一种高压试验专用遥控机械臂的制作方法

本发明属于检修试验设备技术领域，涉及一种高压试验专用遥控机械臂。

背景技术：

电力设备高压试验需要在设备上挂接各种测试线，由于电力设备体积庞大，为确保接触良好，夹持测试线时通常需要人工攀爬设备或使用高空作业车：人工攀爬设备，需要使用绝缘梯配合，劳动强度大，且存在高空坠落风险；而使用高空作业车接线需专人驾驶，且现场摆放繁琐，耗时耗力，还会受到现场实际情况的限制。此外，使用这两种方法时，所有试验工作需等接线人员撤离设备后方可进行，劳动效率较低。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种高压试验专用遥控机械臂，实现地面遥控高空接线，用于替代人工完成测试引线夹持、拆除的工作，减轻人员劳动强度、作业风险，提高劳动效率，以克服现有技术存在的问题。

本发明采取的技术方案为：一种高压试验专用遥控机械臂，包括基座、旋转轴、咬合钳座和咬合钳，旋转轴一端通过旋转驱动机构旋转地连接到基座上，另一端通过俯仰驱动机构连接到咬合钳座上，咬合钳座上连接有导电的咬合钳。

优选的，上述咬合钳包括咬合钳爪一和咬合钳爪二，咬合钳爪一和咬合钳爪二均通过丝母丝杠副驱动机构连接到咬合钳座上并在咬合钳爪一和咬合钳爪二的咬合面形成咬合钳口。

优选的，上述每套丝母丝杠副驱动机构包括丝杠和丝母，丝杠两端通过轴承座连接到咬合钳座上，与丝杠相啮合的丝母固定连接在咬合钳爪上，还包括导向机构，导向机构包括圆柱轴和直线轴承，圆柱轴两端固定连接在咬合钳座上，与圆柱轴相配合的直线轴承固定连接在安装丝母旁的安装孔处。

优选的，上述旋转驱动机构包括旋转电机，旋转电机固定连接在旋转轴内的支撑板上，支撑板垂直旋转轴轴线并固定连接在旋转轴内，旋转电机的输出轴固定连接到基座上。

优选的，上述俯仰驱动机构包括俯仰电机，俯仰电机的定子两端固定连接在旋转轴上，与定子相配的转子嵌入到咬合钳座的旋转端内孔中。

优选的，上述丝杠一端伸出轴承座连接到钳爪电机，钳爪电机固定连接在咬合钳座上。

优选的，上述咬合钳爪一和咬合钳爪二的咬合面纵向和横向均设置成v型的咬合槽。

优选的，上述咬合槽的槽面设置成锯齿状结构。

优选的，上述一种高压试验专用遥控机械臂，还包括主控单元，主控单元与旋转电机、俯仰电机和钳臂电机电连接，并通过无线模块连接到监控终端。

优选的，上述主控单元还通过导线连接有检测旋转电机旋转角度的旋转角度传感器、检测俯仰电机俯仰角度的俯仰角度传感器和检测钳臂电机直线移动的钳臂位移传感器。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明效果如下：

1）通过将导电的咬合钳连接到俯仰机构和转动机构，能够实现不同方向的导线和接线掌的夹持并完成引线，实现机械臂的万向功能，夹持方便快捷，夹持省时省力，能通过绝缘杆连接到机械臂，实现远程的操作，减轻人员劳动强度、作业风险，提高劳动效率，本发明还具有操作方便快捷的特点；

2）通过丝母丝杠副驱动机构和导向机构实现咬合钳的咬合钳爪开合，咬合稳定可靠，驱动结构简单，咬合力大，移动稳定性高，最大咬合力能达100n；

3）内置旋转驱动机构实现旋转轴的旋转，结构紧凑，内置旋转电机，空间占用小，可实现360°的旋转；

4）内置俯仰电机构成的俯仰驱动机构，结构紧凑，占用空间小，可实现180°的俯仰；

5）采用监控终端无线远程控制控制器，控制器控制旋转电机、俯仰电机和钳臂电机进行动作，实现机械臂远程旋转、俯仰和咬合钳咬合的控制，远程自动控制，实现地面遥控高空接线，用于替代人工完成测试引线夹持、拆除的工作，减轻人员劳动强度、作业风险，提高劳动效率，控制简单方便；

6）采用旋转角度传感器、俯仰角度传感器和钳臂位移传感器实现旋转电机旋转角度、俯仰电机俯仰角度和钳臂电机直线移动距离的检测，能够自动监控旋转角度，大大提高自动化水平，自动进行定位摆动夹持。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为咬合钳的侧视爆炸结构示意图；

图3为咬合钳的俯视爆炸结构示意图；

图4为本发明的遥控装置剖面示意图；

图5为控制原理示意图。

具体实施方式

实施例1：如图1~图5所示,一种高压试验专用遥控机械臂，包括基座1、旋转轴2、咬合钳座3和咬合钳4，旋转轴2一端通过旋转驱动机构旋转地连接到基座1上，另一端通过俯仰驱动机构连接到咬合钳座3上，咬合钳座3上连接有导电的咬合钳4。

优选的，上述咬合钳4包括咬合钳爪一5和咬合钳爪二7，咬合钳爪一5和咬合钳爪二7均通过丝母丝杠副驱动机构连接到咬合钳座3上并在咬合钳爪一5和咬合钳爪二7的咬合面形成咬合钳口。

优选的，上述每套丝母丝杠副驱动机构包括丝杠8和丝母9，丝杠8两端通过轴承座10连接到咬合钳座3上，与丝杠8相啮合的丝母9固定连接在咬合钳爪上，还包括导向机构，导向机构包括圆柱轴6和直线轴承11，圆柱轴6两端固定连接在咬合钳座3上，与圆柱轴6相配合的直线轴承11固定连接在安装丝母9旁的安装孔处。

优选的，上述旋转驱动机构包括旋转电机12，旋转电机12固定连接在旋转轴2内的支撑板13上，支撑板13垂直旋转轴2轴线并固定连接在旋转轴2内，旋转电机12的输出轴固定连接到基座1上。

优选的，上述俯仰驱动机构包括俯仰电机14，俯仰电机14的定子两端固定连接在旋转轴2上，与定子相配的转子嵌入到咬合钳座3的旋转端内孔中。

优选的，上述丝杠8一端伸出轴承座10连接到钳爪电机15，钳爪电机15固定连接在咬合钳座3上。

优选的，上述咬合钳爪一5和咬合钳爪二7的咬合面纵向和横向均设置成v型的咬合槽。

优选的，上述咬合槽的槽面设置成锯齿状结构，钳口面锯齿状结构，破除金属表面氧化层，接触更可靠，夹持也更稳定，加工难度降低。

优选的，上述一种高压试验专用遥控机械臂，还包括主控单元，主控单元与旋转电机、俯仰电机和钳臂电机电连接，并通过无线模块连接到监控终端，也可以通过无线模块连接到遥控器，主控单元还通过导线连接有检测旋转电机旋转角度的旋转角度传感器、检测俯仰电机俯仰角度的俯仰角度传感器和检测钳臂电机直线移动的钳臂位移传感器，主控单元还连接有报警装置，无线模块采用gprs模块，监控终端采用手机或平板，主控单元连接有电源和显示电量的显示屏，钳臂位移传感器采用旋转编码器或光栅尺，俯仰角度传感器和旋转角度传感器采用旋转编码器。

本发明的性能参数：

整机重量：<1500g；

夹持范围：15-100mm（圆柱），2-100mm(平板)；

旋转范围：240；

夹持速度：10s；

旋转速度：60°/s；

夹持力：>3kg；

遥控距离：>20m。

本发明的性能特点：

1.通过无线遥控，实现机械臂的转动、俯仰、夹持，方便各种高难度接线；

2.高导电钳口，可夹持直径15mm-110mm的导线，厚度2mm-110mm的接线掌，可直接夹持各类设备接线掌；钳口面锯齿状结构，破除金属表面氧化层，接触更可靠，夹持也更稳定，加工难度降低；

3.本装置的外壳全屏蔽等电位，内置电源，无外露引线，无线遥控距离20米，可用于介质损耗、绝缘电阻、直流电阻等高压试验作业；

4.可兼容各种规格的绝缘伸缩杆，绝缘伸缩杆通过抱箍或螺纹方式连接到基座上，操作简单，单人操作；

5.全电驱动，航空铝材cnc切削成型，结构坚固，耐腐蚀；

6.功能多样，除接线外，还可完成工具传递、异物去除等作业；可选配高清摄像头、局放传感器、钳形电流表等附件；

7.坚固轻巧，采用低惯量直流伺服电机，关节扭矩25nm，夹钳压紧力100n，力量达到人手腕关节水平；全重1.5kg，最大负载3kg。