[实用新型]输电塔攀爬机械手

说明书

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，特别是涉及一种输电塔攀爬机器人的机械手装置。

背景技术

随着国民经济的快速发展，国家电网的快速建设，超高压大容量输电线路的应用也越来多，然而电网线路所覆盖的地理环境极为复杂，常常经过人迹罕至的崇山峻岭，这就给输电线路维护上造成了很大的困难。特别是在寒冬腊月的时候，输电铁塔和输电线路往往出现结冰现象，极易发生输电铁塔倒塌和输电线路断裂，给国家电力系统带来极其严重的破坏，导致全国各地不同程度的大范围长时间的停电，严重影响人们的日常生活和企业的正常安全生产，直接或间接的给国家和人民带来无法估量的损失。目前已有各种类型的输电线路除冰机器人出现，用于除去高压输电线上覆盖的积冰，避免输电线路发生断裂。然而，无论是人工除冰还是机器人除冰都需要由电力人员爬上输电铁塔进行操作。因此输电铁塔在寒冷严酷的环境下是否出现了裂纹等安全隐患就关系到了维护人员和设备的安全问题。另外若输电铁塔出现隐患对于电网系统也是一个严重的威胁。基于上述情况，就有必要设计一款针对于输电铁塔的检测机器人用于输电铁塔的安全检测维护，以解决人工上塔探伤时危险性高、准确性低、劳动强度大、工作效率低的问题。从而确保人员和设备安全，保证电网安全，在灾害下挽救更多的国家财产，最大程度的减少损失。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

针对现有技术的现状，本实用新型的目的旨在提供一种用于输电塔攀爬机器人的机械手装置，以实现由机器人代替人从输电塔塔基沿塔架构件攀爬到塔顶，利用携带的检修维护设备完成各项检修任务。

(二)技术方案

输电塔攀爬机械手，包括机架、两副相对设置的手爪张合机构和抱紧机构，其中两手爪张合机构至少一个为可运动手爪张合机构，所述手爪张合机构由基座、安装在基座上的支架、安装在支架上的手抓张合驱动电机、与手抓张合驱动电机输出轴联接的传动机构、定手爪以及与传动机构运动输出构件相联接的动手爪构成，两张合机构之间有顶紧机构，安装在机架上，所述抱紧机构由安装在机架上的抱紧驱动电机、与抱紧驱动电机输出轴联接的传动丝杆以及导杆构成，传动丝杆与手爪张合机构基座上的螺纹孔匹配构成螺纹传动副，导杆与手爪张合机构基座上的导向孔匹配构成导向副。

输电塔攀爬机械手，包括机架、两副相对设置的手爪张合机构和驱使两手爪张合机构的两副手爪抱持夹紧塔架构件的抱紧机构，其中两手爪张合机构至少一个为可运动手爪张合机构，所述手爪张合机构由基座，安装在基座上支架，安装在支架上的驱动电机、与驱动电机输出轴联接的传动机构、定手爪以及与传动机构运动输出构件相联接的动手爪构成，所述抱紧机构由安装在机架上的驱动电机，与驱动电机输出轴联接的传动丝杆以及导杆构成，传动丝杆与手爪张合机构基座上的螺纹孔匹配构成螺纹传动副，导杆与手爪张合机构基座上的导向孔匹配构成导向副。

紧机构可设计成主要由基座，通过支架安装在基座上的驱动电机、与驱动电机输出轴联接的传动机构、顶杆和顶块构成，顶杆的两端分别与传动机构和顶块联接，抱紧机构的传动丝杆和导杆从顶紧机构基座上的安装孔中穿过。为了适应大小与形状不同的断面塔架构件，可将顶紧机构的顶块设计成在一定范围内可活动的顶块，为了实现顶块一定范围内活动，将顶杆设计成中空结构顶杆，顶块与顶杆采用铰链联接。为了保证顶块与塔架构件能够更好地接触，在顶块端面设计加工V形凹槽，V形凹槽根部倒圆角。传动机构采用由丝杆与设计在顶杆孔内的螺母匹配构成的丝杆螺母传动机构，构成传动机构的螺母，可以是由顶杆内孔壁上加工出的螺纹构成，也可以是由顶杆内孔嵌接的螺母构成。构成顶紧机构的驱动电机一般采用步进电机。顶紧机构可通过控制顶紧电机的转速和方向控制顶块的伸出长度，从而控制顶块的顶紧力。

在上述技术方案中，构成机械手装置的两个相对设置的手爪张合机构，可将其中一个设计为固定的，另一个设计为可运动的，最好是将两个都设计为可运动的。当两个都设计为可运动的时，抱紧机构设计有两根传动丝杆，与各自配备的驱动电机输出轴联接，分别与各自驱动的张合机构支座架上的螺纹孔匹配构成螺纹传动副。

在上述的手爪张合机构中，定手爪和动手爪均由夹持面外倾斜的楔块构成，夹持面外倾斜的角度最好相同，两手爪合拢成V型状。为了保证手爪与所夹持的塔架构件接触更好，最好是在夹持面上设计加工出不少于一条的凹形槽，使夹持面由单指面变为多指面。

本实用新型还采取了其他一些技术措施。