CN113363873B - 一种故障指示器安装工具及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种故障指示器安装工具及其安装方法，该安装工具包含对接组件、驱动组件、夹持组件，其中对接组件用于实现安装工具与机械臂的定位对接，驱动组件用于在机械臂的驱动作用下实现故障指示器的夹紧限位，夹持组件用于实现故障指示器线夹的卡扣限位，当故障指示器受到导线的挤压时，其线夹将脱开夹持组件并自动闭合夹紧于导线上。本发明能够配合机器人完成断故障指示器的自动化安装作业，有效提高作业效率，规避人工作业的风险，结构简单，安装简易，定位精度和作业稳定性高，适用于不同线径导线的故障指示器安装作业。

Description

一种故障指示器安装工具及其安装方法

技术领域

本发明涉及一种适用于配网带电作业机器人的故障指示器安装工具及其安装方法，属于带电作业机器人技术领域。

背景技术

加装故障指示器是电力行业最为常见的一种作业流程，目前故障指示器安装作业的主要方式是使用故障指示器安装工具的绝缘杆作业法或直接安装的绝缘手套作业法。首先需要对导线进行绝缘遮蔽，然后杆上作业人员使用绝缘杆或戴好绝缘手套配合斗内作业人员完成故障指示器的安装作业，最后拆除绝缘遮蔽隔离措施，作业人员返回地面。整个作业过程中需要使用多种绝缘防护用具及绝缘工具，而且需要人为手动操作，存在操作繁琐、安全风险高等问题。

随着机器人在特种行业中的发展，针对目前带电断引流线存在的诸多缺陷，为提高作业效率，有必要开发一种机器人末端执行工具，配合机器人完成断故障指示器安装的作业任务。

发明内容

发明目的：为解决现有技术所存在的问题，本发明提供一种故障指示器安装工具及其安装方法，能够配合机器人完成断故障指示器的自动化安装作业，有效提高作业效率，规避人工作业的风险，适用于不同线径导线的故障指示器安装作业。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供的一种故障指示器安装工具，包括对接组件、驱动组件、夹持组件，所述对接组件用于实现安装工具与机械臂的定位对接，所述驱动组件包括安装座、传动组件及两个固定侧板；

所述安装座内设有支撑组件，用于实现故障指示器的弹性支撑，所述固定侧板相对布置于安装座的左右两侧，所述传动组件在机械臂的驱动作用下带动两个固定侧板的开合运动，进而实现安装座内故障指示器的夹紧限位；

所述夹持组件布置于两个固定侧板上，用于实现故障指示器上线夹的卡扣限位，当故障指示器受到导线的挤压而下沉时，其线夹将脱开夹持组件的限位，并自动闭合夹紧于导线上。

进一步的，所述传动组件包括固定底座、传动轴、传动齿轮及两个传动齿条，所述对接组件通过固定底座连接于安装座底部，所述传动轴通过轴承安装于固定底座内，所述传动齿轮与传动轴啮合传动，所述传动齿条与对应的固定侧板连接固定，所述传动轴通过传动齿轮与传动齿条的啮合传动带动固定侧板的开合运动。

进一步的，所述传动齿条底部设有直线导轨，所述固定底座上设有与直线导轨相适配的滑块。一方面齿轮齿条的传动结构具有良好的控制精度，另一方面通过导轨滑块的配合结构充分保证固定侧板的开合运动稳定性。

进一步的，所述传动齿条上设有球头柱塞，通过球头柱塞与安装座上凹槽的配合实现固定侧板的夹紧限位，以保证故障指示器在作业过程中的稳定性。

进一步的，所述支撑组件包括轴肩螺钉、矩形弹簧、支撑V块，所述轴肩螺钉贯穿安装座底部后延伸至支撑V块内，所述矩形弹簧套接于轴肩螺钉上，用于实现支撑V 块的弹性支撑。轴肩螺钉与安装底座通过衬套一过渡连接，用于保障轴肩螺钉在安装底座内滑动的顺滑与稳定性。

矩形弹簧的弹性作用，一方面适用于不同高度故障指示器的压紧安装，保证作业过程中的安装稳定性，另一方面为故障指示器受导线挤压时提供了下沉的空间，而轴肩螺钉对支撑V块的升降起到导向作用，支撑V块的顶部与故障指示器的底部形状相适应，以提高故障指示器的安装定位精度。

进一步的，所述夹持组件包括至少两个卡爪，所述卡爪分别通过旋转轴一与对应的固定侧板转动连接，所述旋转轴一上设有扭簧一，用于实现卡爪顶部的外拉回弹。

两固定侧板上设置对称布置的卡爪结构，用于实现初段线夹的卡扣限位，而转轴扭簧的配合结构实现了卡爪与固定侧板的弹性转动连接，方便掰开卡爪以实现线夹的卡扣限位。

进一步的，所述卡爪的底部呈凸轮状，其与固定侧板的端面配合，用于实现卡爪的回弹限位。通过卡爪的转动限位设计，防止卡爪在扭簧的作用下向内过度转动，导致线夹打开不成功，此外还可以采用其他限位机构实现卡爪的转动限位。

进一步的，为了适应不同的线夹结构，所述卡爪上可设置扣爪，用于实现多段式线夹的卡扣限位。扣爪上使用与卡爪部位类似的扭簧二、旋转轴二结构，用于实现扣爪顶部的外拉回弹。

进一步的，所述卡爪上设有导向结构，用于实现导线与故障指示器的定位导向，降低了故障指示器在安装过程中“对准”导线的难度。

上述故障指示器安装工具的安装方法，包括以下步骤：

S1、装载限位：通过传动轴的反转带动两个固定侧板向外运动张开，而后将故障指示器放置于安装座内，进一步下压故障指示器后，通过传动轴的正转带动两个固定侧板向内运动复位并压紧故障指示器；

S2、打开线夹：通过夹持组件实现故障指示器上线夹的卡扣限位；

S3、夹紧导线：通过机械臂配合安装工具带动故障指示器靠近并挤压导线，使故障指示器在安装座内下压，直至其线夹脱开夹持组件的限位，并自动闭合夹紧于导线上；

S4、安装脱离：通过传动轴的反转带动两个固定侧板向外运动张开，而后通过机械臂带动安装工具完成故障指示器的脱离。

有益效果：本发明提供的一种故障指示器安装工具及其安装方法，相对于现有技术，具有以下优点：1、能够配合机器人完成断故障指示器的自动化安装作业，有效提高作业效率，规避人工作业的风险，适用于不同线径导线的故障指示器安装作业。

2、通过传动组件带动两个固定侧板的开合运动，配合支撑V块实现安装座内故障指示器的夹紧限位，结构简单，安装简易，定位精度和作业稳定性高。

3、通过多个导向及限位结构设计，既简化了故障指示器的安装方式，也降低了故障指示器在安装过程中“对准”导线的难度，作业效率及安全性极大提高。

附图说明

图1为本发明实施例中故障指示器安装工具的整体示意图；

图2为本发明实施例中故障指示器安装工具的正面剖视图；

图3为本发明实施例中故障指示器安装工具的轴侧图；

图4为本发明实施例中故障指示器安装工具的安装作业示意图。

图中的附图标记包括：1、夹持组件，2、驱动组件，3、对接组件，4、扣爪，5、扭簧夹块二，6、扭簧二，7、旋转轴二，8、支撑板二，9、扭簧夹块一，10、支撑板一， 11、扭簧一，12、固定侧板，13、支撑V块，14、安装座，15、传动齿轮，16、传动齿条，17、传动轴，18、导正定位盘，19、上锁杆，20、弹簧，21、工具盘，22、斜面块， 23、传递销，24、轴承一，25、固定底板，26、轴承二，27、衬套一，28、普通平键， 29、矩形弹簧，30、轴肩螺钉，31、故障指示器，32、旋转轴一，33、加强块一，34、挡圈，35、卡爪三，36、卡爪一，37、球头柱塞，38、直线导轨，39、衬套二，40、卡爪二，41、卡爪四，42、加强块二。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的优选实施方式进行描述，更加清楚、完整地阐述本发明的技术方案。

如图1所示为一种故障指示器安装工具，包含对接组件3、驱动组件2、夹持组件1，其中对接组件3用于实现安装工具与机械臂的定位对接，驱动组件2用于在机械臂的驱动作用下实现故障指示器的夹紧限位，夹持组件1用于实现故障指示器线夹的卡扣限位，当故障指示器31受到导线的挤压时，线夹将脱开夹持组件1并自动闭合夹紧于导线上。

如图2所示，所述对接组件3包含工具盘21、斜面块22、上锁杆19、导正定位盘 18、弹簧20。3个斜面块22安装在工具盘21上，上锁杆19通过圆柱销与工具盘21连接，二者之间压缩一根弹簧20，导正定位盘18与工具盘21通过三颗螺钉连接。

如图3所示，驱动组件2包含安装座14、支撑V块13、矩形弹簧29、轴肩螺钉30、衬套一27、固定底板25、固定侧板12、传递销23、传动轴17、传动齿轮15、传动齿条16、直线导轨38、普通平键28、轴承一24、轴承二26。

其中，安装座14与固定底板25通过圆柱销与螺钉定位连接，固定底板25与对接组件3中的导正定位盘18孔轴配合，并通过螺钉固定连接；衬套一27压入安装座14 的安装孔内，轴肩螺钉30从安装座14底部穿过衬套一27与支撑V块13连接，矩形弹簧29安装于衬套一27与支撑V块13之间的轴肩螺钉30上，用于实现支撑V块13的弹性支撑。进一步的，支撑V块13的顶部与故障指示器31的底部形状相适应，以提高故障指示器的安装精度。

传动轴17通过轴承一24与轴承二26安装在固定底板25内，传递销23安装在传动轴17末端，与机械臂的末端输出轴贴合，传递扭矩；传动齿轮15与传动轴17套接配合，通过普通平键28传递扭矩，2个传动齿条16同时与传动齿轮15啮合传动；传动齿条16与直线导轨38连接固定，直线导轨38与固定底板25上的滑块滑动连接，2个固定侧板12与2个传动齿条16侧面通过螺钉固定连接，通过传动齿轮15与传动齿条 16的啮合传动带动固定侧板12的开合运动，进而实现安装座14内故障指示器31的夹紧限位。进一步的，传动齿条16上安装有球头柱塞37，其与安装座14底部的凹槽配合，用于实现固定侧板12夹紧状态下的位置保持；传动齿条16上还装有圆柱销，可在固定底板25的U型槽内移动，用于实现传动齿条16的运动限位。

本实施例中，夹持组件1包含扣爪4、卡爪一36、卡爪二40、卡爪三35、卡爪四 41、加强块一33、加强块二42、支撑板一10、支撑板二8、挡圈34、扭簧一11、扭簧二6、扭簧夹块一9、扭簧夹块二5、旋转轴一32、旋转轴二7、衬套二39。

卡爪一36与卡爪二40通过支撑板一10连接固定，由卡爪一36与卡爪二40共同作用，实现故障指示器31低耳侧线夹的卡扣限位；卡爪三35与卡爪四41通过支撑板一10和支撑板二8连接固定，由卡爪三35、卡爪四41共同作用，实现故障指示器31 高耳侧下部线夹的卡扣限位；扣爪4安装于卡爪三35、卡爪四41之间，用于实现故障指示器31高耳侧上部线夹的卡扣限位。

卡爪一36、卡爪二40、挡圈34通过旋转轴一32安装于低耳侧的固定侧板12上，卡爪一36与旋转轴一32、卡爪二40与旋转轴一32之间通过衬套二39连接；扭簧夹块一9安装于卡爪一36与卡爪二40之间的支撑板一10上；扭簧一11的一端置于扭簧夹块一9内，另一端置于低耳侧固定侧板12的U型槽内，用于实现卡爪一36、卡爪二40 顶部的外拉回弹。进一步的，卡爪一36、卡爪二40的底部呈凸轮状，其与低耳侧固定侧板12的上端面配合，用于实现卡爪一36、卡爪二40的回弹限位。

卡爪三35、卡爪四41、挡圈34通过旋转轴一32安装于高耳侧的固定侧板12上，卡爪三35与旋转轴一32、卡爪四41与旋转轴一32之间通过衬套二39连接；扭簧夹块一9安装于卡爪三35与卡爪四41之间的支撑板一10上，扭簧一11的一端置于扭簧夹块一9内，另一端置于高耳侧固定侧板12的U型槽内，用于实现卡爪三35、卡爪四41 顶部的外拉回弹。进一步的，卡爪三35、卡爪四41的底部呈凸轮状，其与高耳侧固定侧板12的上端面配合，用于实现卡爪三35、卡爪四41的回弹限位。

扣爪4、挡圈34、扭簧二6通过旋转轴二7安装于卡爪三35、卡爪四41之间，扣爪4与旋转轴二7之间通过衬套二39连接；扭簧夹块二5通过螺钉安装于扣爪4上，扭簧二6的一端置于扭簧夹块二5内，另一端置于支撑板二8的U型槽内，用于实现扣爪4顶部的外拉回弹。进一步的，加强块一33、加强块二42固定于扣爪4的顶部两侧，用于提高扣爪4的工作稳定性；扣爪4的的底部呈凸轮状，其与支撑板二8的上端面配合，用于实现扣爪4的回弹限位。

进一步的，所述卡爪一36、卡爪二40、卡爪三35、卡爪四41上均设有导向结构，构成向中内凹的形态，用于实现导线与故障指示器的定位导向，降低了故障指示器在安装过程中“对准”导线的难度。

上述故障指示器安装工具的安装方法，包括以下步骤：

S1、装载限位：通过传动轴17的反转带动固定侧板12向两侧运动张开，而后将故障指示器31放置于安装座14内，进一步下压故障指示器31后，通过传动轴17的正转带动固定侧板12向内运动复位，在矩形弹簧29和球头柱塞37的作用下，由支撑V块 13和2个固定侧板12共同夹紧故障指示器31；

S2、打开线夹：将故障指示器31低耳侧线夹打开，由卡爪一36、卡爪二40固定，将故障指示器31高耳侧下部线夹打开，由卡爪三35、卡爪四41固定，将故障指示器 31高耳上部线夹打开，由扣爪4固定，完成故障指示器31在工具内的安装；

S3、夹紧导线：通过两个机械臂将作业工具送达作业区域，确定安装位置后，其中一个机械臂取持螺旋夹线器工具，接近并夹住导线，使导线位置固定，另一机械臂取故障指示器安装工具，靠近并推向导线，如图4所示，使故障指示器31在安装座14内下压，其线夹脱离卡爪一36、卡爪二40、卡爪三35、卡爪四41与扣爪4的限位，并自动夹紧于导线上。

S4、安装脱离：通过传动轴17的反转带动两固定侧板12向两侧运动打开，而后通过机械臂带动安装工具完成故障指示器31安装后的脱离，另一机械臂反转，使螺旋夹线器松开导线，完成故障指示器安装作业任务。

上述具体实施方式仅仅对本发明的优选实施方式进行描述，而并非对本发明的保护范围进行限定。在不脱离本发明设计构思和精神范畴的前提下，本领域的普通技术人员根据本发明所提供的文字描述、附图对本发明的技术方案所作出的各种变形、替代和改进，均应属于本发明的保护范畴。本发明的保护范围由权利要求确定。

Claims (9)

1.一种故障指示器安装工具，包括对接组件、驱动组件、夹持组件，所述对接组件用于实现安装工具与机械臂的定位对接，其特征在于，所述驱动组件包括安装座、传动组件及两个固定侧板；

所述安装座内设有支撑组件，用于实现故障指示器的弹性支撑，所述固定侧板相对布置于安装座的左右两侧，所述传动组件在机械臂的驱动作用下带动两个固定侧板的开合运动，与弹性支撑配合，进而实现安装座内故障指示器的夹紧限位；

所述夹持组件布置于两个固定侧板上，用于实现故障指示器上线夹的卡扣限位，当故障指示器受到导线的挤压而下沉时，其线夹将脱开夹持组件的限位，并自动闭合夹紧于导线上；

所述传动组件包括固定底座、传动轴、传动齿轮及两个传动齿条，所述对接组件通过固定底座连接于安装座底部，所述传动轴通过轴承安装于固定底座内，所述传动齿轮与传动轴啮合传动，所述传动齿条与对应的固定侧板连接固定，所述传动轴通过传动齿轮与传动齿条的啮合传动带动固定侧板的开合运动。

2.根据权利要求1所述的一种故障指示器安装工具，其特征在于，所述传动齿条底部设有直线导轨，所述固定底座上设有与直线导轨相适配的滑块。

3.根据权利要求1所述的一种故障指示器安装工具，其特征在于，所述传动齿条上设有球头柱塞，通过球头柱塞与安装座上凹槽的配合实现固定侧板的夹紧限位。

4.根据权利要求1所述的一种故障指示器安装工具，其特征在于，所述支撑组件包括轴肩螺钉、矩形弹簧、支撑V块，所述轴肩螺钉贯穿安装座底部后延伸至支撑V块内，所述矩形弹簧套接于轴肩螺钉上，用于实现支撑V块的弹性支撑，所述支撑V块的顶部与故障指示器的底部形状相适应。

5.根据权利要求1所述的一种故障指示器安装工具，其特征在于，所述夹持组件包括至少两个卡爪，所述卡爪分别通过旋转轴一与对应的固定侧板转动连接，所述旋转轴一上设有扭簧一，用于实现卡爪顶部的外拉回弹。

6.根据权利要求5所述的一种故障指示器安装工具，其特征在于，所述卡爪的底部呈凸轮状，其与固定侧板的端面配合，用于实现卡爪的回弹限位。

7.根据权利要求6所述的一种故障指示器安装工具，其特征在于，所述卡爪上设有扣爪，用于实现多段式线夹的卡扣限位。

8.根据权利要求6所述的一种故障指示器安装工具，其特征在于，所述卡爪上设有导向结构，用于实现安装作业时导线与故障指示器的定位导向。

9.一种基于权利要求1所述故障指示器安装工具的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、装载限位：通过传动轴的反转带动两个固定侧板向外运动张开，而后将故障指示器放置于安装座内，进一步下压故障指示器后，通过传动轴的正转带动两个固定侧板向内运动复位并压紧故障指示器；

S2、打开线夹：通过夹持组件实现故障指示器上线夹的卡扣限位；

S3、夹紧导线：通过机械臂配合安装工具带动故障指示器靠近并挤压导线，使故障指示器在安装座内下压，直至其线夹脱开夹持组件的限位，并自动闭合夹紧于导线上；

S4、安装脱离：通过传动轴的反转带动两个固定侧板向外运动张开，而后通过机械臂带动安装工具完成故障指示器的脱离。

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