[发明专利]一种高压输电线路在线作业操作装置

说明书

技术领域

本发明涉及高压输电线路在线作业技术领域，具体涉及一种高压输电线路在线作业操作装置。

背景技术

目前，机器人在高压输电领域的研究和应用越来越多，由于高压输电线路经常发生导线断股、螺母松脱、异物缠绕等危害线路安全运行的状况，通常由人员登塔进行修复工作，由于需要高空作业，增加了工作人员的危险性，这就需要高压输电线路巡线机器人同时拥有在线作业的能力。

目前应用比较广泛的工业机械臂，虽然在机械机构和结构设计等方面发展的比较完善，但工业机械臂一般体积大、质量重、控制复杂等问题，主要应用在工业生产线、码头、仓储等领域。对于需要在高空作业的线路机器人，由于机器人平台的承重及空间有限，要求机器人所搭载的操作臂体积小、重量轻，在满足作业需求的情况下自由度尽可能的少，机械机构尽可能的简单。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明公开了一种高压输电线路在线作业操作装置，具有3个自由度，其结构简单紧凑，能够适应高压输电线路多分裂导线的在线作业，操作臂末端可搭载多用途作业工具，能够完成多种高压输电线路在线作业。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

一种高压输电线路在线作业操作装置，包括操作臂及与操作臂相配合工作的末端执行器，所述操作臂包括肩关节、肘关节和移动关节，肩关节包括第一驱动机构，肘关节包括第二驱动机构和第一执行机构，移动关节包括第三驱动机构和第二执行机构；

肩关节的第一驱动机构与肘关节的第二驱动结构相配合，肘关节的第二驱动机构带动肘关节的第一执行机构运动，肘关节的第一执行机构带动移动关节的第三驱动机构运动，移动关节的第三驱动机构及肘关节第二驱动机构带动移动关节的第二执行机构运动。

进一步的，所述末端执行器包括执行部分、驱动部分和转接件，执行部分与驱动部分紧固连接，驱动部分通过支架与转接件相连，且转接件固定在支架上，末端与操作臂的移动关节连接。

其中，驱动部分包括驱动电机、电机支架、法兰、联轴器和驱动齿轮，所述驱动电机通过法兰与电机支架紧固连接，驱动电机输出轴末端固定有联轴器，所述驱动齿轮一端通过铜套与电机支架相连，另一端与联轴器紧固连接；

执行部分包括支架、蜗轮、蜗杆、蜗杆齿轮、蜗轮轴和万用套筒；所述蜗杆的两端分别通过轴承与支架相连，蜗杆一端与蜗杆齿轮紧固连接，蜗杆中间紧固连接蜗轮，所述蜗轮轴末端紧固连接万用套筒；

执行部分的蜗杆齿轮与驱动部分的驱动齿轮相啮合，从而实现驱动部分带动执行部分运动。

进一步的，所述肩关节的第一驱动机构与肘关节的第二驱动结构均设置在肩关节部位。肩关节和肘关节的传动机构都位于操作臂底部的肩关节上，减小操作臂的末端重量，减轻肩关节的负载。

进一步的，所述肩关节的第一驱动机构包括第一电机、第一蜗杆、第一蜗轮及第一传动轴，所述肘关节的第二驱动机构包括第二电机、第二传动轴、第二蜗杆及第二蜗轮；

其中，第一蜗杆和第二蜗杆均铰接于底座上，分别通过齿轮传动与对应的第一电机和第二电机相连，第一蜗杆与第一蜗轮啮合；第二蜗杆与第二蜗轮啮合，第一蜗轮和第二蜗轮分别固定在各自对应的第一传动轴和第二传动轴上。

第一电机驱动第一蜗杆、第一蜗轮带动肩关节旋转，第二电机通过第二蜗杆、第二蜗轮、第一链轮、第二链轮及链条带动肘关节旋转。

进一步的，所述第一传动轴为中空，第一传动轴通过轴承分别与第二传动轴和衬套铰接，第二传动轴通过轴承与衬套铰接。

进一步的，所述第一传动轴和第二传动轴可独自旋转。

进一步的，肘关节的第二驱动机构和第一执行机构由第一壳体进行连接，所述第一壳体一端固定在肩关节第二驱动机构的第二传动轴上，第二传动轴并连接有第一链轮；所述第一执行机构位于第一壳体的末端，包括第三传动轴和第二链轮，第二链轮固定在第三传动轴上，第三传动轴通过轴承与第一壳体末端铰接；所述第一链轮和第二链轮通过链条相连。

进一步的，所述移动关节包括第三驱动机构包括电机、支架、蜗杆蜗轮、第四传动轴和同步带轮；所述蜗杆蜗轮铰接在支架上，与电机相连，所述蜗轮固定在第四传动轴上，第四传动轴末端固定有同步带轮。

进一步的，所述第三传动轴为中空；移动关节通过第四传动轴与第三传动轴铰接，第四传动轴穿过第三传动轴的中心孔。