一种适合带电作业机器人操作的电缆剪切工具的制作方法

本发明属于带电作业机器人领域，尤其是涉及一种配合带电作业机器人操作的剪切工具。

背景技术：

传统解线作业通常为人工带电作业，操作人员需要由绝缘斗臂车送到解线位置进行带电作业。该种方法不但作业时间长、工作条件差，还存在高压电击和高空坠落等危险。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种配合带电作业机器人操作的剪切工具，解决了传统人工带电作业进行解线操作时存在的各种问题，包括：作业时间长、工作条件差，存在高压电击和高空坠落等危险。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种配合带电作业机器人操作的剪切工具，能够放置电缆的外壳组件及能够剪断电缆的剪切刀具；所述外壳组件上设有机器人连接和控制接口。

进一步的，所述刀具由驱动机构驱动移动。

进一步的，所述驱动机构能够通过传动装置驱动所述刀具移动，所述传动装置设置在所述外壳组件内部，所述驱动机构能够通过驱动板与主控板连接，所述驱动机构与所述外壳组件固结。

进一步的，所述传动装置包括蜗杆、固定蜗轮及活动蜗轮，所述固定蜗轮及活动蜗轮均设置在外壳组件内部，所述固定蜗轮与所述活动蜗轮一端通过销轴转动连接，所述驱动机构通过蜗杆轴与所述蜗杆连接，所述刀具设置在所述活动蜗轮及固定蜗轮上。

进一步的，所述驱动装置包括伺服电机及驱动套筒，所述伺服电机通过减速器连接所述驱动套筒，所述伺服电机通过减速器连接所述外壳组件，所述驱动套筒与所述蜗杆连接。

进一步的，所述伺服电机及减速器外侧设有绝缘外壳。

进一步的，所述伺服电机与驱动板相连。驱动板负责驱动伺服电机运转，同时检测电机工作电流，测量剪切刀具的力矩反馈。

进一步的，所述驱动板与主控板相连，主控板发送指令控制驱动板驱动伺服电机运动，同时根据测量的力矩信息进行闭环控制。

进一步的，所述主控板与机器人接口板相连，机器人接口板通过can总线与带电作业机器人相连，同时包含电源接口，从带电作业机器人获取能源。

进一步的，所述驱动板，主控板，机器人接口板通过绝缘壳与所述外壳组件固定。

相对于现有技术，本发明所述的一种配合带电作业机器人操作的剪切工具具有以下优势：

本发明所述的一种配合带电作业机器人操作的剪切工具，(1)该剪切工具配有带电作业机器人接口，可以通过机器人夹持和控制，配合带电作业机器人完成10kv绝缘导线带电解线作业。

(2)该剪切工具由伺服电机驱动，通过反相电流测量来反馈力矩，可根据需求对不同类型的电缆进行剪切。

(3)该剪切工具采用模块化设计，配合带电作业机器人，通过更换刀具组件可以完成多种配电网带电作业操作。

(4)该剪切工具包含主控电路板，通过工业can总线与带电作业机器人连接，可靠性高，抗干扰能力强。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种配合带电作业机器人操作的剪切工具中初始状态外壳组件示意图；

图2为本发明实施例所述的一种配合带电作业机器人操作的剪切工具中工作起始状态外壳组件示意图。

图3为本发明实施例所述的一种配合带电作业机器人操作的剪切工具中传动装置示意图。

图4为本发明实施例所述的一种配合带电作业机器人操作的剪切工具中功能结构示意图。

附图标记说明：

1-剪切刀具；2-支架外壳；3-外壳手柄；4-机器人工具接口；5-刀具闭锁装置；6-电机转盘；7-移动齿条；8-旋转齿轮；9-驱动蜗杆；10-梯形涡轮；11-电机托架；12-驱动电机；13-刀具解锁装置。

具体实施方式

一种配合带电作业机器人操作的剪切工具，能够放置电缆的外壳组件及能够剪断电缆的剪切刀具；所述外壳组件上设有机器人连接和控制接口。

进一步的，所述刀具由驱动机构驱动移动。

进一步的，所述驱动机构能够通过传动装置驱动所述刀具移动，所述传动装置设置在所述外壳组件内部，所述驱动机构能够通过驱动板与主控板连接，所述驱动机构与所述外壳组件固结。

进一步的，所述传动装置包括蜗杆、固定蜗轮及活动蜗轮，所述固定蜗轮及活动蜗轮均设置在外壳组件内部，所述固定蜗轮与所述活动蜗轮一端通过销轴转动连接，所述驱动机构通过蜗杆轴与所述蜗杆连接，所述刀具设置在所述活动蜗轮及固定蜗轮上。

进一步的，所述驱动装置包括伺服电机及驱动套筒，所述伺服电机通过减速器连接所述驱动套筒，所述伺服电机通过减速器连接所述外壳组件，所述驱动套筒与所述蜗杆连接。

进一步的，所述伺服电机及减速器外侧设有绝缘外壳。

进一步的，所述伺服电机与驱动板相连。驱动板负责驱动伺服电机运转，同时检测电机工作电流，测量剪切刀具的力矩反馈。

进一步的，所述驱动板与主控板相连，主控板发送指令控制驱动板驱动伺服电机运动，同时根据测量的力矩信息进行闭环控制。

进一步的，所述主控板与机器人接口板相连，机器人接口板通过can总线与带电作业机器人相连，同时包含电源接口，从带电作业机器人获取能源。

进一步的，所述驱动板，主控板，机器人接口板通过绝缘壳与所述外壳组件固定。

相对于现有技术，本发明所述的一种配合带电作业机器人操作的剪切工具具有以下优势：

本发明所述的一种配合带电作业机器人操作的剪切工具，(1)该剪切工具配有带电作业机器人接口，可以通过机器人夹持和控制，配合带电作业机器人完成10kv绝缘导线带电解线作业。

(2)该剪切工具由伺服电机驱动，通过反相电流测量来反馈力矩，可根据需求对不同类型的电缆进行剪切。

(3)该剪切工具采用模块化设计，配合带电作业机器人，通过更换刀具组件可以完成多种配电网带电作业操作。

(4)该剪切工具包含主控电路板，通过工业can总线与带电作业机器人连接，可靠性高，抗干扰能力强。

技术特征：

1.一种配合带电作业机器人使用的剪切工具，其特征在于：能够放置电缆的外壳组件(2/3)及能够剪断电缆的刀具(1)；所述外壳组件(2/3)上设有机器人连接控制接口(4)。

2.根据权利要求1所述的一种配合带电作业机器人操作的剪切工具，其特征在于：所述剪切刀具(1)由驱动机构(14)驱动移动。

3.根据权利要求2所述的一种配合带电作业机器人操作的剪切工具，其特征在于：所述驱动机构(14)能够通过传动装置(7/8/9)驱动所述剪切刀具(1)移动，所述传动装置(7/8/9)设置在所述外壳组件(2/3)内部，所述驱动机构(14)能够通过机器人末端接口(4)与机器人电源连接，所述驱动机构(14)与所述外壳组件(2/3)固结。

4.根据权利要求3所述的一种配合带电作业机器人操作的剪切工具，其特征在于：所述传动装置(7/8/9)，包括所述刀具(1)设置在所述转动齿轮(6)、活动齿条(7)、传动蜗杆(8)及转动梯形蜗轮(9)上。

5.根据权利要求4所述的一种配合带电作业机器人操作的剪切工具，其特征在于：所述驱动装置(14)包括伺服电机(12)及电机套筒(11)，所述伺服电机(12)通过梯形涡轮(10)连接所述驱动蜗杆(9)，所述伺服电机(12)通过固定套筒(11)连接所述外壳组件(2/3)。

6.根据权利要求5所述的一种配合带电作业机器人操作的剪切工具，其特征在于：所述剪切刀具(1)固定在转动装置(6)上，转动装置由伺服电机及减速齿轮组成。

7.根据权利要求6所述的一种配合带电作业机器人操作的剪切工具，其特征在于：所述剪切刀具(1)固定在转动装置(6)上，可以逆时针转动270度，并卡死在闭锁装置(5)上。

8.根据权利要求1-6任一项所述的一种配合带电作业机器人操作的剪切工具，其特征在于：所述机器人控制接口(4)包括主控板和驱动板，与所述外壳组件(3)固结。

技术总结
本发明提供了一种适合带电作业机器人操作的电缆剪切工具，包括驱动机构、剪切刀具、主控板、驱动板以及机器人控制接口；驱动机构能够通过传动装置驱动剪切刀具运动，且驱动机构能够通过机器人末端接口固定；驱动板负责驱动机构进行运动，完成剪切操作；主控板和机器人控制接口可以保证机器人载计算机可以控制剪切工具。本发明所述的一种适合带电作业机器人操作的剪线工具，配合带电作业机器人进行解线工作，解决了传统人工带电作业使用的剪线操作效率低和安全问题，人工带电作业方式不但作业时间长、工作条件差，还存在高压电击和高空坠落等危险问题。

技术研发人员：尹春丽;刘波;王丹;滕松;李颖;贺中桥
受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司徐州供电分公司;国家电网有限公司
技术研发日：2019.05.28
技术公布日：2020.12.01