带电作业机器人机械主辅臂结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种带电作业机器人机械主辅臂结构，其包括主臂和辅臂，辅臂包括底板、主轴、横臂、伸缩杆和机械爪，主轴可转动地竖直设置在底板上，主轴能够绕其轴线周向转动，横臂可转动地横向设置在主轴的外周壁上并能够绕其轴线周向转动，伸缩杆的下部外壁固接在横臂的端部并能够实现上下伸缩运动，机械爪可开合地设置在伸缩杆的顶部，在机械爪的顶部还设有一视觉传感器。主辅臂的结构使机器人负载减轻，重量仅为双臂70％。降低了机械臂成本40％，减少了整套设备的电机功率35％，辅臂仅起到固定和辅助主臂定位和观察的功能，简化了操作步骤，便于在实际生产中进行操作。

【技术实现步骤摘要】
带电作业机器人机械主辅臂结构
本技术涉及一种电力线路的附属设备，尤其是一种带电作业机器人机械主辅臂结构。
技术介绍
近年来，国网公司带电作业次数呈逐年递增趋势。以滨海公司为例，年带电作业次数在500次左右，其中带电搭火作业占据比例最大，在70％以上。现带电搭火作业主要采取绝缘手套作业法，需由作业人员站在绝缘斗臂车上对导线进行操作，劳动强度大，对作业人员技术水平要求高，且需直接接触带电体，存在安全隐患，所以目前多家供电公都开始研发带电作业机器人的工作，但在机器人机械臂的设计上现普遍采用单臂、双臂或三臂的结构，其中单臂结构重量轻、但稳定性差，存在定位不准的问题；而双臂结构由两只功能基本相同、重量体积相同的机械臂同时进行作业，三臂结构的机器人则通过两侧机械臂臂对导线进行固定、由中间手臂完成操作，这两种结构都致使带电作业机器人设备结构繁琐，负载过重，在实际运用中不易操作。
技术实现思路
本技术的目的在于解决上述技术问题而提供一种负载轻、操作简单且工作牢靠的带电作业机器人机械主辅臂结构。为了解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案：一种带电作业机器人机械主辅臂结构，包括安装在基板上的主臂和辅臂，所述辅臂由绝缘材料制成，该辅臂包括底板、主轴、横臂、伸缩杆和机械爪，所述底板水平固接在基板上，所述主轴可转动地竖直设置在底板上，且该主轴在主轴电机的驱动下绕其轴线周向转动，所述横臂可转动地横向设置在主轴的外周壁上，且该横臂在横臂电机的驱动下绕其轴线周向转动，所述伸缩杆的下部外壁固接在横臂的端部，且该伸缩杆能够实现上下伸缩运动，所述机械爪可开合地设置在伸缩杆的顶部，在机械爪的顶部还设有一视觉传感器，所述视觉传感器接入到带电作业机器人的视觉系统。所述底板与基板之间设有多个绝缘立柱。所述伸缩杆包括固定杆和移动杆，所述移动杆可移动地插装在固定杆的内孔中，所述固定杆外部固接有伸缩杆电机，该伸缩杆电机的输出端伸入到固定杆的内孔中并固接有一驱动齿轮，所述移动杆下部形成有齿条，且齿条与驱动齿轮啮合在一起，在伸缩杆电机的驱动下，移动杆可相对固定杆进行伸缩运动；所述固定杆固接在横臂上，所述移动杆顶部设有机械爪，在移动杆的顶部还设有气缸，所述气缸的输出端通过连杆与机械爪连接以实现机械爪的开合动作。所述主臂采用铝合金材料制成，且该主臂的表面由绝缘材料覆盖。本技术的有益效果是：1、主辅机械臂设计，减轻设备负载。在保障安全性、经济性、灵活性和现有带电作业车兼容性的基础上，对手臂结构进行重新设计，将国内现有带电作业机器人普遍采用的两只机械手臂改为一只主机械手臂和一只辅助绝缘机械臂，可在相互配合完成带电作业的同时减轻设备重量，简化操作流程。2、辅助机械臂(辅臂)可起到固定、支撑等辅助作用，并采用长绝缘伸缩式结构。3、通过辅臂的固定支撑，克服带电作业的弱钢性环境，主辅臂形成相对静止的工作环境(导线为弱钢性材质，绝缘斗臂车存在风偏及摆动，共同处于弱钢性材质环境中)。4、通过辅臂的固定起到定位作用，指引主机械手臂(主臂)工作。5、通过辅臂上安装的摄像装置(视觉传感器)辅助指导主机械手臂工作及方便操作人在地面的安全观察。附图说明图1为本技术带电作业机器人机械主辅臂结构的结构示意图；图2为本技术中辅臂的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明：参见图1和图2，本技术的包括安装在基板1上的主臂2和辅臂3。其中所述基板1设置在绝缘斗臂车上。所述主臂2采用铝合金材料制成，且该主臂2的表面由绝缘材料覆盖。所述辅臂3由绝缘材料制成，该辅臂3包括底板301、主轴302、横臂303、伸缩杆304和机械爪305。所述底板301水平固接在基板1上，所述底板301与基板1之间还设有多个绝缘立柱308。所述主轴302可转动地竖直设置在底板301上，且该主轴302在主轴电机306的驱动下绕其轴线周向转动。所述横臂303可转动地横向设置在主轴302的外周壁上，且该横臂303在横臂电机307的驱动下绕其轴线周向转动。所述伸缩杆304的下部外壁固接在横臂303的端部，且该伸缩杆304能够实现上下伸缩运动。所述伸缩杆304包括固定杆和移动杆，所述移动杆可移动地插装在固定杆的内孔中，所述固定杆外部固接有伸缩杆电机309，该伸缩杆电机309的输出端伸入到固定杆的内孔中并固接有一驱动齿轮，所述移动杆下部形成有齿条，且齿条与驱动齿轮啮合在一起，在伸缩杆电机309的驱动下，移动杆可相对固定杆进行伸缩运动。另外，伸缩杆304还可以选择油缸或气缸作为动力以实现其伸缩动作。所述固定杆固接在横臂303上，所述机械爪305可开合地设置在伸缩杆304的顶部，具体地，移动杆顶部设有机械爪305，在移动杆的顶部还设有气缸310，所述气缸310的输出端通过连杆与机械爪305连接以实现机械爪305的开合动作。在机械爪305的顶部还设有一视觉传感器4，所述视觉传感器4接入到带电作业机器人的视觉系统。本技术带电作业机器人机械主辅臂结构颠覆传统带电作业模式。通过理论计算和试验验证，将国内现有带电作业机器人的两只或三只机械手臂改为一只主机械手臂(主臂)和一只辅助机械臂(辅臂)。主臂采用铝合金加绝缘材质覆盖，结合机器人视觉系统自动抓取机器人携带的搭火工具进行作业，自重70kg左右，可负重20kg左右，工作半径2m。辅臂采用绝缘材质，通过齿轮传动带动伸缩杆动作并在伸缩杆顶部设有机械爪，自重20kg，工作半径2.5m。有益效果：1、主辅臂的结构使机器人负载减轻，重量仅为双臂70％。降低了机械臂成本40％，减少了整套设备的电机功率35％。2、主辅臂功能不同，辅臂仅起到固定和辅助主臂定位和观察的功能，简化了操作步骤，便于在实际生产中进行操作。在搭载远程遥控装置的控制下，通过计算机视觉系统对三维位置进行计算，在规划机械手臂的运动轨迹后，使辅臂伸出抓住导线，起到固定导线和辅助主臂进行剥切点定位的作用，再由主臂完成搭火作业的剥皮和搭接工作。通过机械臂的简化，可大幅降低机械臂成本，减少整套设备的电机功率，减轻设备整体重量。操作过程：1、布置工作现场；2、启动机器人操作系统；3、辅臂伸出到达作业点附近，固定导线；4、主臂根据辅臂定位，到达作业点，进行搭火作业。主臂自动更换工具，依次完成导线绝缘皮剥除、导线搭接和安装绝缘罩的工作；5、作业完毕后，机器人复位。综上所述，本技术的内容并不局限在上述的实施例中，本领域的技术人员可以在本技术的技术指导思想之内提出其他的实施例，但这些实施例都包括在本技术的范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带电作业机器人机械主辅臂结构，其特征在于：包括安装在基板(1)上的主臂(2)和辅臂(3)，所述辅臂(3)由绝缘材料制成，该辅臂(3)包括底板(301)、主轴(302)、横臂(303)、伸缩杆(304)和机械爪(305)，所述底板(301)水平固接在基板(1)上，所述主轴(302)可转动地竖直设置在底板(301)上，且该主轴(302)在主轴电机(306)的驱动下绕其轴线周向转动，所述横臂(303)可转动地横向设置在主轴(302)的外周壁上，且该横臂(303)在横臂电机(307)的驱动下绕其轴线周向转动，所述伸缩杆(304)的下部外壁固接在横臂(303)的端部，且该伸缩杆(304)能够实现上下伸缩运动，所述机械爪(305)可开合地设置在伸缩杆(304)的顶部，在机械爪(305)的顶部还设有一视觉传感器(4)，所述视觉传感器(4)接入到带电作业机器人的视觉系统。

【技术特征摘要】
1.一种带电作业机器人机械主辅臂结构，其特征在于：包括安装在基板(1)上的主臂(2)和辅臂(3)，所述辅臂(3)由绝缘材料制成，该辅臂(3)包括底板(301)、主轴(302)、横臂(303)、伸缩杆(304)和机械爪(305)，所述底板(301)水平固接在基板(1)上，所述主轴(302)可转动地竖直设置在底板(301)上，且该主轴(302)在主轴电机(306)的驱动下绕其轴线周向转动，所述横臂(303)可转动地横向设置在主轴(302)的外周壁上，且该横臂(303)在横臂电机(307)的驱动下绕其轴线周向转动，所述伸缩杆(304)的下部外壁固接在横臂(303)的端部，且该伸缩杆(304)能够实现上下伸缩运动，所述机械爪(305)可开合地设置在伸缩杆(304)的顶部，在机械爪(305)的顶部还设有一视觉传感器(4)，所述视觉传感器(4)接入到带电作业机器人的视觉系统。2.按照权利要求1所述的带电作业机器...

【专利技术属性】
技术研发人员：张黎明，周敬东，张智达，杨宇全，曹北建，张雨蔚，张昕，吕涵，孙云东，张可佳，
申请(专利权)人：国网天津市电力公司，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：天津,12