CN210850322U - 一种用于等电位的阻尼式自动开闭机械爪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于等电位的阻尼式自动开闭机械爪，包括：基板、两个相对设置的张开架、两个相对设置的夹爪、U型传动架、限位装置、限位杆、直线轴承和操作杆；基板固定连接在操作杆的一端，两个相对设置的张开架的下端分别固定连接在基板的两端，两个相对设置的张开架的上端与两个相对设置的夹爪的下端转动连接；U型传动架的两端分别转动连接至两个相对设置的夹爪上；基板中间设有开口，开口内固定安装有限位装置；限位杆的一端固定连接在U型传动架上，另一端穿过开口通过直线轴承滑动连接在操作杆的一端。本实用新型的有益效果是：体积小、重量轻；采用连杆机构进行抓持；无电机、液压驱动，适用于特殊环境下受外力不大的非稳定夹持。

Description

一种用于等电位的阻尼式自动开闭机械爪

技术领域

本实用新型涉及高压带电作业领域，尤其涉及一种用于等电位的阻尼式自动开闭机械爪。

背景技术

高压变电站在长时间、高负荷的运转下容易发生各种各样的问题，因此需要定期检修。现有的人工高压检修方案已经难以满足电网运维的高可靠性要求，因此需要大力发展自动化带电检修设备。由于作业环境的特殊性，在使用机械设备进行设备带电检修时常会出现起弧的现象，轻则影响检修流程，重则损伤检修设备，因此在使用机械设备进行高压带电检修时常需要进行等电位操作。等电位过程中需要用机械臂将等电位设备与高电位点接触，从而使得作业平台与作业点电位相等，避免发生起弧的现象。实际工作时首先通过移动平台将机械臂送至作业点，然后由机械臂通过绝缘杆带动等电位爪抓持等电位点(实际为管状物体)，完成等电位操作。考虑到机械臂由电力驱动，因此使用绝缘杆增加机械臂与等电位点之间的距离，从而减小电流对机械臂的影响，这就要求机械爪本体具有较轻的质量。

根据上述的作业流程，用于等电位的机械爪与普通的机械爪并无明显区别，但需包含以下特征：质量轻、不能由电力驱动、能够可靠的抓持等电位点。

从驱动力及作用方式上分析，目前市场上主要由以下三类机械爪：

一是类似公告号为CN 109176580 A、公告日为2019年1月11日的中国专利文件，该装置主要由电机驱动，可以稳定的夹取一定形状、一定大小的物体，使用场景比较广泛，但考虑到驱动力、体积、重量，此类机械爪不能在等电位过程中使用。

二是类似公告号为CN 108529248 A、公告日为2018年9月14日的中国专利，此类机械爪由气缸驱动，可以提供较大的加持力并能保证不受外界电磁环境变化的影响，但这种机械爪一般重量很大，因此也不适合进行等电位操作。

三是类似公告号为CN 109318248 A、公告日期为2019年2月12日的中国专利，此类机械臂拥有一定的柔性，可在抓持物与机械爪发生不可抗的位移时产生一定的形变，从而避免机械爪产生损坏。该专利所涉及的装置由活塞驱动，因此其驱动力可以是电机、发动机或气缸，从作用效果上看该装置能够较好的满足等电位任务，但考虑到重量和驱动力的来源，该装置不能用于等电位操作。

现有技术存在不足：

现有技术主要在动力和重量上有不足，因此无法适用于基于机械臂的等电位操作。等电位过程中会产生拉弧现象并有一定强度的电流通过设备，小型电力驱动机械爪使用小型电机作为驱动，由于本身的电压、电流较小，所以其受环境影响较大，因此在安全性和稳定性上不能满足要求；为了保护机械臂，等电位操作时机械爪需通过一定长度的绝缘杆与机械臂相连以保证机械臂上的电流不在主路上，所以机械爪的重量不能太大，因此基于液压驱动的机械爪虽然能够保证工作安全性和稳定性，但由于重量很大，所以也不适合作为等电位装置。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种用于等电位的阻尼式自动开闭机械爪，包括：基板、两个相对设置的张开架、两个相对设置的夹爪、U型传动架、限位装置、限位杆、直线轴承、操作杆和固定板；

两个相对设置的张开架的下端分别固定连接在基板的两端，两个相对设置的张开架的上端与两个相对设置的夹爪的下端转动连接；

所述U型传动架包括两个相对设置的传动杆和传动板；两个相对设置的传动杆的一端分别转动连接在两个相对设置的夹爪的中间位置，另一端分别转动连接在传动板的两端；

基板中间设有开口，开口内固定安装有限位装置；限位装置包括滑动杆和限位夹，限位夹为相对设置的两个限位部，两个相对设置的限位部上设有与滑动杆相适应的滑动孔，滑动杆的一端固定连接在开口的一面，另一端穿过所述滑动孔后固定连接在开口的另一面；两个相对设置的限位部在滑动杆上滑动，两个相对设置的限位部与所述开口之间均沿着所述滑动杆设置有弹簧，弹簧推动两个相对设置的限位部沿着滑动杆相互靠拢；

限位杆中间为粗杆，两端为细杆；两个相对设置的限位部边缘均设置有限位口，两个限位口组合开口的大小尺寸大于所述细杆尺寸，小于所述粗杆尺寸；且所述粗杆的上下边沿与细杆的连接部分为斜边；

固定板的一面固定连接至基板，另一面固定连接至操作杆；固定板中间设有轴承安装口，轴承安装口与所述基板中间的开口的位置相对应，轴承安装口内固定安装有直线轴承；限位杆的一端固定连接在U型传动架的传动板上，另一端穿过两个限位口组合开口通过直线轴承连接在固定板上，且可以在直线轴承内上下滑动；

工作时，整个机械爪的初始状态为最大打开状态，此时，限位杆下端的细杆位于两个限位口组合开口中，限位杆中间的粗杆位于两个限位口组合开口上方；由于弹簧的推力，使两个相对设置的限位部达到最近距离，限位杆中间的粗杆卡在两个相对设置的限位部的上方，从而传动板被顶起，使得两个相对设置的传动杆被撑开至最大状态，两个相对设置的夹爪也被两个相对设置的传动杆撑开至最大状态。

进一步地，两个相对设置的传动杆的一端分别通过直线轴承转动连接在两个相对设置的夹爪的中间位置，另一端分别通过直线轴承转动连接在传动板的两端。

进一步地，所述滑动杆有两根。

进一步地，限位杆的横截面为圆形。

进一步地，两个相对设置的张开架均为向外张开的形状，两个相对设置的传动杆为与两个相对设置的张开架形状相适应的圆弧形状，以增大整个机械爪张开时的开口面积。

进一步地，两个相对设置的限位部边缘设置的限位口的边沿均为斜面形状，以防止限位杆中间的粗杆在穿过两个限位口组合开口时被卡住。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：本实用新型所提出的技术方案设计了一款将推力转化为加持力的柔性机械爪，机械爪包含两个稳定点受力，一个处于机械爪完全张开状态，一个处于机械爪完全闭合状态，使用时将机械爪沿管状物体的径向推入即可完成机械爪抓持管状物体，机械爪在夹持时存在一定的柔性，因此在机械爪末端使用较大力沿管状物体的径向向外拉动即可将机械爪脱离管状物体。此机械爪存在以下特征：使用推力/拉力作为驱动力，可由机械臂与管状物体联合驱动机械爪张合；质量轻、体积小；可实现柔性抓持；采用连杆机构进行抓持，可通过限位装置的尺寸和弹簧的弹力设定夹持系数；无电机、液压驱动，适用于特殊环境下受外力不大的非稳定夹持。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型实施例中一种用于等电位的阻尼式自动开闭机械爪的整体装置图；

图2是本实用新型实施例中一种用于等电位的阻尼式自动开闭机械爪的最大打开状态示意图；

图3是本实用新型实施例中一种用于等电位的阻尼式自动开闭机械爪准备抓持管母线时的状态示意图；

图4是本实用新型实施例中一种用于等电位的阻尼式自动开闭机械爪的最大闭合状态示意图；

图5是本实用新型实施例中一种用于等电位的阻尼式自动开闭机械爪抓持住管母线后的状态示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

本实用新型的实施例提供了一种用于等电位的阻尼式自动开闭机械爪。

请参考图1，图1是本实用新型实施例中一种用于等电位的阻尼式自动开闭机械爪的整体装置图，包括：基板1、两个相对设置的张开架2、两个相对设置的夹爪3、U型传动架4、限位装置5、限位杆6、直线轴承7、操作杆8和固定板9；

两个相对设置的张开架2的下端分别固定连接在基板1的两端，两个相对设置的张开架2的上端与两个相对设置的夹爪3的下端转动连接；

所述U型传动架4包括两个相对设置的传动杆41和传动板42；两个相对设置的传动杆41的一端分别转动连接在两个相对设置的夹爪3的中间位置，另一端分别转动连接在传动板42的两端；

基板1中间设有开口，开口内固定安装有限位装置5；限位装置5包括滑动杆51和限位夹52，限位夹52为相对设置的两个限位部，两个相对设置的限位部上设有与滑动杆51相适应的滑动孔，滑动杆51的一端固定连接在开口的一面，另一端穿过所述滑动孔后固定连接在开口的另一面；两个相对设置的限位部在滑动杆51上滑动，两个相对设置的限位部与所述开口之间均沿着所述滑动杆设置有弹簧，弹簧推动两个相对设置的限位部沿着滑动杆51相互靠拢；

限位杆6中间为粗杆，两端为细杆；两个相对设置的限位部边缘均设置有限位口，两个限位口组合开口的大小尺寸大于所述细杆尺寸，小于所述粗杆尺寸；且所述粗杆的上下边沿与细杆的连接部分为斜边；

固定板9的一面固定连接至基板1，另一面固定连接至操作杆8；固定板9 中间设有轴承安装口，轴承安装口与所述基板1中间的开口的位置相对应，轴承安装口内固定安装有直线轴承7；限位杆6的一端固定连接在U型传动架4的传动板42上，另一端穿过两个限位口组合开口通过直线轴承7连接在固定板9上，且可以在直线轴承7内上下滑动。

如图2所示，图2是本实用新型实施例中一种用于等电位的阻尼式自动开闭机械爪的最大打开状态示意图；工作时，整个机械爪的初始状态为最大打开状态，此时，限位杆6下端的细杆位于两个限位口组合开口中，限位杆6中间的粗杆位于两个限位口组合开口上方；由于弹簧的推力，使两个相对设置的限位部达到最近距离，限位杆6中间的粗杆卡在两个相对设置的限位部的上方，从而传动板 42被顶起，使得两个相对设置的传动杆41被撑开至最大状态，两个相对设置的夹爪3也被两个相对设置的传动杆41撑开至最大状态；

随着整个机械爪向管母线的靠近，管母线进入两个相对设置的夹爪3内(如图3所示，图3是本实用新型实施例中一种用于等电位的阻尼式自动开闭机械爪准备抓持管母线时的状态示意图)，当管母线触碰到传动板42时，推动传动板 42向下运动，进而两个相对设置的传动杆41带动两个相对设置的夹爪3闭合，同时通过传动板42带动限位杆6向下运动，进而限位杆6中间的粗杆挤开两个相对设置的限位部，穿过两个限位口组合开口；管母线完全进入两个相对设置的夹爪3内时，两个相对设置的夹爪3达到最大闭合状态，此状态下，限位杆6 中间的粗杆完全穿过两个限位口组合开口，限位杆6上端的细杆位于两个限位口组合开口中；由于弹簧的推力，使两个相对设置的限位部达到最近距离，限位杆 6中间的粗杆卡在两个相对设置的限位部的下方，从而传动板42被拉下，使得两个相对设置的传动杆41被拉至最小状态，两个相对设置的夹爪3也被两个相对设置的传动杆41拉至最小状态；(如图4和图5所示，图4是本实用新型实施例中一种用于等电位的阻尼式自动开闭机械爪的最大闭合状态示意图，图5是本实用新型实施例中一种用于等电位的阻尼式自动开闭机械爪抓持住管母线后的状态示意图)；

当脱离工作点时，向下拽开整个机械爪，管母线从两个相对设置的夹爪3 内脱离，此时，两个相对设置的夹爪3被撑开，进而通过两个相对设置的传动杆 41带动传动板42向上运动，传动板42带动限位杆6向上运动，进而限位杆6 中间的粗杆挤开两个相对设置的限位部，穿过两个限位口组合开口；当管母线完全脱离两个相对设置的夹爪3时，限位杆6中间的粗杆完全穿过两个限位口组合开口，限位杆6下端的细杆位于两个限位口组合开口中，限位杆6中间的粗杆位于两个限位口组合开口上方；由于弹簧的推力，使两个相对设置的限位部达到最近距离，限位杆6中间的粗杆卡在两个相对设置的限位部的上方，从而传动板 42被顶起，使得两个相对设置的传动杆41被撑开至最大状态，两个相对设置的夹爪3也被两个相对设置的传动杆41撑开至最大状态，以使整个机械爪保持在最大打开状态。

两个相对设置的传动杆41的一端分别通过直线轴承转动连接在两个相对设置的夹爪3的中间位置，另一端分别通过直线轴承转动连接在传动板42的两端。

所述滑动杆51有两根。

限位杆6的横截面为圆形。

两个相对设置的张开架2均为向外张开的形状，两个相对设置的传动杆41 为与两个相对设置的张开架2形状相适应的圆弧形状，以增大整个机械爪张开时的开口面积。

两个相对设置的限位部边缘设置的限位口的边沿均为斜面形状，以防止限位杆6中间的粗杆在穿过两个限位口组合开口时被卡住。

本实用新型的有益效果是：本实用新型所提出的技术方案设计了一款将推力转化为加持力的柔性机械爪，机械爪包含两个稳定点受力，一个处于机械爪完全张开状态，一个处于机械爪完全闭合状态，使用时将机械爪沿管状物体的径向推入即可完成机械爪抓持管状物体，机械爪在夹持时存在一定的柔性，因此在机械爪末端使用较大力沿管状物体的径向向外拉动即可将机械爪脱离管状物体。此机械爪存在以下特征：使用推力/拉力作为驱动力，可由机械臂与管状物体联合驱动机械爪张合；质量轻、体积小；可实现柔性抓持；采用连杆机构进行抓持，可通过限位装置的尺寸和弹簧的弹力设定夹持系数；无电机、液压驱动，适用于特殊环境下受外力不大的非稳定夹持。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于等电位的阻尼式自动开闭机械爪，其特征在于，包括：基板(1)、两个相对设置的张开架(2)、两个相对设置的夹爪(3)、U型传动架(4)、限位装置(5)、限位杆(6)、直线轴承(7)、操作杆(8)和固定板(9)；

两个相对设置的张开架(2)的下端分别固定连接在基板(1)的两端，两个相对设置的张开架(2)的上端与两个相对设置的夹爪的下端转动连接；

所述U型传动架(4)包括两个相对设置的传动杆(41)和传动板(42)；两个相对设置的传动杆(41)的一端分别转动连接在两个相对设置的夹爪(3)的中间位置，另一端分别转动连接在传动板(42)的两端；

基板(1)中间设有开口，开口内固定安装有限位装置(5)；限位装置(5)包括滑动杆(51)和限位夹(52)，限位夹(52)为相对设置的两个限位部，两个相对设置的限位部上设有与滑动杆(51)相适应的滑动孔，滑动杆(51)的一端固定连接在开口的一面，另一端穿过所述滑动孔后固定连接在开口的另一面；两个相对设置的限位部在滑动杆(51)上滑动，两个相对设置的限位部与所述开口之间均沿着所述滑动杆设置有弹簧，弹簧推动两个相对设置的限位部沿着滑动杆(51)相互靠拢；

限位杆(6)中间为粗杆，两端为细杆；两个相对设置的限位部边缘均设置有限位口，两个限位口组合开口的大小尺寸大于所述细杆尺寸，小于所述粗杆尺寸；且所述粗杆的上下边沿与细杆的连接部分为斜边；

固定板(9)的一面固定连接至基板(1)，另一面固定连接至操作杆(8)；固定板(9)中间设有轴承安装口，轴承安装口与所述基板(1)中间的开口的位置相对应，轴承安装口内固定安装有直线轴承(7)；限位杆(6)的一端固定连接在U型传动架(4)的传动板(42)上，另一端穿过两个限位口组合开口通过直线轴承(7)连接在固定板(9)上，且可以在直线轴承(7)内上下滑动；

工作时，整个机械爪的初始状态为最大打开状态，此时，限位杆(6)下端的细杆位于两个限位口组合开口中，限位杆(6)中间的粗杆位于两个限位口组合开口上方；由于弹簧的推力，使两个相对设置的限位部达到最近距离，限位杆(6)中间的粗杆卡在两个相对设置的限位部的上方，从而传动板(42)被顶起，使得两个相对设置的传动杆(41)被撑开至最大状态，两个相对设置的夹爪(3)也被两个相对设置的传动杆(41)撑开至最大状态。

2.如权利要求1所述的一种用于等电位的阻尼式自动开闭机械爪，其特征在于：两个相对设置的传动杆(41)的一端分别通过直线轴承转动连接在两个相对设置的夹爪(3)的中间位置，另一端分别通过直线轴承转动连接在传动板(42)的两端。

3.如权利要求1所述的一种用于等电位的阻尼式自动开闭机械爪，其特征在于：所述滑动杆(51)有两根。

4.如权利要求1所述的一种用于等电位的阻尼式自动开闭机械爪，其特征在于：限位杆(6)的横截面为圆形。

5.如权利要求1所述的一种用于等电位的阻尼式自动开闭机械爪，其特征在于：两个相对设置的张开架(2)均为向外张开的形状，两个相对设置的传动杆(41)为与两个相对设置的张开架(2)形状相适应的圆弧形状，以增大整个机械爪张开时的开口面积。

6.如权利要求1所述的一种用于等电位的阻尼式自动开闭机械爪，其特征在于：两个相对设置的限位部边缘设置的限位口的边沿均为斜面形状，以防止限位杆(6)中间的粗杆在穿过两个限位口组合开口时被卡住。

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