一種高壓試驗專用遙控機械臂的製作方法

2024-02-14 06:41:15

本發明屬於檢修試驗設備技術領域，涉及一種高壓試驗專用遙控機械臂。

背景技術：

電力設備高壓試驗需要在設備上掛接各種測試線，由於電力設備體積龐大，為確保接觸良好，夾持測試線時通常需要人工攀爬設備或使用高空作業車：人工攀爬設備，需要使用絕緣梯配合，勞動強度大，且存在高空墜落風險；而使用高空作業車接線需專人駕駛，且現場擺放繁瑣，耗時耗力，還會受到現場實際情況的限制。此外，使用這兩種方法時，所有試驗工作需等接線人員撤離設備後方可進行，勞動效率較低。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是：提供一種高壓試驗專用遙控機械臂，實現地面遙控高空接線，用於替代人工完成測試引線夾持、拆除的工作，減輕人員勞動強度、作業風險，提高勞動效率，以克服現有技術存在的問題。

本發明採取的技術方案為：一種高壓試驗專用遙控機械臂，包括基座、旋轉軸、咬合鉗座和咬合鉗，旋轉軸一端通過旋轉驅動機構旋轉地連接到基座上，另一端通過俯仰驅動機構連接到咬合鉗座上，咬合鉗座上連接有導電的咬合鉗。

優選的，上述咬合鉗包括咬合鉗爪一和咬合鉗爪二，咬合鉗爪一和咬合鉗爪二均通過絲母絲槓副驅動機構連接到咬合鉗座上並在咬合鉗爪一和咬合鉗爪二的咬合面形成咬合鉗口。

優選的，上述每套絲母絲槓副驅動機構包括絲槓和絲母，絲槓兩端通過軸承座連接到咬合鉗座上，與絲槓相嚙合的絲母固定連接在咬合鉗爪上，還包括導向機構，導向機構包括圓柱軸和直線軸承，圓柱軸兩端固定連接在咬合鉗座上，與圓柱軸相配合的直線軸承固定連接在安裝絲母旁的安裝孔處。

優選的，上述旋轉驅動機構包括旋轉電機，旋轉電機固定連接在旋轉軸內的支撐板上，支撐板垂直旋轉軸軸線並固定連接在旋轉軸內，旋轉電機的輸出軸固定連接到基座上。

優選的，上述俯仰驅動機構包括俯仰電機，俯仰電機的定子兩端固定連接在旋轉軸上，與定子相配的轉子嵌入到咬合鉗座的旋轉端內孔中。

優選的，上述絲槓一端伸出軸承座連接到鉗爪電機，鉗爪電機固定連接在咬合鉗座上。

優選的，上述咬合鉗爪一和咬合鉗爪二的咬合面縱向和橫向均設置成v型的咬合槽。

優選的，上述咬合槽的槽面設置成鋸齒狀結構。

優選的，上述一種高壓試驗專用遙控機械臂，還包括主控單元，主控單元與旋轉電機、俯仰電機和鉗臂電機電連接，並通過無線模塊連接到監控終端。

優選的，上述主控單元還通過導線連接有檢測旋轉電機旋轉角度的旋轉角度傳感器、檢測俯仰電機俯仰角度的俯仰角度傳感器和檢測鉗臂電機直線移動的鉗臂位移傳感器。

本發明的有益效果：與現有技術相比，本發明效果如下：

1）通過將導電的咬合鉗連接到俯仰機構和轉動機構，能夠實現不同方向的導線和接線掌的夾持並完成引線，實現機械臂的萬向功能，夾持方便快捷，夾持省時省力，能通過絕緣杆連接到機械臂，實現遠程的操作，減輕人員勞動強度、作業風險，提高勞動效率，本發明還具有操作方便快捷的特點；

2）通過絲母絲槓副驅動機構和導向機構實現咬合鉗的咬合鉗爪開合，咬合穩定可靠，驅動結構簡單，咬合力大，移動穩定性高，最大咬合力能達100n；

3）內置旋轉驅動機構實現旋轉軸的旋轉，結構緊湊，內置旋轉電機，空間佔用小，可實現360°的旋轉；

4）內置俯仰電機構成的俯仰驅動機構，結構緊湊，佔用空間小，可實現180°的俯仰；

5）採用監控終端無線遠程控制控制器，控制器控制旋轉電機、俯仰電機和鉗臂電機進行動作，實現機械臂遠程旋轉、俯仰和咬合鉗咬合的控制，遠程自動控制，實現地面遙控高空接線，用於替代人工完成測試引線夾持、拆除的工作，減輕人員勞動強度、作業風險，提高勞動效率，控制簡單方便；

6）採用旋轉角度傳感器、俯仰角度傳感器和鉗臂位移傳感器實現旋轉電機旋轉角度、俯仰電機俯仰角度和鉗臂電機直線移動距離的檢測，能夠自動監控旋轉角度，大大提高自動化水平，自動進行定位擺動夾持。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為咬合鉗的側視爆炸結構示意圖；

圖3為咬合鉗的俯視爆炸結構示意圖；

圖4為本發明的遙控裝置剖面示意圖；

圖5為控制原理示意圖。

具體實施方式

實施例1：如圖1~圖5所示,一種高壓試驗專用遙控機械臂，包括基座1、旋轉軸2、咬合鉗座3和咬合鉗4，旋轉軸2一端通過旋轉驅動機構旋轉地連接到基座1上，另一端通過俯仰驅動機構連接到咬合鉗座3上，咬合鉗座3上連接有導電的咬合鉗4。

優選的，上述咬合鉗4包括咬合鉗爪一5和咬合鉗爪二7，咬合鉗爪一5和咬合鉗爪二7均通過絲母絲槓副驅動機構連接到咬合鉗座3上並在咬合鉗爪一5和咬合鉗爪二7的咬合面形成咬合鉗口。

優選的，上述每套絲母絲槓副驅動機構包括絲槓8和絲母9，絲槓8兩端通過軸承座10連接到咬合鉗座3上，與絲槓8相嚙合的絲母9固定連接在咬合鉗爪上，還包括導向機構，導向機構包括圓柱軸6和直線軸承11，圓柱軸6兩端固定連接在咬合鉗座3上，與圓柱軸6相配合的直線軸承11固定連接在安裝絲母9旁的安裝孔處。

優選的，上述旋轉驅動機構包括旋轉電機12，旋轉電機12固定連接在旋轉軸2內的支撐板13上，支撐板13垂直旋轉軸2軸線並固定連接在旋轉軸2內，旋轉電機12的輸出軸固定連接到基座1上。

優選的，上述俯仰驅動機構包括俯仰電機14，俯仰電機14的定子兩端固定連接在旋轉軸2上，與定子相配的轉子嵌入到咬合鉗座3的旋轉端內孔中。

優選的，上述絲槓8一端伸出軸承座10連接到鉗爪電機15，鉗爪電機15固定連接在咬合鉗座3上。

優選的，上述咬合鉗爪一5和咬合鉗爪二7的咬合面縱向和橫向均設置成v型的咬合槽。

優選的，上述咬合槽的槽面設置成鋸齒狀結構，鉗口面鋸齒狀結構，破除金屬表面氧化層，接觸更可靠，夾持也更穩定，加工難度降低。

優選的，上述一種高壓試驗專用遙控機械臂，還包括主控單元，主控單元與旋轉電機、俯仰電機和鉗臂電機電連接，並通過無線模塊連接到監控終端，也可以通過無線模塊連接到遙控器，主控單元還通過導線連接有檢測旋轉電機旋轉角度的旋轉角度傳感器、檢測俯仰電機俯仰角度的俯仰角度傳感器和檢測鉗臂電機直線移動的鉗臂位移傳感器，主控單元還連接有報警裝置，無線模塊採用gprs模塊，監控終端採用手機或平板，主控單元連接有電源和顯示電量的顯示屏，鉗臂位移傳感器採用旋轉編碼器或光柵尺，俯仰角度傳感器和旋轉角度傳感器採用旋轉編碼器。

本發明的性能參數：

整機重量：3kg；

遙控距離：>20m。

本發明的性能特點：

1.通過無線遙控，實現機械臂的轉動、俯仰、夾持，方便各種高難度接線；

2.高導電鉗口，可夾持直徑15mm-110mm的導線，厚度2mm-110mm的接線掌，可直接夾持各類設備接線掌；鉗口面鋸齒狀結構，破除金屬表面氧化層，接觸更可靠，夾持也更穩定，加工難度降低；

3.本裝置的外殼全屏蔽等電位，內置電源，無外露引線，無線遙控距離20米，可用於介質損耗、絕緣電阻、直流電阻等高壓試驗作業；

4.可兼容各種規格的絕緣伸縮杆，絕緣伸縮杆通過抱箍或螺紋方式連接到基座上，操作簡單，單人操作；

5.全電驅動，航空鋁材cnc切削成型，結構堅固，耐腐蝕；

6.功能多樣，除接線外，還可完成工具傳遞、異物去除等作業；可選配高清攝像頭、局放傳感器、鉗形電流表等附件；

7.堅固輕巧，採用低慣量直流伺服電機，關節扭矩25nm，夾鉗壓緊力100n，力量達到人手腕關節水平；全重1.5kg，最大負載3kg。