一种凸轮式多功能夹线机械手的制作方法

本实用新型涉及机械手领域，特别是一种凸轮式多功能夹线机械手。

背景技术：

随着电网改造的实施，电器制造业也相应增加了生产和投资规模，电器制造业得到了空前的发展机会。电力系统中广泛采用了大量的电流传感及变送设备。无论是生产电能、变换电能还是传输电能的设备，也无论是低压小功率设备还是高压大功率设备，其精度和可靠性与电力系统的安全、可靠、经济运行紧密相关。国家技术监督部门及电力部门对电能计量装置都有管理规定，包括电能表、互感器及二次回路均要执行强制检定，以保障电能供需双方的利益。目前，变电站内的现场设备检定接线主要方法是：利用移动式升降吊车将检定工人送往接近待检定设备同一高度的高空，工人利用螺栓或铜线夹对待检定设备输入输出端口进行手动接线，完成检定任务。其最大的缺点是需多人同时协助作业，安全隐患大、劳动强度高、检定难度大，导致企业效率低下，生产成本高，市场竞争力低下等。而且，在检定过程中变电站需要停电，对设备正常运行影响很大。通常情况下，上述设备的输入、输出端口与导线连接处均采用螺栓进行固定。因此，需要一种操作简单、生产效率高、易于控制的机械手来辅助人工进行现场设备的检定。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种凸轮式多功能夹线机械手，此机械手解决了人工检定变电站内高空电力设备时安全隐患大、劳动强度高、检定难度大、企业生产效率等缺点。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出以下技术方案：一种凸轮式多功能夹线机械手，它包括机械臂，所述机械臂上安装有夹线装置。

所述夹线装置包括凸轮机构、夹子、螺旋弹簧、上夹板和下夹板；所述凸轮机构包括凸轮、凸轮轴和凸轮从动盘；所述夹子包括上夹本体、下夹本体、轴套和弹簧底座，所述夹子两两相互组合，并通过轴套和转轴铰接，共同绕转轴转动构成杠杆结构。

所述夹子顶部设置有弹簧底座，两弹簧底座之间设置有螺旋弹簧，所述螺旋弹簧始终处于压缩状态，所述夹子的中部设置有凸轮从动盘，所述凸轮从动盘与凸轮配合构成平底从动盘形凸轮机构。

所述凸轮机构与直流电机相连，所述直流电机的输出轴通过平键安装有小带轮，所述小带轮通过皮带与大带轮相连，所述大带轮通过第一平键与凸轮轴配合相连，所述凸轮轴与凸轮相连。

所述上夹本体和下夹本体为圆弧形结构。

所述上夹板和下夹板中心加工有方形通孔，夹子本体与夹板间预留有一定空间；所述上夹板和下夹板采用可拆卸结构。

所述夹线装置和机械臂之间通过螺栓连接，在其接触的位置设置有绝缘垫。

所述机械臂上加工有减重孔，机械臂末端设置有螺纹孔，通过螺栓与升降装置的定位机械臂连接。

本实用新型有如下有益效果：

1、本实用新型采用凸轮式夹线机构的设计，可通过凸轮机构调节夹板开合角度。夹线装置通过凸轮机构控制，动力源为直流电机，操作检定且易于控制。上下夹板处于夹子末端，两两夹子组合成杠杆结构。采用杠杆结构的线夹，线夹能够绕轴转动，可有效解决因待测互感器端口连接板处于非水平状态时的接线问题，适合完成不同型号连接端口的夹线工作。上夹板和下夹板中心设有若干通孔，此结构可以方便待检定设备端口连接板螺栓嵌入其中，既保证夹持平稳紧凑，又增加有效接触面积，增强导电性。上下夹板可拆卸，拆卸后的上下夹子本体构成筒形机械手，可完成对圆柱形物体的抓取任务，增加了机械手的使用功能。

2、夹子顶部设有压缩弹簧，弹簧的回复力可以使得上下夹板与待检定设备端口连接板接触更加紧密，也起到缓冲夹板与待检定设备端口夹紧接触时因误差所产生的附加载荷作用。

3、通过在底座板与机械臂连接的端面之间设置绝缘垫，能够使机械臂在待检定设备带电状态下进行接线操作，从而保证现场检定接线操作与变电站其它设备的带电运行互不影响，以便变电站正常向用户供电。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型整体装配结构示意图。

图2为本实用新型主视结构示意图。

图3为本实用新型主视结构剖视图。

图4为本实用新型俯视结构剖视图。

图5为本实用新型左视结构示意图。

图6为本实用新型线夹结构示意图。

图7为本实用新型夹板打开状态下主视图结构剖视图。

图8为本实用新型动力传递路线示意图。

图中：上夹本体1、下夹本体2、上夹板3、下夹板4、基体5、凸轮从动盘6、夹子7、轴套8、弹簧底座9、凸轮机构10、螺旋弹簧11、转轴12、凸轮13、凸轮轴14、大带轮15、第一平键16、皮带17、小带轮18、平键19、直流电机20、底座板21、绝缘垫22、连接孔23、端盖24、端盖螺栓25、底板螺栓26、螺钉27、通孔28、减重孔29、机械臂30、螺栓孔31。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。

如图1-8所示，一种凸轮式多功能夹线机械手，它包括机械臂、夹线装置、上下夹板、直流电机、凸轮式夹紧机构，所述机械臂为两组，相互配合分别用于对待检定设备的输出、输入端口进行夹线操作。

进一步的，所述夹线装置由凸轮机构、夹子、弹簧、上下夹板组成；凸轮机构由凸轮13、凸轮轴14和凸轮从动盘6组成；夹子由上夹本体1、下夹本体2、轴套8和弹簧底座9组成；两个夹子7相互组合，通过轴套8与转轴12铰接，共同绕转轴12转动，构成杠杆结构；所述夹子7顶部设有弹簧底座9，两两弹簧底座9之间设有螺旋弹簧11，螺旋弹簧11始终处于压缩状态；所述夹子7的中部设有凸轮从动盘6，所述凸轮从动盘6与凸轮13配合组成平底从动盘形凸轮机构。

进一步的，上夹板3、下夹板4通过螺钉27与上夹本体1和下夹本体2进行连接，所述上夹板1和下夹板2中心设有若干通孔28，此结构可以方便待检定设备端口连接板螺栓嵌入其中，既保证夹持平稳紧凑，又增加有效接触面积，增强导电性；所述上夹板1和下夹板2可拆卸，拆卸后上夹本体1和下夹本体2组成筒形机械手，可用于夹取圆柱形物体；所述上夹本体1和下夹本体2为圆弧形结构，使得上下夹板与夹子本体间有一定的空间预留，使得待检定设备端口连接板螺栓嵌入，进一步保证了端口接触可靠性。

进一步的，夹线装置与机械臂通过螺栓连接，中间设有绝缘垫22，可防止大电流导通至机械臂引起短路；检测电流的大电流导线预先与连接孔23通过螺栓进行连接，并与检测仪器完成连接；通过两套机械臂与待检定设备两端口分别进行夹线，两套机械臂均安装于升降装置的平台上，升降平台可以从地面将整个机械手升至高空预定位置，完成空间定位。

进一步的，机械臂30上设有减重孔29，可降低机器人负载，提供移动灵活性，机械臂30末端设有螺栓孔31，可通过螺栓与升降装置的定位机械臂进行连接配合。

进一步的，直流电机20通过皮带传动系统将动力传递至凸轮机构，进而控制夹线装置运动，最终完成夹线操作；直流电机20通过平键19与小带轮18连接，小带轮18作为驱动轮，通过皮带17将动力传递至大带轮15，大带轮15通过第一平键16与凸轮轴14配合，凸轮轴14与凸轮13固接在一起。

本实用新型工作原理及过程：

地面准备：在地面准备阶段，大电流导线一端预先与连接孔13进行螺栓连接，另一端与检定仪器进行连接，两套机械手装置分别安装于升降装置的平台上，升降平台可以从地面将整个机械手升至高空预定位置，完成空间定位。

夹线操作：在机械臂空间定位完成后，机械臂上夹本体1和下夹本体2处于打开状态，凸轮从动盘6与凸轮13接触处处于凸轮13远休止点，当夹线装置进行夹线时，待上夹板1和下夹板2中心位置定位至待检设备端口螺栓连接板中心位置时，由直流电机20驱动小带轮18转动，小带轮18通过皮带17将动力传递至大带轮15，大带轮15驱动凸轮轴14转动，凸轮轴14带动凸轮13转动90°，进而凸轮机构10使得上下夹板相对转动，在螺旋弹簧11回复力的作用下，使得夹板1和夹板2与待检定设备端口螺栓连接板缓慢接触紧密。

检定及复位：上夹板1和下夹板2夹线完成后，通过检测装置对待检定设备进行检定。待检定工作完成后，直流电机20启动，驱动凸轮机构10转动，使凸轮13继续转动90°，带动夹子7绕转轴12转动，从而带动上夹板1和下夹板2相对运动，最终夹板开口增大使得上下夹板与待检定设备端口螺栓连接板脱离。

本实用新型的优点为：

通过设计一种用于辅助检测电流互感器的夹线机械手，解决了人工检定互感器时劳动强度大、危险性高、工作效率低的缺陷；夹线装置通过凸轮机构控制，动力源为直流电机，操作检定且易于控制；上下夹板处于夹子末端，两两夹子组合成杠杆结构；夹子顶部设有压缩弹簧，弹簧的回复力可以使得上下夹板与待检定设备端口连接板接触更加紧密，也起到缓冲夹板与待检定设备端口夹紧接触时因误差所产生的附加载荷作用；夹线装置与机械臂之间有绝缘橡胶垫，使得整个夹线装置可以带电操作而又不会造成触电伤害、短路故障；采用杠杆结构的线夹，线夹能够绕轴转动，可有效解决因待测互感器端口连接板处于非水平状态时的接线问题，适合完成不同型号连接端口的夹线工作；上下夹板可拆卸，拆卸后的上下夹子本体构成筒形机械手，可完成对圆柱形物体的抓取任务，增加了机械手的使用功能。

上面结合附图对本实用新型优选的具体实施方式和实施原理作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式和实施原理，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型构思的前提下作出各种变化。因而，本发明的发明范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书所提到的创新性特征的最大范围。