CN212763441U - 一种飞行搭火机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种飞行搭火机器人，属于输配电技术领域，包括用于搭火作业的搭火机器人和用于吊装搭火机器人的飞行机器人，所述搭火机器人右侧中间固定连接有轮组臂，轮组臂一侧活动连接有走线轮组，所述搭火机器人顶部活动连接有剥线轮组，所述搭火机器人右侧上部活动连接有夹线装置，所述搭火机器人右侧底部活动连接有机械臂，机械臂末端固定连接用于夹持引流线的机械爪，所述搭火机器人上设有用于吊装的悬挂机构，所述飞行机器人设有用于抓取悬挂机构的吊装机构。本实用新型通过飞行机器人与搭火机器人组合能够对高压线进行带电检修、接线搭火及引流，提高了高压线连接、引流效率。

Description

一种飞行搭火机器人

技术领域

本实用新型涉及输配电技术领域，更具体的，涉及一种飞行搭火机器人。

背景技术

随着科学技术的飞速发展，智能机器人开始生产并使用，智能机器被用于代替人工去完成复杂危险的工作，高压线搭火就是一项十分危险的工作，高压线带电工作时刻威胁着工作人员的生命安全，现有的高压线搭火工作多利用人工完成，人工工作危险高，效率低，所以目前出现了用于搭火的机器人系统，例如CN108839037A公开的一种配网带电接引流线机器人系统，包括绝缘斗臂车和带电搭火装置，通过绝缘斗臂车的举升系统将带电搭火装置提升至指定位置进行搭火作业。但是高压线通常搭建于高山之上，高度极高且地形复杂，绝缘斗臂车难以行驶至户外山地地区，作业范围受限。

实用新型内容

为了解决现有搭火装置主要基于车载举升系统，受道路环境、作业环境限制严重，而且特种车载搭火设备造价高昂的问题，本实用新型提供了一种通过控制无人机来带动搭火机器人的飞行搭火机器人，通过飞行机器人与搭火机器人组合能够对高压线进行带电检修、接线搭火及引流，通过走线轮组将搭火机器人稳固的固定于高压线之上，通过机械臂与机械爪对引流线进行抓取及连接，通过剥线轮组与剥线刀对高压线的绝缘层进行剥离，通过夹线装置将引流线与高压线紧密连接，以此有效减少了人工作业的麻烦，提高了高压线连接、引流效率。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种飞行搭火机器人，包括用于搭火作业的搭火机器人和用于吊装搭火机器人的飞行机器人，所述搭火机器人右侧中间固定连接有轮组臂，轮组臂一侧活动连接有走线轮组，所述搭火机器人顶部活动连接有剥线轮组，所述搭火机器人右侧上部活动连接有夹线装置，所述搭火机器人右侧底部活动连接有机械臂，机械臂末端固定连接用于夹持引流线的机械爪，所述搭火机器人上设有用于吊装的悬挂机构，所述飞行机器人设有用于抓取悬挂机构的吊装机构。

进一步优选，所述飞行机器人底部两侧活动连接有起落架，飞行机器人底部中间固定设置有控制传感单元，控制传感单元两侧固定连接有U型连接杆，U型连接杆连接升降臂，升降臂中间活动连接有吊装臂，吊装臂末端活动连接吊装卡勾，吊装卡勾、吊装臂和升降臂一起组成了吊装机构。

进一步优选，所述吊装卡勾由左卡勾和右卡勾构成，左卡勾和右卡勾的上端共同连接于吊装臂下端的转轴上，左卡勾和右卡勾均由卡勾固定臂和卡勾活动臂组成，左卡勾和右卡勾的卡勾活动臂均设有卡扣，左卡勾和右卡勾的卡勾活动臂上端各自焊接连接连杆，两连杆共同连接于齿轮的安装轴上，齿轮的安装轴连接电动机，齿轮与竖直齿条啮合，所述竖直齿条上端固定连接卡勾固定臂，下端通过固定杆连接于卡勾固定臂下部，搭火机器人的悬挂机构上设有卡槽，左卡勾和右卡勾合拢时，卡扣卡入卡槽中。

进一步优选，所述卡扣上方固定连接有电磁铁。

进一步优选，所述剥线轮组的外壳上开设卡槽，以剥线轮组的外壳作为悬挂机构。

进一步优选，所述走线轮组由一个固定轮和一个活动轮构成，固定轮通过转轴安装于轮组臂上端，活动滑轮连接于轮组臂导轨内，并且连接一个升降电机，固定滑轮连接一个驱动固定轮转动的行走驱动电机。

进一步优选，所述机械臂由主转轴、第一机械臂、第二机械臂和第三机械臂构成，第一机械臂连接在主转轴上，主转轴通过电机驱动旋转，可使机械臂旋转，第二机械臂连接在第一机械臂上，第三机械臂连接在第二机械臂上，第一机械臂、第二机械臂和第三机械臂均可在三轴方向上转动，用于抓取引流线的机械爪安装在第三机械臂上。

本实用新型提供了一种飞行搭火机器人，具有以下有益效果：

1、本实用新型通过飞行机器人与搭火机器人组合能够对高压线进行带电检修、接线及引流，避免断电连接对生产及生活带来影响，同时也避免人工带电作业对人身安全造成伤害，无须特种搭火车辆，设备造价低，作业方式灵活，不受道路状况等作业环境的限制。

2、本实用新型优点在于通过走线轮组将搭火机器人稳固的固定于高压线之上，以及搭火机器人在高压线上的移动，通过机械臂与机械爪对引流线进行抓取及连接，通过剥线轮组与剥线刀对高压线的绝缘层进行剥离，通过夹线装置将引流线与高压线紧密连接，通过搭火机器人的四种工作状态实现固定、夹取、剥离、连接有效减少了人工作业的麻烦，提高了高压线连接、引流效率。

3、最后通过吊装卡勾与吊装臂实现飞行机器人与搭火机器人之间的快速连接与脱离，通过电磁铁进一步加固两者之间的连接，避免由于外部原因造成运输过程中连接脱离，造成人员伤害及财产损失。

附图说明

图1为本实用新型装置搭火机器人正面平面结构示意图。

图2为本实用新型装置搭火机器人侧面平面结构示意图。

图3为本实用新型装置搭火机器人与飞行机器人连接结构示意图。

图4为本实用新型装置吊装卡勾结构示意图。

图5为本实用新型装置机械爪结构示意图。

图6为本实用新型装置夹线装置结构示意图。

图7为本实用新型装置剥线轮组及剥线刀结构示意图。

图中：1、走线轮组；2、轮组臂；3、搭火机器人；4、机械臂；401、机械爪；5、夹线装置；501、线夹臂；502、电动扳手；6、楔形线夹；7、线夹夹；8、剥线轮组；801、卡槽；802、转板；9、剥线刀；901、伸缩柱；902、径向剥线刀具；903、轴向剥线刀具；10、起落架；11、吊装臂；12、吊装卡勾；1201、电磁铁；1202、卡扣；1203、齿轮；1204、竖直齿条；1205、连杆；13、升降臂；14、U型连接杆；15、控制传感单元；16、飞行机器人；17、抓取块；18、夹持抓手；19、托举抓手；20、角度调节抓手。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

参照图1-图7，一种飞行搭火机器人，包括用于搭火作业的搭火机器人3和用于吊装搭火机器人3的飞行机器人16，如图1所示，搭火机器人3右侧中间固定连接有轮组臂2，轮组臂2一侧活动连接有走线轮组1，走线轮组1作为驱动搭火机器人3在高压线上行走的行走机构，搭火机器人3顶部活动连接有剥线轮组8，剥线轮组8的作用是剥开高压线的绝缘外皮以备搭火，搭火机器人3右侧上部活动连接有夹线装置5，夹线装置5的作用是将引流线与高压线连接在一起实现搭火，搭火机器人3右侧底部活动连接有机械臂4，机械臂4末端固定连接用于夹持引流线的机械爪401，机械臂4将引流线举升至高压线位置以便夹线装置5将引流线与高压线夹紧在一起，如图3所示，搭火机器人3上设有用于吊装的悬挂机构，飞行机器人16设有用于抓取悬挂机构的吊装机构，飞行机器人16将搭火机器人3吊起并飞行至高压线位置，将搭火机器人3悬挂在高压线上。

如图3所示，飞行机器人16底部两侧活动连接有起落架10，飞行机器人16底部中间固定设置有控制传感单元15，控制传感单元15两侧固定连接有U型连接杆14，U型连接杆14连接升降臂13，升降臂13中间活动连接有吊装臂11，吊装臂11末端活动连接吊装卡勾12，通过吊装卡勾12来抓取搭火机器人3，遥控控制控制传感单元15来控制飞行机器人16飞行、升降臂13升降。吊装卡勾12、吊装臂11和升降臂13一起组成了吊装机构。

进一步的，如图4所示，吊装卡勾12由左卡勾和右卡勾构成，左卡勾和右卡勾的上端共同连接于吊装臂11下端的转轴上，左卡勾和右卡勾均由卡勾固定臂和卡勾活动臂组成，左卡勾和右卡勾的卡勾活动臂均设有卡扣1202，左卡勾和右卡勾的卡勾活动臂上端各自焊接连接连杆1205，两连杆1205共同连接于齿轮1203的安装轴上，齿轮1203的安装轴连接电动机，齿轮1203与竖直齿条1204啮合，所述竖直齿条1204上端固定连接卡勾固定臂，下端通过固定杆连接于卡勾固定臂下部，通过操纵电动机使齿轮1203在竖直齿条1204内向下或向上运动，继而带动连杆1205向下或向上运动，改变两卡勾活动臂的角度，从而使左卡勾和右卡勾张开或合拢，搭火机器人3的悬挂机构上设有卡槽801，左卡勾和右卡勾合拢时，卡扣1202卡入卡槽801中，实现夹紧吊装。为使结构简化，如图7所示，剥线轮组8的外壳上开设卡槽801，以剥线轮组8的外壳作为悬挂机构。

上面的吊装卡勾12采用电动机驱动齿轮1203在竖直齿条1204内运动作为悬挂夹紧操纵机构，且吊装卡勾前、后侧均设置有齿轮1203及竖直齿条1204，左、右卡勾在张开、合拢过程中更加稳定及精准。

对于上述结构，左卡勾和右卡勾也可以不分卡勾固定臂和卡勾活动臂，左卡勾和右卡勾共同与顶部的转轴转动连接，竖直齿条1204通过单独的固定机构固定，而不与左卡勾和右卡勾连接，这时齿轮1203带动连杆1205角度改变时，改变左卡勾和右卡勾的角度也可以实现张开或合拢。

左卡勾和右卡勾均由卡勾固定臂和卡勾活动臂组成，左卡勾和右卡勾的卡勾活动臂均设有卡扣1202，卡扣1202上方固定连接有电磁铁1201，吊装卡勾臂下方卡扣1202在连接时将卡死于剥线轮组8卡槽801处，实现搭火机器人3与飞行机器人16紧密连接，同时电磁铁1201通电，两电磁铁1201相互吸引进一步对连接进行固定。相对来说，采用电磁铁1201作为吊装操作机构反应时间更短，操作更为方便。

进一步的，走线轮组1由一个固定轮和一个活动轮构成，固定轮通过转轴安装于轮组臂2上端，活动滑轮连接于轮组臂2导轨内，并且连接一个升降电机，固定滑轮连接一个驱动固定轮转动的行走驱动电机，通过升降电机驱动活动轮在轮组臂2导轨内上下运动，将走线轮组1上方的固定轮卡接于高压电线上方，下方的活动轮通过电机驱动在导轨内向上进行移动并与固定轮共同夹紧高压线，避免高压线晃动造成搭火机器人3倾覆，同时固定轮通过行走驱动电机驱动旋转，由于摩擦力的作用，固定轮在高压线上行走带动搭火机器人3在高压线上进行移动。

进一步的，机械臂4是用来携带引流线的，并且需要将引流线抬举到搭火位置，并且它应该不影响飞行，所以机械臂4应该灵活并且有足够的强度，如图1和图2所示，所以机械臂4由主转轴、第一机械臂、第二机械臂和第三机械臂构成，第一机械臂连接在主转轴上，主转轴通过电机驱动旋转，可使机械臂旋转，第二机械臂连接在第一机械臂上，第三机械臂连接在第二机械臂上，第一机械臂、第二机械臂和第三机械臂均可在三轴方向上转动(X轴、Y轴、Z轴)，第一机械臂、第二机械臂和第三机械臂配合来实现灵活运动，可运动至任意需要的目标位置，可在三轴方向上摆动的机械臂可采用现有技术的结构，例如机械臂一端作为支点活动连接，在三个方向上分别设置可伸缩的连杆，通过调节各连杆的长度即可实现机械臂向各方向摆动。用于抓取引流线的机械爪401安装在第三机械臂上，因为引流线与高压线搭火时，搭火部分的引流线与高压线的角度不能相差过大，所以机械爪401由两个夹持抓手18、一个角度调节抓手20以及一个托举抓手19构成(如图5所示)，两个夹持抓手18对称设置，两夹持抓手18在抓取高压线过程中两抓取块17正对，在两个夹持抓手18合拢的过程中，两抓取块17能够紧密闭合从而将高压线抓取，通过两个夹持抓手18合拢来夹持引流线，角度调节抓手20也夹住引流线，角度调节抓手20设有高度调节机构，通过调节角度调节抓手20的高度来调节搭火部分的引流线角度，托举抓手19在大火过程中对引流线进行托举，便于角度调节抓手20对引流线角度进行调节。

进一步的，剥线轮组8之间通过电机齿轮与轮组齿轮连接，剥线轮组8右侧固定连接有转板802，所述剥线轮组8的壳体上方固定内嵌有卡槽801，剥线轮组8齿轮通过电机带动进行旋转进而带动转板802进行缓慢旋转，卡槽801与卡扣1202连接实现飞行机器人与搭火机器人的连接。

进一步的，如图7所示，转板802两端固定连接有剥线刀，剥线刀9底部固定连接有伸缩柱901，且转板802上端剥线刀9上方固定连接有径向剥线刀具902，转板802下端剥线刀固定连接有轴向剥线刀具903，径向剥线刀具902由两半圆形刀具构成，轴向剥线刀具903由两横向刀片构成，径向剥线刀具902、轴向剥线刀具903分别连接于转板802两端，转板802通过剥线轮组8齿轮带动进行缓慢转动，轴向剥线刀具903接近高压线表面，通过小型电机对伸缩柱901高度进行调节，使轴向剥线刀具903贴近高压线绝缘皮并对绝缘皮进行横向切割，再通过剥线轮组8齿轮盘带动转板802顺时针转动90°，此时径向剥线刀具902接近高压线表面接着通过小型电机对径向剥线刀具902的伸缩杆901高度进行调节，使两半圆形刀具贴近高压线绝缘皮并对绝缘皮进行切割，由于两半圆形刀具闭合时正好形成一个完整的圆，径向剥线刀具902为两个半圆管，两个半圆管的两端分别安装半圆形刀具，所以能够在不进行旋转的情况下对高压线绝缘皮进行环形切割，在对绝缘皮进行轴向及径向切割后高压线绝缘皮脱落。

进一步的，夹线装置5固定连接有线夹臂501，线夹臂501一侧固定连接有电动扳手502，线夹臂501上方固定连接有楔形线夹6，楔形线夹6两侧活动连接有线夹夹7，线夹夹7有两个，一个固定连接于楔形线夹6顶部，另一个活动连接于电动扳手502上，两个线夹夹7设置有相互吻合的圆状齿，将上方线夹夹7置于高压线上，电动扳手502带动下方线夹夹7向上移动，随着两线夹夹7齿逐渐咬合时，高压线与引流线连接逐渐紧密，以此保证高压线安全高效的引流。

工作原理：本实用新型在高压线带电情况下进行接线和引流，由飞行机器人16与搭火机器人3组合共同完成作业，首先通过外部遥控装置对飞行机器人16进行控制，使其与搭火机器人3进行连接，将飞行机器人16起飞，通过控制传感单元15调整吊装卡勾12与搭火机器人3剥线轮组8之间的距离，当吊装卡勾12与剥线轮组8接近时，张开吊装卡勾臂，继续减小吊装卡勾臂与剥线轮组8的距离，吊装卡勾臂下方卡扣1202接触到剥线轮组8对应卡槽801时，齿轮在导轨内向上运动，使得左、右卡勾距离减小，左右卡勾缓慢闭合，此时卡扣1202将插入卡槽801，向上拉动吊装卡勾12向内收紧此时卡扣1202将卡死于卡槽801处，将搭火机器人3连接于飞行机器人16下方，同时电磁铁1201通电，两磁铁相互吸引进一步对连接进行固定，脱离时只需将电磁铁1201断电，飞行机器人降低高度，吊装卡勾12松开，卡扣1202脱离卡槽801，实现两者之间的快速脱离，其次通过飞行机器人16将搭火机器人3送上高压电线后，使机器人的走线轮组1上方的固定轮卡接于高压电线上方，下方的活动轮通过电机驱动在轨道内向上进行移动并与固定轮紧密接触，将高压线固定于两轮之间，避免高压线晃动造成搭火机器人3倾覆，固定轮通过内部电机带动搭火机器人3在高压线上进行移动，然后搭火机器人3通过机械臂4的运动和机械爪401将引流线抓取，机械爪401分为两个夹持抓手18、一个角度调节抓手20和一个托举抓手19，两个夹持抓手18将引流线抓取，角度调节抓手20对引流线高度及角度进行调节，托举抓手19对引流线进行托举，方便引流线与高压线搭火，避免引流线在抓取过程中滑落以及连接过程中下坠，剥线轮组8通过内部电机齿轮盘带动剥线刀9对高压线的绝缘层进行剥离，最后通过机械爪401将引流线带到高压线连接处，再通过电动扳手502将底端线夹夹7向上推动将引流线与高压线夹紧，此时两者通过挤压紧密连接，高压线完成搭火引流作业。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种飞行搭火机器人，其特征是：包括用于搭火作业的搭火机器人和用于吊装搭火机器人的飞行机器人，所述搭火机器人右侧中间固定连接有轮组臂，轮组臂一侧活动连接有走线轮组，所述搭火机器人顶部活动连接有剥线轮组，所述搭火机器人右侧上部活动连接有夹线装置，所述搭火机器人右侧底部活动连接有机械臂，机械臂末端固定连接用于夹持引流线的机械爪，所述搭火机器人上设有用于吊装的悬挂机构，所述飞行机器人设有用于抓取悬挂机构的吊装机构。

2.根据权利要求1所述的飞行搭火机器人，其特征是：所述飞行机器人底部两侧活动连接有起落架，飞行机器人底部中间固定设置有控制传感单元，控制传感单元两侧固定连接有U型连接杆，U型连接杆连接升降臂，升降臂中间活动连接有吊装臂，吊装臂末端活动连接吊装卡勾，吊装卡勾、吊装臂和升降臂一起组成了吊装机构。

3.根据权利要求2所述的飞行搭火机器人，其特征是：所述吊装卡勾由左卡勾和右卡勾构成，左卡勾和右卡勾的上端共同连接于吊装臂下端的转轴上，左卡勾和右卡勾均由卡勾固定臂和卡勾活动臂组成，左卡勾和右卡勾的卡勾活动臂均设有卡扣，左卡勾和右卡勾的卡勾活动臂上端各自焊接连接连杆，两连杆共同连接于齿轮的安装轴上，齿轮的安装轴连接电动机，齿轮与竖直齿条啮合，所述竖直齿条上端固定连接卡勾固定臂，下端通过固定杆连接于卡勾固定臂下部，搭火机器人的悬挂机构上设有卡槽，左卡勾和右卡勾合拢时，卡扣卡入卡槽中。

4.根据权利要求3所述的飞行搭火机器人，其特征是：所述卡扣上方固定连接有电磁铁。

5.根据权利要求1所述的飞行搭火机器人，其特征是：所述剥线轮组的外壳上开设卡槽，以剥线轮组的外壳作为悬挂机构。

6.根据权利要求1所述的飞行搭火机器人，其特征是：所述走线轮组由一个固定轮和一个活动轮构成，固定轮通过转轴安装于轮组臂上端，活动滑轮连接于轮组臂导轨内，并且连接一个升降电机，固定滑轮连接一个驱动固定轮转动的行走驱动电机。

7.根据权利要求1所述的飞行搭火机器人，其特征是：所述机械臂由主转轴、第一机械臂、第二机械臂和第三机械臂构成，第一机械臂连接在主转轴上，主转轴通过电机驱动旋转，可使机械臂旋转，第二机械臂连接在第一机械臂上，第三机械臂连接在第二机械臂上，第一机械臂、第二机械臂和第三机械臂均可在三轴方向上转动，用于抓取引流线的机械爪安装在第三机械臂上。

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