行机械手指的根部与仿手掌I转动连接，分别通过转动电机带动执行机械手指绕着仿手掌I的转动实现抓握；

控制器I，输出端连接与所述近端操作端的转动电机连接，控制转动电机的输出轴的转动角度；

无线通讯模块I，与所述控制器I连接，与所述近端操作端通讯；

所述近端操作端包括：

仿手掌II；

操作机械手指，为5个仿人体手指关节，与所述执行机械手指相对应，通过操作机械手指的根部与仿手掌II转动连接，操作者手指分别带动对应的操作机械手指绕着仿手掌II转动，带动与每个操作机械手指连接的转轴转动；

角度传感器，测量每个操作机械手指连接的转轴转动的角度；

陀螺仪，用于检测仿手掌II的转动；

控制器II，与所述角度传感器以及陀螺仪连接；

无线通讯模块II，与所述控制器II连接将所述角度传感器以及陀螺仪测量的数据传递至近端操作端。

进一步地，所述远端执行端包括：

所述转动臂包括有框架，在框架内设置有5个电机，每个电机控制一个执行机械手指，所述电机的输出轴端部设置一圆盘，一连接杆一端转动连接在圆盘的边缘，另一端转动连接在执行机械手指的根部。

进一步地，所述执行机械手指包括指节I、指节II以及指节III，所述指节III通过根部的两侧分别连接仿手掌I以及连接杆；所述指节I、指节II以及指节III之间分别转动连接；所述指节II的下端部通过连接片I转动连接在仿手掌I上；所述指节I以及指节III之间通过连接片II转动连接，圆盘转动时带动连接杆下上移动从而带动指节I、指节II以及指节III的抓握。

进一步地，所述仿手掌I与转动臂之间具有一隔板，在所述隔板上开有5个孔对应穿过5个连接杆。

进一步地，所述仿手掌II相应操作机械手指的根部分别设置与所述仿手掌II垂直的安装板，所述操作机械手指的根部与所述安装板转动连接。

进一步地，所述操作机械手指包括：

第一指节、第二指节以及第三指节，所述第三指节通过根部的与一连杆转动连接，连杆的另一端连接在一转轴上，通过连杆带动转轴转动；所述第一指节与第二指节转动连接，第二指节以及第三指节之间转动连接，所述第一指节与第三指节之间设置有拉簧，并在第一指节的端部具有柔性套环。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：

本发明通过远端执行端以及近端操作端实现与人手远程操控，通过电机控制仿人体的关节，具有很强的抓握力，提高了安全性以及操作的灵活性。

本发明方法实现远程操控，实现远端执行端与近端操作端的随动，数据能够及时的传递，将人体动作转化为机械手的动作。

附图说明

图1为本发明实施例提供的远端执行端的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的远端执行端的侧面结构示意图；

图3为本发明实施例提供的近端操作端的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的远端执行端的控制电路；

图5为本发明实施例提供的近端操作端的控制电路。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。

参见图1结合图2与图3所示，一种电力绝缘机械手，该机械手包括远端执行端以及近端操作端；所述近端操作端与所述远端执行端进行无线通讯；

所述远端执行端包括：

基座101，在使用时固定在安装在无人机上；

支撑板，固定在基座上，支撑板为三层的结构，在底层102与基座101之间为电机，电机的输出轴垂直与基座突出在中间层103与底层102之间，顶层104与中间层103之间为轴承，顶层为中空的环形。

转动臂105，与支撑板之间通过轴承转动连接，在支撑板与基座之间的空间设置转动电机，转动电机的输出轴119连接转动臂，带动转动臂进行360度转动；转动臂的底部连接电机的输出轴后，可以在轴承的配合下转动。

仿手掌I108，固定在转动臂的端部。

执行机械手指，为5个仿人体手指关节，通过执行机械手指的根部与仿手掌I108转动连接，分别通过转动电机带动执行机械手指绕着仿手掌I的转动实现抓握；

远端执行端包括：所述转动臂包括有框架105，在框架内设置有5个电机106，每个电机控制一个执行机械手指，所述电机的输出轴端部设置一圆盘117，一连接杆115一端转动连接在圆盘117的边缘，另一端转动连接在执行机械手指的根部。

执行机械手指包括指节I114、指节II113以及指节III112，所述指节III112通过根部的两侧分别连接仿手掌I以及一连接杆115；所述指节I114、指节II113以及指节III112之间分别转动连接；所述指节II113的下端部通过连接片I110转动连接在仿手掌I108上的垂直板109；所述指节I114以及指节III112之间通过连接片II118转动连接，圆盘117转动时带动连接杆下上移动从而带动指节I、指节II以及指节III的连接片II与连接片I的转动，实现的执行机械手指的绕着关节的转动，实现与人体相同的抓握动作。

所述仿手掌I108与转动臂之间具有一隔板107，在所述隔板上开有5个孔对应穿过5个连接杆115。

在基座101上安装有控制电路的电路板116。参见图4所示，控制电路包括控制器I，采用AT89C51单片机，输出端连接与所述近端操作端的转动电机连接，控制转动电机的输出轴的转动角度；具有6个转动电机，一个负责转动臂，其余的用于带动5个执行机械手指的动作。包括有无线通讯模块I，与所述控制器I连接，与所述近端操作端通讯。

参见图3所示，近端操作端包括：

仿手掌II203安装在底座201上，

操作机械手指，为5个仿人体手指关节，与所述执行机械手指相对应，通过操作机械手指的根部与仿手掌II203转动连接，操作者手指分别带动对应的操作机械手指绕着仿手掌II203转动，带动与每个操作机械手指连接的转轴212转动；仿手掌II203相应操作机械手指的根部分别设置与所述仿手掌II垂直的安装板204，所述操作机械手指的根部与所述安装板205转动连接。操作机械手指包括第一指节208、第二指节209以及第三指节206，所述第三指节206通过根部的与一连杆211转动连接，连杆211的另一端连接在一转轴212上，通过连杆211带动转轴212转动；所述第一指节208与第二指节209转动连接，第二指节209以及第三指节210之间转动连接，所述第一指节208与第三指节210之间设置有拉簧210，并在第一指节208的端部具有柔性套环207。使用时，将手指套入到套环内，随着人手的动作，带动操作机械手指动作后，通过角度传感器测量到转动的角度的大小。以及通过陀螺仪检测仿手掌II的转动。

参见图5近端操作端的控制电路的电路板202安装在仿手掌II上包括：

角度传感器204，采用P3022-V1-CW360，安装在转轴212底部，为5个分别测量每个操作机械手指连接的转轴转动的角度；

陀螺仪，采用stim300，用于检测仿手掌II的转动；

控制器II，与所述角度传感器以及陀螺仪连接，控制器II采用AT89C51单片机；

无线通讯模块II，与所述控制器II连接将所述角度传感器以及陀螺仪测量的数据传递至近端操作端。

陀螺仪检测检测仿手掌II的转动信息，通过控制器II向控制器I发送信息，控制器I根据检测的信息控制带动转动臂的转动电机向相应的方向转动相应的角度；

角度传感器检测每个操作机械手指连接的转轴转动的角度，并通过控制器II向控制器I发送转动的角度；

控制器I控制相应的执行机械手指的电机转动相应的角度，完成执行机械手指与操作机械手指的随动。

工作过程：

执行机械手指全部展开；陀螺仪检测检测仿手掌II的转动信息，通过控制器II向控制器I发送信息，控制器I根据检测的信息控制带动转动臂的转动电机向相应的方向转动相应的角度；角度传感器检测每个操作机械手指连接的转轴转动的角度，并通过控制器II向控制器I发送转动的角度；控制器I控制相应的执行机械手指的电机转动相应的角度，完成执行机械手指与操作机械手指的随动。

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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电力绝缘机械手，其特征在于，该机械手包括远端执行端以及近端操作端；所述近端操作端与所述远端执行端进行无线通讯；

所述远端执行端包括：

基座，在使用时固定在安装在无人机上；

支撑板，固定在基座上，

转动臂，与支撑板之间通过轴承转动连接，在支撑板与基座之间的空间设置转动电机，转动电机的输出轴连接转动臂，带动转动臂进行360度转动；

仿手掌I，固定在转动臂的端部；

执行机械手指，为5个仿人体手指关节，通过执行机械手指的根部与仿手掌I转动连接，分别通过转动电机带动执行机械手指绕着仿手掌I的转动实现抓握；

控制器I，输出端连接与所述近端操作端的转动电机连接，控制转动电机的输出轴的转动角度；

无线通讯模块I，与所述控制器I连接，与所述近端操作端通讯；

所述近端操作端包括：

仿手掌II；

操作机械手指，为5个仿人体手指关节，与所述执行机械手指相对应，通过操作机械手指的根部与仿手掌II转动连接，操作者手指分别带动对应的操作机械手指绕着仿手掌II转动，带动与每个操作机械手指连接的转轴转动；

角度传感器，测量每个操作机械手指连接的转轴转动的角度；

陀螺仪，用于检测仿手掌II的转动；

控制器II，与所述角度传感器以及陀螺仪连接；

无线通讯模块II，与所述控制器II连接将所述角度传感器以及陀螺仪测量的数据传递至近端操作端。

2.按照权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述远端执行端包括：

所述转动臂包括有框架，在框架内设置有5个电机，每个电机控制一个执行机械手指，所述电机的输出轴端部设置一圆盘，一连接杆一端转动连接在圆盘的边缘，另一端转动连接在执行机械手指的根部。

3.按照权利要求2所述的机械手，其特征在于，所述执行机械手指包括指节I、指节II以及指节III，所述指节III通过根部的两侧分别连接仿手掌I以及连接杆；所述指节I、指节II以及指节III之间分别转动连接；所述指节II的下端部通过连接片I转动连接在仿手掌I上；所述指节I以及指节III之间通过连接片II转动连接，圆盘转动时带动连接杆下上移动从而带动指节I、指节II以及指节III的抓握。

4.按照权利要求2所述的机械手，其特征在于，

所述仿手掌I与转动臂之间具有一隔板，在所述隔板上开有5个孔对应穿过5个连接杆。

5.按照权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述仿手掌II相应操作机械手指的根部分别设置与所述仿手掌II垂直的安装板，所述操作机械手指的根部与所述安装板转动连接。

6.按照权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述操作机械手指包括

第一指节、第二指节以及第三指节，所述第三指节通过根部的与一连杆转动连接，连杆的另一端连接在一转轴上，通过连杆带动转轴转动；所述第一指节与第二指节转动连接，第二指节以及第三指节之间转动连接，所述第一指节与第三指节之间设置有拉簧，并在第一指节的端部具有柔性套环。

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