一种高空智能操作换灯机器人的制作方法

本发明涉及一种高空智能操作换灯机器人，属于无人机领域。

背景技术：

高空换灯一般采用人工更换，目前属于高危作业，而且容易发生触电危险，随着无人机的发展，许多的高空作业通过无人机便可以解决，但是由于目前换灯一方面需要对灯具的定位要求严格，其次换灯还需要拆卸安装多个螺钉，该动作很难通过无人机实现。

有鉴于上述现有技术存在的问题，本发明结合相关领域多年的设计及使用经验，辅以过强的专业知识，设计制造了一种高空智能操作换灯机器人，来克服上述缺陷。

技术实现要素：

对于现有技术中所存在的问题，本发明提供的一种高空智能操作换灯机器人，能够解决高空换灯问题，降低工人操作风险。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种高空智能操作换灯机器人，包括无人机，所述无人机上方设有操作平台，所述操作平台两侧设有两个灯具定位装置，两个所述灯具定位装置中间设有相机，所述操作平台周边设有可围绕操作平台移动的两个拧螺丝机械手；

所述灯具定位装置包括若干扶爪，每个所述扶爪可相对灯具定位装置中心距离调整，若干所述扶爪中心设有吸盘；

所述拧螺丝机械手包括滑块座，所述滑块座上竖直固定有第一空心杆，所述第一空心杆上端设有第二空心杆和第一摆动电机，所述第一摆动电机可带动所述第二空心杆绕所述第一空心杆上端摆动，所述第二空心杆另一端设有第二摆动电机和第三空心杆，所述第二摆动电机可带动所述第三空心杆绕所述第二空心杆上端摆动，所述第三空心杆另一端转动连接有螺丝头，所述滑块座底部设有螺丝头驱动电机，所述螺丝头驱动电机和螺丝头之间通过柔性钢筋连接，所述柔性钢筋贯穿所述第一空心杆、第二空心杆和第三空心杆。

作为优选的技术方案，所述扶爪设有四个，四个所述扶爪围绕灯具定位装置中心均布。

作为优选的技术方案，所述操作平台周边设有滑道和齿条，所述滑块座上设有转动驱动电机，所述转动驱动电机上设有齿轮，所述转动驱动电机通过齿轮和齿条带动所述滑块座在滑道上滑动。

作为优选的技术方案，所述滑道上设有两个分割块，两所述分割块将所述滑道平分使每个滑块座均在其各自平分的滑道上滑动。

作为优选的技术方案，所述第一摆动电机和第二摆动电机的中心线朝向同一侧。

作为优选的技术方案，所述第一空心杆、第二空心杆和第三空心杆的两端均设有轴承，所述柔性钢筋与所述轴承间隙配合。

作为优选的技术方案，所述螺丝头驱动电机与所述柔性钢筋通过联轴器连接，所述柔性钢筋另一端与所述螺丝头通过联轴器连接。

作为优选的技术方案，所述螺丝头可更换，所述螺丝头设为磁性螺丝头。

作为优选的技术方案，两个所述灯具定位装置中间还设有若干螺钉存储螺纹孔，所述螺钉存储螺纹孔内可放有螺钉。

本发明的有益之处是：

1.通过无人机以及视觉识别换灯位置并利用机械手对损坏的灯具进行拆卸，降低了高空作业的危险性和劳动强度，且两个灯具定位装置和两个拧螺丝机械手，可以实现拆卸安装紧凑进行；

2.利用柔性钢筋实现长距离转动传递，不影响各个空心杆类似关节的摆动，降低了拧螺丝机械手端部的负载，方便了其驱动控制，间接提高了控制精度。

附图说明

附图1为一种高空智能操作换灯机器人的结构示意图。

图中，1、无人机，2、操作平台，3、灯具定位装置，4、扶爪，5、吸盘，6、滑块座，7、螺丝头驱动电机，8、第一空心杆，9、第二空心杆，10、第一摆动电机，11、柔性钢筋，12、第三空心杆,13、螺丝头，14、滑道，15、分割块。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，下面对本发明作进一步的说明。

如图1所示，一种高空智能操作换灯机器人，包括无人机1，无人机1上方设有操作平台2，操作平台2两侧设有两个灯具定位装置3，两个灯具定位装置3中间设有相机，操作平台2周边设有可围绕操作平台2移动的两个拧螺丝机械手，相机可以具体识别拆卸灯具的位置然后具体通过控制系统控制拧螺丝机械手对灯具上的螺钉进行拆卸或安装；

本发明灯具定位装置3包括若干扶爪4，扶爪4设有四个，四个扶爪4围绕灯具定位装置3中心均布，每个扶爪4可相对灯具定位装置3中心距离调整，满足不同大小灯具的定位，若干扶爪4中心设有吸盘5，从而保证灯具定位的方位问题；

本发明拧螺丝机械手包括滑块座6，滑块座6上竖直固定有第一空心杆8，第一空心杆8上端设有第二空心杆9和第一摆动电机10，第一摆动电机10可带动第二空心杆9绕第一空心杆8上端摆动，第二空心杆9另一端设有第二摆动电机(图中未示出)和第三空心杆12，第二摆动电机可带动第三空心杆12绕第二空心杆9上端摆动，第三空心杆12另一端转动连接有螺丝头13，滑块座6底部设有螺丝头驱动电机7，螺丝头驱动电机7和螺丝头13之间通过柔性钢筋11连接，柔性钢筋11贯穿第一空心杆8、第二空心杆9和第三空心杆12，利用柔性钢筋11实现长距离转动传递，不影响各个空心杆类似关节的摆动。

本发明第一摆动电机10和第二摆动电机的中心线朝向同一侧，第一空心杆8、第二空心杆9和第三空心杆12的两端均设有轴承，柔性钢筋11与轴承间隙配合，保证柔性钢筋11能够起到一定的定位导向作用，同时还能避免柔性钢筋11与轴承配合过紧导致的柔性钢筋11无法相对轴承径向移动的问题。

本发明操作平台2周边设有滑道14和齿条，滑块座6上设有转动驱动电机，转动驱动电机上设有齿轮，转动驱动电机通过齿轮和齿条带动滑块座6在滑道14上滑动。本发明滑道14上设有两个分割块15，两分割块15将滑道14平分使每个滑块座6均在其各自平分的滑道14上滑动，两个分割块15优选分别设置在两个灯具定位装置3之间中心两侧位置。

为方便柔性钢筋11与两端零部件的连接，本发明螺丝头驱动电机7与柔性钢筋11通过联轴器连接，柔性钢筋11另一端与螺丝头13通过联轴器连接。螺丝头13可根据不同螺钉大小进行更换，螺丝头13设为磁性螺丝头，两个灯具定位装置3中间还设有若干螺钉存储螺纹孔，螺钉存储螺纹孔大小按一定规则排布，螺钉存储螺纹孔内可放有螺钉，通过磁性螺丝头的再次旋转将拆卸下来的螺钉放入螺钉存储螺纹孔中，或者从其螺钉存储螺纹孔中取出螺钉安装新的灯具。

对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种高空智能操作换灯机器人，其特征在于：包括无人机，所述无人机上方设有操作平台，所述操作平台两侧设有两个灯具定位装置，两个所述灯具定位装置中间设有相机，所述操作平台周边设有可围绕操作平台移动的两个拧螺丝机械手；

所述灯具定位装置包括若干扶爪，每个所述扶爪可相对灯具定位装置中心距离调整，若干所述扶爪中心设有吸盘；

所述拧螺丝机械手包括滑块座，所述滑块座上竖直固定有第一空心杆，所述第一空心杆上端设有第二空心杆和第一摆动电机，所述第一摆动电机可带动所述第二空心杆绕所述第一空心杆上端摆动，所述第二空心杆另一端设有第二摆动电机和第三空心杆，所述第二摆动电机可带动所述第三空心杆绕所述第二空心杆上端摆动，所述第三空心杆另一端转动连接有螺丝头，所述滑块座底部设有螺丝头驱动电机，所述螺丝头驱动电机和螺丝头之间通过柔性钢筋连接，所述柔性钢筋贯穿所述第一空心杆、第二空心杆和第三空心杆。

2.如权利要求1所述的一种高空智能操作换灯机器人，其特征在于：所述扶爪设有四个，四个所述扶爪围绕灯具定位装置中心均布。

3.如权利要求1所述的一种高空智能操作换灯机器人，其特征在于：所述操作平台周边设有滑道和齿条，所述滑块座上设有转动驱动电机，所述转动驱动电机上设有齿轮，所述转动驱动电机通过齿轮和齿条带动所述滑块座在滑道上滑动。

4.如权利要求3所述的一种高空智能操作换灯机器人，其特征在于：所述滑道上设有两个分割块，两所述分割块将所述滑道平分使每个滑块座均在其各自平分的滑道上滑动。

5.如权利要求1所述的一种高空智能操作换灯机器人，其特征在于：所述第一摆动电机和第二摆动电机的中心线朝向同一侧。

6.如权利要求1所述的一种高空智能操作换灯机器人，其特征在于：所述第一空心杆、第二空心杆和第三空心杆的两端均设有轴承，所述柔性钢筋与所述轴承间隙配合。

7.如权利要求1所述的一种高空智能操作换灯机器人，其特征在于：所述螺丝头驱动电机与所述柔性钢筋通过联轴器连接，所述柔性钢筋另一端与所述螺丝头通过联轴器连接。

8.如权利要求1所述的一种高空智能操作换灯机器人，其特征在于：所述螺丝头可更换，所述螺丝头设为磁性螺丝头。

9.如权利要求1所述的一种高空智能操作换灯机器人，其特征在于：两个所述灯具定位装置中间还设有若干螺钉存储螺纹孔，所述螺钉存储螺纹孔内可放有螺钉。

技术总结
本发明涉及一种高空智能操作换灯机器人，属于无人机领域。包括无人机，无人机上方设有操作平台，操作平台两侧设有两个灯具定位装置，操作平台周边设有可围绕操作平台移动的两个拧螺丝机械手；拧螺丝机械手包括滑块座，滑块座上竖直固定有第一空心杆，第一空心杆上端设有第二空心杆和第一摆动电机，第一摆动电机可带动第二空心杆绕第一空心杆上端摆动，第二空心杆另一端设有第二摆动电机和第三空心杆，第二摆动电机可带动第三空心杆绕第二空心杆上端摆动，第三空心杆另一端转动连接有螺丝头，滑块座底部设有螺丝头驱动电机，螺丝头驱动电机和螺丝头之间通过柔性钢筋连接，柔性钢筋贯穿所述第一空心杆、第二空心杆和第三空心杆。

技术研发人员：胡耀增;张守东;黄玉浩;郭兰天;王龙昊;孙振豪;吴梦瑶;于光鑫;朱学政;张瑞锐
受保护的技术使用者：青岛理工大学
技术研发日：2020.01.21
技术公布日：2020.05.22