CN113953141B - 一种线缆涂覆用自适应角度调节的涂覆装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种线缆涂覆用自适应角度调节的涂覆装置，其包括悬挂于线缆外壁的行走机构，还包括旋转臂、连接组件和涂胶机构；旋转臂，设置于行走机构上，且旋转臂在与线缆平行的铅垂面内转动；连接组件，设置于旋转臂远离行走机构的一侧，带动涂胶机构绕旋转臂的延伸方向转动，或者带动涂胶机构在与线缆平行的铅垂面内转动。该线缆涂覆用自适应角度调节的涂覆装置，通过第一伺服电机带动活动部和滑动组件沿线缆水平旋转，滑动组件带动涂胶机构相对与线缆水平面偏转，并使得涂胶机构便于快速脱离线缆或靠近线缆，避免线缆外壁有障碍物而需要对该行走机构进行重新调整位置的情况发生，从而提高了该涂覆装置的涂覆效率。
Description
技术领域
本发明涉及涂覆机器人技术领域，尤其涉及一种线缆涂覆用自适应角度调节的涂覆装置及其使用方法。
背景技术
在我国电力传输有相当部分依赖于架空裸导线传输，但目前建筑群以及绿化茂盛区与架空裸导线间的矛盾日益突显，常引发事故，架空裸导线绝缘化改造是对电网安全和稳定性能的有效保障，也是电网事业趋于扩大的必然走向，研发制作在架空线上自动上线涂覆机器人完成对裸导线的绝缘化是很有必要的，自上线涂覆机器人可有效的解决因城市多树木及人口密集区以及特种环境下裸导线架设的线路的绝缘化改造，不但极大降低了施工成本，而且还减少了施工作业时间，提高了架空线路绝缘化改造的作业效率，延长了线路的使用寿命，保障线路安全稳定运行。
中国专利公开号为CN110729674B的一种自牵引式导线涂覆机器人上线挂线方法及对应的机器人，其具备基本的涂覆功能，但其涂覆模块的安装受力点单一，自适应调节能力差，容易导致线缆涂覆过程中胶头歪斜而造成涂覆不均匀的情况发生，故而提出一种线缆涂覆用自适应角度调节的涂覆装置及其使用方法来解决上述问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种自动缓冲调节、持续受力阶段稳定性好和涂覆均匀的一种线缆涂覆用自适应角度调节的涂覆装置及其使用方法。
本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种线缆涂覆用自适应角度调节的涂覆装置，其包括悬挂于线缆外壁的行走机构，还包括旋转臂、连接组件和涂胶机构；
旋转臂，设置于行走机构上，且旋转臂在与线缆平行的铅垂面内转动；
连接组件，设置于旋转臂远离行走机构的一侧，带动涂胶机构绕旋转臂的延伸方向转动，或者带动涂胶机构在与线缆平行的铅垂面内转动；或者带动涂胶机构在与线缆平行的铅垂面内滑动；定量调节或自适应调节涂胶机构相对于旋转臂之间的角度和距离；
涂胶机构，固定安装于连接组件远离旋转臂的一侧；用于对线缆进行限位及涂胶。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述连接组件包括转动组件、活动部和滑动组件；转动组件设置于旋转臂远离行走机构的一侧，带动涂胶机构绕旋转臂的延伸方向转动；活动部转动设置于转动组件的内部，带动涂胶机构在与线缆平行的铅垂面内转动；滑动组件设置于活动部的外壁，带动涂胶机构在与线缆平行的铅垂面内滑动。
更进一步优选的，所述转动组件包括第一伺服电机和旋转块；第一伺服电机设置于旋转臂远离行走机构的一侧，且第一伺服电机的轴心线与旋转臂的延伸方向相互垂直；旋转块设置于第一伺服电机的输出轴上。
更进一步优选的，所述活动部转动安装于旋转块的内部，活动部绕旋转块延伸方向转动；所述滑动组件包括导柱和滑动架；导柱设置于活动部的外壁；滑动架与导柱滑动连接，滑动架相对于导柱的轴心线方向直线滑动。
更进一步优选的，所述涂胶机构包括限位组件和涂胶组件；限位组件设置于滑动架靠近旋转臂的一侧，限位组件用于对线缆进行限位及导向；涂胶组件设置于滑动架远离旋转臂的一侧，涂胶组件用于对线缆进行涂胶并调节涂胶距离。
更进一步优选的，所述限位组件包括第一双向气缸、下限位轮和上限位轮；第一双向气缸固定安装于滑动架靠近旋转臂的一侧，且第一双向气缸的驱动方向与导柱的延伸方向相互平行；下限位轮转动安装于第一双向气缸远离活动部的一侧；上限位轮转动安装于第一双向气缸靠近活动部的一侧。
更进一步优选的，所述下限位轮的数量不少于两个，下限位轮在第一双向气缸的外壁呈直线阵列分布。
更进一步优选的，所述旋转臂的外壁转动安装有定位轮，定位轮、下限位轮和上限位轮均为V型导向轮。
更进一步优选的，所述涂胶组件包括第二双向气缸、下涂胶机头和上涂胶机头；第二双向气缸固定安装于滑动架远离旋转臂的一侧，且第二双向气缸的驱动方向与第一双向气缸的驱动方向相互平行；下涂胶机头固定安装于第二双向气缸远离活动部的一侧，上涂胶机头固定安装于第二双向气缸靠近活动部的一侧。
本技术方案还提供一种线缆涂覆用自适应角度调节的涂覆装置的使用方法，其使用方法步骤包括：
S1、通过第一伺服电机带动活动部沿着旋转块的延伸方向转动，活动部通过滑动组件带动涂胶机构靠近或远离线缆，从而对涂胶机构与线缆之间的角度及距离进行调节；
S2、并通过活动部和旋转块转动连接，从而便于对涂胶机构与旋转臂之间的角度进行自适应调节，再通过滑动组件上的导柱和滑动架带动涂胶机构和活动部相对于导柱延伸方向滑动，进一步对涂胶机构与旋转臂之间的距离进行自适应调节；
S3、最后通过涂胶机构上的第一双向气缸带动下限位轮和上限位轮相对于线缆相互靠近或相互远离，从而对线束进行夹紧并导向，采用两个下限位轮和上限位轮对线缆施加三点受力，从而保证涂胶机构相对于线缆延伸方向平稳运行，避免线缆与涂胶组件角度倾斜而造成涂覆不均匀的情况发生，实现均匀涂胶的效果。
本发明的相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)通过第一伺服电机带动活动部和滑动组件沿线缆水平旋转，滑动组件带动涂胶机构相对与线缆水平面偏转，并使得涂胶机构便于快速脱离线缆或靠近线缆，避免线缆外壁有障碍物而需要对该行走机构进行重新调整位置的情况发生，进一步提高了该涂覆装置的涂覆效率。
(2)通过连接组件上的活动部围绕旋转块上的销轴进行旋转，从而自适应调节涂胶机构相对于线缆垂直面的角度，并通过连接组件上的滑动组件带动涂胶机构在与线缆平行的铅垂面内滑动，使得该涂覆装置能够与线缆进行多级自适应调节及缓冲的效果，进一步提高了该涂覆装置的运行稳定性，避免涂覆装置与线缆之间的位置不可自适应调节而造成在行走机构的驱动作用下使得线缆涂覆不均匀，进而提高了该涂覆装置的涂覆质量。
(3)通过限位组件上的第一双向气缸带动两个下限位轮和一个上限位轮对线缆外壁进行导向，实现三点受力及导向并使得涂胶机构在线缆的外壁运行更加平稳，并配合活动部和滑动组件使用，降低行走机构对涂胶机构和线缆的作用力，进一步提高了该涂覆装置的涂覆稳定性。
(4)通过涂覆机头上的第二驱动组件带动下涂胶头和上涂胶头相对于线缆相对运动或相背运动，从而调节下涂胶头和上涂胶头与线缆之间的间距，实现定距涂覆的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种线缆涂覆用自适应角度调节的涂覆装置的结构立体图；
图2为本发明一种线缆涂覆用自适应角度调节的涂覆装置的结构正视图；
图3为本发明一种线缆涂覆用自适应角度调节的涂覆装置的结构左视图；
图4为本发明一种线缆涂覆用自适应角度调节的涂覆装置的结构右视图；
图5为本发明一种线缆涂覆用自适应角度调节的涂覆装置的结构后视图；
图6为本发明一种线缆涂覆用自适应角度调节的涂覆装置的结构俯视图；
图7为图6中A-A处剖面图；
图8为图6中B-B处剖面图；
图9为本发明一种线缆涂覆用自适应角度调节的涂覆装置与行走机构的装配图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，结合图5，本发明的一种线缆涂覆用自适应角度调节的涂覆装置，其包括悬挂于线缆外壁的行走机构1，且行走机构1可沿线缆延伸方向移动，还包括旋转臂2、连接组件3和涂胶机构4。
行走机构1，悬挂于线缆的外壁；用于带动旋转臂2、连接组件3和涂胶机构4沿线缆的延伸方向移动。
旋转臂2，用于调节连接组件3和涂胶机构4与行走机构1之间的角度，进而改变涂胶机构4与线缆之间的位置；具体的，旋转臂2包括连接座和摆臂；连接座转动安装于行走机构1上，连接座的外壁套接有摆臂，旋转臂2的外壁转动安装有与线缆相抵持的定位轮5；通过摆臂带动连接组件3和涂胶机构4相对于线缆的延伸方向偏转，从而初步调节涂胶机构4与线缆之间的位置。
连接组件3，用于定量调节涂胶机构4相对于线缆之间的位置，并自适应的调节涂胶机构4与行走机构1之间的相对位置；具体的，连接组件3转动安装于旋转臂2的外壁，连接组件3还包括转动组件31、活动部32和滑动组件33，转动组件31设置于旋转臂2的外壁；活动部32转动设置于转动组件31上，滑动组件33固定安装于活动部32转动组件31上；用于带动涂胶机构4绕旋转臂 2的延伸方向偏转，从而使得涂胶机构4便于脱离线缆，避免线缆上有障碍物而影响该涂覆装置继续前行的情况发生，活动部32和滑动组件33用于自适应调整转动组件31与涂胶机构4之间的角度及距离。
为了精准调节涂胶机构4与线缆之间的角度及距离，转动组件31还包括第一伺服电机311和旋转块312，第一伺服电机311固定安装于旋转臂2的外壁，旋转块312转动安装于旋转臂2的内部，且旋转块312与第一伺服电机311的输出轴固定连接，通过第一伺服电机311带动旋转块312、活动部32和滑动组件33旋转，从而精准调节涂胶机构4与线缆之间的角度及距离，使得涂胶机构 4便于快速脱离或靠近线缆，避免线缆外壁有障碍物影响涂胶机构4的正常运行而需要对行走机构1进行重新安装或调节，进而提高了涂覆效率。
为了进一步提高涂胶机构4的运行稳定性，活动部32通过销轴与旋转块312 转动连接，滑动组件33固定安装于旋转块312的外壁，且滑动组件33还包括导柱331和滑动架332，导柱331固定安装于旋转块312的外壁，滑动架332沿导柱331的轴心方向滑动安装于导柱331的外壁，导柱331的数量为两个，两个导柱331在活动部32上呈对称设置，滑动架332的内部固定安装有与导柱331 相适配的直线轴承，通过销轴和旋转块312便于调节涂胶机构4与转动组件31 之间的角度，使得涂胶机构4在对上下弯折的线缆进行涂胶时运行更加稳定，再通过滑动架332带动涂胶机构4在导柱331上相对滑动，进一步，使得该涂胶机构4在调节旋转臂2的过程中，连接组件3相对于涂胶机构4和行走机构1 自适应进行调节，更进一步，提高了涂胶机构4在对上下弯折的线缆进行涂胶时中运行更加稳定，避免行走机构1带动涂胶机构4在线缆上行走的过程中造成涂胶机构4与线缆相对偏斜而导致涂覆不均匀的情况发生，进而提高了该涂覆装置的涂覆质量。
涂胶机构4，用于对线缆进行稳定涂覆；具体的，涂胶机构4还包括限位组件41和涂覆机头42，限位组件41固定安装于滑动架332上，涂覆机头42固定安装于滑动架332的外壁，且涂覆机头42位于限位组件41远离旋转臂2的一侧；限位组件41用于对线缆进行限位并导向，使得涂覆机头42在运行过程中更加平稳，涂覆机头42用于对线缆进行涂胶。
为了使涂胶机构4适合不同型号的线缆涂覆使用，限位组件41还包括第一双向气缸411、下限位轮412和上限位轮413，第一双向气缸411固定安装于滑动架332的外壁，下限位轮412转动安装于第一双向气缸411的外壁，上限位轮413转动安装于第一双向气缸411的外壁，且上限位轮413位于线缆远离下限位轮412的一侧，且下限位轮412的数量为两个，两个限位轮412以上限位轮413的中心线所在的垂直面呈对称分布，通过第一双向气缸411带动上限位轮413与两个下限位轮412对线缆进行限位并导向，提高涂胶机构4的运行稳定性，避免涂胶机构4在线缆的外壁发生偏转而影响涂胶的情况发生，涂覆机头42还包括第二双向气缸421、下涂胶头422和上涂胶头423，第二双向气缸 421固定安装于滑动架332的外壁，且第二双向气缸421的安装方向与第一双向气缸411的安装方向相互平行，第二双向气缸421位于第一双向气缸411远离旋转臂2的一侧，下涂胶头422固定安装于第二双向气缸421的外壁，且位于第二双向气缸421远离活动部32的一侧，上涂胶头423固定安装于第二双向气缸421的外壁，且位于第二双向气缸421靠近活动部32的一侧，定位轮5、下限位轮412和上限位轮413均为V型导向轮；通过第二双向气缸421带动下限位轮412和上限位轮413相互靠近或相互远离，从而调节下限位轮412和上限位轮413与线缆之间的间距，使得该涂覆装置适合不同型号的线缆涂覆使用。
本技术方案的工作原理：
首先，通过将行走机构1悬挂于线缆的外壁，并带动旋转臂2、连接组件3 和涂胶机构4沿线缆的延伸方向移动；
然后，通过摆臂和第一伺服电机311配合使用，从而调节连接组件3和涂胶机构4与线缆的位置；当线缆出现起伏时，则通过连接组件3上的活动部32 和滑动组件33配合自适应调整行走机构1与涂胶机构4之间的连接角度，避免行走机构1与涂胶机构4在运行时造成涂胶机构4与线缆发生偏转而影响涂胶质量的情况发生；当线缆的外壁出现障碍物时，则通过第一双向气缸411和第二双向气缸421分别带动下限位轮412和上限位轮413、下涂胶头422和上涂胶头423相互远离线缆，并通过第一伺服电机311带动涂胶机构4脱离线缆，行走机构1带动涂胶机构4绕过障碍物；
最后，当行走机构1带动涂胶机构4绕过障碍物时，则通过第一伺服电机 311带动涂胶机构4靠近线缆，并通过第一双向气缸411和第二双向气缸421分别带动下限位轮412和上限位轮413、下涂胶头422和上涂胶头423相互靠近线缆，使得下限位轮412和上限位轮413对线缆进行夹持并导向，下涂胶头422 和上涂胶头423对线缆进行涂覆处理。
本技术方案还提供一种线缆涂覆用自适应角度调节的涂覆装置的使用方法，其使用方法步骤包括：
S1、首先，通过将行走机构1悬挂与线缆上，并通过旋转臂2初步对涂胶机构4与线缆之间的角度和间距进行调节，再通过第一伺服电机311带动活动部32沿着旋转块312的延伸方向转动，活动部32通过滑动组件33带动涂胶机构4靠近线缆或远离线缆，从而对涂胶机构4与线缆之间的角度及距离进行调节，使得该涂胶机构4在遇到线缆障碍物时，便于自动控制涂胶机构4脱离线缆或靠近线缆，避免线缆上的障碍物影响涂胶效率的情况发生，从而提高了该涂覆装置的涂覆效率；
S2、并通过活动部32和旋转块312转动连接，从而便于对涂胶机构4与旋转臂2之间的角度进行自适应调节，再通过滑动组件33上的导柱331和滑动架 332带动涂胶机构4和活动部32相对于导柱331延伸方向垂直滑动，进一步对涂胶机构4与旋转臂2之间的距离进行自适应调节，避免旋转臂2与涂胶机构4 之间不能自适应调节而导致涂胶机构4与线缆产生倾斜角度而影响涂覆效果的情况发生，从而提高了该涂覆装置的涂覆质量；
S3、最后通过涂胶机构4上的第一双向气缸411带动下限位轮412和上限位轮413相对于线缆相互靠近或相互远离，从而对线束进行夹紧并导向，并使得该涂覆装置适合不同型号的线缆涂覆使用，同时采用两个下限位轮412和上限位轮413对线缆施加三点受力，从而保证涂胶机构4相对于线缆延伸方向平稳运行，进一步避免线缆与涂胶组件42角度倾斜而造成涂覆不均匀的情况发生，实现均匀涂胶的效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种线缆涂覆用自适应角度调节的涂覆装置，其包括悬挂于线缆外壁的行走机构(1)，其特征在于：还包括旋转臂(2)、连接组件(3)和涂胶机构(4)；
旋转臂(2)，设置于行走机构(1)上，且旋转臂(2)在与线缆平行的铅垂面内转动；
连接组件(3)，设置于旋转臂(2)远离行走机构(1)的一侧，带动涂胶机构(4)绕旋转臂(2)的延伸方向转动，或者带动涂胶机构(4)在与线缆平行的铅垂面内转动；或者带动涂胶机构(4)在与线缆平行的铅垂面内滑动；定量调节或自适应调节涂胶机构(4)相对于旋转臂(2)之间的角度和距离；
涂胶机构(4)，固定安装于连接组件(3)远离旋转臂(2)的一侧；用于对线缆进行限位及涂胶；
所述连接组件(3)包括转动组件(31)、活动部(32)和滑动组件(33)；转动组件(31)设置于旋转臂(2)远离行走机构(1)的一侧，带动涂胶机构(4)绕旋转臂(2)的延伸方向转动；活动部(32)转动设置于转动组件(31)的内部，带动涂胶机构(4)在与线缆平行的铅垂面内转动；滑动组件(33)设置于活动部(32)的外壁，带动涂胶机构(4)在与线缆平行的铅垂面内滑动；
所述转动组件(31)包括第一伺服电机(311)和旋转块(312)；第一伺服电机(311)设置于旋转臂(2)远离行走机构(1)的一侧，且第一伺服电机(311)的轴心线与旋转臂(2)的延伸方向相互垂直；旋转块(312)设置于第一伺服电机(311)的输出轴上；
所述活动部(32)转动安装于旋转块(312)的内部，活动部(32)绕旋转块(312)延伸方向转动；所述滑动组件(33)包括导柱(331)和滑动架(332)；导柱(331)设置于活动部(32)的外壁；滑动架(332)与导柱(331)滑动连接，滑动架(332)相对于导柱(331)的轴心线方向直线滑动；
所述涂胶机构(4)包括限位组件(41)和涂胶组件(42)；限位组件(41)设置于滑动架(332)靠近旋转臂(2)的一侧，限位组件(41)用于对线缆进行限位及导向；涂胶组件(42)设置于滑动架(332)远离旋转臂(2)的一侧，涂胶组件(42)用于对线缆进行涂胶并调节涂胶距离；
所述限位组件(41)包括第一双向气缸(411)、下限位轮(412)和上限位轮(413)；第一双向气缸(411)固定安装于滑动架(332)靠近旋转臂(2)的一侧，且第一双向气缸(411)的驱动方向与导柱(331)的延伸方向相互平行；下限位轮(412)转动安装于第一双向气缸(411)远离活动部(32)的一侧；上限位轮(413)转动安装于第一双向气缸(411)靠近活动部(32)的一侧。
2.如权利要求1所述的一种线缆涂覆用自适应角度调节的涂覆装置，其特征在于：所述下限位轮(412)的数量不少于两个，下限位轮(412)在第一双向气缸(411)的外壁呈直线阵列分布。
3.如权利要求1所述的一种线缆涂覆用自适应角度调节的涂覆装置，其特征在于：所述旋转臂(2)的外壁转动安装有定位轮(5)，定位轮(5)、下限位轮(412)和上限位轮(413)均为V型导向轮。
4.如权利要求1所述的一种线缆涂覆用自适应角度调节的涂覆装置，其特征在于：所述涂胶组件(42)包括第二双向气缸(421)、下涂胶机头(422)和上涂胶机头(423)；第二双向气缸(421)固定安装于滑动架(332)远离旋转臂(2)的一侧，且第二双向气缸(421)的驱动方向与第一双向气缸(411)的驱动方向相互平行；下涂胶机头(422)固定安装于第二双向气缸(421)远离活动部(32)的一侧，上涂胶机头(423)固定安装于第二双向气缸(421)靠近活动部(32)的一侧。
5.根据权利要求2所述的一种线缆涂覆用自适应角度调节的涂覆装置的使用方法，其特征在于，其使用方法步骤包括：
S1、通过第一伺服电机(311)带动活动部(32)沿着旋转块(312)的延伸方向转动，活动部(32)通过滑动组件(33)带动涂胶机构(4)靠近或远离线缆，从而对涂胶机构(4)与线缆之间的角度及距离进行调节；
S2、并通过活动部(32)和旋转块(312)转动连接，从而便于对涂胶机构(4)与旋转臂(2)之间的角度进行自适应调节，再通过滑动组件(33)上的导柱(331)和滑动架(332)带动涂胶机构(4)和活动部(32)相对于导柱(331)延伸方向滑动，进一步对涂胶机构(4)与旋转臂(2)之间的距离进行自适应调节；
S3、最后通过涂胶机构(4)上的第一双向气缸(411)带动下限位轮(412)和上限位轮(413)相对于线缆相互靠近或相互远离，从而对线束进行夹紧并导向，采用两个下限位轮(412)和上限位轮(413)对线缆施加三点受力，从而保证涂胶机构(4)相对于线缆延伸方向平稳运行，避免线缆与涂胶组件(42)角度倾斜而造成涂覆不均匀的情况发生，实现均匀涂胶的效果。
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