CN213700455U - 一体化轻体结构抗干扰涂覆机器人 - Google Patents

Abstract

一体化轻体结构抗干扰涂覆机器人，设置有舱体和喷头，中间隔板将舱体分隔为主舱和材料舱，控制电路板、驱动电路板、通信电台、行走电机、升降电机、进料电动缸、转速传感器、线径传感器、材料余量传感器、锂动力电池都位于主舱之中，且主舱由导电材料围城电磁屏蔽舱体，防止受到所涂覆电缆的电场影响，提高设备运行稳定性，使用转速传感器、线径传感器和材料余量传感器与控制电路板、驱动电路板和通信电台组成负反馈控制系统，精确调节行走速度、进料速度，通过蜗轮蜗杆减速机控制换向，除喷头和送料管之外其余组件均集中安装于舱体，节省了安装件并减轻了重量。

Description

一体化轻体结构抗干扰涂覆机器人

技术领域

本实用新型属于电缆制造设备领域，涉及架空裸导线绝缘处理，具体涉及一体化轻体结构抗干扰涂覆机器人。

背景技术

作为电力输送的载体，裸导线被广泛用于架空线路当中。但是，裸导线容易因异物缠绕或触碰房屋树木等障碍物而引发跳闸，对供电可靠性产生了不利影响。通过将裸导线更换为绝缘导线，或在裸导线上涂覆绝缘层，能够有效防止以上情况的产生，对供电可靠性的提高具有十分重要的作用。

将裸导线更换为绝缘导线时，需要进行系统施工作业，投入大量的人力物力，施工期间的停电也会对居民用电和工业用电产生不利影响。与更换为绝缘导线的方法相比，通过机器人自动在裸导线上涂覆绝缘材料，具有操作方便、安全性强、省时省力的优点，正日益受到青睐。

CN210935560U公开了一种用于架空裸导线绝缘处理的电力涂覆机。这种电力涂覆机包含主壳体、底板、工作箱、第一喷涂腔、第二喷涂腔和摄像设备，主壳体作为行走装置，工作箱作为进料装置，第一喷涂腔与第二喷涂腔作为喷涂装置，能够将绝缘材料均匀涂覆于导线之上。工作箱与底座通过螺栓连接，底座与工作箱通过连接杆连接，工作箱与第一喷涂腔通过支架连接，第一喷涂腔与第二喷涂腔通过铰链连接，其行走装置、进料装置为分体结构，重复冗余结构多、连接件多、结构复杂，从而导致重量大、能够装载的涂覆材料少、续航时间短，作业效率低；通过计算机控制器控制喷涂装置功率，但未对计算机控制器周围电磁环境进行考虑，在裸导线的高压环境下计算机控制器容易受到干扰而导致无法正常工作；缺少针对行走速度、喷涂材料、导线半径方面的传感器，因而难以控制其行走装置、喷涂装置运行的效率。

CN210815908U公开了一种不断电电力线缆绝缘漆自动喷涂机器人。这种电力线缆绝缘漆自动喷涂机器人包括行走机构、涂漆机构、顶漆机构和控制箱，行走机构、顶漆机构、涂漆机构分别作为行走装置、进料装置和喷涂装置，能够在无人工操作的情况下，完成对带电电缆线的喷涂工作。但是，行走装置、进料装置之间相互分离，分别通过连接板由螺纹依次固定连接，连接件较多，连接关系复杂，从而导致重量大、装载的涂覆材料少、续航时间短、作业效率低；通过控制箱对电机的控制，完成喷头定位块的定位工作、电缆线滚轮的行走工作以及顶漆机构对喷嘴的供漆工作，但是缺少针对行走速度、喷涂材料、导线半径方面的传感器，因而难以通过喷涂状态和电缆线的特点对其行走装置、喷涂装置进行控制；此外，该设备运行于不断电电力线缆上，其控制箱与电气连线未进行电磁屏蔽，容易受到干扰而不能正常工作。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的连接结构冗余且重量大、易受干扰、缺少涂覆质量控制的问题，提供了一种一体化轻体结构抗干扰涂覆机器人。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：一体化轻体结构抗干扰涂覆机器人，其特征在于，主要包括舱体、喷头，所述舱体通过中间隔板分隔为主舱和材料舱，所述主舱由均为导电材料的中间隔板、后舱板、主梁、顶梁、侧梁和外壳围成，所述外壳采用不锈钢材料、内部贴上铜箔材料，所述主舱由左立板与右立板平行于电缆纵向分隔，动力轴、从动轴固定在所述左立板、右立板之间，主动轮和从动轮分别安装在所述动力轴、从动轴上，所述主动轮和从动轮在电缆上侧滚动，在所述右立板的远离左立板的一侧固定有行走电机、传动机构、升降电机、控制电路板、驱动电路板、通信电台,所述的升降电机控制升降装置在所述左立板上上下移动，所述升降装置上安装有升降轮，所述升降轮位于所述左立板与所述右立板之间，在所述电缆下侧滚动，进料电动缸安装在所述中间隔板和所述后舱板之间，由所述进料电动缸推动料缸中的进料塞在料缸中滑动，所述料缸通过送料管与所述喷头连接，所述喷头通过快速插销固定于所述舱体上的喷头安装孔，转速传感器安装在所述行走电机后轴上，线径传感器安装在所述主梁上并由所述升降装置带动，材料余量传感器安装在所述中间隔板上并由所述进料塞带动，所述转速传感器、线径传感器、材料余量传感器分别通过数据链路电缆与所述控制电路板连接，所述控制电路板通过数据链路电缆与所述驱动电路板连接，所述驱动电路板通过连接电缆与所述行走电机连接，所述通信电台通过连接电缆与所述控制电路板连接，所述控制电路板通过连接电缆分别与升降电机、进料电动缸连接，锂动力电池固定于所述侧梁上，所述锂动力电池通过连接电缆与所述控制电路板、通信电台连接。

所述中间隔板、后舱板、主梁、顶梁、侧梁和外壳均为导电材料，形成带电磁屏蔽的舱体，所述控制电路板、驱动电路板和通信电台等电子电路，所述行走电机、升降电机和进料电动缸等电机，所述转速传感器、线径传感器、材料余量传感器等传感器，所述锂动力电池及连接电缆都位于主舱之中。

进一步地，所述转速传感器测量所述行走电机转速，所述线径传感器测量所述升降装置的位移，所述材料余量传感器测量所述进料塞的位移，所述转速传感器、线径传感器、材料余量传感器与所述控制电路板、驱动电路板、通信电台组成控制系统，通过输出高低电平、模拟电压和信号控制所述行走电机、升降电机、进料电动缸，从而控制运动速度和进料速度。

优选地，所述传动机构为蜗轮蜗杆减速机，所述行走电机通过所述蜗轮蜗杆减速机驱动所述主动轮的运动和换向。

优选地，所述舱体由前舱板和所述中间隔板、后舱板、主梁、顶梁、侧梁组成舱体结构，使用碳钎维和铝合金材料。

相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：主舱外壳采用不锈钢材料，内部贴上铜箔材料，与中间隔板、后舱板、主梁、顶梁、侧梁等舱体结构共同构成电磁屏蔽舱体，将所有控制电路、传感器、电机和电气连线集中到同一个设备舱内，没有外露的电气零件和连线，通过电磁屏蔽作用保护设备舱内部的控制电路、传感器和电机及其连接线不受外部高压电场等电磁干扰源的影响；将行走装置、供料装置集中到设备舱里，设备舱的舱体使用碳钎维和铝合金等重量轻、强度高的材料，利用舱体结构进行安装和配合，行走机构仅由行走电机、蜗轮蜗杆减速机和主动轮组成，减少重复冗余结构和安装件，简化结构、减轻重量，在相同体积下，能够多载涂覆材料或电池，延长一次加料能够涂覆裸线的长度或续航时间，提高工作效率；传感器与电子电路形成负反馈控制系统，电子电路通过传感器信号分析涂覆状态和电缆线径，进而控制电机，从而精确调节行走速度、进料速度，以提高涂覆质量。

附图说明

图1为本实用新型一体化轻体结构抗干扰涂覆机器人的整体示意图。

图2为本实用新型一体化轻体结构抗干扰涂覆机器人的主舱结构示意图。

图3为本实用新型一体化轻体结构抗干扰涂覆机器人的主动轮与从动轮位置示意图。

图4为本实用新型一体化轻体结构抗干扰涂覆机器人的传感器安装示意图。

图5为本实用新型一体化轻体结构抗干扰涂覆机器人的屏蔽壳体结构示意图。

图中：1为一体化轻体结构舱体，2为可更换喷头，3为主舱，4为材料仓，5为前舱板，6为中间隔板，7为后舱板，8为主梁，9为顶梁，10为侧梁，11为左立板，12为右立板，13为行走电机，14为传动机构，15为升降电机，16为升降机构，17为动力轴，18为从动轴，19为主动轮，20为从动轮，21为进料电动缸，22为进料塞，23为料缸，24为转速传感器，25为线径传感器，26为材料余量传感器，27为外壳，28为控制电路板，29为驱动电路板，30为通信电台，31为锂动力电池，32为连接电缆，33为升降轮，34为喷头安装孔。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1到图5所示的一体化轻体结构抗干扰涂覆机器人，设置有舱体1、喷头2，舱体1通过中间隔板6分隔为主舱3和材料舱4，主舱3由中间隔板6、后舱板7、主梁8、顶梁9、侧梁10和外壳27围成且均为导电材料，外壳27采用不锈钢材料、内部贴上铜箔材料，构成电磁屏蔽舱体，左立板11与右立板12平行于电缆纵向分隔主舱3，行走电机13、传动机构14、升降电机15、控制电路板28、驱动电路板29、通信电台30位于右立板12的远离左立板11、靠近外壳27一侧且固定在右立板12上，动力轴17、从动轴18固定在左立板11、右立板12之间，主动轮19和从动轮20分别安装在动力轴17和从动轴18上，主动轮19和从动轮20在电缆上侧滚动，由主动轮19的滚动带动涂覆机器人在电缆上移动，升降电机15控制升降装置16在左立板11上上下滑动，升降装置16上安装有升降轮33，升降轮33位于左立板11、右立板12之间，在电缆下侧滚动，与主动轮19、从动轮20从相对的方向加紧电缆，进料电动缸21固定在中间隔板6和后舱板7之间，推动进料缸中的进料塞22在料缸23中滑动，料缸23通过送料管与喷头2连接，喷头2通过快速插销固定于舱体1上的喷头安装孔34，转速传感器24安装在行走电机13的后轴上，线径传感器25安装在主梁8上并由升降装置16带动，材料余量传感器26安装在中间隔板6上并由进料塞带动22，转速传感器24、线径传感器25、材料余量传感器26分别与控制电路板28通过数据链路电缆连接，控制电路板28与驱动电路板29通过数据链路电缆连接，驱动电路板29通过连接电缆32与行走电机13连接，通信电台通过连接电缆32与控制电路板28连接，升降电机15、进料电动缸21分别通过连接电缆32与控制电路板28连接，锂动力电池31固定于侧梁10上，锂动力电池31通过连接电缆32与控制电路板28、通信电台连接30。

控制电路板28、驱动电路板29、通信电台30等电子电路，行走电机13、升降电机15、进料电动缸21等电机，转速传感器23、线径传感器24、材料余量传感器25等传感器，锂动力电池31都位于主舱3之中，由于围成主舱3的中间隔板6、后舱板7、主梁8、顶梁9、侧梁10、外壳27均为导电材质，使主舱3带电磁屏蔽效果，电子电路、电机、传感器、电源位于其中，能够不受外部高压电场等电磁干扰源的影响。

控制电路板28通过转速传感器24所测量得到的行走电机13的转速计算涂覆机器人的运动速度、通过线径传感器25测量的升降装置16的位移测量线径、通过材料余量传感器26测量的进料塞22的位移计算进料速度，随后通过分析运动速度、线径、进料速度，结合通信电台30的信号，通过控制电路板28与驱动电路板29输出高低电平、模拟电压和信号，控制行走电机13、升降电机15、进料电动缸21，进行负反馈控制，精确调节行走速度、进料速度，以达到最佳的涂覆质量。

行走电机13通过传动机构14驱动主动轮19，传动机构14为蜗轮蜗杆减速机，使主动轮19进行运动与换向。

舱体1由前舱板5、中间隔板6、后舱板7、主梁8、顶梁9、侧梁10组成舱体结构，将行走电机13、蜗轮蜗杆减速机14、升降电机15、升降机构16、动力轴17、从动轴18、主动轮19、从动轮20组成的行走装置，材料仓4、进料电动缸21，进料塞22，料缸23组成的进料装置，转速传感器24、线径传感器25、材料余量传感器26、控制电路板28、驱动电路板29、通信电台30组成的负反馈控制系统作为控制装置，以及锂动力电池31，均安装在舱体1中，节省了行走装置、进料装置、控制装置之间的安装件，减轻了重量。

最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本实用新型的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (5)

1.一体化轻体结构抗干扰涂覆机器人，其特征在于：包括舱体、喷头，所述舱体通过中间隔板分隔为主舱和材料舱，所述主舱由中间隔板、后舱板、主梁、顶梁、侧梁和外壳围成，所述中间隔板、后舱板、主梁、顶梁和侧梁均为导电材料，所述外壳采用不锈钢材料、内部贴上铜箔材料，左立板与右立板平行于电缆纵向分隔所述主舱，动力轴、从动轴固定在所述左立板、右立板之间，主动轮、从动轮分别安装在所述动力轴、从动轴上，所述主动轮、从动轮在所述电缆上侧滚动，行走电机、传动机构、升降电机、控制电路板、驱动电路板、通信电台固定在所述右立板远离所述左立板一侧，所述升降电机控制升降装置在所述左立板上上下滑动，所述升降装置上安装有升降轮，所述升降轮位于所述左立板、右立板之间，在所述电缆下侧滚动，进料电动缸安装在中间隔板和后舱板之间，推动进料塞在料缸中滑动，所述料缸通过送料管与所述喷头连接，所述喷头通过快速插销固定于所述舱体上的喷头安装孔，转速传感器安装在所述行走电机后轴上，线径传感器安装在所述主梁上并由所述升降装置带动，材料余量传感器安装在所述中间隔板上并由所述进料塞带动，所述转速传感器、线径传感器、材料余量传感器分别通过数据链路电缆与所述控制电路板连接，所述控制电路板通过数据链路电缆与所述驱动电路板连接，所述驱动电路板通过连接电缆与所述行走电机连接，所述通信电台通过连接电缆与所述控制电路板连接，所述控制电路板通过连接电缆分别与升降电机、进料电动缸连接，锂动力电池固定于所述侧梁上，所述锂动力电池通过连接电缆与所述控制电路板、通信电台连接。

2.根据权利要求1所述的一体化轻体结构抗干扰涂覆机器人，其特征在于：围成所述主舱的所述中间隔板、后舱板、主梁、顶梁、侧梁、外壳形成带电磁屏蔽的舱体，所述控制电路板、驱动电路板、通信电台、行走电机、升降电机、进料电动缸、转速传感器、线径传感器、材料余量传感器、锂动力电池和连接电缆都位于主舱之中。

3.根据权利要求1所述的一体化轻体结构抗干扰涂覆机器人，其特征在于：所述转速传感器、线径传感器、材料余量传感器与所述控制电路板、驱动电路板、通信电台组成控制系统，通过输出高低电平、模拟电压和信号控制所述行走电机、升降电机、进料电动缸，从而控制运动速度和进料速度。

4.根据权利要求1所述的一体化轻体结构抗干扰涂覆机器人，其特征在于：所述传动机构为蜗轮蜗杆减速机，所述行走电机通过所述蜗轮蜗杆减速机驱动所述主动轮的运动与换向。

5.根据权利要求1所述的一体化轻体结构抗干扰涂覆机器人，其特征在于：所述舱体由前舱板、中间隔板、后舱板、主梁、顶梁、侧梁组成舱体结构，均使用碳钎维或铝合金材料。

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