專利名稱：高壓帶電作業(yè)機(jī)器人裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種線路帶電作業(yè)裝置，尤其涉及一種高壓帶電作業(yè)機(jī)器人裝置。
背景技術(shù)：
IOkV配電網(wǎng)絡(luò)是直接面向用戶的電力基礎(chǔ)設(shè)施，由于配電網(wǎng)絡(luò)絕緣水平低，在大氣過電壓、污穢或其他外界因素作用下易發(fā)生故障，且由于部分地區(qū)供電設(shè)施陳舊老化，設(shè)備完好率低，使故障隱患增多。帶電作業(yè)是電力設(shè)備測(cè)試、檢修、改造的重要手段，它為提高供電可靠性，減少停電損失、保證電網(wǎng)安全做出了巨大貢獻(xiàn)。帶電作業(yè)對(duì)操作人員的技術(shù)水平和熟練程度、氣候 條件、安全防護(hù)用具等要求非常嚴(yán)格。由于擔(dān)心安全隱患、缺乏合適的人身安全防護(hù)用具及帶電作業(yè)技術(shù)培訓(xùn)不夠等，部分地區(qū)對(duì)配電線路的帶電作業(yè)內(nèi)容進(jìn)行了限制，致使配電線路停電作業(yè)頻繁，配電可靠性指標(biāo)不能完成，從而給電力企業(yè)帶來了很大的經(jīng)濟(jì)損失，給人民生活和生產(chǎn)帶來了很大的不便。目前作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)廣泛采用絕緣斗臂車中間電位作業(yè)方法，操作人員使用手動(dòng)工具完成帶電作業(yè)任務(wù)，其存在著如下缺陷I.勞動(dòng)強(qiáng)度大，作業(yè)效率低，自動(dòng)化水平低。2.操作人員直接接觸高壓導(dǎo)線，存在安全隱患。3.人工帶電作業(yè)安全防護(hù)、遮蔽要求非常嚴(yán)格，稍不注意就會(huì)出現(xiàn)短路電流，造成重大的安全事故，引發(fā)人身傷亡事故。人工帶電作業(yè)有其困難與局限性，因此利用具有更強(qiáng)的安全性和適應(yīng)性的機(jī)器人代替人工進(jìn)行高空帶電作業(yè)是非常必要，是符合時(shí)代發(fā)展要求的。中國(guó)專利02135135公開了一種高壓帶電作業(yè)機(jī)器人裝置，其包括移動(dòng)汽車、升降機(jī)構(gòu)、絕緣支撐平臺(tái)、作業(yè)機(jī)械臂、液壓機(jī)械手、隔離變壓器、發(fā)電機(jī)和液壓油泵、控制柜，升降機(jī)構(gòu)、發(fā)電機(jī)和液壓泵安裝在汽車底盤上，絕緣支撐平臺(tái)與升降機(jī)構(gòu)的末端相聯(lián)。作業(yè)機(jī)械臂、隔離變壓器和低壓控制柜安裝在絕緣支撐平臺(tái)上。作業(yè)機(jī)械臂由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，機(jī)械手由液壓驅(qū)動(dòng)，計(jì)算機(jī)通過低壓控制裝置控制作業(yè)機(jī)械臂和機(jī)械手及其所夾持的裝用工具完成各種高壓帶電作業(yè)。但是，其作業(yè)機(jī)械臂采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，機(jī)械手采用液壓驅(qū)動(dòng)，提供動(dòng)力源的發(fā)電機(jī)和液壓泵卻安裝在汽車底盤上，只能通過拖動(dòng)長(zhǎng)長(zhǎng)的導(dǎo)線和油管與作業(yè)機(jī)械臂和機(jī)械手相連，這樣作業(yè)絕緣支撐平臺(tái)與汽車底盤處于同一電位，極容易造成絕緣平臺(tái)接地，因此存在很大安全隱患；另外，涉及高壓帶電作業(yè)，操作人員的絕緣安全至關(guān)重要，而該專利并未指出操作人員在作業(yè)平臺(tái)的作業(yè)位置，也未說明操作人員與作業(yè)平臺(tái)、帶電設(shè)備、作業(yè)機(jī)械臂等之間是否保持在安全距離內(nèi)，而這些問題直接決定該高壓帶電作業(yè)機(jī)器人裝置是否切實(shí)可行。申請(qǐng)人:申請(qǐng)的中國(guó)專利ZL201020278798公開了一種高壓帶電作業(yè)機(jī)器人絕緣
系統(tǒng)。其包括斗臂車，斗臂車設(shè)有斗臂車絕緣臂，在斗臂車絕緣臂頂部設(shè)有絕緣平臺(tái)，絕緣平臺(tái)上安裝有獨(dú)立的機(jī)械手操作裝置和操作主手系統(tǒng)，他們采用分開獨(dú)立供電方式，彼此間采用光纖通信。它可使高壓帶電作業(yè)機(jī)器人通過絕緣斗臂車進(jìn)行相對(duì)地絕緣，通過光纖通信實(shí)現(xiàn)高壓線對(duì)人的絕緣，機(jī)械臂外包玻璃鋼、絕緣平臺(tái)外包玻璃鋼、邊相加遮蔽罩進(jìn)行相間絕緣系統(tǒng)。但是，該專利只是從實(shí)現(xiàn)高壓帶電作業(yè)的功能角度考慮機(jī)器人絕緣系統(tǒng)，并未說明操作人員、機(jī)械手操作裝置和操作主手系統(tǒng)之間，是通過怎樣空間布局來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)絕緣。其所述的機(jī)械手操作裝置和操作主手系統(tǒng)，只是簡(jiǎn)單羅列出各組成部分的相互連接關(guān)系，并未說明各組成部分在絕緣平臺(tái)上的位置關(guān)系。另外，鑒于高壓帶電作業(yè)特點(diǎn)，絕緣平臺(tái)應(yīng)在滿足升降平臺(tái)最大載荷前提下，盡可能設(shè)計(jì)尺寸要小，占用空間小，避免作業(yè)時(shí)觸及導(dǎo)線或其他帶電設(shè)備，而該專利只是含糊指出絕緣機(jī)械臂I和絕緣機(jī)械臂II的底座間距不小于O. 4m,兩者與主手控制器安全距離不小于O. 4m,到底安全距離為多少，才能既滿足絕緣要求又滿足高空作業(yè)要求，該專利并沒有給出確切答案，因此該高壓帶電作業(yè)機(jī)器人絕緣系統(tǒng)在實(shí)踐中并不可行，而只是一種設(shè)計(jì)方案或設(shè)計(jì)思路。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是為解決上述現(xiàn)有技術(shù)不足，解決現(xiàn)有高壓線路人工帶電作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)效率及自動(dòng)化水平低，存在安全隱患、容易引發(fā)人身傷亡事故的問題，提供一種新型高壓帶電作業(yè)機(jī)器人裝置，代替人工完成高空帶電作業(yè)任務(wù)，提高作業(yè)人員的操作安全性能。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種高壓帶電作業(yè)機(jī)器人裝置，它包括移動(dòng)汽車，在移動(dòng)汽車上設(shè)有上裝折疊加伸縮絕緣臂、上裝控制裝置和機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)。所述上裝折疊加伸縮絕緣臂設(shè)于移動(dòng)汽車底盤上，由上裝液壓泵站、回轉(zhuǎn)塔、下臂、上臂、伸縮臂等組成，上裝液壓泵站安裝在移動(dòng)汽車移動(dòng)底盤上，回轉(zhuǎn)塔位于上裝液壓泵站上部，下臂安裝在回轉(zhuǎn)塔上，上臂與下臂鉸鏈連接，在上臂設(shè)有伸縮臂，伸縮臂末端安裝機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)；所述上裝控制裝置包括上部控制裝置和下部控制裝置，上部控制裝置安裝在機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)上，設(shè)有全方位操作手柄，下部控制裝置安裝在回轉(zhuǎn)塔上，并設(shè)有上部控制裝置切換按鈕；所述下部控制裝置與上部控制裝置分別設(shè)有緊急停止裝置，下部控制裝置優(yōu)先于上部控制裝置，且下部控制與上部控制裝置間互鎖。所述機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)包括機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)支承架、上部控制裝置、機(jī)器人操作系統(tǒng)和絕緣斗。所述機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)支承架由機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)底架和機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)側(cè)面連接架連接組成的L形結(jié)構(gòu)，為液壓升降平臺(tái)控制集成、機(jī)器人操作系統(tǒng)和絕緣斗提供可靠支承；所述上部控制裝置位于絕緣斗右側(cè)，操作人員通過控制桿和操作柄，為機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)提供升、降及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并供給主從控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)所需的液壓油源；所述機(jī)器人操作系統(tǒng)由操控主手、液壓機(jī)械臂、液壓伺服控制盒、微控制器、終端控制盒和微控制器電源集成等組成，采用主從控制液壓驅(qū)動(dòng)，機(jī)械臂可以完全跟隨主手運(yùn)動(dòng)；操作人員站在絕緣斗內(nèi)，操控主手可以遠(yuǎn)程遙控機(jī)械臂夾持專用工具接觸線路完成各種高壓帶電作業(yè)。所述操控主手包括安裝在機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)側(cè)面連接架頂部的左、右兩主手，兩主手中心間距O. Sm，距離機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)支承架上表面Im ;在機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)側(cè)面連接架的內(nèi)側(cè)面、絕緣斗上側(cè)安裝有與左、右主手通信的終端控制盒，兩終端控制盒中心間距O. 6m ；在機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)側(cè)面連接架的外側(cè)面上，通過微控制器連接架連接分別為左、右主手提供控制和遠(yuǎn)程通信功能的左、右微控制器，兩微控制器中心間距l(xiāng)m。高壓帶電作業(yè)機(jī)器人裝置本實(shí)用新型中，移動(dòng)汽車駕駛室配有主控、發(fā)動(dòng)機(jī)開/?？刂坪蛣?dòng)力輸出開關(guān)；高空作業(yè)時(shí)，移動(dòng)汽車需停穩(wěn)在水平路面，支腿有足夠空間伸縮到地面后，放下所有支腿直到牢固接地方能作業(yè)。移動(dòng)汽車底盤上安裝有下臂支承架、上臂支承架和機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)支承架，分別用于上臂、下臂和機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)的支架支承。上裝折疊加伸縮絕緣臂安裝于汽車底盤上，采用上裝液壓泵站驅(qū)動(dòng)，由上裝回轉(zhuǎn)塔、下臂、上臂、伸縮臂等組成。所述上裝控制裝置包括下部控制裝置和上部控制裝置，下部控制裝置設(shè)置于回轉(zhuǎn)塔上，并設(shè)有上部控制裝置切換按鈕，上部控制裝置設(shè)置于機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)上，設(shè)有全方位操作手柄，便于置于絕緣斗內(nèi)操作人員作業(yè)。下部控制裝置優(yōu)先于上部控制裝置，具有控制互鎖保險(xiǎn)的功能，兩者操作控制裝置都設(shè)有緊急停止裝置，均可實(shí)現(xiàn)上裝回轉(zhuǎn)、下臂與上臂俯仰、伸縮臂與上臂間伸縮、機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)旋轉(zhuǎn)?！に鰴C(jī)器人作業(yè)平臺(tái)包括機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)支承架、上部控制裝置、機(jī)器人操作系統(tǒng)和絕緣斗。所述機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)支承架由機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)底架和機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)側(cè)面連接架連接組成的L形結(jié)構(gòu)，為液壓升降平臺(tái)控制集成、機(jī)器人操作系統(tǒng)和絕緣斗提供可靠支承；所述機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)支承架采用鋼結(jié)構(gòu)方管焊接而成，鋼型材表面均用環(huán)氧玻璃布搭邊纏繞；作業(yè)平臺(tái)側(cè)面連接架上設(shè)有螺栓孔，可以通過螺栓連接到斗臂車絕緣升降臂末端；所述機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)底架上、下及四周表面采用4mm環(huán)氧絕緣板粘合而成。上部控制裝置包括箱體，箱體上設(shè)有控制桿、操作柄和應(yīng)急按鈕，操作人員可以實(shí)時(shí)控制機(jī)器人平臺(tái)的升降和俯仰，將平臺(tái)輸送到高空合適作業(yè)位置；緊急情況可以按下應(yīng)急按鈕，切斷供給機(jī)械臂液壓油路，保證人機(jī)安全。機(jī)器人操作系統(tǒng)由左右兩主手、左右兩液壓機(jī)械臂、液壓伺服控制盒、微控制器等組成。左主手、右主手分別與左機(jī)械臂、右機(jī)械臂通過光纖連接，機(jī)械臂采用液壓伺服控制方式，主手和機(jī)械臂是同構(gòu)的，機(jī)械臂可以完全跟隨主手來運(yùn)動(dòng)。只需一名操作人員站在絕緣斗內(nèi)，其左、右兩手分別操控左主手和右主手，遠(yuǎn)程遙控實(shí)現(xiàn)對(duì)左機(jī)械臂和右機(jī)械臂的主從控制，遠(yuǎn)程遙控機(jī)械臂夾持專用工具接觸高壓線路作業(yè)。液壓伺服控制盒是機(jī)械臂的外部接口，為機(jī)械臂提供必要的電源、指令和測(cè)控信息。微控制器提供主手控制和遠(yuǎn)程通信功能的系統(tǒng)。機(jī)械臂采用上裝液壓泵站提供的液壓源驅(qū)動(dòng)的七自由度裝置。所述兩液壓機(jī)械臂由七個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)的硬鋁合金材料制成，通過支承絕緣子安裝于機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)底架上面前部?jī)蓚?cè)，兩機(jī)械臂中心間距l(xiāng)m，并外包橡膠套袖；所述左、右兩機(jī)械臂的腰部回轉(zhuǎn)外側(cè)設(shè)有置于支承絕緣子的支承架上的左、右兩液壓伺服控制盒，距離機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)支承架上表面O. 6m，該控制盒是機(jī)械臂的外部接口，通過光纖與微控制器相連。機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)與上裝伸縮臂末端機(jī)械螺栓連接，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境要求和操作人員需求，可將人工手動(dòng)工具作業(yè)專用絕緣斗直接連接到上裝絕緣臂內(nèi)臂末端，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)和手動(dòng)工具作業(yè)專用絕緣斗之間互換連接。所述絕緣斗設(shè)置于主手和機(jī)械臂之間，位于機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)側(cè)面連接架內(nèi)側(cè)正中位置，通過螺栓連接到機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)側(cè)面連接架上；絕緣斗高度I. 2m，雙層絕緣，內(nèi)層材料采用聚四氟乙烯，外層材料采用玻璃鋼。整個(gè)系統(tǒng)絕緣設(shè)計(jì)方案是通過以下方式實(shí)現(xiàn)依靠安裝于移動(dòng)汽車的上裝折疊加伸縮絕緣臂實(shí)現(xiàn)機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)對(duì)地絕緣；操作人員站在絕緣斗內(nèi)操控主手，遙控機(jī)械臂接觸高壓線路作業(yè)，其左主手、右主手與左機(jī)械臂、右機(jī)械臂之間僅通過光纖通訊，這樣操作人員不直接接觸高壓線路，實(shí)現(xiàn)與高壓電場(chǎng)完全隔離，確保操作人員人身安全；采用機(jī)械臂橡膠套袖外包和絕緣子支承方式，防止機(jī)械臂搭接兩相高壓線路造成相間短路；機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)支架采用環(huán)氧玻璃布纏繞，底架采用環(huán)氧絕緣板外包，防止平臺(tái)作業(yè)時(shí)接觸兩相高壓導(dǎo)線造成相間短路。通過實(shí)施以上全方位、立體式多級(jí)絕緣防護(hù)系統(tǒng)，極大提高了高空帶電作業(yè)安全性，操作人員與高壓電場(chǎng)完全隔離，最大限度的保證操作人員人身安全和帶電設(shè)備可靠運(yùn)行。本實(shí)用新型的有益效果根據(jù)IOkV配電線路及以上高壓線路帶電作業(yè)工藝要求、作業(yè)環(huán)境特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一種新型高壓帶電作業(yè)機(jī)器人裝置。該裝置從操作人員作業(yè)安全角度 考慮，利用機(jī)器人代替人工完成帶電作業(yè)任務(wù)，避免操作人員直接接觸高壓線路，提高了操作人員帶電作業(yè)安全性能，并對(duì)我國(guó)配電線路作業(yè)方式產(chǎn)生積極變革作用。另外，在有限空間內(nèi)，合理布局機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)全方位、立體式絕緣防護(hù)系統(tǒng)，切合高空作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，保證了人機(jī)交互空間與帶電操作安全距離，有效防止兩機(jī)械臂本體運(yùn)動(dòng)發(fā)生干涉，避免高空作業(yè)時(shí)觸及導(dǎo)線或其他帶電設(shè)備引發(fā)的人機(jī)傷亡，最大限度的保證操作人員的安全和帶電設(shè)備可靠運(yùn)行。

圖I為本實(shí)用新型高壓帶電作業(yè)機(jī)器人裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)正面立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)背面立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)控制系統(tǒng)原理圖；圖中，I、支腿；2、移動(dòng)汽車；3、下臂支承架；4、回轉(zhuǎn)塔；5、下臂；6、上臂；7、伸縮臂；8、螺栓；9、絕緣斗；10、左主手；11、右主手；12、操作者；13、左機(jī)械臂；14、橡膠套袖；15、右機(jī)械臂；16、液壓伺服控制盒；17、絕緣子支承；18、微控制器；19、上部控制裝置；20、底架絕緣板外包；21、下部控制裝置；22、上裝液壓泵站；23、上臂支承架；24、機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)支承架，25、機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)底架；26、右支承絕緣子；27、右液壓伺服控制盒(RSD) ;28、機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)側(cè)面連接架；29、液壓升降平臺(tái)控制集成；30、升降平臺(tái)支承架；31、控制桿；32、操作柄；33、右主手支承架；35、右手終端控制盒；38、左主手支承架；39、左手終端控制盒；41、右機(jī)械臂手爪；42、工具箱；44、左機(jī)械臂手爪；45、絕緣斗連接螺栓；46、左液壓伺服控制盒(RSD) ;47、左支承絕緣子；48、平臺(tái)環(huán)氧絕緣板外包；49、左微控制器連接架；50、左微控制器(KMC) ;51、右微控制器連接架；52、腳蹬；53、右微控制器；54、機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)側(cè)面連接螺栓；55、微控制器電源集成。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。[0035]結(jié)合圖1，高壓帶電作業(yè)機(jī)器人裝置，包括移動(dòng)汽車2，上裝折疊加伸縮絕緣臂、上裝控制裝置和機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)。移動(dòng)汽車2底盤上設(shè)有下臂支承架3，上臂支承架23，機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)支承架24，支腿I。所述上裝折疊加伸縮絕緣臂設(shè)于移動(dòng)汽車2底盤上，所述上裝折疊加伸縮絕緣臂包括上裝液壓泵站22，回轉(zhuǎn)塔4，下臂5，上臂6，伸縮臂7，所述伸縮臂7與機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)通過螺栓8連接。上裝控制裝置包括下部控制裝置21和上部控制裝置19，下部控制裝置設(shè)置于回轉(zhuǎn)塔4上，并設(shè)有上部控制裝置切換按鈕，上部控制裝置19設(shè)置于機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)上，設(shè)有全方位操作手柄，便于置于絕緣斗9內(nèi)操作人員作業(yè)。所述下部控制裝置21與上部控制裝置19分別設(shè)有緊急停止裝置。下部控制裝置21和上部控制裝置19兩者間互鎖。機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)包括絕緣斗9、機(jī)器人操作系統(tǒng)、機(jī)械臂絕緣子支承17，操作者12站在絕緣斗9操控機(jī)械臂完成作業(yè)；所述機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)鋼結(jié)構(gòu)支架采用環(huán)氧玻璃布纏繞，底架采用環(huán)氧底架絕緣板20外包。 機(jī)器人操作系統(tǒng)包括左主手10、右主手11、左機(jī)械臂13、右機(jī)械臂15、液壓伺服控制盒16、微控制器18 ;所述左主手10、右主手11分別與機(jī)械臂13、右機(jī)械臂15通過微控制器18利用光纖通訊連接，所述機(jī)械臂13、右機(jī)械臂15采用液壓伺服控制方式控制，所述左機(jī)械臂13、右機(jī)械臂15通過絕緣子支承17與機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)20連接；所述微控制器18還設(shè)有遠(yuǎn)程通信模塊。左機(jī)械臂13、右機(jī)械臂15為上裝液壓泵站22提供的液壓源驅(qū)動(dòng)的七自由度，機(jī)械臂本體采用硬鋁合金制造，所述左機(jī)械臂13、右機(jī)械臂15上設(shè)有橡膠套袖14絕緣外包。機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)主要由機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)支承架、液壓升降平臺(tái)控制集成29、機(jī)器人操作系統(tǒng)和絕緣斗9組成，所述機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)支承架上分別設(shè)有液壓升降平臺(tái)控制集成29、機(jī)器人操作系統(tǒng)和絕緣斗9，液壓升降平臺(tái)控制集成29與機(jī)器人操作系統(tǒng)相連，液壓升降平臺(tái)控制集成29和機(jī)器人操作系統(tǒng)均設(shè)置于絕緣斗9外部。其中，機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)支承架由機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)底架25和機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)側(cè)面連接架29組成L形結(jié)構(gòu)，機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)底架25為液壓升降平臺(tái)控制集成29、機(jī)器人操作系統(tǒng)和絕緣斗9提供可靠平臺(tái)支承，機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)側(cè)面連接架28留有螺栓孔，可機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)側(cè)面連接螺栓54連接到斗臂車絕緣升降臂末端。機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)支承架為鋼結(jié)構(gòu)焊接，鋼型材裸露表面均用環(huán)氧玻璃布纏繞，機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)底架25采用環(huán)氧絕緣板外包48，環(huán)氧樹脂粘合而成，防止高空作業(yè)時(shí)平臺(tái)接觸導(dǎo)線造成相間短路。液壓升降平臺(tái)控制集成29通過升降平臺(tái)支承架30固定于機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)底架25上面右側(cè)，操作人員站在絕緣斗9內(nèi)，右手通過控制桿31和操作柄32，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)的升、降及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。左、右兩機(jī)械臂13、15的進(jìn)、回油管都連接到液壓升降平臺(tái)控制集成29內(nèi)，主從控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)所需的液壓油源都來源于液壓升降平臺(tái)控制集成29內(nèi)。絕緣斗9前部設(shè)有工具箱42和絕緣斗連接螺栓45，絕緣斗9側(cè)面上設(shè)有腳蹬52。絕緣斗設(shè)置于主手和機(jī)械臂之間，位于機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)側(cè)面連接架內(nèi)側(cè)正中位置，通過螺栓連接到機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)側(cè)面連接架上；絕緣斗高度I. 2m，雙層絕緣，內(nèi)層材料采用聚四氟乙烯，外層材料采用玻璃鋼。所述操控主手包括安裝在機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)側(cè)面連接架頂部的左、右兩主手，兩主手中心間距O. 8m，距離機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)支承架上表面Im ;在機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)側(cè)面連接架的內(nèi)側(cè)面、絕緣斗上側(cè)安裝有與左、右主手通信的終端控制盒，兩終端控制盒中心間距O. 6m ；在機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)側(cè)面連接架的外側(cè)面上，通過微控制器連接架連接分別為左、右主手提供控制和遠(yuǎn)程通信功能的左、右微控制器，兩微控制器中心間距l(xiāng)m。機(jī)器人操作系統(tǒng)根據(jù)操作人員左、右兩手控制，分為左、右兩套操作控制系統(tǒng)每套控制系統(tǒng)都由左、右主手30、11，左、右機(jī)械臂33、15，左、右液壓伺服控制盒46、27，左、右微控制器50、53，左、右手終端控制盒39、35和微控制器電源集成55組成。右、左主手11、10分別通過右、左主手支承架33和38安裝在機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)側(cè)面連接架28頂部，根據(jù)傳感器采集信息來操作機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)。主手與機(jī)械臂(從手)是同構(gòu)的，采用液壓伺服驅(qū)動(dòng)，機(jī)械臂可以完全跟隨主手來運(yùn)動(dòng)。操作者站在絕緣斗9內(nèi)，主手與機(jī)械臂之間僅通過光纖通訊，確保人員完全與高壓電場(chǎng)隔離，極大提高了操作人員帶電操作安全性。右、左機(jī)械臂15、13分別安裝在右、左支承絕緣子26、47上，位于機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)底架25前部?jī)啥?，并外包橡膠套袖，有效防止機(jī)械臂觸及導(dǎo)線及帶電設(shè)備造成相間短路；機(jī)械臂本體采用硬鋁合金制造，提供腰部回轉(zhuǎn)、大臂俯仰、小臂俯仰的運(yùn)動(dòng)、腕部俯仰、腕部搖擺、腕部旋轉(zhuǎn)和平行手爪的等七個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)。右、左機(jī)械臂15、13前端分別設(shè)有右機(jī)械臂手爪41和左機(jī)械臂手爪44。右、左液壓伺服控制盒27、46分別安裝于右、左支承絕緣子26、47支承架上，位于機(jī)械臂腰部回轉(zhuǎn)外側(cè)，是右、左機(jī)械臂15、13的外部接口，為機(jī)械臂提供必要的電源、指令和測(cè)控信息。左、右微控制器50、53分別通過左、右微控制器連接架49、51螺栓連接機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)側(cè)面連接架28的外側(cè)面，提供主手控制和遠(yuǎn)程通信功能的系統(tǒng)。微控制器通過光纖與液壓伺服控制盒連接，從而完成主手與機(jī)械臂之間的通信連接。微控制器電源集成55由鋰電池、逆變器等組成，為右、左主手11、10提供可靠電源。右、左手終端控制盒35、39是一個(gè)低功耗的，帶液晶顯示的控制盒，安裝于機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)側(cè)面連接架28的內(nèi)側(cè)面、絕緣斗9上側(cè)。右、左手終端控制盒35、39分別與右、左主手11、10通過RS232通信,用來顯示系統(tǒng)診斷信息和允許操作者選擇操作功能。機(jī)器人主從控制系統(tǒng)是通過以下方式實(shí)現(xiàn)操作人員站在絕緣斗9內(nèi)，其左、右兩手分別操控左主手10和右主手11 (運(yùn)動(dòng)控制單元)，左、右主手10、11克服各關(guān)節(jié)力矩電機(jī)阻力作用相繼聯(lián)動(dòng)；安裝于左、右主手各關(guān)節(jié)的電位計(jì)將各關(guān)節(jié)軸發(fā)生旋轉(zhuǎn)角度(位置指令)轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)到左、右微控制器50、53 ;左、右微控制器50、53將位置指令通過光纖傳遞信息給左、右液壓伺服控制盒46、27，液壓伺服控制盒把信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)控制安裝于左、右機(jī)械臂內(nèi)部的伺服閥(電壓信號(hào)控制油路流量的開關(guān))；伺服閥控制進(jìn)入從手各關(guān)節(jié)的液壓流量，驅(qū)動(dòng)左、右機(jī)械臂的各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)機(jī)械臂的電位計(jì)輸出電壓信號(hào)通過液壓伺服控制盒反饋到微控制器內(nèi)，與原通道電壓比較，形成位置反饋，直到機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)到與主手相應(yīng)位置為止。上述雖然結(jié)合附圖對(duì)實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍 以內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種高壓帶電作業(yè)機(jī)器人裝置，它包括移動(dòng)汽車，在移動(dòng)汽車上設(shè)有上裝折疊加伸縮絕緣臂、上裝控制裝置和機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)，其特征是，所述上裝折疊加伸縮絕緣臂包括安裝在移動(dòng)汽車的上裝液壓泵站，上裝液壓泵站上部為回轉(zhuǎn)塔；下臂安裝在回轉(zhuǎn)塔上，上臂與下臂鉸接，在上臂設(shè)有伸縮臂，伸縮臂末端安裝機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)；上裝控制裝置包括上部控制裝置和下部控制裝置，上部控制裝置安裝在機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)上，設(shè)有全方位操作手柄；下部控制裝置安裝在回轉(zhuǎn)塔上，并設(shè)有上部控制裝置切換按鈕； 所述機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)包括機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)支承架，所述機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)支承架上安裝有液壓升降平臺(tái)控制集成、機(jī)器人操作系統(tǒng)和絕緣斗，所述機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)支承架由機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)底架和機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)側(cè)面連接架連接組成L形結(jié)構(gòu)；所述液壓升降平臺(tái)控制集成位于絕緣斗右側(cè)；所述機(jī)器人操作系統(tǒng)包括通過光纖通訊的操控主手和液壓機(jī)械臂； 所述操控主手包括安裝在機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)側(cè)面連接架頂部的左、右兩主手，兩主手中心間距0. Sm，距離機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)支承架上表面Im ;在機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)側(cè)面連接架的內(nèi)側(cè)面、絕緣斗上側(cè)安裝有與左、右主手通信的終端控制盒，兩終端控制盒中心間距0. 6m ;在機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)側(cè)面連接架的外側(cè)面上，通過微控制器連接架連接分別為左、右主手提供控制和遠(yuǎn)程通信功能的左、右微控制器，兩微控制器中心間距Im ;在機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)底架上絕緣斗的左側(cè)設(shè)有為微控制器和主手提供電源的微控制器電源集成； 所述液壓機(jī)械臂包括左、右兩機(jī)械臂，所述左、右兩機(jī)械臂通過支承絕緣子安裝于機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)底架上面前部?jī)蓚?cè)，并外包橡膠套袖；支承絕緣子高度0. 6m,兩機(jī)械臂中心間距Im;所述機(jī)械臂的進(jìn)、回油管都連接到液壓升降平臺(tái)控制集成內(nèi)；所述左、右兩機(jī)械臂的腰部回轉(zhuǎn)自由度外側(cè)設(shè)有置于支承絕緣子的支承架上的左、右兩液壓伺服控制盒，距離機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)支承架上表面0. 6m,該控制盒是機(jī)械臂的外部接口，通過光纖與微控制器相連。
2.如權(quán)利要求I所述的高壓帶電作業(yè)機(jī)器人裝置，其特征是，所述下部控制裝置與上部控制裝置分別設(shè)有緊急停止裝置，下部控制裝置優(yōu)先于上部控制裝置，且下部控制與上部控制裝置間互鎖。
3.如權(quán)利要求I所述的高壓帶電作業(yè)機(jī)器人裝置，其特征是，所述機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)與上部控制裝置的末端通過螺栓連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高壓帶電作業(yè)機(jī)器人裝置，其特征在于，所述機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)支承架采用鋼結(jié)構(gòu)方管焊接而成，鋼型材表面均用環(huán)氧玻璃布搭邊纏繞；作業(yè)平臺(tái)側(cè)面連接架上設(shè)有能夠通過螺栓連接到斗臂車絕緣升降臂末端的螺栓孔；所述機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)底架上、下及四周表面采用環(huán)氧絕緣板粘合而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高壓帶電作業(yè)機(jī)器人裝置，其特征在于，所述液壓升降平臺(tái)控< 制集成包括箱體，箱體上設(shè)有與其內(nèi)的液壓控制系統(tǒng)相連的控制桿、操作柄和應(yīng)急按鈕。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高壓帶電作業(yè)機(jī)器人裝置，其特征在于所述機(jī)械臂由七個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)的硬鋁合金材料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高壓帶電作業(yè)機(jī)器人裝置，其特征在于，所述主手和機(jī)械臂是同構(gòu)的，機(jī)械臂采用液壓伺服驅(qū)動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高壓帶電作業(yè)機(jī)器人裝置，其特征在于，所述終端控制盒為帶液晶顯示的控制盒。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高壓帶電作業(yè)機(jī)器人裝置，其特征在于，所述絕緣斗設(shè)置于主手和機(jī)械臂之間，位于機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)側(cè)面連接架內(nèi)側(cè)正中位置，通過螺栓連接到機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)側(cè)面連接架上；絕緣斗高度I. 2m，雙層絕緣，內(nèi)層材料采用聚四氟乙烯，外層材料采用玻璃鋼。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種高壓帶電作業(yè)機(jī)器人裝置，包括移動(dòng)汽車、上裝折疊加伸縮絕緣臂、上裝控制裝置、機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)。上裝折疊加伸縮絕緣臂設(shè)于移動(dòng)汽車底盤上，由上裝液壓泵站、回轉(zhuǎn)塔、下臂、上臂、伸縮臂等組成。上裝控制裝置包括下部控制裝置和上部控制裝置，下部控制裝置設(shè)置于回轉(zhuǎn)塔上，上部控制裝置設(shè)置于機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)上。機(jī)器人作業(yè)平臺(tái)包括絕緣斗、機(jī)器人操作系統(tǒng)、機(jī)械臂絕緣子支承；機(jī)器人操作系統(tǒng)包括主手、機(jī)械臂、液壓伺服控制盒、微控制器；操作者站在絕緣斗內(nèi)操控主手，遠(yuǎn)程遙控機(jī)械臂夾持專用工具接觸高壓線路作業(yè)，代替人工完成高空帶電作業(yè)任務(wù)，減輕作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高作業(yè)效率和操作安全性。
文檔編號(hào)H02G1/00GK202556399SQ20122013763
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者李健, 戚暉, 李運(yùn)廠, 趙玉良 申請(qǐng)人:山東電力研究院