适用于机器人带电作业的固线夹体安装工具及其使用方法与流程

1.本发明涉及一种适用于机器人带电作业的固线夹体安装工具及其使用方法。


背景技术：

2.电力行业在双回路支线带电搭接作业中，由于支线过长，需要将支线中段固定在横担绝缘子上面，目前采用人工直接操作法来进行作业，安装的主要做法是，人登到线杆上面，在带电的环境中利用绑扎金属丝方法将支线捆绑在绝缘子上，整个作业过程，流程繁琐，效率低，而且作业需要人工手动带电操作，增加了安全风险。机器人行业的兴起极大的驱动了特种行业的发展，机器人抓取执行器进行带电作业能规避很多安全风险，提高作业效率。针对现有支线固定操作方法的缺陷，有必要研究一种新的固线结构及其安装工具，能实现安装简易，操作安全，锁紧和脱离自由度少的机器人末端执行器装置。


技术实现要素：

3.技术目的：本发明提供一种适用于机器人带电作业的固线夹体安装工具及其使用方法，包括分左右夹体的固线夹体，左右夹体上设有卡扣和卡槽，能够实现固线夹体扣合后的紧固，通过固线夹体可同时将绝缘子端部抱紧，以及将支线抱紧在绝缘子上，适用于机器人带电搭接作业，提高了作业效率和安全性。
4.技术方案：为实现上述技术目的，本发明采用了如下技术方案：
5.一种适用于机器人带电作业的固线夹体安装工具，其特征在于：包括固线夹体、扣合组件和传动组件，
6.所述固线夹体包括右夹体和左夹体，扣合组件包括右外侧扣板、右内侧扣板、左内侧扣板和左外侧扣板，传动组件包括底座、第一丝杆组件和第二丝杆组件；
7.所述右外侧扣板和左外侧扣板分别通过滑动组件相对安装在底座上，右内侧扣板通过滑动组件安装在右外侧扣板上，左内侧扣板通过导轨滑块安装在左外侧扣板上；
8.所述第一丝杆组件用于驱动右外侧扣板和左外侧扣板在底座上运动，使右外侧扣板和左外侧扣板形成对应的外开合结构；第二丝杆组件用于驱动右内侧扣板和左内侧扣板分别在右外侧扣板和左外侧扣板上运动，使右内侧扣板和左内侧扣板形成内开合结构；
9.所述右夹体可拆卸地安装于右内侧扣板，左夹体可拆卸地安装于左内侧扣板，右夹体和左夹体对接的顶部邻边均设有第一弧形槽、侧面邻边均设有第二弧形槽，右夹体和左夹体在右内侧扣板和左内侧扣板的带动下扣合成一体时，第一弧形槽形成一对供支线穿过的第一通孔，第二弧形槽形成一个供绝缘子的固线端通过的第二通孔。
10.优选地，所述右夹体和左夹体分别设有相适配的卡扣和卡槽，通过卡扣和卡槽实现右夹体和左夹体的可拆卸连接；
11.所述扣合组件还包括限位挡边，右外侧扣板和左外侧扣板的边缘均装有限位挡板。
12.优选地，所述传动组件包括组成第一丝杆组件和第二丝杆组件的：右外侧扣板螺
母、端面支撑板、驱动轴、过渡底座、大锥齿轮、左外侧扣板螺母、外侧丝杆、小锥齿轮、过渡齿轮、轴承座、外侧丝杆齿轮、内侧丝杆齿轮、内侧丝杆、内侧丝杆齿轮扭矩限制器、过渡齿轮传动轴、外侧丝杆齿轮扭矩限制器、右内侧扣板螺母和左内侧扣板螺母；
13.其中，驱动轴与大锥齿轮通过键传动扭矩，过渡齿轮和小锥齿轮安装在过渡齿轮传动轴上，过渡齿轮传动轴通过轴承将两端固定在轴承座上，轴承座通过螺钉锁紧在底座上；
14.外侧丝杆齿轮与外侧丝杆轴之间装有外侧丝杆齿轮扭矩限制器，右外侧扣板螺母安装在右外侧扣板上，左外侧扣板螺母安装在左外侧扣板上，外侧丝杆两端通过轴承安装在两侧端面支撑板上，端面支撑板通过螺钉固定在底座上；
15.内侧丝杆齿轮与内侧丝杆轴之间装有内侧丝杆齿轮扭矩限制器，右内侧扣板螺母安装在右内侧扣板上，左内侧扣板螺母安装在左内侧扣板上，内侧丝杆两端通过轴承安装在两侧端面支撑板上。
16.优选地，所述适用于机器人带电作业的固线夹体安装工具还包括对接组件；
17.所述对接组件包括上锁杆、工具盘、传力销、斜面块和导正定位盘，斜面块安装在工具盘上，上锁杆通过圆柱销与工具盘连接，上锁杆与工具盘之间设有压缩弹簧，导正定位盘与工具盘通过螺钉连接，传力销安装在驱动轴的输入端，用于传递扭矩。
18.一种适用于机器人带电作业的固线夹体安装工具的使用方法，用于将支线和绝缘子安装到固线夹体上，包括步骤：
19.传动组件驱动外开合结构和内开合结构先后打开，将固线夹体中的左夹体安装于左内侧扣板、右夹体安装于右内侧扣板；
20.将支线经外开合结构和内开合结构穿入右夹体和左夹体之间，并从右夹体和左夹体的第一弧形槽的底端穿出；
21.传动组件驱动外开合结构关闭，将支线收拢限制在右外侧扣板和左外侧扣板形成的空间内；
22.将绝缘子经外开合结构和内开合结构穿入右夹体和左夹体之间，并放置到第一弧形槽之间；
23.传动组件驱动内开合结构关闭，带动左夹体和右夹体扣合在一起，使将支线和绝缘子固定到固线夹体的第一通孔和第二通孔内；
24.传动组件驱动外开合结构和内开合结构先后打开，通过外力将固线夹体从安装工具中拉出。
25.有益效果：由于采用了上述技术方案，本发明具有如下技术效果：
26.1、本发明提出的适用于机器人带电作业的固线夹体安装工具作业步骤简单，一个旋转自由度可以完成固线夹体的锁紧和脱离，作业效率极大提高，安装过程中稳定无晃动，提高了作业安全性。
27.2、本发明提出的固线夹体的结构及其安装工具适用于机器人带电搭接作业，固线夹体采用绝缘塑料材质，具有绝缘性能。
附图说明
28.图1为本发明实施例中绝缘子固线夹体及其安装工具的整体示意图；
29.图2为本发明实施例中固线夹体安装工具驱动轴处的正面剖视图；
30.图3为本发明实施例中固线夹体安装工具的轴测视图；
31.图4为本发明实施例中固线夹体安装工具内侧丝杆处的正面剖视图；
32.图5为本发明实施例中固线夹体的结构示意图；
33.图6为本发明实施例中固线夹体安装工具安装固线夹体作业示意图；
34.图7为本发明实施例中固线夹体安装工具扣入支线作业示意图；
35.图8为本发明实施例中固线夹体安装工具限位支线作业示意图；
36.图9为本发明实施例中固线夹体安装工具扣入绝缘子夹紧作业示意图；
37.图10为本发明实施例中固线夹体安装工具与固线夹体分离作业示意图；
38.图11为本发明实施例中固线夹体安装完成后的固定结构示意图。
39.图中包括：1、固线夹体，2、扣合组件，3、对接组件，4、传动组件，5、支线，6、绝缘子，11、右夹体，12、左夹体；
40.21、右外侧扣板，22、右内侧扣板，23、左内侧扣板，24、左外侧扣板，25、限位挡边；
41.31、上锁杆，32、工具盘，33、传力销，34、斜面块，35、导正定位盘；
42.41、右外侧扣板螺母，42、端面支撑板，43、底座，44、驱动轴，45、过渡底座，46、大锥齿轮，47、左外侧扣板螺母，48、外侧丝杆，49、小锥齿轮，410、过渡齿轮，411、轴承座，412、外侧丝杆齿轮，413、内侧丝杆齿轮，414、内侧丝杆，415、内侧丝杆齿轮扭矩限制器，416、过渡齿轮传动轴，417、外侧丝杆齿轮扭矩限制器，418、右内侧扣板螺母，419、左内侧扣板螺母。
具体实施方式
43.为了更好地理解本发明内容，下面将结合图例对本发明做进一步解释。
44.实施例一
45.一种适用于机器人带电作业的固线夹体安装工具，包括固线夹体、扣合组件、传动组件和对接组件，其中，固线夹体包括右夹体和左夹体，扣合组件包括右外侧扣板、右内侧扣板、左内侧扣板和左外侧扣板，传动组件包括底座、第一丝杆组件和第二丝杆组件，右外侧扣板和左外侧扣板分别通过滑动组件相对安装在底座上，右内侧扣板通过滑动组件安装在右外侧扣板上，左内侧扣板通过导轨滑块安装在左外侧扣板上。
46.具体地，第一丝杆组件用于驱动右外侧扣板和左外侧扣板在底座上运动，使右外侧扣板和左外侧扣板形成对应的外开合结构；第二丝杆组件用于驱动右内侧扣板和左内侧扣板分别在右外侧扣板和左外侧扣板上运动，使右内侧扣板和左内侧扣板形成内开合结构。
47.右夹体可拆卸地安装于右内侧扣板，左夹体可拆卸地安装于左内侧扣板，右夹体和左夹体对接的顶部邻边均设有第一弧形槽、侧面邻边均设有第二弧形槽，右夹体和左夹体在右内侧扣板和左内侧扣板的带动下扣合成一体时，第一弧形槽形成一对供支线穿过的第一通孔，第二弧形槽形成一个供绝缘子的固线端通过的第二通孔。
48.优选地，右夹体和左夹体采用绝缘塑料材质，具有绝缘性能，且分别设有相适配的卡扣和卡槽，通过卡扣和卡槽实现右夹体和左夹体的可拆卸连接。
49.对接组件包括上锁杆、工具盘、传力销、斜面块和导正定位盘，斜面块安装在工具盘上，上锁杆通过圆柱销与工具盘连接，上锁杆与工具盘之间设有压缩弹簧，导正定位盘与
工具盘通过螺钉连接，传力销安装在驱动轴的输入端，用于传递扭矩。
50.如图1至图11示出了一种适用于机器人带电作业的固线夹体安装工具的详细结构实例，包含固线夹体1，扣合组件2，对接组件3，传动组件4。
51.如图2所示，所述固线夹体1包含右夹体11，左夹体12。图5展示了右夹体11和左夹体12的结构，依靠夹体上卡扣和卡槽的咬合实现二者的扣合，同时实现将绝缘子6固线端和支线5固定在一起。
52.如图2所示，所述扣合组件2包含右外侧扣板21，右内侧扣板22，左内侧扣板23，左外侧扣板24，限位挡边25。右外侧扣板21通过导轨滑块安装在底座43上，右内侧扣板22通过导轨滑块安装在右外侧扣板21上，左外侧扣板24通过导轨滑块安装在底座43上，左内侧扣板23通过导轨滑块安装在左外侧扣板24上，限位挡边25共有四个，分别安装在右外侧扣板21和左外侧扣板24上。
53.如图2所示，所述对接组件3包含上锁杆31，工具盘32，传力销33，斜面块34，导正定位盘35。三个斜面块34安装在工具盘32上，上锁杆31通过圆柱销与工具盘32连接，二者之间压缩一根弹簧，导正定位盘35与工具盘32通过三颗螺钉连接，传力销33装在驱动轴44输入端用于传递扭矩。
54.如图2、图3、图4所示，所述传动组件4包含右外侧扣板螺母41，端面支撑板42，底座43，驱动轴44，过渡底座45，大锥齿轮46，左外侧扣板螺母47，外侧丝杆48，小锥齿轮49，过渡齿轮410，轴承座411，外侧丝杆齿轮412，内侧丝杆齿轮413，内侧丝杆414，内侧丝杆齿轮扭矩限制器415，过渡齿轮传动轴416，外侧丝杆齿轮扭矩限制器417，右内侧扣板螺母418，左内侧扣板螺母419。
55.其中，驱动轴44与大锥齿轮46通过键传动扭矩，过渡齿轮410和小锥齿轮49安装在过渡齿轮传动轴416，过渡齿轮传动轴416通过轴承将两端固定在轴承座411上，轴承座411通过螺钉锁紧在底座43上。
56.外侧丝杆齿轮412与外侧丝杆48轴之间装有外侧丝杆齿轮扭矩限制器417，通过外侧丝杆齿轮扭矩限制器417将外侧丝杆齿轮412动力传递至外侧丝杆48，右外侧扣板螺母41安装在右外侧扣板21上，左外侧扣板螺母47安装在左外侧扣板24上，右外侧扣板螺母41和左外侧扣板螺母47分别与外侧丝杆48啮合，当外侧丝杆48旋转，可驱动右外侧扣板21和左外侧扣板24的张开和闭合，外侧丝杆48两端通过轴承安装在两侧端面支撑板42上，端面支撑板42通过螺钉固定在底座43上。
57.内侧丝杆齿轮413与内侧丝杆414轴之间装有内侧丝杆齿轮扭矩限制器415，通过内侧丝杆齿轮扭矩限制器415将内侧丝杆齿轮413动力传递至内侧丝杆414，右内侧扣板螺母418安装在右内侧扣板22上，左内侧扣板螺母419安装在左内侧扣板23上，右内侧扣板螺母418和左内侧扣板螺母419分别与内侧丝杆414啮合，当内侧丝杆414旋转，可驱动右内侧扣板22和左内侧扣板23的张开和闭合，内侧丝杆414两端通过轴承安装在两侧端面支撑板42上。内侧丝杆414导程小，外侧丝杆48导程大，所以在运动速度上，内侧扣板运动的比外侧扣板慢，以满足安装流程上的逻辑顺序。
58.内侧丝杆导程小，使内侧扣板运动慢，外侧丝杆导程大，使外侧扣板运动快，可实现外侧扣板先扣合，内侧扣板不扣合，限制支线后，再扣入绝缘子，继续将内侧扣板扣合。
59.内侧丝杆和外侧丝杆动力同时来源于过渡齿轮，而内侧丝杆和内侧丝杆齿轮之间
套有扭矩限制器，同理外侧丝杆和外侧丝杆齿轮之间也套有扭矩限制器，在外侧丝杆到位不转后扭矩限制器工作，内侧丝杆依然可以获得旋转动力，实现操作流程上的时序动作。
60.实施例二
61.本实施例提出一种实施例一所述适用于机器人带电作业的固线夹体安装工具的使用方法，用于将支线5和绝缘子6安装到固线夹体上，包括步骤：
62.传动组件4驱动外开合结构和内开合结构先后打开，将固线夹体1中的左夹体12安装于左内侧扣板23、右夹体11安装于右内侧扣板22；
63.将支线5经外开合结构和内开合结构穿入右夹体11和左夹体12之间，并从右夹体11和左夹体12的第一弧形槽的底端穿出；
64.传动组件4驱动外开合结构关闭，将支线5收拢限制在右外侧扣板21和左外侧扣板24形成的空间内；
65.将绝缘子6经外开合结构和内开合结构穿入右夹体11和左夹体12之间，并放置到第一弧形槽之间；
66.传动组件4驱动内开合结构关闭，带动左夹体12和右夹体11扣合在一起，使将支线5和绝缘子6固定到固线夹体1的第一通孔和第二通孔内；
67.传动组件4驱动外开合结构和内开合结构先后打开，通过外力将固线夹体1从安装工具中拉出。
68.如图6-图11所示，详细的工作过程如下：
69.第一步：反转驱动轴44，将左右扣板张开到最大位置，把固线夹体1安装于工具上，左夹体12安装于左内侧扣板23，右夹体11安装于右内侧扣板22，左夹体12和右夹体11上分别设置有不同位置尺寸的销孔，可以避免左右装反，起到防呆作用。
70.第二步：机器人右臂抓取固线夹体安装工具，机器人右臂开始靠近角钢上安装的绝缘子6，左臂利用夹线器将支线5夹起至图6所示状态。接下来，将安装工具扣入支线5，如图7所示，转动驱动轴44，右外侧扣板21和左外侧扣板24向中间合起，将支线5收拢限制在限位挡边25形成的空间内，因内侧丝杆414导程小，外侧丝杆48导程大，所以此时外侧扣板已经扣合，但是内侧扣板没有将夹体扣合，如图8所示。将安装工具带着支线5，扣入绝缘子6，继续转动驱动轴44，将内侧扣板带动左夹体12和右夹体11扣合在一起，同时将支线5和绝缘子6固定在一起，如图9所示。
71.第三步：完成锁紧后，随着电机反转，左右内外侧扣板张开，沿机械臂方向拽动，固线夹体1从安装工具中脱离出来，如图10所示。作业完成后，固线夹体1在绝缘子6上固定支线5的状态如图11所示。
72.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。