專利名稱：架空線纜攀援機器人夾持機構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種機器人機構，具體講是涉及一種用于沿架空線纜行走和越障
的機器人的夾持機構，屬機器人技術領域。
背景技術：
目前架空高壓輸電線路的運行維護工作基本還是采用人工巡檢的方式，工作難度 大，危險性高，勞動量大。如果使用輸電線路巡檢機器人巡檢線路，則可以降低高壓線路運 行維護費用，提高巡檢作業(yè)效率，保證線路維護質量。 文獻資料表明，當前架空線纜移動機器人多采用雙臂式結構，在遇到越障時采用 雙臂交替脫線、掛線的方式實現跨越，因此跨越障礙的過程可以分為單臂支撐狀態(tài)和雙臂 支撐狀態(tài)，當在單臂支撐狀態(tài)時須通過單臂上的夾持機構將機器人固定在線路上，。目前的 夾持機構結構比較復雜，夾持機構的驅動裝置安裝在夾持機構上，使得夾持機構的有效空 間變小，設計難度加大，并且加大了驅動所需的功率，同時造成體積龐大。在每個夾持機構 上都需設置驅動裝置，提高了成本，并且使得夾持機構的控制難度加大；兩個驅動裝置分別 驅動，也增加了控制步驟。上述特點也限制了機器人的適用范圍，降低了工作效率。因此研 制結構緊湊、控制簡單的夾持機構成為研制實用化線纜行走和越障機器人的重要工作。

實用新型內容為了克服現有的架空線纜攀援機器人夾持結構復雜、效率低、適應性差等缺點，本 實用新型的目的在于提供一種結構緊湊、能耗低、可快速可靠的夾持與釋放的架空線纜攀 援機器人夾持機構，可協助線纜攀援機器人實現在架空線纜上可靠行走。
為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案是 —種架空線纜攀援機器人夾持機構，包括左夾持機構、右夾持機構和動力發(fā)生裝 置，其特征在于所述的左夾持機構和右夾持機構結構相同，分別包括驅動液壓缸、活塞桿和 左夾具、右夾具，左驅動連桿鉸接在驅動液壓缸上，右驅動連桿鉸接在活塞桿上，左驅動連 桿與右驅動連桿的另一端分別固連在左齒輪與右齒輪上，左齒輪和右齒輪相嚙合，在左齒 輪和右齒輪上還分別固連有左夾緊連桿和右夾緊連桿，左夾具和右夾具分別鉸接在左夾緊 連桿和右夾緊連桿的末端，并分別通過夾具固定彈簧連接在左夾緊連桿和右夾緊連桿上； 所述的動力發(fā)生裝置分別連接左夾持機構的左、右夾持機構的驅動液壓缸的無推桿腔，左、 右夾持機構的驅動液壓缸的推桿腔相連通。 前述的架空線纜攀援機器人夾持機構，其特征在于所述的動力發(fā)生裝置包括伺服 電機組件、絲杠、絲母、推桿、左動力液壓缸、左活塞、右動力液壓缸和右活塞，伺服電機組件 的輸出軸與絲杠連接，絲母套在絲杠上，與絲杠配合，推桿固連在絲母上，推桿的兩端分別 連接固連左活塞和右活塞；左、右動力液壓缸結構相同，相互位置之間固定，軸心重合，缸體 方向相對，左動力液壓缸的無推桿腔與左夾持機構的驅動液壓缸的無推桿腔相連，右動力 液壓缸的無推桿腔與右夾持機構的驅動液壓缸的無推桿腔相連。[0008] 前述的架空線纜攀援機器人夾持機構，其特征在于所述的動力發(fā)生裝置包括伺服 電機組件、雙向定量泵，伺服電機組件的輸出軸連接雙向定量泵，雙向定量泵的兩個出口分 別連接左、右夾持機構的驅動液壓缸的無推桿腔。 前述的架空線纜攀援機器人夾持機構，其特征在于在所述的左、右夾持機構的驅
動液壓缸上設有壓力傳感器，壓力傳感器與控制系統連接。 本實用新型的優(yōu)點是 1、結構緊湊本實用新型采用電液混合驅動方式實現將電機的轉動轉化為夾持機 構的夾緊、松開運動，且電機等驅動裝置不須固定在夾持機構上，節(jié)省了線纜攀援機器人手 臂末端的空間，為在手部設計安裝其他機構提供了空間，降低了整個機器人系統的設計難 度，并且采用液壓油作為動力傳輸的介質具有出力大、結構簡單等優(yōu)點。
2、節(jié)約成本本實用新型僅須一個伺服電機即可驅動2個夾持機構，相對于一個
伺服電機驅動一個夾持機構的方案節(jié)約了成本，降低了系統的控制難度。 3、夾持效率高線纜攀援機器人行走過程中兩個夾持機構需要交替夾持與釋放，
本實用新型采用2個夾持機構整體化設計，實現了一個夾持機構在夾持狀態(tài)時另一夾持機
構處于釋放狀態(tài)，減少了控制步驟，提高了系統的運動效率。 4、本實用新型應用范圍廣，做相應的改進后可以應用于各種需要夾持的環(huán)境。
圖1本實用新型的架空線纜攀援機器人夾持機構的實施例1的結構示意圖； 圖2為本實用新型實施例1的左夾持機構夾持、右夾持機構釋放時的結構示意 圖； 圖3為本實用新型實施例1的左、右夾持機構位于中位時的結構示意圖； 圖4為本實用新型實施例1的左夾持機構釋放、右夾持機構夾持示意圖； 圖5為在本實用新型的驅動液壓缸上添加傳感器的結構示意圖； 圖6為本實用新型實施例2的結構示意圖。
具體實施方式下面通過實施例和附圖對本實用新型的技術方案做進一步詳細說明。
實施例1 : 圖1本實用新型的架空線纜攀援機器人夾持機構的實施例1的結構示意圖；圖2 為本實用新型實施例1的左夾持機構夾持、右夾持機構釋放時的結構示意圖。 如圖1、2所示，本實用新型的架空線纜攀援機器人夾持機構包括左夾持機構1、動 力發(fā)生裝置2、右夾持機構3。其中動力發(fā)生裝置2包括伺服電機組件6、絲杠7、絲母8、 推桿9、左動力液壓缸5、左活塞4、右動力液壓缸11、右活塞10。其中伺服電機組件6的 輸出軸和絲杠7連接在一起，絲母8套在絲杠7上運動，與絲杠7配合。絲母8通過推桿9 與左活塞4、右活塞10固連在一起，左動力液壓缸5與右動力液壓缸11結構相同，相互之 間位置固定，軸心重合，缸體方向相對。其中所述左夾持機構1與右夾持機構3結構相同， 每個夾持機構包括驅動液壓缸13、活塞桿12、右驅動連桿24、右齒輪23、右夾緊連桿22、右 夾具21、右夾具固定彈簧20、左夾具18、左夾具固定彈簧17、左夾緊連桿16、左齒輪15、左
4驅動連桿14，其中驅動液壓缸13與左驅動連桿14鉸接，活塞桿12與右驅動連桿24鉸接， 左驅動連桿14與右驅動連桿24分別固連在左齒輪15和右齒輪23上，左齒輪15與右齒輪 23尺寸相同，相互嚙合，左夾緊連桿16與右夾緊連桿22分別固連在左齒輪15和右齒輪23 上，左夾具18鉸接在左夾緊連桿16的末端，并通過左夾具固定彈簧17彈性連接在左夾緊 連桿16上；右夾具21鉸接在右夾緊連桿22的末端，并通過右夾具固定彈簧20彈性連接在 右夾緊連桿22上。動力發(fā)生裝置2左動力液壓缸5和右動力液壓缸11的無推桿腔分別連 接左夾持機構的驅動液壓缸和右夾持機構的驅動液壓缸的無推桿腔，左、右夾持機構的驅 動液壓缸的推桿腔相連通。 本實用新型的工作過程為 如圖1、2所示伺服電機組件6的轉角的變化通過絲杠7、絲母8轉化為推桿9的 直線位移，從而控制左、右動力液壓缸5、 11腔內的容積，當伺服電機組件6的轉角變化使絲 母8往左運動時，實現左動力液壓缸5的無推桿腔的容積變小，右動力液壓缸11的無推桿 腔的容積變大，左動力液壓缸5將推動液壓油流向左夾持機構的驅動液壓缸的無推桿腔， 使活塞桿伸出，通過左右驅動連桿、左右齒輪、左右夾緊連桿的傳遞實現左夾持機構1的夾 持，同時左夾持機構的驅動液壓缸的推桿腔容積壓縮，將腔內的液壓油壓入右夾持機構的 驅動液壓缸13的推桿腔，使活塞桿12縮回，通過左右驅動連桿、左右合齒輪、左右夾緊連桿 的傳遞實現右夾持機構的釋放。右夾持機構的驅動液壓缸13無推桿腔內的液壓油被壓到 右動力液壓缸11的無推桿腔體內，實現自動補油，從而實現對線纜的夾持和釋放。 本實用新型應用電液混合驅動技術實現單個伺服電機驅動2個夾持機構，通過伺 服電機組件驅動絲杠絲母組件產生直線運動推動動力液壓缸組件內的液壓油流向夾持機 構的驅動液壓缸，使驅動液壓缸產生相應的直線伸縮運動，伸縮運動通過夾持機構上的一 對嚙合齒輪組件轉換為夾具的夾緊和松開運動，即以液壓油為傳輸介質將動力發(fā)生裝置的 伺服電機的旋轉運動轉化為2個夾持機構的夾緊與松開動作，實現架空線纜攀援機器人在 行走過程中雙臂夾持機構交替夾持與釋放線纜19。 如圖2、3、4所示，分別為本實用新型的三種狀態(tài)左夾持機構夾持、右夾持機構釋 放狀態(tài)；左夾持機構中位、右夾持機構中位狀態(tài)；左夾持機構釋放、右夾持機構夾持狀態(tài)。 圖5為在本實用新型的驅動液壓缸上添加傳感器的結構示意圖，如圖5所示，可在 本實用新型的基礎上增加相應的傳感器實施閉環(huán)控制，如在每個驅動液壓缸上添加壓力傳 感器25，將壓力傳感器25與控制系統連接，可以對夾持機構的夾緊力進行檢測，并可實現 對夾緊力的閉環(huán)控制。 實施例2 : 圖6為本實用新型實施例2的結構示意圖，如圖6所示，本實施例整體結構與實施 例l相同，不同的是該實施例的動力發(fā)生裝置2'為伺服電機組件與雙向定量泵的組合，伺 服電機組件的輸出軸連接雙向定量泵，雙向定量泵的兩個出口分別連接左、右夾持機構的 驅動液壓缸的無推桿腔。通過雙向定量泵將伺服電機的轉動轉化為液壓油的流動，從而驅 動夾持機構完成夾持與釋放動作，其工作原理與實施例1相同。 上述實施例不以任何形式限制本實用 型，凡采用等同替換或等效變換的方式所 獲得的技術方案，均落在本實用新型的保護范圍內。
權利要求架空線纜攀援機器人夾持機構，包括左夾持機構、右夾持機構和動力發(fā)生裝置，其特征在于所述的左夾持機構和右夾持機構結構相同，分別包括驅動液壓缸、活塞桿和左夾具、右夾具，左驅動連桿鉸接在驅動液壓缸上，右驅動連桿鉸接在活塞桿上，左驅動連桿與右驅動連桿的另一端分別固連在左齒輪與右齒輪上，左齒輪和右齒輪相嚙合，在左齒輪和右齒輪上還分別固連有左夾緊連桿和右夾緊連桿，左夾具和右夾具分別鉸接在左夾緊連桿和右夾緊連桿的末端，并分別通過夾具固定彈簧連接在左夾緊連桿和右夾緊連桿上；所述的動力發(fā)生裝置分別連接左夾持機構的左、右夾持機構的驅動液壓缸的無推桿腔，左、右夾持機構的驅動液壓缸的推桿腔相連通。
2. 根據權利要求1所述的架空線纜攀援機器人夾持機構，其特征在于所述的動力發(fā)生 裝置包括伺服電機組件、絲杠、絲母、推桿、左動力液壓缸、左活塞、右動力液壓缸和右活塞， 伺服電機組件的輸出軸與絲杠連接，絲母套在絲杠上，與絲杠配合，推桿固連在絲母上，推 桿的兩端分別連接固連左活塞和右活塞；左、右動力液壓缸結構相同，相互位置之間固定， 軸心重合，缸體方向相對，左動力液壓缸的無推桿腔與左夾持機構的驅動液壓缸的無推桿 腔相連，右動力液壓缸的無推桿腔與右夾持機構的驅動液壓缸的無推桿腔相連。
3. 根據權利要求1所述的架空線纜攀援機器人夾持機構，其特征在于所述的動力發(fā)生 裝置包括伺服電機組件、雙向定量泵，伺服電機組件的輸出軸連接雙向定量泵，雙向定量泵 的兩個出口分別連接左、右夾持機構的驅動液壓缸的無推桿腔。
4. 根據權利要求1至3中任一項所述的架空線纜攀援機器人夾持機構，其特征在于在 所述的左、右夾持機構的驅動液壓缸上設有壓力傳感器，壓力傳感器與控制系統連接。
專利摘要本實用新型涉及一種架空線纜攀援機器人夾持機構，其特征在于左夾持機構和右夾持機構結構相同，分別包括驅動液壓缸、活塞桿和左夾具、右夾具，左驅動連桿鉸接在驅動液壓缸上，右驅動連桿鉸接在活塞桿上，左驅動連桿與右驅動連桿的另一端分別固連在左齒輪與右齒輪上，左齒輪和右齒輪相嚙合，在左齒輪和右齒輪上還分別固連有左夾緊連桿和右夾緊連桿，左夾具和右夾具分別鉸接在左夾緊連桿和右夾緊連桿的末端，并分別通過夾具固定彈簧連接在左夾緊連桿和右夾緊連桿上；所述的動力發(fā)生裝置分別連接左夾持機構的左、右夾持機構的驅動液壓缸的無推桿腔，左、右夾持機構的驅動液壓缸的推桿腔相連通。本實用新型結構緊湊、節(jié)省驅動電機、控制簡單且能耗低。
文檔編號B25J19/00GK201493852SQ20092023059
公開日2010年6月2日 申請日期2009年8月24日 優(yōu)先權日2009年8月24日
發(fā)明者張建偉, 王魯單, 程勝 申請人:昆山市工業(yè)技術研究院有限責任公司