一种带电作业绝缘杆的弹性对接机构

摘要

本申请涉及带电作业机器人技术领域，特别是涉及一种带电作业绝缘杆的弹性对接机构，包括绝缘杆和与绝缘杆传动连接的对接结构，绝缘杆包括相互套接并可相对转动的内绝缘杆和外绝缘杆，内绝缘杆端部设有转接头；对接结构包括相互套接并可相对转动的位于内部的对接套和位于外部的末端对接件，末端对接件与外绝缘杆固定连接，对接套设置有对接槽，转接头可转动的设置在对接槽内，转接头和对接套之间设有弹性件，弹性件使转接头因受弹性力处于对接槽内中部位置。本申请有效解决了现有机械臂在与末端工具对接时精确率以及成功率不高的问题。

说明书

技术领域

本申请涉及带电作业机器人技术领域，特别是涉及一种带电作业绝缘杆的弹性对接机构。

背景技术

目前，电力行业带电作业领域对带电作业机器人的需求日益增长，机械臂在带电作业中运用越来越广泛，在高压的作业环境下，做好机械臂与作业导线之间的绝缘显得尤为重要。

目前市面上的机械臂绝缘杆在作业时与末端工具对接的精度不高，需要多次校准对接，因此需要设计一种能够提高机械臂绝缘杆与末端工具对接成功率的对接机构。

实用新型内容

本申请提供了一种带电作业绝缘杆的弹性对接机构，以至少解决现有技术中机械臂绝缘杆与末端工具对接精度低、成功率不高的问题。

为了实现上述目的，本申请提供了一种带电作业绝缘杆的弹性对接机构，包括绝缘杆和与所述绝缘杆传动连接的对接结构，所述绝缘杆包括相互套接并可相对转动的内绝缘杆和外绝缘杆，所述内绝缘杆端部设有转接头；所述对接结构包括相互套接并可相对转动的位于内部的对接套和位于外部的末端对接件，所述末端对接件与所述外绝缘杆固定连接，所述对接套设置有对接槽，所述转接头可转动的设置在所述对接槽内，所述转接头和所述对接套之间设有弹性件，所述弹性件使所述转接头因受弹性力处于所述对接槽内中部位置。

在其中一些实施例中，所述转接头两侧均设有弹性件，所述对接槽两侧分别设置有抵接部，所述弹性件一端和所述转接头抵接、另一端和所述抵接部抵接。

在其中一些实施例中，所述转接头两侧分别设置有用以容置所述弹性件的弹性件容置槽，所述弹性件容置槽沿所述转接头的周向延伸设置，所述对接套设有伸入所述弹性件容置槽内的抵接部，所述弹性件一端和所述弹性件容置槽的端部抵接、另一端和所述抵接部抵接。

在其中一些实施例中，所述转接头两侧的弹性件均位于两个所述抵接部的同一侧。

在其中一些实施例中，所述转接头包括中心转动部和设置在所述中心转动部相对两侧的侧翼部，所述对接槽包括与所述中心转动部配合的中心转动区和设置在所述中心转动区相对两侧的供所述侧翼部活动的扇形区，所述转接头转动时所述侧翼部在所述扇形区活动。

在其中一些实施例中，所述对接套远离所述对接槽的一端设置有用于对接一工具端的对接部。

在其中一些实施例中，所述工具端包括工具端输入轴，所述工具端输入轴的外侧壁对称设置有凸出的限位部，所述对接部包括设置在所述对接套上沿所述对接套的周缘分布的多个限位槽，当所述工具端输入轴与所述对接套对接时，所述工具端输入轴两侧的所述限位部各与一个限位槽配合，使所述工具端输入轴与所述限位槽在周向上固定。

在其中一些实施例中，所述对接套远离所述对接槽的一端设置有用于使与所述对接套同轴的所述工具端输入轴伸入的中心槽。

在其中一些实施例中，所述工具端输入轴的端部为锥形或锥台形端部，所述中心槽形状与所述工具端输入轴的端部形状相匹配。

在其中一些实施例中，各个所述限位槽之间设置有便于所述限位部滑入的斜面。

根据上述内容，本申请的有益效果是：在对接套与绝缘杆的转接头之间通过弹性件非刚性连接，使对接套相对绝缘杆在周向上拥有顺时针和逆时针两个方向的运动余量，使绝缘杆与末端工具对接时，提高对接的成功率。

附图说明

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

图1是本申请实施例整体结构示意图；

图2是本申请实施例驱动结构剖面图；

图3是本申请实施例传动结构剖面图；

图4是本申请实施例对接机构剖面图；

图5是本申请实施例传动结构与驱动结构对接处的爆炸图；

图6是本申请实施例传动结构与对接结构对接处的爆炸图；

图7是本申请实施例转接轴结构示意图；

图8是本申请实施例对接套结构示意图。

附图标记说明：1、驱动结构；11、末端转接板；12、电机固定座；13、驱动电机；14、电机输出法兰；141、六方轴；15、转接法兰；2、传动结构；211、驱动端固定法兰；212、第一紧定螺钉；213、第一弹性挡圈；214、第一深沟球轴承；215、外绝缘杆；216、输出端固定法兰；217、第二紧定螺钉；218、第二弹性挡圈；219、第二深沟球轴承；221、驱动端套筒；222、第一弹性圆柱销； 223、内绝缘杆；224、第二弹性圆柱销；225、转接轴；226、第一压簧；2261、第一压簧容置槽；227、第二压簧；2271、第二压簧容置槽；228、转接头；2281、中心转动部；2282、侧翼部；3、对接结构；31、末端对接件；32、对接套；321、对接槽；3211、中心转动区；3212、扇形区；322、抵接部；323、限位槽；324、中心槽；33、工具端输入轴；34、传动销；341、限位部；35、第三紧定螺钉； 36、第三深沟球轴承；37、第三弹性挡圈；38、轴承压块。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。

除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”是指大于或者等于两个。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。

本申请提供了一种带电作业绝缘杆的弹性对接机构，包括绝缘杆和与所述绝缘杆传动连接的对接结构，所述绝缘杆包括相互套接并可相对转动的内绝缘杆和外绝缘杆，所述内绝缘杆端部设有转接头；所述对接结构包括相互套接并可相对转动的位于内部的对接套和位于外部的末端对接件，所述末端对接件与所述外绝缘杆固定连接，所述对接套设置有对接槽，所述转接头可转动的设置在所述对接槽内，所述转接头和所述对接套之间设有弹性件，所述弹性件使所述转接头因受弹性力处于所述对接槽内中部位置。

实施例如图1～8所示，一种机械臂的带电作业绝缘杆，包括驱动结构1、对接结构3和将驱动结构1与对接结构3传动连接的传动结构2。

驱动结构包括：末端转接板11、电机固定座12、驱动电机13、电机输出法兰14和转接法兰15。

传动结构2包括：驱动端固定法兰211、第一紧定螺钉212、第一弹性挡圈 213、第一深沟球轴承214、外绝缘杆215、输出端固定法兰216、第二紧定螺钉 217、第二弹性挡圈218、第二深沟球轴承219、驱动端套筒221、第一弹性圆柱销222、内绝缘杆223、第二弹性圆柱销224、转接轴225、第一压簧226和第二压簧227。

对接结构3包括：末端对接件31、对接套32、工具端输入轴33、传动销 34、第三紧定螺钉35、第三深沟球轴承36、第三弹性挡圈37和轴承压块38。

其中，驱动电机13固定设置在电机固定座12内，末端转接板11固定设置在电机固定座12远离驱动电机13输出轴的一端并与机械臂末端固定连接，电机输出法兰14与驱动电机13的输出轴固定连接，转接法兰15固定连接在电机固定座12靠近驱动电机13输出轴的一端。

外绝缘杆215一端通过第一紧定螺钉212与驱动端固定法兰211固定连接并通过驱动端固定法兰211与转接法兰15固定连接，外绝缘杆215另一端通过第二紧定螺钉217与输出端固定法兰216固定连接并通过输出端固定法兰216 与末端对接件31固定连接；内绝缘杆223可转动的套设在外绝缘杆215内部，内绝缘杆223一端通过第一弹性圆柱销222与驱动端套筒221固定连接并通过驱动端套筒221与电机输出法兰14传动连接，内绝缘杆223另一端通过第二弹性圆柱销224与转接轴225固定连接。

电机输出法兰14设置有六方轴141，驱动端套筒221设置有与六方轴141 配合的六方孔，六方轴141套设在六方孔内与驱动端套筒221传动连接。

第一深沟球轴承214安装在驱动端固定法兰211的孔内，第一弹性挡圈213 将第一深沟球轴承214固定在驱动端固定法兰211上，驱动端套筒221穿过外绝缘杆215与第一深沟球轴承214固定连接使驱动端套筒221可相对于外绝缘杆215和驱动端固定法兰211转动；第二深沟球轴承219穿过转接轴225安装在输出端固定法兰216的孔内，第二弹性挡圈218将第二深沟球轴承219固定在输出端固定法兰216上。

第三深沟球轴承36安装在末端对接件31的孔内，轴承压块38压紧第三深沟球轴承36外圈并与末端对接件31固定连接，对接套32穿过第三深沟球轴承 36内孔与第三深沟球轴承36固定连接，使对接套32其可相对末端对接件31转动，第三弹性挡圈37使对接套32与第三深沟球轴承36相对固定设置。

进一步的，转接轴225设置有朝向对接套32方向凸出的转接头228，对接套32设置有与转接头228配合的可使转接头228在内活动的对接槽321，进而使对接套32与转接轴225为有一定相对转动角度的套接。

转接头228包括中心转动部2281和设置在中心转动部2281相对两侧的侧翼部2282，对接槽321包括与中心转动部2281配合的中心转动区3211和设置在中心转动区3211相对两侧的供侧翼部2282活动的扇形区3212，转接头228 转动时侧翼部2282在扇形区3212活动。

在侧翼部2282的两侧分别设置有与对接套32配合的弹性件(本实施例为第一压簧226和第二压簧227)，以及开口朝向对接套32方向的用以容置第一压簧226和第二压簧227的弹性件容置槽(本实施例为第一压簧容置槽2261和第二压簧容置槽2271)，第一压簧容置槽2261和第二压簧容置槽2271为沿转接轴 225周向设置的弧形槽，对接套32上位于所述对接槽321的两侧分别对应设有伸入第一压簧容置槽2261和第二压簧容置槽2271内的两个抵接部322，第一压簧226一端与第一压簧容置槽2261的端部抵接、另一端与抵接部322抵接，第二压簧227一端与第二压簧容置槽2271的端部抵接、另一端与抵接部322抵接，通过转接头228两侧的压簧对抵接部322的作用力使转接头228处于所述对接槽321内中部位置。压簧容置槽为沿转接轴225周向设置的弧形槽，转接头228 两侧的第一压簧226和第二压簧227均位于两个抵接部322的同一侧。

进一步的，工具端输入轴33与对接套32的另一端配合卡接并在轴向上可相对活动的设置，传动销34穿过工具端输入轴33在工具端输入轴的外侧壁对称形成凸出的限位部341，第三紧定螺钉35拧入工具端输入轴33端面抵在传动销34上。

对接套32远离对接槽321的一端的中部形成凹陷的中心槽324，对接套32 边缘沿周向设置有一圈间隔分布的与限位部341配合的限位槽323，工具端输入轴33伸入凹陷的中心槽324内时通过限位部341与限位槽323的配合使工具端输入轴33在周向上相对固定，各个限位槽323之间设置有便于限位部341滑入的斜面。工具端输入轴33与中心槽324配合的端部为锥形或锥台形端部，中心槽324形状与工具端输入轴33的端部形状相匹配。

工作原理：

未对接时，对接套32上抵接部322与第一压簧226和第二压簧227的配合下，使转接轴225的转接头228分处于对接套32的对接槽321的中间，此时对接套32处于复位状态，对接套32能够在对接槽321内顺时针或逆时针转动一定的角度。

对接时，工具端输入轴33与对接套32同轴，工具端输入轴33缓慢压入对接套32，传动销34的限位部341与对接套32上限位槽323的斜面接触，继续压入工具端输入轴33，因限位部341与限位槽323斜面接触，带动对接套32逆时针或顺时针转动，压缩第一压簧226或第二压簧227，从而使限位部341进入限位槽323内。

传动时，驱动电机13带动电机输出法兰14转动，电机输出法兰14通过驱动端套筒221带动内绝缘杆223转动，从而带动转接轴225转动，使转接头228 的侧翼部2282与对接槽321内侧壁抵接，从而带动对接套32转动，对接套32 上的限位槽323带动传动销34，从而使工具端输入轴33转动。

脱离时，传动销34脱离对接套32上的限位槽323，对接套32在第一压簧 226和第二压簧227的作用下，使转接轴225的转接头228处于对接套32的对接槽321的中间，回到复位状态。

本申请实施例还提供一种带电作业机器人，该机器人设有用于实现上述实施例的机械臂的带电作业绝缘杆。

本领域的技术人员应该明白，以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。