[發明專利]塔架攀爬機器人機械手裝置

無效

• 申請號: 201010157978.0
• 申請日: 2010-04-28
• 公開（公告）號: CN101856814A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發明（設計）人: 陸小龍;趙世平;王蕾;劉曉宇;曹志華
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: B25J15/00
• 分類號: B25J15/00;B25J19/00;H02G1/02
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 呂建平

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，更為具體地說，是涉及一種塔架自動檢修維護攀爬機器人的機械手裝置。

技術背景

工業和信息產業的迅猛發展對供電穩定性和可靠性的要求越來越高。高壓輸電線路是電力系統的動脈，其安全運行越來越受到各級部門的重視。輸電線路不僅要承受固有的機械載荷和電力負荷的內部壓力，而且還要經受自然環境的各種外部侵害，如：腐蝕、污穢、雷擊、強風、洪水、滑坡、沉陷、地震和鳥害等，以及人為地破壞。隨著時間的日積月累，勢必造成線路上出現各種故障，如：接觸電阻增大、導線斷股、避雷線斷裂、桿塔傾斜，絕緣子閃爍、金具脫落，如不及時發現和消除，將對電力系統構成災難性的后果。因此，需要定期對輸電線路桿塔及其附件進行檢修維護，以確保輸電線路的安全可靠運行。

目前國內高壓輸電線路的檢修、維護基本上采用人工攀登鐵塔的方式，由檢修人員攜帶檢修維護設備完成各項檢修任務，如：絕緣子清掃、鐵塔維護等，這不僅大量消耗檢修人員的體力，影響工作效率，也極不安全。電力部門迫切需要取代人力進行鐵塔檢修、維護的自動化設備——機器人，以此減輕工人的勞動強度，降低觸電和高空墜落的危險，而且設備可以在不影響供電的情況下進行帶電作業，提高檢修、維護的效率和質量。用機器人實現對鐵塔等塔架進行檢修、維護，機器人需具有攀爬鐵塔等塔架的功能，而現有技術至今不能提供能夠攀爬鐵塔機器人的主要原因，是沒有開發出能夠攀爬以角鋼為基本構件的塔架機械手裝置。因此盡快開發出行動自如的機械手裝置以裝備機器人，實現對高壓輸電線路的自動化檢修、維護，是所述領域的科技工作者共同面臨的重要課題。

發明內容

針對現有技術的現狀，本發明的目的旨在提供一種用于塔架攀爬機器人的機械手裝置，以實現由機器人代替人從塔架塔基沿塔架構件攀爬到塔頂，利用攜帶的檢修維護設備完成各項檢修任務。

為達到上述目的，本發明的技術解決方案為：

塔架攀爬機器人機械手裝置，包括裝置機架、兩副相對設置的手爪張合機構和驅使兩手爪張合機構的兩副手爪抱持夾緊塔架構件的夾緊機構，其中兩手爪張合機構至少一個為可運動手爪張合機構，所述手爪張合機構由基座，安裝在基座上支架，安裝在支架上的驅動電機、與驅動電機輸出軸聯接的傳動機構、定手爪以及與傳動機構運動輸出構件相聯接的動手爪構成，所述夾緊機構由安裝在裝置機架上的驅動電機，與驅動電機輸出軸聯接的傳動絲桿以及導向桿構成，傳動絲桿與手爪張合機構基座上的螺紋孔匹配構成螺紋傳動副，導向桿與手爪張合機構基座上的導向孔匹配構成導向副。

為了實現能對各種斷面的塔架構件(如角鋼、加強角鋼、工字鋼、圓鋼、矩形鋼等)從不同方向進行夾持，如附圖7中所示，塔架攀爬機器人機械手裝置還可在兩張合機構之間設置一頂緊機構，頂緊機構通過其基座安裝在裝置機架上。所述頂緊機構可設計成主要由基座，通過支架安裝在基座上的驅動電機、與驅動電機輸出軸聯接的傳動機構、頂桿和頂塊構成，頂桿的兩端分別與傳動機構和頂塊聯接，夾緊機構的傳動絲桿和導向桿從頂緊機構基座上的安裝孔中穿過。為了適應大小與形狀不同的斷面塔架構件，可將頂緊機構的頂塊設計成在一定范圍內可活動的頂塊，為了實現頂塊一定范圍內活動，可將頂桿設計成中空結構頂桿，頂塊與頂桿采用鉸鏈聯接。為了保證頂塊與塔架構件能夠更好地接觸，在頂塊端面設計加工V形凹槽，V形凹槽根部倒圓角。傳動機構采用由絲桿與設計在頂桿孔內的螺母匹配構成的絲桿螺母傳動機構，構成傳動機構的螺母，可以是由頂桿內孔壁上加工出的螺紋構成，也可以是由頂桿內孔嵌接的螺母構成。構成頂緊機構的驅動電機一般采用步進電機。頂緊機構可通過控制頂緊電機的轉速和方向控制頂塊的伸出長度，從而控制頂塊的頂緊力。

在上述技術方案中，構成機械手裝置的兩個相對設置的手爪張合機構，可將其中一個設計為固定的，另一個設計為可運動的，最好是將兩個都設計為可運動的。當兩個都設計為可運動的時，夾緊機構設計有兩根傳動絲桿，與各自配備的驅動電機輸出軸聯接，分別與各自驅動的張合機構支座架上的螺紋孔匹配構成螺紋傳動副。