CN104648508A - 一种高压电操作辅助机械手 - Google Patents

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Abstract

一种高压电操作辅助机械手，包括机械结构和液压***两部分，机械结构包括安装块、机械爪和液压马达，机械爪和液压马达分别安装在安装块中，通过液压控制机械爪在上下方向上进行运动；在机械爪的开合面上设有半圆形的卡槽；液压马达的动力轴通过键连接固定在上块中，液压马达的壳体两端可转动的安装在上块中，液压马达的进出油口设置在动力轴中并与所述液压驱动空腔贯通，在液压马达的壳体上安装轮子，液压***驱动两者动作。本发明通过绝缘杆的使用，可以自地面控制高压线上的巡视，具备行走和停止的动作，当行走时，有液压马达驱动，当停止时，有机械爪辅助。

Description

一种高压电操作辅助机械手
技术领域
该发明涉及高压线维护工具技术领域，具体地说是一种高压电操作辅助机械手。
背景技术
高压线后期维护中，需要一些基本的检修、巡检、除冰、除杂等工作，现在的工作方式一般为高空作业，即人攀爬到高压线上，然后在安全带的作用下进行缓慢的作业，这种作业方式存在一定的危险。
在此基础上，有单位研发了智能机器人对线路进行巡检、除冰，例如哈工大的一种智能除冰机器人，其结构相对复杂，且需要将机器人吊装至高空的高压线上，吊装困难，需要借助一些大型的吊装设备才能进行作业，十分繁琐和复杂。
为了适应本单位的高压线维护实际，开发一种便携式的轻便机械手是有必要的。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供一种高压电操作辅助机械手，具有绝缘的性能，能够满足自地面向高空中的高压线进行夹持作业的要求，用于替代现有的作业模式。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：
一种高压电操作辅助机械手，包括机械结构和液压***两部分，其特征在于，
所述机械结构包括安装块、机械爪和液压马达，所述安装块包括竖板、上块和下块，所述竖板为T形，在所述竖板上设有竖向的凹槽，其中凹槽的上下两端向上、下块中延伸并形成用于安装机械爪的空腔，在所述空腔的壁上设有与液压***连接的液压油进出口，所述机械爪为矩形块，在所述机械爪与所述空腔配合段设有密封环安装槽并安装密封环，在机械爪和所述空腔之间形成一个液压油腔，通过液压控制机械爪在上下方向上进行运动；在机械爪的开合面上设有半圆形的卡槽；
在上机械爪的两侧的安装块中分别安装一个液压马达，所述液压马达的动力轴通过键连接固定在上块中，所述液压马达的壳体两端可转动的安装在上块中，且在壳体和动力轴之间形成液压驱动空腔，液压马达的进出油口设置在动力轴中并与所述液压驱动空腔贯通，在液压马达的壳体上安装轮子，所述轮子中心与动力轴轴心为偏心设置，所述轮子的工作面设计成弧形槽；
其中，所述上机械爪下行到最低点时，所述轮子的弧形槽的最低点与上机械爪的弧形槽的最低点时在同一直线上的；当上机械爪上行到最高点时，仅有两个轮子与高压线进行接触；
所述液压***中的微型液压站分别通过一组三位二通换向阀和油路连接到对应的机械爪控制油腔和液压马达控制油路并分别驱动两者动作。
进一步地，在所述液压***的油路中设置泄压阀。
进一步地，所述壳体与上块之间采用轴承连接。
进一步地，所述轮子采用尼龙材质制作。
进一步地，卡槽采用尼龙材质，通过粘合进行固定在机械爪上。
进一步地，所述上块呈工字形，所述壳体两端安装在上块的轴槽中，所述轴槽是上块的一部分。
进一步地，所述三位二通换向阀为电磁阀。
本发明的有益效果是：通过绝缘杆的使用，可以自地面控制高压线上的巡视，具备行走和停止的动作，当行走时，有液压马达驱动，当停止时，有机械爪辅助。
可以配合摄像头、损伤探测仪等设备实现高压线的巡检，是一种快速和安全的巡检方式。
附图说明
图1为本发明的原理图。
图2为本发明的立体图。
图3为本发明的主视图。
图4为侧视图。
图5为图3中B--B剖视图。
图6为图4中A--A剖视图。
图7为液压马达的原理图。
图8为液压***控制机械爪运动的原理图。
图9为液压***控制轮子动作的原理图。
图中：1安装块，11竖板，111凹槽，12上块，13下块，14安装把手，2机械爪，2’上机械爪，21密封环，22卡槽，3液压油腔，31液压油油道，4微型液压站，5液压马达，51动力轴，52壳体，53轮子，54进出油口，55滑阀。
具体实施方式
如图1至图9所示，针对现有缺陷，本发明的保护主体如下：
开发的是一种针对高压线维护中检修、巡检、除冰、除杂等工作的辅助机械手，能有减轻操作人员的劳动强度，解放双手，结构上有比较简单，满足轻便、易操作的性能要求。
其基本的原理是，利用液压或者气压原理，可以实现抓持、行走、刨冰等基本操作，用于高压线的维护。
基于上述的描述，包括机械结构和液压***两部分，其中机械结构包括机械爪、液压马达、支撑杆件等部件，液压***包括电磁阀、微型液压站等。
同时本发明提供的辅助机械手具体结构如下：
机械部分中的安装块1外形上为T形，包括竖板11、上块12和下块13，竖板11为T形，在中间设有竖向的凹槽111，其中凹槽的上下两端向上下块中延伸，形成用于安装机械爪的空腔，在凹槽111的上下两端设有密封结构，在上下两端的凹槽壁上设有液压油进出口，与液压***连接。机械爪2为矩形块，采用钢制构件，并热处理，提高耐磨性能，在机械爪2上设有密封环安装槽并安装密封环21，形成一个液压活塞式安装结构，在机械爪和空腔之间形成一个液压油腔3，通过液压控制可以控制机械爪在上下方向上进行运动。
在机械爪2的开合面上设有半圆形的卡槽22，卡槽合拢后可以抓住高压线，形成一个抓紧动作。卡槽采用尼龙材质，通过粘合进行固定在机械爪上，形成一中固定。
上述的液压空腔3通过液压油油道31进行供应和撤出液压油，其中液压油道的进出口用于和下部的微型液压站进行连接，通过微型液压站4中的控制阀控制机械爪的开合，形成抓紧和松开的动作。
在上机械爪2’的两侧的安装块1上分别安装一个液压马达5，液压马达5为双轴输出型，动力轴51通过键连接固定在上块12中，也就是说动力轴与上块是固定的，彼此静止的，然后在液压马达的壳体52上安装一个轮子53，所述轮子中心与动力轴轴心为偏心设置，其中在轮子53的工作面上设计成弧形槽，用于和高压线进行配合，上述的轮子的结构如图所示，一般采用尼龙材质制作。
为实现上述的功能，需要将液压马达5进行改造，具体的将液压马达的进出油口54设置在动力轴51中，也就是说，通过这种设置可以使得液压油经过动力轴51并驱动液压马达的转动，进而驱动轮子的转动，滑阀55可伸缩，如图5、7所示。上述的壳体与上块12之间采用轴承连接，使得壳体具有自传的功能。
上述的壳体两端安装在一个轴槽中，轴槽是上块的一部分，其中上块的形状如图2所示，呈工字型，两个液压马达就安装在工字型的上块中。
在实际安装中，上机械爪2’具有上下微量的移动的能力，其中上机械爪2’的下限位置对应的是轮子的最低点，也就是说，上机械爪2’下行到最低点时，轮子的弧形槽的最低点与上机械爪的弧形槽的最低点时在同一直线上的，如图6，当上机械爪2’上行到高点时，此时只有两个轮子与高压线进行接触，形成一个行走机构，通过液压马达的驱动可以沿着高压线进行移动，实现行走的目的。
其中上述的轮子采用液压驱动，驱动其进行行走，然后通过机械爪可以实现固定在一定位置，实现定位与固定。
液压***的原理图如图8和图9所示，首先由液压站供应液压油，然后通过一个三位二通换向阀连接到对应的机械爪控制油腔或者液压马达控制油路，并可以在必要的情况下设置泄压阀，通过两个三位二通换向阀分别控制机械爪的动作和液压马达的动作。
容易理解的，当需要线路巡检时，将上述装置的的安装把手14固定在一个绝缘杆上，然后将本装置举起至高压线位置，并使得两个轮子搭在高压线上，液压马达工作，就可以驱动整体进行运动，通过在上面安装摄像头、损伤探测仪等设备可以实现高压线的巡检，当需要停止时，可以通过机械爪进行动作，抓住高压线，进行暂停动作，满足在具有一定斜率的高压线上暂停。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本发明的各种变形和改进，均应扩如本发明权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种高压电操作辅助机械手，包括机械结构和液压***两部分，其特征在于，
所述机械结构包括安装块、机械爪和液压马达，所述安装块(1)包括竖板(11)、上块(12)和下块(13)，所述竖板(11)为T形，在所述竖板上设有竖向的凹槽(111)，其中凹槽的上下两端向上、下块中延伸并形成用于安装机械爪的空腔，在所述空腔的壁上设有与液压***连接的液压油进出口，所述机械爪(2)为矩形块，在所述机械爪(2)与所述空腔配合段设有密封环安装槽并安装密封环(21)，在机械爪和所述空腔之间形成一个液压油腔(3)，通过液压控制机械爪在上下方向上进行运动；在机械爪(2)的开合面上设有半圆形的卡槽(22)；
在上机械爪(2’)的两侧的安装块(1)中分别安装一个液压马达(5)，所述液压马达(5)的动力轴(51)通过键连接固定在上块(12)中，所述液压马达(5)的壳体两端可转动的安装在上块中，且在壳体和动力轴之间形成液压驱动空腔，液压马达的进出油口(54)设置在动力轴(51)中并与所述液压驱动空腔贯通，在液压马达的壳体(52)上安装轮子(53)，所述轮子中心与动力轴轴心为偏心设置，所述轮子(53)的工作面设计成弧形槽；
其中，所述上机械爪(2’)下行到最低点时，所述轮子的弧形槽的最低点与上机械爪的弧形槽的最低点时在同一直线上的；当上机械爪(2’)上行到最高点时，仅有两个轮子与高压线进行接触；
所述液压***中的微型液压站分别通过一组三位二通换向阀和油路连接到对应的机械爪控制油腔和液压马达控制油路并分别驱动两者动作。
2.根据权利要求1所述的一种高压电操作辅助机械手，其特征在于，在所述液压***的油路中设置泄压阀。
3.根据权利要求1所述的一种高压电操作辅助机械手，其特征在于，所述壳体与上块之间采用轴承连接。
4.根据权利要求1所述的一种高压电操作辅助机械手，其特征在于，所述轮子采用尼龙材质制作。
5.根据权利要求3所述的一种高压电操作辅助机械手，其特征在于，所述卡槽采用尼龙材质，通过粘合进行固定在机械爪上。
6.根据权利要求1所述的一种高压电操作辅助机械手，其特征在于，所述上块呈工字形，所述壳体两端安装在上块的轴槽中，所述轴槽是上块的一部分。
7.根据权利要求1所述的一种高压电操作辅助机械手，其特征在于，所述三位二通换向阀为电磁阀。
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