一种模块化带电作业机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种模块化带电作业机器人，主要包括行走臂模块、机箱模块、末端平台和机械作业臂，各部件之间为可拆卸连接。两组行走臂模块可拆卸连接于机箱模块的两端，可偏转至导线外侧，通过臂体上端的行走轮组件和压紧轮组件实现在导线上的行走。末端平台可搭载多种作业末端，实现功能多样化，机械臂可自动取、放作业末端，可一机多用。各模块可单独分开，现场应用时快速组装，能有效提高野外运输环境下的安全性和便利性。采用竖直双压紧轮的结构与行走轮形成夹持输电线路的形式在输电线路上行走，巡检遇到障碍时能自适应改变两轮之间的间距变化，使其机器人能稳定有效的跨越防震锤、悬垂线夹、间隔棒等障碍，提高了机器人巡检作业的效率。业的效率。业的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种模块化带电作业机器人
[0001]
：本专利技术涉及高压输电线路自动化带电作业领域，尤其涉及一种模块化带电作业机器人。
[0002]
技术介绍
：由于输电线路长期暴露于自然环境中并受到侵害，线路上的金具极易出现缺陷，如导线破损、螺栓松动、绝缘子污损等威胁线路安全的问题。如果不及时发现并处理，会破坏输电线路运行的稳定性，造成区域性断电给工农业生产和人民生活带来极大的不便。因此，定期和不定期的线路巡视和检修作业便成为电力部门的常规性任务。
[0003]以前输电线路的巡检及检修工作都是由人工登塔上线进行带电作业，耗费大量人力物力，特别是对作业人员的安全性带来极大的威胁。随着智能输电网络运维管理自动化水平的不断提升，近年来针对各种带电作业任务的输电线路机器人应运而生，而机器人作业前都需要通过各种方式使机器人完成上线，在其作业完成后需要将机器人运回地面，而传统的机器人上下线多通过人工吊装方式实现，存在效率低和可靠性差等问题，严重制约机器人实用化水平的提升，并成为输电线路带电作业机器人亟需突破的一个重要瓶颈技术问题。
[0004]另外，机器人为整体式结构运输至应用现场，整体式结构造成机器人的功能较少，另外，整体式结构给野外运输造成不便，还容易出现机器人的损坏等情形。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种能现场快速组装、功能多样化的模块化带电作业机器人。
[0006]本专利技术通过的这种模块化带电作业机器人，主要包括行走臂模块、机箱模块、末端平台和机械作业臂；行走臂模块有两组，每组包括臂体、升降装置、行走轮组件、压紧轮组件和旋转驱动装置，行走轮组件可拆卸连接于臂体上端，升降装置安装于臂体上，压紧轮组件安装于升降装置上，旋转驱动装置连接于臂体的下端；机箱模块包括机箱和伸出于机箱顶板外的多个安装座和航空插头，安装座分别用于安装作业机械臂及摄像头；两组行走臂模块的旋转驱动装置分别可拆卸连接于机箱的长度方向两端；机箱模块还包括对称设置于机箱内腔长度方向两端的夹爪装置，夹爪装置的可开合夹爪上下位置可调节，机箱底面对应夹爪位置设置让位孔；末端平台包括主体支架、嵌入式快换装置和作业末端，支撑架连接于主体支架的下侧，多个嵌入式快换装置分别连接于主体支架上，每个嵌入式快换装置分别连接有不同功能的作业末端；末端平台的主体支架通过夹爪夹持固定；机械作业臂为六自由度臂，通过紧固件可拆卸固定于相应的安装座上，可自动抓取作业末端及将作业末端返送回嵌入式快换装置。
[0007]上述机器人的一种实施方式中，所述臂体为方形空心柱，所述升降装置为丝杆滑块装置，其驱动电机采用直流伺服电机，固定于臂体的下端，丝杆布置于臂体的中心位置，下端通过联轴器与驱动电机的输出轴连接，臂体侧壁设置滑块行程槽；
上述机器人的一种实施方式中，所述丝杆滑块连接有套于臂体外的方形滑套，臂体外设置有滑轨，方形滑套内壁设置有与滑轨匹配的滑块。
[0008]上述机器人的一种实施方式中，所述行走轮组件包括驱动电机及其驱动的行走轮，行走轮的上方设置有防护罩，驱动电机的机座固定于所述臂体的上端。
[0009]上述机器人的一种实施方式中，所述压紧轮组件包括压紧轮、等电位轮、轮座、减震组件和挡板组件，压紧轮和等电位轮分设于轮座的左右两侧，它们的轮轴两端分别连接弹簧减震组件，轮座的左右两端对称设有弹性挡板组件，中间设有刹车片；轮座与所述方形滑套连接。
[0010]上述机器人的一种实施方式中，所述旋转驱动装置包括蜗轮蜗杆装置和方形套，蜗轮蜗杆设置于罩壳内，蜗轮的轮轴伸出，一端垂直连接方形套，另一端连接轴承，轴承外连接端盖，端盖固定于罩壳上，蜗轮连接的电机工作，使蜗杆驱动蜗轮转动，蜗轮的轮轴通过方形套带动臂体在竖直面转动；罩壳连接有安装架。
[0011]上述机器人的一种实施方式中，所述夹爪装置包括吊架、丝杆、滑块、下同步轮和夹爪组件，吊架水平布置，丝杆沿竖向连接于吊架的中心位置，滑块连接于丝杆上，下同步轮连接于丝杆下端，夹爪包括滑块座、连杆臂和夹爪，滑块座套固于滑块外，滑块座的两侧对称铰接连杆臂，连杆臂的末端铰接夹爪；上述机器人的一种实施方式中，所述其中一个夹爪装置还包括驱动装置，驱动装置包括伺服电机及其上端输出轴连接的上同步轮，伺服电机固定于所述吊架上，该夹爪装置的丝杆上端穿过所述吊架后连接上同步轮，两个上同步轮之间连接同步带，两套夹爪装置的下同步轮之间连接同步带。
[0012]上述机器人的一种实施方式中，所述机箱内腔中设置有关于机箱宽度方向中心面对称布置的两根方管，所述安装架和吊架分别通过方管安装/固定。
[0013]上述机器人的一种实施方式中，所述作业臂安装座包括固定于方管上的底座和底座顶面的顶座，顶座的安装面倾角为45
‑
60
°
。
[0014]本专利技术采用模块化设计，各模块可单独分开，现场应用时快速组装，能有效提高野外运输环境下的安全性和便利性。机器人本体装配了夹爪装置、机械臂座、航空接头和耐磨管等预留接口装置，可通过这些接口再装配末端平台和机械作业臂，其扩展了输电线路移动机器人的作业种类并且提升了机器人的实用化水平。机器人本体采用竖直双压紧轮的结构与行走轮形成夹持输电线路的形式在输电线路上行走，其减震弹簧可改变压紧轮和行走轮之间的距离，其机器人巡检遇到障碍时能自适应改变两轮之间的间距变化，使其机器人能稳定有效的跨越防震锤、悬垂线夹、间隔棒等障碍，提高了机器人巡检作业的效率。机器人本体的机械臂座可提升机械臂底座的稳固性，在其机械臂装备不同的作业末端后，可拓展机器人的功能使其不仅能进行巡线和越障作业的同时还能进行多种金具的检修作业任务，实现“一机多用”。
附图说明
[0015]图1为本专利技术一个实施例的结构示意图。
[0016]图2为行走臂模块和机箱模块的装配示意图。
[0017]图3为末端平台与电动绞磨装置的装配示意图。
[0018]图4为行走臂模块的放大结构示意图。
[0019]图5为行走臂模块去掉行走轮组件、压紧轮组件及旋转驱动的结构示意图。
[0020]图6为压紧轮组件的放大结构示意图。
[0021]图7为机箱模块的俯视示意图（去掉机箱顶板）。
[0022]图8为机箱模块的夹爪装置放大结构示意图。
[0023]图9为机械作业臂安装座的放大结构示意图。
[0024]图10至图24本实施例配套的机器人上下线系统结构示意图及机器人的应用过程示意图。
具体实施方式
[0025]结合图1至图9所示，本实施例公开的这种模块化带电作业机器人，主要包括行走臂模块A、机箱模块B、末端平台C和机械作业臂D。行走臂模块A有两组，每组包括臂体A1、升降装置A2、行走轮组件A3、压紧轮组件A4和旋转驱动装置A5，行走轮组件A3可拆卸连接于臂体A1的上端，升降装置A2安装于臂体上，压紧轮组件A3安装于升降装置A2上，旋转驱动装置A5连接于臂体A1的下端。
[0026]机箱模块B包括机箱B1和伸出于机箱顶板外的机械作业臂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模块化带电作业机器人，其特征在于：它主要包括行走臂模块、机箱模块、末端平台和机械作业臂；行走臂模块有两组，每组包括臂体、升降装置、行走轮组件、压紧轮组件和旋转驱动装置，行走轮组件可拆卸连接于臂体上端，升降装置安装于臂体上，压紧轮组件安装于升降装置上，旋转驱动装置连接于臂体的下端；机箱模块包括机箱和伸出于机箱顶板外的多个安装座和航空插头，安装座分别用于安装作业机械臂及摄像头；两组行走臂模块的旋转驱动装置分别可拆卸连接于机箱的长度方向两端；机箱模块还包括对称设置于机箱内腔长度方向两端的夹爪装置，夹爪装置的可开合夹爪上下位置可调节，机箱底面对应夹爪位置设置让位孔；末端平台包括主体支架、嵌入式快换装置和作业末端，支撑架连接于主体支架的下侧，多个嵌入式快换装置分别连接于主体支架上，每个嵌入式快换装置分别连接有不同功能的作业末端；末端平台的主体支架通过夹爪夹持固定；机械作业臂为六自由度臂，通过紧固件可拆卸固定于相应的安装座上，可自动抓取作业末端及将作业末端返送回嵌入式快换装置。2.如权利要求要求1所述的模块化带电作业机器人，其特征在于：所述臂体为方形空心柱，所述升降装置为丝杆滑块装置，其驱动电机采用直流伺服电机，固定于臂体的下端，丝杆布置于臂体的中心位置，下端通过联轴器与驱动电机的输出轴连接，臂体侧壁设置滑块行程槽。3.如权利要求要求2所述的模块化带电作业机器人，其特征在于：所述丝杆滑块连接有套于臂体外的方形滑套，臂体外设置有滑轨，方形滑套内壁设置有与滑轨匹配的滑块。4.如权利要求要求2所述的模块化带电作业机器人，其特征在于：所述行走轮组件包括驱动电机及其驱动的行走轮，行走轮的上方设置有防护罩，驱动电机的机座固定于所述臂体的上端。5.如权利要求要求4所述的模块化带电作业机器人，...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋智鹏，王海跃，李化旭，李承农，王振宇，何龙飞，彭金刚，刘治国，李勃铖，肖乔莎，尹芊蔚，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司超高压输电公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：