一种涂覆机器人及使用方法与流程

1.本发明涉及线缆涂覆技术领域，尤其涉及一种涂覆机器人及使用方法。


背景技术：

2.目前的架空导线中，有很多导线都是架空裸导线，为适应区域改建需求，需要对这些架空裸导线进行绝缘处理，在针对架空裸导线的绝缘处理中，以往通常采用将裸线芯更换为绝缘导线的方式进行，但该种更换导线的方式，实施起来需要先切断电源，影响电能的供给，同时导线的更换成本很高，更换的效率也很低。随着电网技术的不断发展，在针对架空裸导线绝缘处理时，逐步开始采用涂覆机器人进行，涂覆机器人可在导线上行走，并在导线的表面喷涂绝缘材料，以对导线进行绝缘处理，该种处理方式，实施成本低，且无需断电，有效的提高了导线绝缘处理的效率。
3.现有申请公布号为cn114918941a的发明专利申请，公开了一种涂覆机器人，包括储料机构，储料机构的两侧分别设置有卷扬机构，储料机构的一侧设置有可伸缩的挤料机构，两个卷扬机构上分别设置有可摆动的走线臂，两个走线臂的位置位于同一侧，且两个走线臂的摆动方向相同，任一走线臂上设置有喷涂装置。
4.如上述技术方案中，涂覆机器人的走线轮是通过走线电机进行驱动，走线轮与走线电机均设置在走线臂上，其导致了走线臂的体积较大，且走线臂是以摆动方式进行调整，从待机位移动至工作位，之后搭载至线缆上。该种结构导致走线臂的调整需要较大的空间，壳体在纵向及横向上均需预留调整空间，会增加涂覆机器人的纵向高度和横向宽度，导致涂覆机器人结构不够紧凑；其次，目前涂覆机器人，走线臂和储料机构是上下设置，高度大于宽度，若进一步增加涂覆机器人的纵向高度，会导致涂覆机器人侧向受风面增大，影响起风天气下使用的稳定性。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提出了一种涂覆机器人及使用方法，涂覆机器人的挂臂组以平移方式进行调整，不会增加涂覆机器人壳体的纵向高度，所需调整空间小、结构紧凑，且可减少涂覆机器人侧面受风，从而保证起风天气下使用的稳定性。
6.本发明的技术方案是这样实现的：
7.一方面，本发明提供了一种涂覆机器人，包括桁架、卷扬组、位移机构和挂臂组，其中，
8.卷扬组设置在桁架上；
9.位移机构设置在桁架上；
10.挂臂组设置在位移机构上，位移机构可带动挂臂组平移，以相对靠近或远离卷扬组。
11.在以上技术方案的基础上，优选的，位移机构包括导杆、支座、滑块和第一驱动件，其中，
12.导杆通过支座固定在桁架上；
13.滑块固定在挂臂组上，并与导杆滑动连接；
14.第一驱动件设置在桁架上，并与挂臂组相连接，以驱动挂臂组通过滑块沿导杆位移，从而靠近或远离卷扬组。
15.在以上技术方案的基础上，优选的，挂臂组包括支架、导向轮和第二驱动件，其中，
16.支架与滑块及第一驱动件相连接；
17.导向轮转动设置在支架上，且导向轮至少设置有两个；
18.第二驱动件设置在支架上，用于驱动导向轮转动。
19.在以上技术方案的基础上，优选的，第一驱动件包括挂板、第二电机、螺母座和丝杆，其中，
20.第一固定架设置在支架上，且第一固定架可相对支架滑动或固定；
21.第二电机设置在第一固定架上；
22.螺母座固定在桁架上；
23.丝杆与第二电机的输出轴相连接，且丝杆与螺母座通过螺纹连接。
24.在以上技术方案的基础上，优选的，第二驱动件包括带轮、转轴、第二固定架、第三电机和同步带，其中，
25.带轮设置有多个，多个带轮通过多个转轴转动设置在支架上；
26.导向轮通过转轴与带轮串接；
27.第二固定架设置在支架上，且第二固定架可相对支架滑动或固定；
28.第三电机设置在第二固定架上，且第三电机的输出轴上设置有一个带轮；
29.同步带串接所有带轮。
30.在以上技术方案的基础上，优选的，第二驱动件还包括辊筒，辊筒在第二固定架上相平行的设置有两个，第二固定架位于两个导向轮之间，同步带经两个辊筒支撑并呈t形结构传动。
31.在以上技术方案的基础上，优选的，第二驱动件还包括侧板，侧板设置有多个，并分别位于支架的两侧，支架两侧的侧板相对设置，带轮通过转轴串接在两个相对侧板之间。
32.在以上技术方案的基础上，优选的，第一固定架和第二固定架均垂直于桁架；
33.第二电机固定在第一固定架朝向桁架的一端上；
34.第三电机固定在第二固定架朝向桁架的一端上。
35.在以上技术方案的基础上，优选的，还包括壳体，壳体呈u形状，中部设置有走线槽，壳体的内部设置有第一容置腔、第二容置腔和第三容置腔，其中，
36.卷扬组设置在第一容置腔内；
37.挂臂组设置在第二容置腔内；
38.桁架和位移机构均设置在第三容置腔内；
39.走线槽与第一容置腔、第二容置腔及第三容置腔相贯通。
40.另一方面，本发明提供了一种上述涂覆机器人的使用方法，包括如下步骤：
41.s1、第二电机驱动丝杆转动，以配合螺母座传动，带动挂臂组在位移机构上移动，以远离卷扬组；
42.s2、将卷扬组连接线缆上，以提升本涂覆机器人，直至挂臂组的导向轮高于线缆；
43.s3、第二电机反向转动，驱动丝杆配合螺母座传动，带动挂臂组在位移机构上移动，以靠近卷扬组，使得导向轮位于线缆上方；
44.s4、卷扬组带动本涂覆机器人下降，直至导向轮挂载到线缆上；
45.s5、第三电机通过带轮及同步带驱动导向轮转动，以带动本涂覆机器人在线缆上行走，涂覆机器人同步进行喷涂作业。
46.本发明的涂覆机器人及使用方法相对于现有技术具有以下有益效果：
47.(1)通过设置位移机构带动挂臂组进行移动调整，且挂臂组是以平移的方式进行调整，其不会影响涂覆机器人的高度，仅需增加涂覆机器人壳体的宽度即可，机器人壳体宽度增加量小，有利于保证结构的紧凑性；其次，可避免涂覆机器人高度增加导致侧向受风面积变大，以降低风力对涂覆工作的影响，而在其自重的影响下，即使顶面或底面受风，涂覆机器人也具有良好的稳定性，有利于保证涂覆质量；
48.(2)挂臂组的导向轮通过同步带传动副进行驱动，无需针对每一个导向轮安装电机进行驱动，可有效的降低成本，并减小涂覆机器人的体积，以提高结构的紧凑性，有利于涂覆机器人的轻量化发展；
49.(3)壳体中设置有第一容置腔、第二容置腔和第三容置腔用于放置卷扬组、挂臂组、桁架和支架，且在壳体上设置有容置线缆的容置槽，卷扬组和挂臂组对称式的设置，使得本涂覆机器人呈线缆内嵌式结构，其布局合理，结构紧凑，且第三容置腔位于最底部，可拓展容纳更多的料筒，显著提高料机比，以增加作业时间。
附图说明
50.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
51.图1为本发明的涂覆机器人的立体图；
52.图2为本发明的涂覆机器人的内部结构图；
53.图3为本发明的涂覆机器人的内部结构俯视图；
54.图4为本发明的涂覆机器人的桁架、卷扬组、挂臂组、涂覆组和供料筒连接结构图；
55.图5为本发明的涂覆机器人的桁架结构图；
56.图6为本发明的涂覆机器人的卷扬组结构图；
57.图7为本发明的涂覆机器人的挂臂组结构图；
58.图8为本发明的涂覆机器人的涂覆组结构图；
59.图9为本发明的涂覆机器人的料筒与涂覆组连接结构图；
60.图10为本发明的涂覆机器人的第二驱动件结构图
61.图11为本发明的涂覆机器人的第二驱动件侧视结构图
62.图12为本发明的涂覆机器人的带轮安装结构图
63.图13为本发明的涂覆机器人的壳体结构图；
64.图14为本发明的涂覆机器人的壳体主视图；
65.图15为本发明的涂覆机器人的壳体俯视图；
66.图16为本发明的图12中a-a向剖面图；
67.图中：桁架1、卷扬组2、转轮架21、提升带22、挂板23、第三电机24、位移机构3、导杆31、支座32、滑块33、第一驱动件34、第一固定架341、第一电机342、螺母座343、丝杆344、挂臂组4、支架41、导向轮42、第二驱动件43、带轮431、转轴432、第二固定架433、第二电机434、同步带435、辊筒436、侧板437、第一侧板4331、第二侧板4332、壳体5、走线槽00、第一容置腔501、第二容置腔502、第三容置腔503、线缆s、涂覆组6、侧板61、拉簧62、支撑轮63、电动夹爪64、第一模头65、第二模头66、供料筒7。
具体实施方式
68.下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。
69.如图1～16所示，本发明的涂覆机器人，包括桁架1、卷扬组2、位移机构3、挂臂组4、壳体5、涂覆组6和供料筒7。
70.其中，桁架1用作载体使用，卷扬组2和位移机构3均设置在桁架1上；挂臂组4设置在位移机构3上，位移机构3可带动挂臂组4平移，以相对靠近或远离卷扬组2。
71.其中，卷扬组2用于将本涂覆机器人提升至线缆s上，并防止涂覆机器人坠落，而挂臂组4用于将本涂覆机器人挂载在线缆s上，起移动作用，为了避免卷扬组2与挂臂组4的工作产生干涉，因此需要先提升涂覆机器人，再位移调整挂臂组4，使其挂载到线缆s上。
72.具体在调整时，位移机构3带动挂臂组4，以平移的方式进行调整，从而使挂臂组4靠近卷扬组2，并挂载到线缆s上，或带动挂臂组4远离卷扬组2，从而方便将本涂覆机器人从线缆s上取下。
73.如上，挂臂组4采用平移的调整方式，使得涂覆机器人无需预留纵向高度上的调整空间，仅需在宽度方向上预留调整空间即可，如此一来，相较传统摆臂式的调整方式，所需的调整空间更小，有利于提高涂覆机器人的结构紧凑性。由于无需增加涂覆机器人的纵向高度，因此可减小涂覆机器人的侧面受风面积，在起风环境下使用本机器人，其具有良好的稳定性，可保证涂覆质量。
74.本涂覆机器人中的位移机构3，包括导杆31、支座32、滑块33和第一驱动件34，其中，导杆31通过支座32固定在桁架1上；滑块33固定在挂臂组4上，并与导杆31滑动连接；滑块33与导杆31的设置，是为了对挂臂组4的移动进行导向，并对挂臂组4起到支撑作用，使得挂臂组4以平移的方式进行移动。
75.作为位移机构的动力源，第一驱动件34设置在桁架1上，并与挂臂组4相连接，以驱动挂臂组4通过滑块33沿导杆31位移，从而靠近或远离卷扬组2。
76.具体的，第一驱动件34为丝杆螺母副。其包括第一固定架341、第一电机342、螺母座343和丝杆344，其中，第一固定架341设置在支架41上，且第一固定架341可相对支架41滑动或固定；第一电机342设置在第一固定架341上；螺母座343固定在桁架1上；丝杆344与第一电机342的输出轴相连接，且丝杆344与螺母座343通过螺纹连接。
77.如上述结构，在第一电机342驱动丝杆344进行转动时，其会配合螺母座343进行传
动，由于螺母座343与桁架1固定连接，因此丝杆344和第一电机342会带动挂臂组4靠近或远离卷扬组2，从而实现挂臂组4与卷扬组2的相对靠近或分离。
78.当然，第一驱动件34也可采用其他线性位移机构替代，优选的，可采用电动推杆，其具有体积小的优点，同时由于是电能驱动，供能较为方便。
79.本涂覆机器人的卷扬组2，包括转轮架21、提升带22、挂板23和第三电机24，其中，转轮架21设置在桁架1上；提升带22卷绕在转轮架21上，且提升带22的自由端与挂板23相连接；第三电机24固定在转轮架21上，以驱动转轮架21收放提升带22。卷扬组2的作用，是用于将本涂覆机器人提升至线缆s上，并防止涂覆机器人坠落。
80.如上述结构，卷扬组2在具体应用时，将挂板23挂载到线缆s上，然后第三电机24驱动转轮架21收卷提升带22，从而挂载本涂覆机器人即可，当需要对涂覆机器人需要补充物料时，卷扬组2先提升涂覆机器人一定距离，然后位移机构3带动挂臂组4脱离线缆s，之后第三电机24反转，驱动转轮架21外放提升带22，此时涂覆机器人便会逐渐下降，直至落地后即可进行物料补充，提升带22应由绝缘材料制成，进行物料补充时，应当做好绝缘防护，以防止触电。
81.本涂覆机器人的挂臂组4，包括支架41、导向轮42和第二驱动件43，其中，支架41与滑块33及第一驱动件34相连接；导向轮42转动设置在支架41上，且导向轮42至少设置有两个；第二驱动件43设置在支架41上，用于驱动导向轮42转动。如上述结构，支架41用于导向轮42的安装，导向轮42用于挂载到线缆s上，导向轮42位于线缆s的上侧，之后通过第二驱动件43带动导向轮42转动，即可驱动本涂覆机器人在线缆s上进行行走。
82.现有涂覆机器人通常会设置有多个导向轮42用于行走使用，若每个导向轮42设置一个电机用于驱动，会大大增加生产成本，为此第二驱动件43采用同步带传动副。
83.具体的，第二驱动件43包括带轮431、转轴432、第二固定架433、第二电机434和同步带435，其中，带轮431设置有多个，多个带轮431通过多个转轴432转动设置在支架41上；导向轮42通过转轴432与带轮431串接；第二固定架433设置在支架41上，且第二固定架433可相对支架41滑动或固定；第二电机434设置在第二固定架433上，且第二电机434的输出轴上设置有一个带轮431；同步带435串接所有带轮431。第二电机434通过带轮431和同步带435便可驱动导向轮42转动，从而带动本涂覆机器人在线缆s上行走。该种驱动方式，相较现有的多电机驱动，能够显著降低涂覆机器人的生产成本，且有利于降低涂覆机器人的重量并提升结构紧凑性。
84.优选的，桁架1和支架41均采用欧标4040铝型材，其可直接安装螺栓，无需开孔，方便组件间的连接，且使得第二固定架433方便滑动调整位置，第一固定架341采用和第二固定架433相同的结构即可，铝型材仅需裁切至合适的长度，然后使用螺栓进行组件间的组装连接即可，操作起来十分便利，且铝型材在保证结构强度的同时，还具有质量轻便的优点。
85.第二驱动件43还包括辊筒436，辊筒436在第二固定架433上相平行的设置有两个，第二固定架433位于两个导向轮42之间，同步带435经两个辊筒436支撑并呈t形结构传动。上述结构的设置，使得同步带435的布设能够占用更少的空间，不但可避免干涉到其他组件，同时两个辊筒436还能够起到张紧同步带435的作用，以使得传动更加稳定。
86.进一步的，第二固定架433包括第一侧板4331和第二侧板4332，第一侧板4331和第二侧板4332通过螺栓固定在支架41上即可，能够提高组件安装的便利性，且便于滑动调整。
辊筒436设置在第一侧板4331和第二侧板4332之间，用于引导支撑同步带435，如此，同步带435和辊筒436是对应支架41的宽度进行设置，有利于提高空间利用率，使得本涂覆机器人结构更加紧凑。
87.进一步的，第二驱动件43还包括侧板437，侧板437设置有多个，并分别位于支架41的两侧，支架41两侧的侧板437相对设置，带轮431通过转轴432串接在两个相对侧板437之间。如此一来，带轮431也会对应支架41的宽度方向进行设置，可使得挂臂组4的整体更加紧凑，减少空间占用，提高本涂覆机器人结构的紧凑性。
88.为了防止第一电机342和第二电机434干涉导向轮42的位移，第一固定架341和第二固定架433均垂直于桁架1；第一电机342固定在第一固定架341朝向桁架1的一端上；第二电机434固定在第二固定架433朝向桁架1的一端上。如此一来，在纵向上，导向轮42与第一电机342及第二电机434具有较远的间隔，为使得导向轮42能够更好的移动至线缆s的上方，方便挂臂组4与线缆s的挂载连接。
89.本涂覆机器人的壳体5，为适应上述结构，设置为u形状，壳体5的中部设置有走线槽00，壳体5的内部设置有第一容置腔501、第二容置腔502和第三容置腔503，其中，卷扬组2设置在第一容置腔501内；挂臂组4设置在第二容置腔502内；桁架1和位移机构3设置在第三容置腔503内；走线槽00与第一容置腔501、第二容置腔502和第三容置腔503相贯通。
90.如上述的壳体5结构，是为了适应桁架1、卷扬组2、位移机构3和挂臂组4的布局设置，其结构合理，完全匹配上述组件的布局，使得本涂覆机器人整体结构紧凑。
91.在涂覆机器人进行行走时，是通过涂覆组6进行线缆s的绝缘涂覆工作，具体的，涂覆组6包括侧板61、拉簧62、支撑轮63、电动夹爪64、第一模头65和第二模头66，其中，侧板61设置有两个，且两个侧板61均通过拉簧62与壳体5相连接；支撑轮63转动设置在两个侧板61之间；电动夹爪64与侧板61相连接，第一模头65和第二模头66各与电动夹爪64的一个夹爪相连接。如上述结构，电动夹爪64能够带动第一模头65和第二模头66进行开合，从而可套至线缆s上，支撑轮63用于对线缆s进行支撑导向，以防止线缆s摆动碰撞第一模头65和第二模头66，从而保证良好的涂敷质量。在本涂覆机器人的上下线过程中，电动夹爪64需要带动第一模头65和第二模头66分离，以避免干涉到本涂覆机器人的上下线。
92.涂覆组6中的拉簧62，用于涂覆组6在壳体5上的安装，拉簧62将涂覆组6架空，从而使得涂覆组6能够整体跟随线缆s摆动，以使得第一模头65和第二模头66能够与线缆s同心，从而保证涂覆质量。
93.在本涂覆机器人中，设置有供料筒7为第一模头65和第二模头66供料，供料筒7设置在桁架1远离位移机构3的一面上，且供料筒7与第一模头65及第二模头66通过管道连通。供料筒7采用常规的挤出式供料筒即可，现有的涂覆机器人，通常仅具有一个供料筒7，而本涂覆机器人，可在桁架1的底面上设置两个供料筒7，供料筒7位于第三容置腔503内，两个供料筒7与卷扬组2和挂臂组4上下对应设置，以提高本涂覆机器人的料机比，使其一次上线可工作更长的时间，同时能够保证本涂覆机器人结构的紧凑性。
94.一种上述涂覆机器人的使用方法，其包括如下步骤：
95.s1、第一电机342驱动丝杆344转动，以配合螺母座343传动，带动挂臂组4在位移机构3上移动，以远离卷扬组2；
96.s2、将卷扬组2连接线缆上，以提升本涂覆机器人，直至挂臂组4的导向轮42高于线
缆；
97.s3、第一电机342反向转动，驱动丝杆344配合螺母座343传动，带动挂臂组4在位移机构3上移动，以靠近卷扬组2，使得导向轮42位于线缆上方；
98.s4、卷扬组2带动本涂覆机器人下降，直至导向轮42挂载到线缆上；
99.s5、第二电机434通过带轮431及同步带435驱动导向轮42转动，以带动本涂覆机器人在线缆上行走，涂覆机器人同步进行喷涂作业。
100.如上述的使用方法，在涂覆机器人进行涂覆作业时，供料筒7向第一模头65和第二模头66供料，第一模头65和第二模头66同步进行喷涂作业。
101.具体实施步骤：
102.在本涂覆机器人工作前，需要先将本涂覆机器人安装到线缆s上，卷扬组2位于第一容置腔501内，卷扬组2的挂板23则从第一容置腔501内伸出，并挂载到电缆上，第三电机24驱动转轮架21收卷提升带22，从而提升本涂覆机器人到线缆s上。之后位移机构3动作，第一驱动件34推动挂臂组4向卷扬组2移动，直至挂臂组4的导向轮42从第二容置腔502伸出至走线槽00内，此时卷扬组2放出一定长度的线缆s，涂覆机器人整体下降，使导向轮42挂载到线缆s上，之后涂覆组6的电动夹爪64动作，带动第一模头65和第二模头66闭合，从而套至线缆s上，即可进行涂覆工作。
103.具体在涂覆时，供料筒7向第一模头65和第二模头66供料，第二驱动件43则带动导向轮42转动，从而使本涂覆机器人在线缆s上移动，移动过程中，第一模头65和第二模头66同步进行喷涂作业。
104.以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。