一种适用于10kv配电作业的二自由度运动机构的制作方法

本发明涉及一种爬缆装置，具体涉及一种适用于10kv配电作业的二自由度运动机构。

背景技术：

电力是我们生活中不可或缺的一种重要元素。从电的产生到电的传输，每一个环节都是极其重要的，任何一个环节出了差错都可能造成巨大的隐患。高压架空输电方式是我国电力输送的主要方式，只有保证好高压电力输电安全才能保证千家万户的用电稳定。但是，高压电线一般分布在野外，常年受到风吹日晒雨淋等，表面及其容易受到损坏。还有，电缆用的年限长了，也会出现自然的老化。如果安全隐患不能得到及时的排除，就可能导致停电。一旦出现大面积的停电，就会引起各类社会治安问题，并给社会造成无可估量地经济影响。

综上所述，对高压电进行定期的检查这一任务是势在必行的，保证电力输送的安全也是保证社会安全的一种。现今电缆检测的方式主要有三种：其一，人工徒步检查；其二，直升机巡检；其三，研制电缆线巡检机器人进行巡检。

人工徒步检查，这是一种非常传统的检查方式。人工徒步检查不仅效率低下，而且劳动强度很大。工人们站在电缆下方，依靠望远镜等器械进行粗略的观察，很多隐患都难以被发现，甚至于一些重要的隐患都会被漏掉，出现漏检的情况。而且，这种检测方式受到地形的影响很大，遇到一些特殊的地形，譬如山谷，人工检查几乎是不可能的。直升机巡检就是直升机通过携带摄像设备对电缆进行检测的一种方法。它相对于人工检查有效率高，精度高等优点。但该方法的成本比较高，经济性差，而且受到天气的影响比较大，遇到强风时，驾驶直升飞机进行低空飞行就是一种十分危险的事情。随着机器人技术的发展，线缆巡检机器人在电缆线检查这一领域中异军突起。无论是国内还是国外，许多科研团队都投入了电缆线巡检机器人的研制之中，并取得了显著的成果。

电缆线巡检机器人可以灵活地行走于电缆上，利用它身上所携带的摄像设备与传感器就能对电缆线进行行之有效的检测。工作人员只需将机器安装在电缆上和待机器检测完毕之后将机器取下即可，极大地减轻了工人的劳动强度。漏检、错检几率极大地下降。相对于直升机巡检，它又极大地提高了经济性。因此，电缆线巡检是保障电力传输的一种最为有效的方式。但是与之相匹配的爬缆机器人灵活度低，且成品很少，爬缆方式单一，只能进行一种方向的攀爬，工作效率低。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种适用于10kv配电作业的二自由度运动机构，其灵活度高，可以方便检测设备更全面的检测电缆情况，还可以适应多种工作环境。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种适用于10kv配电作业的二自由度运动机构，包括内壳、夹紧机构、驱动机构、旋转机构、外壳、限位机构，所述夹紧机构设置在内壳内，所述夹紧机构包括两个以上内辊轮一、压紧组件，所述内辊轮一转动安装在内壳内壁上，所述压紧组件设置在内辊轮一上方，所述压紧组件和内辊轮一配合夹紧或松开电缆，所述驱动机构设置在内壳内，所述驱动机构带动内辊轮一转动，所述旋转机构设置在内壳外壁上，所述外壳设置在内壳外，所述旋转机构带动外壳绕内壳进行旋转，所述限位机构设置在内壳与外壳之间，所述限位机构用于限制内壳与外壳之间发生轴向移动，且用于支撑外壳在内壳外周进行转动。

优选地，所述压紧组件包括两个以上内辊轮二、内辊轮三、丝杆，所述内辊轮二的两端分别与摇杆一的一端铰接，所述内辊轮三的两端分别与摇杆二的一端铰接，所述摇杆一、摇杆二的另一端分别与内壳内壁铰接，所述相邻的两个内辊轮二之间分别通过长连杆连接，所述长连杆两端分别与内辊轮二铰接，所述与摇杆二相邻的摇杆一和摇杆二分别与短连杆一和短连杆二铰接，所述短连杆一和短连杆二通过连接结连接，所述丝杆与内壳通过螺纹连接，所述丝杆下端穿过内壳与连接结通过轴承连接。

优选地，所述驱动机构包括电机一、涡轮减速器、主动齿轮、从动齿轮，所述电机一固定在内壳内壁上，所述电机一与涡轮减速器连接，所述主动齿轮安装在涡轮减速器两端的输出端上，所述从动齿轮分别安装在其中一个内辊轮一的两端，所述主动齿轮与从动齿轮啮合连接。

优选地，所述旋转机构包括电机二、联轴器、外齿轮，所述电机二固定在内壳外壁上，所述电机二与联轴器连接，所述联轴器的输出端与外齿轮固定连接，所述外壳内壁上设有齿圈，所述外齿轮与齿圈啮合连接。

优选地，所述限位机构包括外辊轮、环形滑槽，所述外辊轮有三个以上，所述外辊轮安装在外壳内壁上，所述环形滑槽设置在内壳外壁上，所述外辊轮设置在环形滑槽内。

优选地，所述丝杆远离连接结的一端设有旋转把手。

优选地，所述内壳由两个内半壳组成，所述两个内半壳一端通过合页连接，另外一端通过螺栓连接。

优选地，所述外壳由两个外半壳组成，所述两个外半壳一端通过合页连接，另外一端通过螺栓连接。

优选地，所述丝杆为锯齿形丝杆。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)采用多铰链夹紧机构实现对电缆的夹紧，夹紧后，由于锯齿形丝杆的自锁，还可以实现对电缆夹紧的防松。

2)采用内外双壳形式，结构稳定，可实现不同的运动方式，单独沿电缆直线运动，单独绕电缆旋转，还有这两种运动的复合运动，为对电缆作业提供便利。

3)双电机驱动，两者工作互不干扰，实现运动的互不干涉，方便操作。

附图说明

图1是本发明实施例中一种适用于10kv配电作业的二自由度运动机构的结构示意图；

图2是本发明实施例中驱动机构和夹紧机构的结构示意图；

图3是本发明实施例中部分夹紧机构的正视图；

图4是本发明实施例中一种适用于10kv配电作业的二自由度运动机构的部分结构示意图一；

图5是本发明实施例中一种适用于10kv配电作业的二自由度运动机构的部分结构示意图二；

图6是本发明实施例中一种适用于10kv配电作业的二自由度运动机构的侧视图；

图中，1、内壳，2、夹紧机构，201、内辊轮一，202、内辊轮二，203、锯齿形丝杆，204、摇杆一，205、摇杆二，206、摇杆三，207、长连杆，208、短连杆一，209、短连杆二，210、连接结，211、旋转把手，3、驱动机构，301、电机一，302、涡轮减速器，303、主动齿轮，304、从动齿轮，4、外壳，5、旋转机构，501、电机二，502、联轴器，503、外齿轮，504、齿圈，6、外辊轮，7、环形滑槽，8、电缆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6所示，一种适用于10kv配电作业的二自由度运动机构，包括内壳1、夹紧机构2、驱动机构3、外壳4、旋转机构5、限位机构，内壳1由两个内半壳组成，两个内半壳一端通过合页连接，另外一端通过螺栓连接。外壳4由两个外半壳组成，两个外半壳一端通过合页连接，另外一端通过螺栓连接。外壳4设置在内壳1外。

夹紧机构2设置在内壳1内，用于夹紧电缆。夹紧机构2包括两个以上内辊轮一201、压紧组件，内辊轮一201转动安装在内壳1内壁上，压紧组件设置在内辊轮一201上方，压紧组件和内辊轮一201配合夹紧或松开电缆8。压紧组件包括两个以上内辊轮二202、内辊轮三206、丝杆203，内辊轮二202的两端分别与摇杆一204的一端铰接，内辊轮三206的两端分别与摇杆二205的一端铰接，摇杆一204、摇杆二205的另一端分别与内壳1内壁铰接，相邻的两个内辊轮二202之间分别通过长连杆207连接，长连杆207两端分别与内辊轮二202铰接，与摇杆二205相邻的摇杆一和摇杆二205分别与短连杆一208和短连杆二209铰接，短连杆一208和短连杆二209通过连接结210连接，连接结210分别与短连杆一208、短连杆二209铰接。丝杆203与内壳1通过螺纹连接，丝杆203下端穿过内壳1与连接结210通过轴承连接，丝杆203为锯齿形丝杆。丝杆203远离连接结210的一端设有旋转把手211。转动旋转把手211，丝杆203随着旋转把手211一起转动，且进行竖直方向的移动，同时，丝杆203带动连接结210上下移动，连接结210通过短连杆一208和短连杆二209带动摇杆二205和其中一个摇杆一分别进行转动，长连杆207带动其他的摇杆一进行转动，在摇杆一204和摇杆二205转动过程中，内辊轮二202和内辊轮三206随之进行上下转动，从而实现内辊轮二202和内辊轮三206在竖直方向的移动，然后通过与内辊轮一201配合达到夹紧电缆的作用。

驱动机构3设置在内壳1内，驱动机构3带动内辊轮一201转动，驱动机构3包括电机一301、涡轮减速器302、主动齿轮303、从动齿轮304，电机一301固定在内壳1内壁上，电机一301与涡轮减速器302连接，主动齿轮303安装在涡轮减速器302两端的输出端上，从动齿轮304分别安装在其中一个内辊轮一201的两端，主动齿轮303与从动齿轮304啮合连接。

限位机构设置在内壳1与外壳4之间，限位机构用于限制内壳1与外壳4之间发生轴向移动，且用于支撑外壳在内壳外周进行转动。限位机构包括外辊轮6、环形滑槽7，外辊轮6有三个以上，外辊轮6安装在外壳4内壁上，环形滑槽7设置在内壳1外壁上，外辊轮6设置在环形滑槽7内。外辊轮6也可安装在内壳1外壁上，环形滑槽7安装在外壳内壁上，外辊轮6设置在环形滑槽7内。旋转机构5设置在内壳1外壁上，旋转机构5带动外壳4进行旋转。旋转机构5包括电机二501、联轴器502、外齿轮503，电机二501固定在内壳1外壁上，电机二501与联轴器502连接，联轴器502的输出端与外齿轮503固定连接，外壳4内壁上设有齿圈504，外齿轮503与齿圈504啮合连接。

工作原理及使用方法：通过转动旋转把手211旋转锯齿型丝杆203，使内辊轮二202运动到内壳1最上方，将电缆8置于内壳1中心。再旋转锯齿型丝杆203，使内辊轮二202向下运动，直到触碰到电缆8，与内辊轮一201一起将电缆8夹紧，将内壳1合上，通过螺栓进行紧固。然后再安装外壳4，外壳上的外辊轮6要对准内壳1外壁上的环形滑槽7，外齿轮503与外壳4内壁上齿圈504相啮合，然后将外壳4的两部分通过螺栓连接。需要沿电缆方向运动时，电机一301工作，经过涡轮减速器302，带动主动齿轮303和从动齿轮304的转动，内辊轮一201随之一起转动，驱动本装置沿电缆方向运动。需要绕电缆8旋转运动时，电机二501工作，经由连轴器502，将转动传递到外齿轮503，外齿轮503与外壳4上的齿圈504啮合，则外壳4就绕着电缆8旋转，同时，内壳1也随着外壳4进行旋转。所以本装置既可以沿电缆前进方向运动和也可以绕着电缆做旋转运动。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。