一种实现工具自动换接的室外带电作业机器人机械臂制造技术

本发明专利技术公开了一种实现工具自动换接的室外带电作业机器人机械臂，包括通过关节依次连接的机械大臂、机械小臂和机械前臂；所述机械前臂包括绝缘杆及工具对接接口，且工具对接接口侧壁上开设有对接槽；所述带电作业工具组件包括上下布置的连接部和工具部，连接部包括连接座及连接座上的套接环；所述套接环侧壁上设置有转动片，转动片的内外两侧分别连接有锁紧块和拨爪块，通过驱动组件驱动拨爪块的转动实现锁紧块与对接槽的锁定和松脱切换。本发明专利技术通过机械臂末端的工具对接装置实现不同带电作业工具组件的对接抓取，从而实现带电作业工具的自动更换，结构简单，操作方便，有效提高作业效率。

A mechanical arm of outdoor live working robot for automatic tool change

The invention discloses an outdoor live working robot mechanical arm which realizes automatic tool exchange, including a mechanical boom, a mechanical jib and a mechanical forearm which are successively connected through joints; the mechanical forearm includes an insulating rod and a tool docking interface, and a docking slot is arranged on the side wall of the tool docking interface; the live working tool assembly includes a connection part and a tool part arranged up and down The connecting part includes a connecting base and a connecting ring on the connecting base; the side wall of the connecting ring is provided with a rotating piece, and the inner and outer sides of the rotating piece are respectively connected with a locking block and a claw block, and the locking block and the butt groove are locked and loosened and cut and replaced by driving the rotation of the claw block. The invention realizes the docking and grabbing of different live working tool components through the tool docking device at the end of the mechanical arm, so as to realize the automatic replacement of the live working tool, which has simple structure, convenient operation and effectively improves the working efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种实现工具自动换接的室外带电作业机器人机械臂
本专利技术设计一种实现工具自动换接的室外带电作业机器人机械臂，属于室外带电作业机器人设计

技术介绍
目前，广泛采用的带电作业技术主要是人工带电作业，要求操作人员攀爬高压铁塔或借助绝缘斗臂车进行不停电作业。但人工带电作业，意味着操作人员要处在高空、高压、强电磁场的危险环境中，劳动强度大，且人体姿态不易控制，稍有不慎就容易发生人身伤亡事故。为解决人工带电作业带来的危险，以及提高作业效率，国内外出现了使用机器人代替人工作业的带电作业技术。带电作业机器人的研究成果主要采用主从机械臂的遥操作方法，作业人员通过主操作手遥控从机械臂。该方法保障了操作人员的安全，但仍对操作人员有较高要求，且具有如下缺点：要求作业人员具有较高的技术熟练度，且在作业过程中精神高度集中；作业缓慢，必须确保作业环境的安全后再进行下一步操作；若操作不当，可能损毁机械臂，严重影响作业效率。因此，需开发一种具有自主作业工作功能的带电作业机器人，可以自主完成带电断线、带电接线、带电更换避雷器、带电更换隔离开关、带电更换跌落式熔断器、带电更换绝缘护管等操作，因而要求机器人具有自动更换带电作业工具的能力。
技术实现思路
专利技术目的：为了解决上述问题，本专利技术提供一种实现工具自动换接的室外带电作业机器人机械臂，通过机械臂末端的工具对接装置实现不同带电作业工具组件的对接抓取，从而实现带电作业工具的自动更换，结构简单，操作方便，有效提高作业效率。技术方案：一种实现工具自动换接的室外带电作业机器人机械臂，包括通过关节依次连接的机械大臂、机械小臂和机械前臂，且机械前臂在驱动组件的驱动下用于实现带电作业工具组件的对接抓取；其中，所述机械前臂包括绝缘杆及套于绝缘杆末端的工具对接接口，且工具对接接口侧壁上开设有对接槽；所述带电作业工具组件包括上下布置的连接部和工具部，且连接部包括连接座及连接座上的套接环，套接环的内径与工具对接接口的外径相配合；所述套接环侧壁上开设有圆槽，且圆槽内设置有转动片；所述转动片的内外两侧分别连接有锁紧块和拨爪块，通过驱动组件驱动拨爪块的转动实现锁紧块与对接槽的锁定和松脱切换。进一步的，所述锁紧块的横截面呈长条形，且沿长边的两端呈与圆槽相适配的圆弧形；所述对接槽包括相连通的进口槽和容纳槽，且进口槽呈长条形，其下端延伸至工具对接接口底部；所述进口槽的宽度不小于锁紧块的宽度但小于锁紧块的长度，且容纳槽形成可容纳锁紧块自由转动的空间。进一步的，所述转动片上设置有用于实现锁紧块水平复位的扭簧。进一步的，为了实现锁紧块的运动限制，所述套接环外侧壁上设置有限位片，且限位片上设置有限位槽，用于实现拨爪块90°范围内的转动限制，进而实现锁紧块由水平至竖直之间的转动限制。进一步的，所述驱动组件包括驱动电机、传动齿轮组、传动轴、拨爪，且拨爪安装于传动轴前端；所述驱动电机通过传动齿轮组带动传动轴和拨爪的转动，进而通过拨爪和拨爪块的配合实现工具位上带电作业工具组件与机械前臂的对接取放。进一步的，所述拨爪块包括两个上下对称布置的条形块，且拨爪包括两个呈左右对称布置的扇形块；所述扇形块顶点之间的距离大于条形块的宽度，且转动时通过扇形块与条形块的侧面配合实现扇形块与条形块的传动。进一步的，所述绝缘杆内设置有延伸至工具对接接口内的驱动轴，且机械前臂还包括设置于绝缘杆前端、用于驱动驱动轴的步进电机；所述套接环内设置有贯穿连接座而与工具部驱动连接的驱动杆，且驱动杆顶部穿设有驱动销；所述驱动轴底部设置有驱动槽，通过驱动槽与驱动销的配合实现驱动轴与驱动杆的传动，进而实现工具部的驱动控制。进一步的，所述驱动槽包括与驱动杆相适配的中心圆形槽和相对两侧扇形槽，且两侧扇形槽与中心圆形槽相连通。为了保证驱动槽与驱动销的配合，带电作业工具组件初始人工放入工具位时保证统一的角度。进一步的，为了实现绝缘保护，所述步进电机外设置有绝缘保护壳，且绝缘杆外壁面覆有绝缘保护层。有益效果：本专利技术提供的一种实现工具自动换接的室外带电作业机器人机械臂，相对于现有技术，具有以下优点：1、通过机械臂末端的工具对接装置实现不同带电作业工具组件的对接抓取，从而实现带电作业工具的自动更换，对接方便，有效提高作业效率；2、通过轴传动实现步进电机对带电作业工具的高效控制，且控制精度高，结构简单，操作方便，可实现不同带电作业工具组件的有效驱动。3、在绝缘杆末端的工具对接接口上设置驱动槽，通过驱动槽内相对两侧的扇形槽设置实现机械修正，使得工具对接接头与工具能够顺利对接。附图说明图1为本专利技术实施例中机械大臂和机械小臂的结构示意图；图2为本专利技术实施例中机械前臂和线夹工具组件的装配结构示意图；图3为本专利技术实施例中绝缘杆及工具对接接口的结构示意图；图4为本专利技术实施例中绝缘杆底部的结构示意图；图5为本专利技术实施例中剥线器工具组件的结构示意图；图6为本专利技术实施例中拨爪与拨爪块的截面示意图；图中包括：1、机械大臂，2、机械小臂，301、步进电机，302、绝缘杆，303、工具对接接口，304、对接槽，305、驱动轴，306、驱动槽，401、连接座，402、套接环，403、锁紧块，404、拨爪块，405、驱动杆，406、驱动销，501、传动齿轮组，502、传动轴，503、拨爪。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术。如图1-3所示为一种实现工具自动换接的室外带电作业机器人机械臂，包括通过关节依次连接的机械大臂1、机械小臂2和机械前臂，且机械前臂在驱动组件的驱动下用于实现带电作业工具组件的对接抓取；其中，所述机械前臂包括绝缘杆302及套于绝缘杆302末端的工具对接接口303，且工具对接接口303侧壁上开设有对接槽304；所述带电作业工具组件包括上下布置的连接部和工具部，且连接部包括连接座401及连接座401上的套接环402，套接环402的内径与工具对接接口303的外径相配合；所述套接环402侧壁上开设有圆槽，且圆槽内设置有转动片；所述转动片的内外两侧分别连接有锁紧块403和拨爪块404，通过驱动组件驱动拨爪块404的转动实现锁紧块403与对接槽304的锁定和松脱切换。本实施例中，所述锁紧块403的横截面呈长条形，且沿长边的两端呈与圆槽相适配的圆弧形；如图4所示，所述对接槽304包括相连通的进口槽和容纳槽，且进口槽呈长条形，其下端延伸至工具对接接口303底部；所述进口槽的宽度不小于锁紧块403的宽度但小于锁紧块403的长度，且容纳槽形成可容纳锁紧块403自由转动的空间。所述转动片上设置有用于实现锁紧块403水平复位的扭簧；所述套接环402外侧壁上设置有限位片，且限位片上设置有扇形限位槽，用于实现拨爪块40在90°范围内的转动限制，进而实现锁紧块403由水平至竖直的转动限制。如图5所示，所述驱动组件包括驱动电机、传动齿轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实现工具自动换接的室外带电作业机器人机械臂，其特征在于，包括通过关节依次连接的机械大臂(1)、机械小臂(2)和机械前臂，且机械前臂在驱动组件的驱动下用于实现带电作业工具组件的对接抓取；/n其中，所述机械前臂包括绝缘杆(302)及套于绝缘杆(302)末端的工具对接接口(303)，且工具对接接口(303)侧壁上开设有对接槽(304)；/n所述带电作业工具组件包括上下布置的连接部和工具部，且连接部包括连接座(401)及连接座(401)上的套接环(402)，套接环(402)的内径与工具对接接口(303)的外径相配合；所述套接环(402)侧壁上开设有圆槽，且圆槽内设置有转动片；所述转动片的内外两侧分别连接有锁紧块(403)和拨爪块(404)，通过驱动组件驱动拨爪块(404)的转动实现锁紧块(403)与对接槽(304)的锁定和松脱切换。/n

【技术特征摘要】
1.一种实现工具自动换接的室外带电作业机器人机械臂，其特征在于，包括通过关节依次连接的机械大臂(1)、机械小臂(2)和机械前臂，且机械前臂在驱动组件的驱动下用于实现带电作业工具组件的对接抓取；
其中，所述机械前臂包括绝缘杆(302)及套于绝缘杆(302)末端的工具对接接口(303)，且工具对接接口(303)侧壁上开设有对接槽(304)；
所述带电作业工具组件包括上下布置的连接部和工具部，且连接部包括连接座(401)及连接座(401)上的套接环(402)，套接环(402)的内径与工具对接接口(303)的外径相配合；所述套接环(402)侧壁上开设有圆槽，且圆槽内设置有转动片；所述转动片的内外两侧分别连接有锁紧块(403)和拨爪块(404)，通过驱动组件驱动拨爪块(404)的转动实现锁紧块(403)与对接槽(304)的锁定和松脱切换。


2.根据权利要求1所述一种实现工具自动换接的室外带电作业机器人机械臂，其特征在于，所述锁紧块(403)的横截面呈长条形，且沿长边的两端呈与圆槽相适配的圆弧形；
所述对接槽(304)包括相连通的进口槽和容纳槽，且进口槽呈长条形，其下端延伸至工具对接接口(303)底部；所述进口槽的宽度不小于锁紧块(403)的宽度但小于锁紧块(403)的长度，且容纳槽形成可容纳锁紧块(403)自由转动的空间。


3.根据权利要求2所述一种实现工具自动换接的室外带电作业机器人机械臂，其特征在于，所述转动片上设置有用于实现锁紧块(403)水平复位的扭簧。


4.根据权利要求3所述一种实现工具自动换接的室外带电作业机器人机械臂，其特征在于，所述套接环(402)外侧壁上设置有限位片，且限位片上设置有限位槽，用于实现拨爪块(404)在90°范围内的转动限制，进而实现锁紧块(403)由水平至竖直的转动限制。


5.根据权利要求1所述一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡海晨，郭强，
申请(专利权)人：亿嘉和科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32