一种自动换接工具的室外带电作业机器人作业系统技术方案

本发明专利技术公开了一种自动换接工具的室外带电作业机器人作业系统，包括用于放置带电作业工具组件的多工位工具台、带电作业机械臂、驱动组件，所述机械臂包括连接管及套于连接管末端的连接套，且连接套侧壁上开设有对接槽；所述带电作业工具组件包括连接座及连接座上的套接环，且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驱动组件控制拨爪块的转动实现锁紧块与对接槽的锁定和松脱切换，从而实现机械臂上带电作业工具的自动更换，结构简单，操作方便，换接高效，保证高压环境下工作人员的安全，有效提高作业效率。

An outdoor live working robot operating system with automatic tool change

The invention discloses an outdoor live working robot working system for automatic tool change, which includes a multi position tool table, a live working mechanical arm and a driving component for placing the live working tool component, the mechanical arm comprises a connecting pipe and a connecting sleeve sleeved at the end of the connecting pipe, and the side wall of the connecting sleeve is provided with a butt groove; the live working tool component comprises a connecting base And the socket ring on the connecting seat, and the side wall of the socket 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 docking groove are locked and loosened through the rotation of the claw block. The invention realizes the locking and loosening switching between the locking block and the butt groove by controlling the rotation of the pawl block by the driving component, so as to realize the automatic replacement of the live working tool on the mechanical arm, which has the advantages of simple structure, convenient operation, high efficiency of replacement and connection, ensuring the safety of the workers under the high pressure environment, and effectively improving the working efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种自动换接工具的室外带电作业机器人作业系统
本专利技术设计一种自动换接工具的室外带电作业机器人作业系统，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自动换接工具的室外带电作业机器人作业系统，具有结构简单、操作方便、换接高效等特点，通过驱动组件控制拨爪块的转动实现锁紧块与对接槽的锁定和松脱切换，从而实现机械臂上带电作业工具的自动更换，保证高压环境下工作人员的安全，有效提高作业效率。技术方案：一种自动换接工具的室外带电作业机器人作业系统，包括：线性工具台，线性排列设置有若干用于放置带电作业工具组件的工具位；带电作业机械臂，包括通过关节依次连接的机械大臂、机械小臂和机械前臂；所述机械前臂包括连接管及套于连接管末端的连接套，且连接套侧壁上开设有对接槽；带电作业工具组件，包括上下布置的连接部和工具部；所述连接部包括连接座及连接座上的套接环，且套接环的内径与连接套的外径相配合；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，通过拨爪块的转动实现锁紧块与对接槽的锁定和松脱切换；驱动组件，包括驱动电机、传动组件、拨爪安装座、转动轴、拨爪；所述拨爪安装座固定于线性工具台上工具位后侧，且与工具位相对应的转动轴通过轴承穿设于拨爪安装座上；所述拨爪安装于转动轴前端，且驱动电机通过传动组件带动转动轴的转动，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，其下端延伸至连接套底部；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，所述传动组件包括传动齿轮组、传动轴，且传动轴通过两端轴承座布置于拨爪安装座后侧，驱动电机通过传动齿轮组带动传动轴的转动；所述传动轴与转动轴的轴线交错设置，并通过齿轮传动实现传动轴与转动轴的传动。进一步的，所述传动轴与转动轴之间的齿轮传动采用锥型齿配合结构或涡轮蜗杆配合结构实现。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，所述连接管内设置有延伸至连接套内的连接轴，且机械前臂还包括设置于连接管前端、用于驱动连接轴的步进电机；所述套接环内设置有贯穿连接座而与工具部驱动连接的中心轴，且中心轴顶部穿设有定位销；所述连接轴底部设置有定位槽，通过定位槽与定位销的配合实现连接轴与中心轴的传动，进而实现工具部的驱动控制。进一步的，所述定位槽包括与中心轴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。为了保证定位槽与定位销的配合，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，所述工具位两侧设置有定位钉，且连接座两侧设置有对应的定位孔，通过定位孔与定位钉的配合实现连接座在工具位上的定位。有益效果：本专利技术提供的一种自动换接工具的室外带电作业机器人作业系统，相对于现有技术，具有以下优点：1、通过驱动组件控制拨爪块的转动实现锁紧块与对接槽的锁定和松脱切换，从而实现机械臂上带电作业工具的自动更换，换接高效，保证高压环境下工作人员的安全，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。附图说明图1为本专利技术实施例的整体结构示意图；图2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3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4为本专利技术实施例中连接管及连接套的结构示意图；图5为本专利技术实施例中连接管底部的结构示意图；图6为本专利技术实施例中剥线器工具组件的结构示意图；图7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、连接管，303、连接套，304、对接槽，305、连接轴，306、定位槽，401、连接座，402、套接环，403、锁紧块，404、拨爪块，405、中心轴，406、定位销，501、传动齿轮组，502、转动轴，503、拨爪，504、驱动电机，505、传动轴，506、拨爪安装座，601、线性工具台，602、工具位，603、定位钉。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所示为一种自动换接工具的室外带电作业机器人作业系统，包括：线性工具台601，线性排列设置有若干用于放置带电作业工具组件的工具位602；带电作业机械臂，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；所述机械前臂包括连接管302及套于连接管302末端的连接套303，且连接套303侧壁上开设有对接槽304；带电作业工具组件，包括上下布置的连接部和工具部；所述连接部包括连接座401及连接座401上的套接环402，且套接环402的内径与连接套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，通过拨爪块404的转动带动锁紧块403实现与对接槽304的锁定和松脱切换；驱动组件，包括驱动电机504、传动组件、拨爪安装座506、转动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动换接工具的室外带电作业机器人作业系统，其特征在于，包括：/n线性工具台(601)，线性排列设置有若干用于放置带电作业工具组件的工具位(602)；/n带电作业机械臂，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；所述机械前臂包括连接管(302)及套于连接管(302)末端的连接套(303)，且连接套(303)侧壁上开设有对接槽(304)；/n带电作业工具组件，包括上下布置的连接部和工具部；所述连接部包括连接座(401)及连接座(401)上的套接环(402)，且套接环(402)的内径与连接套(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)，通过拨爪块(404)的转动带动锁紧块(403)实现与对接槽(304)的锁定和松脱切换；/n驱动组件，包括驱动电机(504)、传动组件、拨爪安装座(506)、转动轴(502)、拨爪(503)；所述拨爪安装座(506)固定于线性工具台(601)上工具位(602)后侧，且与工具位(602)相对应的转动轴(502)通过轴承穿设于拨爪安装座(506)上；所述拨爪(503)安装于转动轴(502)前端，且驱动电机(504)通过传动组件带动转动轴(502)的转动，进而通过拨爪(503)和拨爪块(404)的配合实现工具位(602)上带电作业工具组件与机械前臂的对接取放。/n...

【技术特征摘要】
1.一种自动换接工具的室外带电作业机器人作业系统，其特征在于，包括：
线性工具台(601)，线性排列设置有若干用于放置带电作业工具组件的工具位(602)；
带电作业机械臂，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；所述机械前臂包括连接管(302)及套于连接管(302)末端的连接套(303)，且连接套(303)侧壁上开设有对接槽(304)；
带电作业工具组件，包括上下布置的连接部和工具部；所述连接部包括连接座(401)及连接座(401)上的套接环(402)，且套接环(402)的内径与连接套(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)，通过拨爪块(404)的转动带动锁紧块(403)实现与对接槽(304)的锁定和松脱切换；
驱动组件，包括驱动电机(504)、传动组件、拨爪安装座(506)、转动轴(502)、拨爪(503)；所述拨爪安装座(506)固定于线性工具台(601)上工具位(602)后侧，且与工具位(602)相对应的转动轴(502)通过轴承穿设于拨爪安装座(506)上；所述拨爪(503)安装于转动轴(502)前端，且驱动电机(504)通过传动组件带动转动轴(502)的转动，进而通过拨爪(503)和拨爪块(404)的配合实现工具位(602)上带电作业工具组件与机械前臂的对接取放。


2.根据权利要求1所述一种自动换接工具的室外带电作业机器人作业系统，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，其下端延伸至连接套(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所述一种自动换接工具的室外带电作业机器人作业系统，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所述一种自动换接工具的室外带电作业机器人作业系统，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭强，蔡海晨，
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