CN223084188U - 一种输电铁塔螺栓紧固机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种输电铁塔螺栓紧固机器人，包括两个行走单元，两个行走单元均与行走驱动机构相连；所述行走单元上设置用来夹紧输电铁塔角钢的夹紧单元；两个行走单元之间的行走驱动机构上设置螺栓紧固单元，所述螺栓紧固单元上设置移动驱动机构，所述移动驱动机构驱动螺栓紧固单元在两个行走单元之间移动。本实用新型输电铁塔螺栓紧固机器人，能够代替检修时输电铁塔上螺栓的人工紧固方式，有效解决了工人劳动强度高、工作效率低、危险系数高的问题。

Description

一种输电铁塔螺栓紧固机器人

技术领域

本实用新型属于螺栓紧固机器人技术领域，具体涉及一种输电铁塔螺栓紧固机器人。

背景技术

电力稳定的传输为现代社会的有序发展提供了坚固的基础。在电力工程当中，输电铁塔作为其中最重要的组成部分之一，为了确保高压输电线路的稳定运行，需要对输电铁塔进行定期检测和维护，其中在检修中，紧固输电铁塔上面的螺栓是关键一环。

目前，对于检修过程中输电铁塔上螺栓的紧固，主要通过人工紧固的方式，然而人工紧固不仅工作量大、周期长、效率低、紧固力矩不一致，而且在爬塔紧固时，电力工人很容易遭遇生命威胁，另外很多输电铁塔多位于远离城镇、地形复杂的自然环境中，从而造成电力工人人工紧固时处于相对恶劣的环境中。

基于此，本申请提出一种输电铁塔螺栓紧固机器人，以代替检修时输电铁塔上螺栓的人工紧固方式，进而避免人工紧固的弊端。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种输电铁塔螺栓紧固机器人。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种输电铁塔螺栓紧固机器人，包括两个行走单元，两个行走单元均与行走驱动机构相连；

所述行走单元上设置用来夹紧输电铁塔角钢的夹紧单元；

两个行走单元之间的行走驱动机构上设置螺栓紧固单元，所述螺栓紧固单元上设置移动驱动机构，所述移动驱动机构驱动螺栓紧固单元在两个行走单元之间移动。

优选的，所述行走驱动机构包括行走丝杆以及两根行走导轨，所述行走丝杆、行走导轨的中心轴线相平行；

两个行走单元分别为下肢行走单元、上肢行走单元；

所述行走丝杆的两端分别与下肢行走单元、支架板进行转动配合，所述行走导轨的两端分别与下肢行走单元、支架板进行固定连接；

所述下肢行走单元上固定设置行走电机，所述行走电机与行走丝杆适配连接；

所述上肢行走单元与行走丝杆之间通过行走螺母进行螺纹配合，所述上肢行走单元与行走导轨进行滑动配合。

优选的，所述夹紧单元包括两个对称设置的夹爪以及用来驱动两个夹爪相向运动以夹紧角钢或背向运动以松开角钢的夹紧驱动机构，所述夹爪的一端与行走单元相铰接。

优选的，所述夹紧驱动机构包括位于两个夹爪之间且与角钢外侧壁相适配的V型卡块，所述V型卡块的弯折外端与驱动轴固定连接，所述驱动轴的端部固定设置推板，所述行走单元上设置有驱动推板沿驱动轴轴向方向移动的驱动组件；

两个夹爪上对称设置有滑槽；

所述驱动轴上垂直固定设置驱动横轴，所述驱动横轴的两端设置有与相应滑槽沿驱动轴轴向方向进行适配滑动配合的滑块；

所述V型卡块向远离行走单元的方向移动时，所述驱动横轴带动两个夹爪相向运动；所述V型卡块卡在角钢外侧壁时，两个夹爪夹紧角钢。

优选的，所述驱动组件包括相平行的夹紧丝杆、夹紧导轨，所述夹紧丝杆与驱动轴平行设置；

所述夹紧丝杆与行走单元进行转动配合，所述行走单元上设置有与夹紧丝杆相适配的夹紧电机，所述夹紧导轨与行走单元进行固定连接；

所述推板与夹紧丝杆进行螺纹配合，所述推板与夹紧导轨进行滑动配合。

优选的，所述螺栓紧固单元包括两个对称设置的紧固机构，

所述紧固机构包括用来与相应行走轨道进行滑动配合的紧固支架，所述紧固支架上设置扳手座，所述扳手座上设置紧固螺栓电动扳手；

所述紧固支架上设置有用来调节紧固螺栓电动扳手位置的调节组件。

优选的，所述调节组件包括纵移调节组件、横移调节组件；

所述横移调节组件包括相平行的横移丝杆、横移导轨，所述横移丝杆与行走导轨垂直；

所述横移丝杆的两端与紧固支架进行转动配合且一端适配横移电机，所述横移导轨的两端与紧固支架固定连接；

所述横移丝杆上螺纹配合有横移座，所述横移座与横移导轨进行滑动配合；

所述纵移调节组件包括相平行的纵移丝杆、纵移导轨，所述纵移丝杆的中心轴线沿垂直于角钢相应侧壁的方向进行延伸，所述纵移丝杆与横移丝杆垂直；

所述纵移丝杆的两端分别与上架板、横移座进行转动配合且一端适配纵移电机，所述纵移导轨的两端分别与上架板、横移座固定连接；

所述扳手座与纵移丝杆进行螺纹配合，所述扳手座与纵移导轨进行滑动配合。

优选的，所述移动驱动机构包括电机、齿轮、齿条，所述电机设置在紧固支架上，所述电机的输出端与齿轮进行同轴固定连接，所述齿轮与齿条进行啮合连接；所述齿条的两端分别固定在下肢行走单元、支架板上。

优选的，所述紧固支架上滑动配合有导轨，所述导轨与行走导轨相平行；

所述导轨的两端分别固定在下肢行走单元、支架板上。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型输电铁塔螺栓紧固机器人，能够代替检修时输电铁塔上螺栓的人工紧固方式，有效解决了工人劳动强度高、工作效率低、危险系数高的问题；本申请机器人通过两个夹紧单元实现对输电铁塔角钢的夹持与松开，通过上肢行走单元、下肢行走单元配合两个夹紧单元对输电铁塔角钢的夹紧与松开，实现整个机器人沿输电铁塔角钢的攀爬；当机器人攀爬到待紧固螺栓附近位置后，又通过移动驱动机构、纵移调节组件、横移调节组件对相应紧固螺栓电动扳手位置进行调整，以适配对相应螺栓的紧固作业。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本实用新型输电铁塔螺栓紧固机器人的结构示意立体图；

图2是本实用新型输电铁塔螺栓紧固机器人的结构示意主视图；

图3是本实用新型输电铁塔螺栓紧固机器人去除螺栓紧固单元后的结构示意立体图；

图4是本实用新型输电铁塔螺栓紧固机器人去除螺栓紧固单元后的结构示意俯视图；

图5是本实用新型中螺栓紧固单元后的结构示意立体图；

图6是本实用新型中紧固机构的结构示意图；

其中：

1-行走单元，11-下肢行走单元，12-上肢行走单元；

2-行走驱动机构，21-行走丝杆，22-行走导轨，23-行走电机，24-行走螺母，25-支架板；

3-夹紧单元，31-夹爪，311-滑槽，32-V型卡块，33-驱动轴，34-推板，35-驱动横轴，351-滑块，36-夹紧丝杆，37-夹紧导轨，38-夹紧电机；

4-螺栓紧固单元，41-紧固机构，411-紧固支架，412-扳手座，413-紧固螺栓电动扳手，414-纵移丝杆，4141-上架板，415-纵移导轨，416-纵移电机，417-横移丝杆，4171-横移座，418-横移导轨，419-横移电机；

5-移动驱动机构，51-电机，52-齿轮，53-齿条，54-导轨。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本实用新型中，术语如“上”、“下”、“底”、“顶”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本实用新型各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本实用新型中任一部件或元件，不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型中，术语如“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本实用新型中的具体含义，不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1-图2所示，一种输电铁塔螺栓紧固机器人，包括两个行走单元1，两个行走单元1均与行走驱动机构2相连；

所述行走单元1上设置用来夹紧输电铁塔角钢的夹紧单元3；

两个行走单元1之间的行走驱动机构2上设置螺栓紧固单元4，所述螺栓紧固单元4上设置移动驱动机构5，所述移动驱动机构5驱动螺栓紧固单元4在两个行走单元1之间移动。

优选的，如图3所示，所述行走驱动机构2包括行走丝杆21以及两根行走导轨22，所述行走丝杆21、行走导轨22的中心轴线相平行；

两个行走单元1分别为下肢行走单元11、上肢行走单元12；

所述行走丝杆21的两端分别与下肢行走单元11、支架板25进行转动配合，所述行走导轨22的两端分别与下肢行走单元11、支架板25进行固定连接；

所述下肢行走单元11上固定设置行走电机23，所述行走电机23与行走丝杆21适配连接；

所述上肢行走单元12与行走丝杆21之间通过行走螺母24进行螺纹配合，所述上肢行走单元12与行走导轨22进行滑动配合。

在上肢行走单元12的夹紧单元3与下肢行走单元11的夹紧单元3同时夹持住角钢的基础上，上肢行走单元12的夹紧单元3松开角钢，此时安装在下肢行走单元11上面的行走电机23启动，使得与上肢行走单元12相连的行走螺母24带动上肢行走单元12沿行走导轨22移动；然后行走电机23停止运转，上肢行走单元12的夹紧单元3夹紧角钢，下肢行走单元11的夹紧单元3松开角钢，行走电机23启动，就会实现下肢行走单元11带动除上肢行走单元13及其上夹紧单元以外的其余部件一起向上移动。

优选的，如图4所示，所述夹紧单元3包括两个对称设置的夹爪31以及用来驱动两个夹爪31相向运动以夹紧角钢或背向运动以松开角钢的夹紧驱动机构，所述夹爪31的一端与行走单元1相铰接。

优选的，所述夹紧驱动机构包括位于两个夹爪31之间且与角钢外侧壁相适配的V型卡块32，所述V型卡块32的弯折外端与驱动轴33固定连接，所述驱动轴33的端部固定设置推板34，所述行走单元1上设置有驱动推板34沿驱动轴33轴向方向移动的驱动组件；

两个夹爪31上对称设置有滑槽311；

所述驱动轴33上垂直固定设置驱动横轴35，所述驱动横轴35的两端设置有与相应滑槽311沿驱动轴33轴向方向进行适配滑动配合的滑块351；

所述V型卡块32向远离行走单元1的方向移动时，所述驱动横轴35带动两个夹爪31相向运动；所述V型卡块32卡在角钢外侧壁时，两个夹爪32夹紧角钢。

优选的，所述驱动组件包括相平行的夹紧丝杆36、夹紧导轨37，所述夹紧丝杆36与驱动轴33平行设置；

所述夹紧丝杆36与行走单元1进行转动配合，所述行走单元1上设置有与夹紧丝杆36相适配的夹紧电机38，所述夹紧导轨37与行走单元1进行固定连接；

所述推板34与夹紧丝杆36进行螺纹配合，所述推板34与夹紧导轨37进行滑动配合。

优选的，如图5-图6所示，所述螺栓紧固单元4包括两个对称设置的紧固机构41，

所述紧固机构41包括用来与相应行走轨道22进行滑动配合的紧固支架411，所述紧固支架411上设置扳手座412，所述扳手座412上设置紧固螺栓电动扳手413；

所述紧固支架411上设置有用来调节紧固螺栓电动扳手413位置的调节组件。

优选的，所述调节组件包括纵移调节组件、横移调节组件；

所述横移调节组件包括相平行的横移丝杆417、横移导轨418，所述横移丝杆417与行走导轨22垂直；

所述横移丝杆417的两端与紧固支架411进行转动配合且一端适配横移电机419，所述横移导轨418的两端与紧固支架411固定连接；

所述横移丝杆417上螺纹配合有横移座4171，所述横移座4171与横移导轨418进行滑动配合；

所述纵移调节组件包括相平行的纵移丝杆414、纵移导轨415，所述纵移丝杆414的中心轴线沿垂直于角钢相应侧壁的方向进行延伸，所述纵移丝杆414与横移丝杆417垂直；

所述纵移丝杆414的两端分别与上架板4141、横移座4171进行转动配合且一端适配纵移电机416，所述纵移导轨415的两端分别与上架板4141、横移座4171固定连接；

所述扳手座412与纵移丝杆414进行螺纹配合，所述扳手座412与纵移导轨415进行滑动配合。

其中上架板4141、横移座4171上均设置有供紧固螺栓电动扳手413穿过的通孔。

优选的，所述移动驱动机构5包括电机51、齿轮52、齿条53，所述电机51设置在紧固支架411上，所述电机51的输出端与齿轮52进行同轴固定连接，所述齿轮52与齿条53进行啮合连接；所述齿条53的两端分别固定在下肢行走单元11、支架板25上。

优选的，所述紧固支架411上滑动配合有导轨54，所述导轨54与行走导轨22相平行；

所述导轨54的两端分别固定在下肢行走单元11、支架板25上。

一种输电铁塔螺栓紧固机器人，其具体实施方式如下：

向上攀爬时，在上肢行走单元12的夹紧单元3与下肢行走单元11的夹紧单元3同时夹持住角钢的基础上，上肢行走单元12的夹紧单元3松开角钢，此时安装在下肢行走单元11上面的行走电机23启动，使得与上肢行走单元12相连的行走螺母24带动上肢行走单元12沿行走导轨22移动；然后行走电机23停止运转，上肢行走单元12的夹紧单元3夹紧角钢，下肢行走单元11的夹紧单元3松开角钢，行走电机23启动，就会实现下肢行走单元11带动除上肢行走单元13及其上夹紧单元以外的其余部件一起向上移动。重复上述步骤，就会实现机器人沿角钢的向上攀爬作业。

当攀爬至需要紧固的螺栓附近位置处时，两个夹紧单元3夹紧角钢，电机51启动，在齿轮52、齿条53的啮合配合下，螺栓紧固单元4沿导轨54向靠近待紧固螺栓的方向移动；随后根据待紧固螺栓的方位，通过纵移调节组件、横移调节组件驱动相应侧的紧固螺栓电动扳手413到位实施对螺栓的紧固作业，之后紧固螺栓电动扳手413复位。机器人继续攀爬作业以及螺栓的紧固作业。

本申请机器人通过两个夹紧单元3实现对输电铁塔角钢的夹持与松开，通过上肢行走单元12、下肢行走单元11配合两个夹紧单元3对输电铁塔角钢的夹紧与松开，实现整个机器人沿输电铁塔角钢的攀爬；当机器人攀爬到待紧固螺栓附近位置后，又通过移动驱动机构5、纵移调节组件、横移调节组件对相应紧固螺栓电动扳手413位置进行调整，以适配对相应螺栓的紧固作业。

本实用新型输电铁塔螺栓紧固机器人，能够代替检修时输电铁塔上螺栓的人工紧固方式，有效解决了工人劳动强度高、工作效率低、危险系数高的问题。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种输电铁塔螺栓紧固机器人，其特征在于，包括两个行走单元，两个行走单元均与行走驱动机构相连；

所述行走单元上设置用来夹紧输电铁塔角钢的夹紧单元；

两个行走单元之间的行走驱动机构上设置螺栓紧固单元，所述螺栓紧固单元上设置移动驱动机构，所述移动驱动机构驱动螺栓紧固单元在两个行走单元之间移动。

2.如权利要求1所述的输电铁塔螺栓紧固机器人，其特征在于，所述行走驱动机构包括行走丝杆以及两根行走导轨，所述行走丝杆、行走导轨的中心轴线相平行；

两个行走单元分别为下肢行走单元、上肢行走单元；

所述行走丝杆的两端分别与下肢行走单元、支架板进行转动配合，所述行走导轨的两端分别与下肢行走单元、支架板进行固定连接；

所述下肢行走单元上固定设置行走电机，所述行走电机与行走丝杆适配连接；

所述上肢行走单元与行走丝杆之间通过行走螺母进行螺纹配合，所述上肢行走单元与行走导轨进行滑动配合。

3.如权利要求1所述的输电铁塔螺栓紧固机器人，其特征在于，所述夹紧单元包括两个对称设置的夹爪以及用来驱动两个夹爪相向运动以夹紧角钢或背向运动以松开角钢的夹紧驱动机构，所述夹爪的一端与行走单元相铰接。

4.如权利要求3所述的输电铁塔螺栓紧固机器人，其特征在于，所述夹紧驱动机构包括位于两个夹爪之间且与角钢外侧壁相适配的V型卡块，所述V型卡块的弯折外端与驱动轴固定连接，所述驱动轴的端部固定设置推板，所述行走单元上设置有驱动推板沿驱动轴轴向方向移动的驱动组件；

两个夹爪上对称设置有滑槽；

所述驱动轴上垂直固定设置驱动横轴，所述驱动横轴的两端设置有与相应滑槽沿驱动轴轴向方向进行适配滑动配合的滑块；

所述V型卡块向远离行走单元的方向移动时，所述驱动横轴带动两个夹爪相向运动；所述V型卡块卡在角钢外侧壁时，两个夹爪夹紧角钢。

5.如权利要求4所述的输电铁塔螺栓紧固机器人，其特征在于，所述驱动组件包括相平行的夹紧丝杆、夹紧导轨，所述夹紧丝杆与驱动轴平行设置；

所述夹紧丝杆与行走单元进行转动配合，所述行走单元上设置有与夹紧丝杆相适配的夹紧电机，所述夹紧导轨与行走单元进行固定连接；

所述推板与夹紧丝杆进行螺纹配合，所述推板与夹紧导轨进行滑动配合。

6.如权利要求2所述的输电铁塔螺栓紧固机器人，其特征在于，所述螺栓紧固单元包括两个对称设置的紧固机构，

所述紧固机构包括用来与相应行走轨道进行滑动配合的紧固支架，所述紧固支架上设置扳手座，所述扳手座上设置紧固螺栓电动扳手；

所述紧固支架上设置有用来调节紧固螺栓电动扳手位置的调节组件。

7.如权利要求6所述的输电铁塔螺栓紧固机器人，其特征在于，所述调节组件包括纵移调节组件、横移调节组件；

所述横移调节组件包括相平行的横移丝杆、横移导轨，所述横移丝杆与行走导轨垂直；

所述横移丝杆的两端与紧固支架进行转动配合且一端适配横移电机，所述横移导轨的两端与紧固支架固定连接；

所述横移丝杆上螺纹配合有横移座，所述横移座与横移导轨进行滑动配合；

所述纵移调节组件包括相平行的纵移丝杆、纵移导轨，所述纵移丝杆的中心轴线沿垂直于角钢相应侧壁的方向进行延伸，所述纵移丝杆与横移丝杆垂直；

所述纵移丝杆的两端分别与上架板、横移座进行转动配合且一端适配纵移电机，所述纵移导轨的两端分别与上架板、横移座固定连接；

所述扳手座与纵移丝杆进行螺纹配合，所述扳手座与纵移导轨进行滑动配合。

8.如权利要求6所述的输电铁塔螺栓紧固机器人，其特征在于，所述移动驱动机构包括电机、齿轮、齿条，所述电机设置在紧固支架上，所述电机的输出端与齿轮进行同轴固定连接，所述齿轮与齿条进行啮合连接；所述齿条的两端分别固定在下肢行走单元、支架板上。

9.如权利要求6所述的输电铁塔螺栓紧固机器人，其特征在于，所述紧固支架上滑动配合有导轨，所述导轨与行走导轨相平行；

所述导轨的两端分别固定在下肢行走单元、支架板上。