一種高壓輸電線路在線作業(yè)操作裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高壓輸電線路在線作業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高壓輸電線路在線作業(yè)操作裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，機(jī)器人在高壓輸電領(lǐng)域的研究和應(yīng)用越來(lái)越多，由于高壓輸電線路經(jīng)常發(fā)生導(dǎo)線斷股、螺母松脫、異物纏繞等危害線路安全運(yùn)行的狀況，通常由人員登塔進(jìn)行修復(fù)工作，由于需要高空作業(yè)，增加了工作人員的危險(xiǎn)性，這就需要高壓輸電線路巡線機(jī)器人同時(shí)擁有在線作業(yè)的能力。
[0003]目前應(yīng)用比較廣泛的工業(yè)機(jī)械臂，雖然在機(jī)械機(jī)構(gòu)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面發(fā)展的比較完善，但工業(yè)機(jī)械臂一般體積大、質(zhì)量重、控制復(fù)雜等問(wèn)題，主要應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)線、碼頭、倉(cāng)儲(chǔ)等領(lǐng)域。對(duì)于需要在高空作業(yè)的線路機(jī)器人，由于機(jī)器人平臺(tái)的承重及空間有限，要求機(jī)器人所搭載的操作臂體積小、重量輕，在滿足作業(yè)需求的情況下自由度盡可能的少，機(jī)械機(jī)構(gòu)盡可能的簡(jiǎn)單。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明公開(kāi)了一種高壓輸電線路在線作業(yè)操作裝置，具有3個(gè)自由度，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，能夠適應(yīng)高壓輸電線路多分裂導(dǎo)線的在線作業(yè)，操作臂末端可搭載多用途作業(yè)工具，能夠完成多種高壓輸電線路在線作業(yè)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體方案如下:
[0006]一種高壓輸電線路在線作業(yè)操作裝置，包括操作臂及與操作臂相配合工作的末端執(zhí)行器，所述操作臂包括肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)和移動(dòng)關(guān)節(jié)，肩關(guān)節(jié)包括第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，肘關(guān)節(jié)包括第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和第一執(zhí)行機(jī)構(gòu)，移動(dòng)關(guān)節(jié)包括第三驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和第二執(zhí)行機(jī)構(gòu)；
[0007]肩關(guān)節(jié)的第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與肘關(guān)節(jié)的第二驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)相配合，肘關(guān)節(jié)的第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)肘關(guān)節(jié)的第一執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，肘關(guān)節(jié)的第一執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶動(dòng)移動(dòng)關(guān)節(jié)的第三驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，移動(dòng)關(guān)節(jié)的第三驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及肘關(guān)節(jié)第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)移動(dòng)關(guān)節(jié)的第二執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。
[0008]進(jìn)一步的，所述末端執(zhí)行器包括執(zhí)行部分、驅(qū)動(dòng)部分和轉(zhuǎn)接件，執(zhí)行部分與驅(qū)動(dòng)部分緊固連接，驅(qū)動(dòng)部分通過(guò)支架與轉(zhuǎn)接件相連，且轉(zhuǎn)接件固定在支架上，末端與操作臂的移動(dòng)關(guān)節(jié)連接。
[0009]其中，驅(qū)動(dòng)部分包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)支架、法蘭、聯(lián)軸器和驅(qū)動(dòng)齒輪，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)法蘭與電機(jī)支架緊固連接，驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸末端固定有聯(lián)軸器，所述驅(qū)動(dòng)齒輪一端通過(guò)銅套與電機(jī)支架相連，另一端與聯(lián)軸器緊固連接；
[0010]執(zhí)行部分包括支架、蝸輪、蝸桿、蝸桿齒輪、蝸輪軸和萬(wàn)用套筒；所述蝸桿的兩端分別通過(guò)軸承與支架相連，蝸桿一端與蝸桿齒輪緊固連接，蝸桿中間緊固連接蝸輪，所述蝸輪軸末端緊固連接萬(wàn)用套筒；
[0011]執(zhí)行部分的蝸桿齒輪與驅(qū)動(dòng)部分的驅(qū)動(dòng)齒輪相嚙合，從而實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)部分帶動(dòng)執(zhí)行部分運(yùn)動(dòng)。
[0012]進(jìn)一步的，所述肩關(guān)節(jié)的第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與肘關(guān)節(jié)的第二驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)均設(shè)置在肩關(guān)節(jié)部位。肩關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)都位于操作臂底部的肩關(guān)節(jié)上，減小操作臂的末端重量，減輕肩關(guān)節(jié)的負(fù)載。
[0013]進(jìn)一步的，所述肩關(guān)節(jié)的第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一電機(jī)、第一蝸桿、第一蝸輪及第一傳動(dòng)軸，所述肘關(guān)節(jié)的第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第二電機(jī)、第二傳動(dòng)軸、第二蝸桿及第二蝸輪；
[0014]其中，第一蝸桿和第二蝸桿均鉸接于底座上，分別通過(guò)齒輪傳動(dòng)與對(duì)應(yīng)的第一電機(jī)和第二電機(jī)相連，第一蝸桿與第一蝸輪嚙合；第二蝸桿與第二蝸輪嚙合，第一蝸輪和第二蝸輪分別固定在各自對(duì)應(yīng)的第一傳動(dòng)軸和第二傳動(dòng)軸上。
[0015]第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)第一蝸桿、第一蝸輪帶動(dòng)肩關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)，第二電機(jī)通過(guò)第二蝸桿、第二蝸輪、第一鏈輪、第二鏈輪及鏈條帶動(dòng)肘關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)。
[0016]進(jìn)一步的，所述第一傳動(dòng)軸為中空，第一傳動(dòng)軸通過(guò)軸承分別與第二傳動(dòng)軸和襯套鉸接，第二傳動(dòng)軸通過(guò)軸承與襯套鉸接。
[0017]進(jìn)一步的，所述第一傳動(dòng)軸和第二傳動(dòng)軸可獨(dú)自旋轉(zhuǎn)。
[0018]進(jìn)一步的，肘關(guān)節(jié)的第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和第一執(zhí)行機(jī)構(gòu)由第一殼體進(jìn)行連接，所述第一殼體一端固定在肩關(guān)節(jié)第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的第二傳動(dòng)軸上，第二傳動(dòng)軸并連接有第一鏈輪；所述第一執(zhí)行機(jī)構(gòu)位于第一殼體的末端，包括第三傳動(dòng)軸和第二鏈輪，第二鏈輪固定在第三傳動(dòng)軸上，第三傳動(dòng)軸通過(guò)軸承與第一殼體末端鉸接；所述第一鏈輪和第二鏈輪通過(guò)鏈條相連。
[0019]進(jìn)一步的，所述移動(dòng)關(guān)節(jié)包括第三驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、支架、蝸桿蝸輪、第四傳動(dòng)軸和同步帶輪；所述蝸桿蝸輪鉸接在支架上，與電機(jī)相連，所述蝸輪固定在第四傳動(dòng)軸上，第四傳動(dòng)軸末端固定有同步帶輪。
[0020]進(jìn)一步的，所述第三傳動(dòng)軸為中空；移動(dòng)關(guān)節(jié)通過(guò)第四傳動(dòng)軸與第三傳動(dòng)軸鉸接，第四傳動(dòng)軸穿過(guò)第三傳動(dòng)軸的中心孔。
[0021]進(jìn)一步的，所述移動(dòng)關(guān)節(jié)第二執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括第二殼體、同步帶、直線導(dǎo)軌、壓緊輪和滑塊；所述滑塊和壓緊輪固定在肘關(guān)節(jié)的第二傳動(dòng)軸上，所述導(dǎo)軌固定在第二殼體上，與滑塊形成直線運(yùn)動(dòng)副；所述同步帶與第三驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的同步帶輪相嚙合，帶動(dòng)導(dǎo)軌沿滑塊移動(dòng)。
[0022]進(jìn)一步的，所述肘關(guān)節(jié)的第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的第二電機(jī)通過(guò)第二蝸桿、第二蝸輪、第一鏈輪二鏈輪及鏈條帶動(dòng)肘關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)。
[0023]進(jìn)一步的，肩關(guān)節(jié)帶動(dòng)肘關(guān)節(jié)和移動(dòng)關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)，肘關(guān)節(jié)帶動(dòng)移動(dòng)關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)，移動(dòng)關(guān)節(jié)以財(cái)關(guān)節(jié)為中心左右移動(dòng)。
[0024]本發(fā)明的有益效果:
[0025]1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，具有獨(dú)立性，易于與不同的巡線作業(yè)機(jī)器人連接。
[0026]2.功能可擴(kuò)展性強(qiáng)，在操作臂的末端可換不同的操作工具，即可實(shí)現(xiàn)不同的功能，例如高壓線線路修補(bǔ)、航標(biāo)球拆裝等任務(wù)。
[0027]3.可適應(yīng)性強(qiáng)，操作臂采用3自由度，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析及模擬實(shí)驗(yàn)，可滿足分裂導(dǎo)線的作業(yè)需求。
[0028]4.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，合理有效的布局整體結(jié)構(gòu)，將肘關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)設(shè)置在操作臂的底部，有效減輕了操作臂前端的重量，減小了肩關(guān)節(jié)的負(fù)載。
[0029]5.操作臂體較小，重量輕，可有效減小線路機(jī)器人的負(fù)擔(dān)。
【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1是操作臂總裝圖；
[0031]圖2是肩關(guān)節(jié)總裝圖；
[0032]圖3是肘關(guān)節(jié)爆炸視圖；
[0033]圖4是移動(dòng)關(guān)節(jié)的總裝圖；
[0034]圖5是移動(dòng)關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的圖；
[0035]圖6是移動(dòng)關(guān)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的裝配圖；
[0036]圖7是末端執(zhí)行器總裝圖；
[0037]圖8是末端執(zhí)行器驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝配圖；
[0038]圖9是末端執(zhí)行器執(zhí)行機(jī)構(gòu)的裝配圖；
[0039]圖中，I肩關(guān)節(jié)、2肘關(guān)節(jié)、3移動(dòng)關(guān)節(jié)、4底座、5第一電機(jī)、6第二電機(jī)、7第一蝸桿、8第一蝸輪、9第二蝸輪、10第一傳動(dòng)軸、11第二傳動(dòng)軸、12襯套、13第二蝸桿、14第一殼體、15第一鏈輪、16鏈條、17第三傳動(dòng)軸、18第二鏈輪、19驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、20執(zhí)行機(jī)構(gòu)、21電機(jī)、22支架、23蝸桿、24蝸輪、25第四傳動(dòng)軸、26同步帶輪、27第二殼體、28同步帶、29直線導(dǎo)軌、30壓緊輪、31滑塊、32執(zhí)行部分、33驅(qū)動(dòng)部分、34轉(zhuǎn)接件、35支架、36蝸桿、37蝸輪、38蝸輪軸、39萬(wàn)用套筒、40蝸桿齒輪、41電機(jī)支架、42驅(qū)動(dòng)齒輪、43聯(lián)軸器、44法蘭、45驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
:
[0040]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
[0041 ] 本發(fā)明可搭載在線路巡線及作業(yè)機(jī)器人上，如圖1所示，包括肩關(guān)節(jié)1、肘關(guān)節(jié)2和移動(dòng)關(guān)節(jié)3，肩關(guān)節(jié)I可帶動(dòng)肘關(guān)節(jié)2和移動(dòng)關(guān)節(jié)3旋轉(zhuǎn)，肘關(guān)節(jié)2帶動(dòng)移動(dòng)關(guān)節(jié)3旋轉(zhuǎn)，移動(dòng)關(guān)節(jié)3以財(cái)關(guān)節(jié)2為中心左右移動(dòng)。
[0042]如圖2所示，肩關(guān)節(jié)I和肘關(guān)節(jié)2的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)均位于肩關(guān)節(jié)I部位，有利于減輕操作臂前段的重量，減小肩關(guān)節(jié)I的負(fù)荷，肩關(guān)節(jié)I包括底座4、第一電機(jī)5、第一蝸桿7、第一蝸輪8、第二蝸輪9、第一傳動(dòng)軸10、第二電機(jī)6、第二傳動(dòng)軸11、襯套12、第二蝸桿13 ;其中，第一電機(jī)5、第一蝸桿7、第一蝸輪8、第一傳動(dòng)軸10組成肩關(guān)節(jié)I的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；第二電機(jī)6、第二傳動(dòng)軸11、第二蝸桿13、第二蝸輪9組成肘關(guān)節(jié)2的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；第一蝸桿7和第二蝸桿13均鉸接于底座4上，通過(guò)齒輪傳動(dòng)分別與第一電機(jī)5和第二電機(jī)6相連；第一蝸輪8和第二蝸輪9分別固定在第一傳動(dòng)軸10和第二傳動(dòng)軸11上；所述第一傳動(dòng)軸10為中空，第一傳動(dòng)軸10通過(guò)軸承分別與第二傳動(dòng)軸11和襯套12鉸接，第二傳動(dòng)軸11通過(guò)軸承與襯套12鉸接；第一蝸桿7與第一蝸輪8嚙合；第二蝸桿13與第二蝸輪