一种10kV配网机器人断线工具及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种10kV配网机器人断线工具以及控制方法，包括旋转切刀、固定切刀和切刀驱动组件，旋转切刀与固定切刀铰接，切刀驱动组件包括切刀电机和切刀主动轮，切刀电机驱动切刀主动轮，旋转切刀边缘设有轮齿，切刀主动轮与旋转切刀啮合传动，包括刷毛，刷毛与轮齿接触，刷毛轴向与轮齿齿面平行。本发明专利技术利用刷毛能够彻底扫除掉落至旋转切刀轮齿上的绝缘外皮屑、铝屑、钢屑等杂屑，避免旋转切刀与切刀主动轮啮合传动失效。刀主动轮啮合传动失效。刀主动轮啮合传动失效。

【技术实现步骤摘要】
一种10kV配网机器人断线工具及控制方法


[0001]本专利技术涉及电力施工工具
，特别涉及一种10kV配网机器人断线工具及控制方法。

技术介绍

[0002]随着经济社会发展，电力用户对供电可靠性的要求越来越高，特别是10kV 架空配电线路的检修和改造，带电作业越来越普遍。随着机器人技术的不断发展，采用机器人进行带电作业逐渐成为一种趋势。
[0003]利用机器人10kV带电剪断线缆，不仅提高了断线作业的效率和准确性，可以实现全自主运动控制，解放了人力，保证了作业人员的安全，在室外带电作业环境中适用性强。目前，在利用机器人进行线缆剪断作业时，切割线缆产生的绝缘外皮屑、铝屑、钢屑等杂屑会掉落至旋转切刀的轮齿上，由于轮齿结构容易使杂屑卡在齿槽内，导致旋转切刀在与主动轮啮合传动时失效，无法进行剪切作业。甚至会因为线缆与切刀之间的摩擦，产生静电现象，造成杂屑紧紧粘附在轮齿上，不易掉落。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种10kV配网机器人断线工具及控制方法，本专利技术能够彻底扫除掉落至旋转切刀轮齿上的绝缘外皮屑、铝屑、钢屑等杂屑，避免旋转切刀与切刀主动轮啮合传动失效。
[0005]一方面，本专利技术提供一种10kV配网机器人断线工具，包括旋转切刀、固定切刀和切刀驱动组件，旋转切刀与固定切刀铰接，切刀驱动组件包括切刀电机和切刀主动轮，切刀电机驱动切刀主动轮，旋转切刀边缘设有轮齿，切刀主动轮与旋转切刀啮合传动，包括刷毛，刷毛与轮齿接触，刷毛轴向与轮齿齿面平行。
[0006]刷毛将切割线缆时掉落至齿顶上、齿槽内的绝缘外皮屑、铝屑、钢屑等杂屑扫除，避免旋转切刀与切刀主动轮啮合传动失效。而且，将刷毛轴向与轮齿齿面平行设置，如此，对齿顶上、齿槽内的杂屑起到更有力的刮除作用，清洁效果更好。
[0007]优选的，刷毛覆盖轮齿齿面。齿面是指齿顶曲面和齿根曲面之间的轮齿侧表面，使刷毛深入到全部齿面，清洁更加彻底。
[0008]优选的，刷毛设置两列，两列相对分布，轮齿位于两列的中心线上方。将刷毛设置成两列，清洁均匀。
[0009]优选的，两列刷毛交叉布置，轮齿与交叉部分接触。
[0010]优选的，刷毛采用尼龙材料。
[0011]优选的，旋转切刀与固定切刀形成切割区域，刷毛位于切割区域下方。
[0012]优选的，每一列刷毛植于同一刷柄，两刷柄平行设置。
[0013]优选的，旋转切刀和固定切刀均采用钢材料，旋转切刀和固定切刀的切割刃经1000～1100℃淬火，再经400～450℃回火处理。优选的，淬火温度为 1000～1050℃，回火温
度为430～450℃。
[0014]优选的，所述断线工具设有夹紧机构，夹紧机构包括夹紧驱动组件和一对夹紧块，夹紧驱动组件驱动夹紧块张合，夹紧块的夹面为齿槽结构。
[0015]优选的，夹紧驱动组件包括夹紧电机、丝杆和滑块，夹紧电机输出轴与丝杆连接，滑块与丝杆螺纹连接，一夹紧块安装于滑块，两夹紧块相对设置；丝杆两端设有轴承和轴承座，轴承座端部设有轴承盖板；夹紧电机外部设有机罩。
[0016]优选的，夹紧机构包括线性导轨和线性滑块，线性导轨安装于浮动板，线性滑块与滑块固定，线性滑块沿线性导轨运动。
[0017]优选的，所述断线工具设有浮动机构，浮动机构包括浮动固定板、弹性元件、浮动板和导向杆，弹性元件位于浮动固定板与浮动板之间，浮动板在上，浮动固定板在下，夹紧机构位于浮动板上方，浮动板开有浮动孔，导向杆一端固定于浮动固定板，另一端穿过浮动孔。
[0018]优选的，弹性元件为弹簧。
[0019]优选的，导向杆端部设有阻停件，阻停件位于浮动孔上方。
[0020]优选的，导向杆具有缓冲段，缓冲段靠近浮动固定板，缓冲段为圆台状，上小下大。
[0021]优选的，所述断线工具包括导向机构，导向机构包括支撑段、活动段、避让段和导向段，支撑段、活动段、避让段和导向段从上到下依次连接，导向段外扩形成导向区域，导向段高于旋转切刀和固定切刀形成的切割区域，避让段向内收窄，导向段与避让段之间通过平滑的曲面过渡，活动段向外扩张，支撑段呈U 型，支撑段固定于固定切刀。
[0022]另一方面，将所述断线工具与机械臂的法兰端连接，以提供一种10kV配网机器人断线工具的控制方法，步骤如下：
[0023](1)机械臂携带断线工具移动到线缆下方，图像采集模块实时采集线缆、剪切机构和夹紧机构的位置；
[0024](2)根据图像采集模块反馈的数据，移动断线工具到切断点，并判断断线工具是否到位，若未到位继续调整断线工具的位置及姿态，直至到位；
[0025](3)夹紧机构夹紧线缆，通过电流传感器判断是否夹紧，直至夹紧；
[0026](4)夹紧后，旋转切刀慢速运动，通过电流传感器判断旋转切刀是否接触到线缆，接触到线缆后，旋转切刀快速运动，旋转切刀到达末限位后，若旋转切刀空转1
‑
2秒，则线缆切断，否则旋转切刀继续快速运动；
[0027](5)线缆切断后，线缆切断信号传输给控制模块，控制模块给切刀电机发送反转指令，直到碰到切刀限位块，此时电流传感器监测到切刀电机电流的变化，将此信号传输给控制模块，控制模块给切刀电机发出停止指令，此时切刀动作完成；
[0028](6)旋转切刀动作完成信号传输给控制模块，控制模块给夹紧机构发出松开命令，通过电流传感器判断是否松开到位，若到位，滑块反向移动，若未到位，控制模块给夹紧电机发送加大电流命令，直至滑块到位。
[0029]优选的，步骤(3)中，通过作业人员语音控制使夹紧机构夹紧线缆。例如，语音“夹紧动作”。
[0030]优选的，步骤(4)中，通过作业人员语音控制使剪切机构切割线缆。例如，语音“断线动作”。
[0031]优选的，步骤(4)中，慢速为60转/秒，快速为95转/秒。
[0032]步骤(6)中，或者，通过作业人员语音控制使夹紧机构松开线缆。例如语音“夹紧复位”。
[0033]优选的，步骤(6)中，滑块反方向移动0.5mm。
[0034]本专利技术的有益效果：
[0035](1)清扫机构能够将切割线缆时掉落至齿顶上、齿槽内的绝缘外皮屑、铝屑、钢屑等杂屑扫除，避免旋转切刀与切刀主动轮啮合传动失效。
[0036](2)浮动机构，结构简单紧凑，不仅可以有效夹紧线缆，而且能够抵消因为切线缆所产生的扭矩，从而延长切刀的使用寿命。
[0037](3)通过对切割刃热处理，能使其获得较好的切削性、磨削性，并且在切割刃呈弧形下，易于切割带钢芯的线缆。
[0038](4)本专利技术设计的不完全齿轮结构的剪切机构，配合切刀限位块使用，结构简单有效，避免使用过多的传感器和其他机械结构。
[0039](5)通过设置图像采集模块及电流传感器，实时监测断线工具与线缆的位置参数，并将参数反馈给机械臂，机械臂实时调整断线工具的位置及姿态，提高了断线作业的效率和准确性。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种10kV配网机器人断线工具，包括旋转切刀、固定切刀和切刀驱动组件，旋转切刀与固定切刀铰接，切刀驱动组件包括切刀电机和切刀主动轮，切刀电机驱动切刀主动轮，旋转切刀边缘设有轮齿，切刀主动轮与旋转切刀啮合传动，其特征在于，包括刷毛，刷毛与轮齿接触，刷毛轴向与轮齿齿面平行。2.如权利要求1所述的一种10kV配网机器人断线工具，其特征在于，刷毛设置两列，两列相对分布。3.如权利要求2所述的一种10kV配网机器人断线工具，其特征在于，两列刷毛交叉布置，轮齿与交叉部分接触。4.如权利要求1所述的一种10kV配网机器人断线工具，其特征在于，刷毛采用尼龙材料。5.如权利要求1所述的一种10kV配网机器人断线工具，其特征在于，旋转切刀与固定切刀形成切割区域，刷毛位于切割区域下方。6.如权利要求3所述的一种10kV配网机器人断线工具，其特征在于，每一列刷毛植于同一刷柄，两刷柄平行设置。7.如权利要求1所述的一种10kV配网机器人断线工具，其特征在于，旋转切刀和固定切刀均采用钢材料，旋转切刀和固定切刀的切割刃经1000~1100℃淬火，再经400~450℃回火处理。8.如权利要求1所述的一种10kV配网机器人断线工具，其特征在于，所述断线工具设有夹紧机构和浮动机构，夹紧机构包括夹紧驱动组件和一对夹紧块，夹紧驱动组件驱动夹紧块张合，夹紧块的夹面为齿槽结构，夹紧驱动组件包括夹紧电机、丝杆和滑块，夹紧电机输出轴与丝杆连接，滑块与丝杆螺纹连接，一夹紧块安装于滑块，两夹紧块相对设置；浮动机构包括浮动固定板、弹性元件、浮动板和导向杆，弹性元件位于浮动固定板与浮动板之间，浮动板在上，浮动固定板在下，夹紧机构位于浮动板上方，浮动板开有浮动孔，导向杆一端固定于...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永成，宁中峰，张恒，刘笑鹏，
申请(专利权)人：山东乐普韦尔自动化技术有限公司，
类型：发明
国别省市：