一种新型远端操作机械臂的制作方法

1.本技术涉及机械臂技术领域，更具体地说，尤其涉及一种新型远端操作机械臂。


背景技术：

2.随着人民生产生活对电力依赖程度越来越大，电力持续供给的重要性越来越凸显，配网线路直接与广大用户相连，其持续供电直接关系到人民美好生活的质量，关乎“人民电业为人民”国网企业宗旨的践行。本世纪以来，配网带电作业为保障电力的持续供给，提高供电可靠性，提升电力企业的优质服务水平，对企业的提质增效发挥了重要作用。
3.目前，配网带电作业主要包括斗臂车的绝缘手套法和操作杆作业法，常用的作业方式是作业人员戴上手套直接作业。在这种作业方式中，作业人员需直接和带电体接触，安全风险较大、作业人员容错率低；而操作杆作业法对人员的技能水平要求较高，且劳动强度较大。随着信息科技的发展，机器臂搭配行走机构的远程作业方式逐渐运用于配网带电作业中，通过用机械臂拾取配网作业工具从而代替人工作业。但是，现如今配网作业空间环境一般比较狭小，而现有配电作业机械臂大都需要较大操作空间，而且其操作范围较小，一般需要不断改变行走机构的位置用以改变机械臂的作业范围，操作的容错率低，影响远程配网带电作业的工作效率。
4.因此，如何提供一种新型远端操作机械臂，其操作灵活，操作范围可变，能够减小机械臂操作错误率，提高配网带电作业的工作效率，已经成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本技术提供一种新型远端操作机械臂，其操作灵活，操作范围可变，能够减小机械臂操作错误率，提高配网带电作业的工作效率。
6.本技术提供的技术方案如下：
7.本技术提供新型远端操作机械臂，包括：机械上臂；与所述机械上臂连接的机械下臂；与所述机械上臂以及所述机械下臂连接的关节组件；所述关节组件中设有定轴旋转运动的关节执行部件；所述关节组件包括：设置于所述机械下臂以及所述机械上臂之间的肘部关节；与所述机械上臂一端连接的腕部关节；与所述机械下臂一端连接的肩部关节；以及与所述肩部关节连接，用以控制所述机械上臂、所述机械下臂以及所述关节组件整体移动的平移机构。
8.进一步地，在本实用新型一种优选方式中，所述肘部关节包括：与所述机械下臂转动连接的第一肘部关节；一端与所述第一肘部关节转动连接，另一端连接所述机械上臂的第二肘部关节。
9.进一步地，在本实用新型一种优选方式中，所述肩部关节包括：与所述平移机构连接的第一肩部关节；一端与所述第一肩部关节转动连接，另一端连接所述机械下臂的第二肩部关节。
10.进一步地，在本实用新型一种优选方式中，所述腕部关节包括：第一腕部关节、第二腕部关节以及第三腕部关节；所述第一腕部关节一端与所述机械上臂转动连接，另一端连接所述第二腕部关节；所述第二腕部关节一端与所述第一腕部关节转动连接，另一端连接所述第三腕部关节；所述第三腕部关节一端连接所述第二腕部关节，另一端与配网作业工具转动连接。
11.进一步地，在本实用新型一种优选方式中，所述新型远端操作机械臂还包括：与所述第三腕部关节另一端转动连接，用以连接配网作业工具的连接法兰；设置于所述平移机构以及所述第一肩部关节之间的底座安装支架，所述第一肩部关节与所述底座安装支架转动连接。
12.进一步地，在本实用新型一种优选方式中，还包括：与所述平移机构连接的作业平台；设置于所述作业平台上，与所述关节组件通信连接的控制箱；与所述控制箱通信连接的控制终端。
13.进一步地，在本实用新型一种优选方式中，所述平移机构包括：设置于所述作业平台上的移动导轨；设置于所述底座安装支架下，与所述移动导轨活动连接的移动支撑部件；用以为所述移动支撑部件移动提供动力的平移驱动部件。
14.进一步地，在本实用新型一种优选方式中，所述移动支撑部件包括电驱活动底座；所述移动导轨包括直线导轨以及弧形导轨。
15.进一步地，在本实用新型一种优选方式中，所述关节组件中还设有用以为所述关节执行部件提供动力的旋转驱动部件以及与所述关节执行部件连接参数检测部件。
16.进一步地，在本实用新型一种优选方式中，所述参数检测部件包括：与所述关节执行部件连接的压力传感器、角度传感器以及编码器。
17.本实用新型提供的新型远端操作机械臂，与现有技术相比，包括：机械上臂；与所述机械上臂连接的机械下臂；与所述机械上臂以及所述机械下臂连接的关节组件；所述关节组件中设有定轴旋转运动的关节执行部件；所述关节组件包括：设置于所述机械下臂以及所述机械上臂之间的肘部关节；与所述机械上臂一端连接的腕部关节；与所述机械下臂一端连接的肩部关节；以及与所述肩部关节连接，用以控制所述机械上臂、所述机械下臂以及所述关节组件整体移动的平移机构。其中，利用所述关节执行部件，使所述关节组件能够定轴旋转，结合所述肩部关节、所述肘部关节以及所述腕部关节连接所述机械上臂和所述机械下臂，使所述机械上臂以及所述机械下臂能够进行多自由度旋转，操作灵活；利用所述平移机构，使所述机械上臂、所述机械下臂以及所述关节组件能够整体移动，使机械臂的操作范围能够根据实际操作需求进行改变。本实用新型涉及的技术方案，相较于现有技术而言，其操作灵活，操作范围可变，能够减小机械臂操作错误率，提高配网带电作业的工作效率。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型实施例提供的新型远端操作机械臂的立体结构示意图；
20.图2为本实用新型实施例提供的新型远端操作机械臂的主视图；
21.图3为本实用新型实施例提供的新型远端操作机械臂的左视图；
22.图4为本实用新型实施例提供的新型远端操作机械臂的俯视图；
23.图5为本实用新型实施例提供的新型远端操作机械臂的立体结构示意框图；
24.图6为本实用新型实施例提供的关节组件的立体结构示意框图。
25.附图标记说明：
26.机械上臂1；机械下臂2；关节组件3；关节执行部件301；旋转驱动部件302；参数检测部件303；肘部关节4；第一肘部关节401；第二肘部关节402；腕部关节5；第一腕部关节501；第二腕部关节502；第三腕部关节503；肩部关节6；第一肩部关节601；第二肩部关节602；平移机构7；移动支撑部件701；移动导轨702；底座安装支架8；连接法兰9；作业平台10；控制箱11；控制终端12；压力传感器13；角度传感器14；编码器15。
具体实施方式
27.为了使本领域的技术人员更好地理解本技术中的技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
28.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。
29.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“第一”、“第二”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
30.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
31.须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本技术所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
32.请如图1至图6所示，本技术实施例提供的新型远端操作机械臂，包括：机械上臂1；与所述机械上臂1连接的机械下臂2；与所述机械上臂1以及所述机械下臂2连接的关节组件3；所述关节组件3中设有定轴旋转运动的关节执行部件301；所述关节组件3包括：设置于所述机械下臂2以及所述机械上臂1之间的肘部关节4；与所述机械上臂1一端连接的腕部关节
5；与所述机械下臂2一端连接的肩部关节6；以及与所述肩部关节6连接，用以控制所述机械上臂1、所述机械下臂2以及所述关节组件3整体移动的平移机构7。
33.本实用新型实施例提供新型远端操作机械臂，具体包括：机械上臂1；与所述机械上臂1连接的机械下臂2；与所述机械上臂1以及所述机械下臂2连接的关节组件3；所述关节组件3中设有定轴旋转运动的关节执行部件301；所述关节组件3包括：设置于所述机械下臂2以及所述机械上臂1之间的肘部关节4；与所述机械上臂1一端连接的腕部关节5；与所述机械下臂2一端连接的肩部关节6；以及与所述肩部关节6连接，用以控制所述机械上臂1、所述机械下臂2以及所述关节组件3整体移动的平移机构7。其中，利用所述关节执行部件301，使所述关节组件3能够定轴旋转，结合所述肩部关节6、所述肘部关节4以及所述腕部关节5连接所述机械上臂1和所述机械下臂2，使所述机械上臂1以及所述机械下臂2能够进行多自由度旋转，操作灵活；利用所述平移机构7，使所述机械上臂1、所述机械下臂2以及所述关节组件3能够整体移动，使机械臂的操作范围能够根据实际操作需求进行改变。本实用新型涉及的技术方案，相较于现有技术而言，其操作灵活，操作范围可变，能够减小机械臂操作错误率，提高配网带电作业的工作效率。
34.具体地，在本实用新型的实施例中，所述关节组件3具有第一连接端以及第二连接端；所述第一连接端所在平面垂直于所述第二连接端所在平面。
35.具体地，在本实用新型的实施例中，所述肘部关节4包括：与所述机械下臂2转动连接的第一肘部关节401；一端与所述第一肘部关节401转动连接，另一端连接所述机械上臂1的第二肘部关节402。
36.具体地，在本实用新型的实施例中，所述肩部关节6包括：与所述平移机构7连接的第一肩部关节601；一端与所述第一肩部关节601转动连接，另一端连接所述机械下臂2的第二肩部关节602。
37.具体地，在本实用新型的实施例中，所述腕部关节5包括：第一腕部关节501、第二腕部关节502以及第三腕部关节503；所述第一腕部关节501一端与所述机械上臂1转动连接，另一端连接所述第二腕部关节502；所述第二腕部关节502一端与所述第一腕部关节501转动连接，另一端连接所述第三腕部关节503；所述第三腕部关节503一端连接所述第二腕部关节502，另一端与配网作业工具转动连接。
38.其中，设置多关节与所述机械下臂2以及所述机械上臂1连接，使所述机械下臂2以及所述机械上臂1旋转具有多自由度。
39.具体地，在本实用新型的实施例中，所述新型远端操作机械臂还包括：与所述第三腕部关节503另一端转动连接，用以连接配网作业工具的连接法兰9；设置于所述平移机构7以及所述第一肩部关节601之间的底座安装支架8，所述第一肩部关节601与所述底座安装支架8转动连接。
40.具体地，在本实用新型的实施例中，还包括：与所述平移机构7连接的作业平台10；设置于所述作业平台10上，与所述关节组件3通信连接的控制箱11；与所述控制箱11通信连接的控制终端12。
41.其中，所述控制箱11，用以控制所述关节组件3定轴旋转，使所述机械下臂2以及机械上臂1定轴旋转；所述控制终端12，与所述控制箱11通信连接，用以远程控制所述机械上臂1以及机械下臂2。
42.具体地，在本实用新型的实施例中，所述平移机构7包括：设置于所述作业平台10上的移动导轨；设置于所述底座安装支架8下，与所述移动导轨活动连接的移动支撑部件；用以为所述移动支撑部件移动提供动力的平移驱动部件。
43.具体地，在本实用新型的实施例中，所述平移驱动部件设置于所述控制箱11内。
44.具体地，在本实用新型的实施例中，所述移动支撑部件包括电驱活动底座；所述移动导轨包括直线导轨以及弧形导轨。
45.其中，所述电驱活动底座，用以支撑所述关节组件3、所述机械上臂1以及所述机械下臂2，使机械臂能够沿所述移动导轨整体移动；所述直线导轨以及所述弧形导轨，用以根据操作范围需求设置不同形状的所述移动导轨。
46.具体地，在本实用新型的实施例中，所述关节组件3中还设有用以为所述关节执行部件301提供动力的旋转驱动部件302以及与所述关节执行部件301连接参数检测部件303。
47.具体地，在本实用新型的实施例中，所述旋转驱动部件302为驱动电机；所述关节执行部件301为施驱动转盘，所述驱动转盘连接所述机械上臂1以及所述机械下臂2。
48.具体地，在本实用新型的实施例中，所述参数检测部件303包括：与所述关节执行部件301连接的压力传感器13、角度传感器14以及编码器15。
49.其中，所述压力传感器13、所述角度传感器14以及所述编码器15，用以检测所述关节执行部件301的参数，便于所述控制终端12控制所述机械上臂1以及所述机械下臂2转动。
50.更为具体地阐述，目前，配网带电作业主要包括斗臂车的绝缘手套法和操作杆作业法，常用的作业方式是作业人员戴上手套直接作业。在这种作业方式中，作业人员需直接和带电体接触，安全风险较大、作业人员容错率低；而操作杆作业法对人员的技能水平要求较高，且劳动强度较大。随着信息科技的发展，机器臂搭配行走机构的远程作业方式逐渐运用于配网带电作业中，通过用机械臂拾取配网作业工具从而代替人工作业。但是，现如今配网作业空间环境一般比较狭小，而现有配电作业机械臂大都需要较大操作空间，而且其操作范围较小，一般需要不断改变行走机构的位置用以改变机械臂的作业范围，操作的容错率低，影响远程配网带电作业的工作效率。
51.由上所述，本实用新型实施例涉及的新型远端操作机械臂，利用所述关节执行部件301，使所述关节组件3能够定轴旋转，结合所述肩部关节6、所述肘部关节4以及所述腕部关节5连接所述机械上臂1和所述机械下臂2，使所述机械上臂1以及所述机械下臂2能够进行多自由度旋转，操作灵活；利用所述平移机构7，使所述机械上臂1、所述机械下臂2以及所述关节组件3能够整体移动，使机械臂的操作范围能够根据实际操作需求进行改变。本实用新型涉及的技术方案，相较于现有技术而言，其操作灵活，操作范围可变，能够减小机械臂操作错误率，提高配网带电作业的工作效率。
52.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。