[發明專利]一種用于高空作業的機器人多功能末端執行器

無效

• 申請號: 201410071047.7
• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN103817703A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 吳品弘;陳世鐘;管貽生;蘇滿佳;胡杰
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B25J15/08
• 分類號: B25J15/08;B25J9/08;B25J19/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，具體而言涉及一種專門用于高壓輸電線上高空作業的多功能末端執行器。

背景技術

風箏線、塑料布、帆布等懸掛物已成為高壓輸電線路的嚴重危害。它們纏繞、懸掛在導線上，極易造成高壓輸電線路發生單相接地、相間短路等故障，嚴重時還可能造成電網大面積停電事故。另外，由于高壓輸電線一般采用鋼芯鋁絞線，輸電線路在巨大的交變張力作用下導致輸電線產生裂紋、斷股等缺陷，一旦離其他相線、地線或鐵塔等的距離小于安全絕緣距離，會導致閃絡等電力事故的發生。

為了預防和防止以上事故的發生，通常是通過人工爬上電線桿來清除導線懸掛異物、修補導線以及進行日常的維護和更換部件（比如移動或拆卸防震錘、移動或調整四分叉隔離架等），由于這些工作在高空進行，具有相當的危險性。人工操作時還需要斷電，嚴重影響電力的輸送。因此由機器人代替人來執行和實現這些高空作業應該是一個理想的解決方案。用機器人執行高壓線上的高空作業時不僅要求機器人具有良好的構型，具有一定的環境適應能力，還要求機器人的末端夾持器具有能夠完成多種高空作業的特殊功能。目前國內外已經開發出了許多在高壓線上工作的除冰機器人和巡檢機器人，它們可以代替人在高壓線上進行除冰和巡檢作業，減少了工作的危險性，是機器人在高空作業領域應用之一。但是，目前還沒有開發出一種用于對高壓線進行上述日常維護和修補等高空作業的機器人及其相應的末端執行器。因此，開發一種具有清除高壓電線上的掛物、纏繞預絞絲以修補電線、擰防震錘螺母以及拔卸四分叉間隔架上的開口銷等功能的末端執行器是機器人從事高壓輸電線上高空作業的前提和條件。

發明內容

本發明的目的是面向高壓輸電線上的高空作業，開發一種能夠集成高壓電線上掛物清除、預絞絲纏繞、震錘螺母擰卸以及四分叉間隔架上開口銷的拔卸等多功能的結構簡單的末端執行器。

為實現本發明的目的，本發明采用的如下技術方案：

一種用于高空作業的機器人多功能末端執行器，包括驅動部分和執行部分，?

所述的驅動部分包括前基座、后基座、蓋合在后基座上的基座蓋、蝸桿、蝸輪、從動桿、諧波減速器組件、驅動電機，所述驅動電機和后基座通過緊固螺釘固定，電機軸通過軸套與諧波減速器組件的波發生器相連；諧波減速器組件中的輸入鋼輪通過螺釘與后基座緊固連接，輸出鋼輪則通過螺釘與諧波減速器輸出盤緊固連接；諧波減速器輸出盤還與蝸桿的一端相連接，蝸桿另一端通過軸承設置于前基座上，蝸桿兩側嚙合一對帶有臂桿的蝸輪，所述從動桿對稱地設置于所述臂桿兩側，所述臂桿和從動桿的旋轉端通過銷軸及軸承活動鉸接于前基座上，自由端通過銷釘與驅動部分的兩個夾子活動連接，所述臂桿、前基座、從動桿和夾子構成一個平面平行四邊形機構，蝸輪通過該機構驅動夾子作平面移動形成夾持器的開合動作；

所述的執行部分包括可開合的第一夾子、第二夾子、電機架、切割作業電機、圓形鋸片，所述第一夾子、第二夾子后端通過銷釘與臂桿和從動桿活動鉸接，所述切割作業電機用螺釘固定在電機架上，圓形鋸片通過套筒和六角螺母固定在切割作業電機軸上，電機架則通過螺釘固定在第一夾子上。

本發明結構簡單、緊湊，體積小，操作靈活，能實現多種高空作業功能，能極為方便的與其他機器人組件相組合高效完成多種高危險、高難度的高空作業任務。

進一步地，所述第二夾子上相對圓形鋸片的位置固定設置有用于保護圓形鋸片的刀槽，當第一夾子和第二夾子在合攏時，圓形鋸片收納于刀槽內，防止外物碰壞圓形鋸片或圓形鋸片割壞周圍其他物件；同時，刀槽還有一個作用是使圓形銑刀能夠更好的完成切割作業，由于切割對象是繩子等柔性物體，如果沒有刀槽的話切割對象會纏繞在電機軸上，當它們進入刀槽是能夠形成一個拉緊力，這個更加方便銑刀切割。

進一步地，所述諧波減速器輸出盤通過花鍵與蝸桿相連接，傳遞扭矩大，對中性好，便于拆卸。

進一步地，所述第一夾子或第二夾子的前端設置有作業銷子，當開口銷圓環端頭的法向與夾子開合方向垂直時，利用夾子頂端的作業銷插入開口銷圓環端，將之挑出即可。

本發明具有如下優點和效果：

1.?通過設置驅動部分和執行部分，末端執行器為實現高壓電線上掛物清除、預絞絲纏繞、震錘螺母擰卸以及四分叉間隔架上開口銷的拔卸等作業提供有效工具，因而具有和集成了多種功能；

2.?作為一個完整的機電系統，具有獨立性，可以安裝到一般的機器人操作臂末端；

3.?結構簡單、小巧靈活、控制容易、能夠方便的與操作臂連接。

附圖說明

圖1是末端執行器總裝圖。