[发明专利]一种用于机器人清除高压输电线异物的末端工具及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于异物清除的成组末端工具及其作业方法，特别是一种用于机器人清除高压输电线异物的末端工具及方法。

背景技术

架空高压输电线路长期在露天条件下运行,受到周围环境和大自然变化的影响,常会发生各种故障。在城市地区，空中飘散的风筝线、塑料袋经常悬挂在线路上；在农村地区，农业棚上破碎的较宽异物在大风天气下，极易缠绕到输电线路上，这些常见的架空高压输电线路上的异物对用电安全产生较大的隐患。风筝线，缠绕在线路上可能导致线路间的短路，也有可能由于雷击导致线路闪落；较宽异物，一旦缠绕在线路上，也会导致线路短路跳闸，甚至有火灾隐患。

处理此种问题的方法主要是工人停电爬塔对线路上的异物进行人工清除，而停电处理需要的经济成本较大、不易协调时间，且人工作业对作业人员的人身安全有隐患，并且人工难以清除缠绕在线路中间挡段的异物。目前，国内外已展开针对高压输电线路带电检修作业机器人的研究，常用的方法主要是火焰燃烧法和机械切割法，如山东电力设计院研制的滚刀式输电线路清障机器人采用双滚刀切割异物。但此种作业方法仅限于高压输电线下方的异物，且无法对切割下来的异物进行回收，容易产生二次缠绕隐患。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题；提供了一种基于带电检修机器人平台的异物清除成组末端工具，实现对架空高压输电线路上异物的清除。

本发明还有一目的是解决现有技术所存在的问题：提供了一种通过安装于机器人移动平台上的双作业臂分别携带一组异物清除成组末端工具到达高压输电线下方或者上方，进而完成对架空高压输电线路上异物清除的作业方法。

本发明还有一目的是解决现有技术所存在的问题：提供了一种通过调节作业臂旋转关节，控制所携带的异物清除成组末端工具针对不同宽度异物调整不同夹持角度，进而完成对架空高压输电线路上异物清除的作业方法。

本发明再有一目的是解决现有技术所存在的问题：提供了一种用于异物清除的成组末端工具及其作业方法，实现对已经切割下来的异物再进行粉碎性切割，防止二次缠绕。

本发明主要是通过下述技术方案解决所存在的技术问题：

一种用于机器人清除高压输电线异物的末端工具，其特征在于：包括基座以及设于基座上的夹持末端和切割末端，所述夹持末端包括两个夹持刀架、两个夹持连杆、两个夹爪、可在基座内前后移动的夹持滑块、以及驱动夹持滑块的驱动装置，所述两个夹持刀架中部通过固定销轴铰接相连，固定销轴上下端与基座固定相连，两个夹爪分别固定于两个夹持刀架前端，两个夹持刀架尾端分别通过夹持连杆与夹持滑块铰接相连，所述两个夹持刀架和两个夹持连杆组成一个四连杆机构，通过夹持滑块滑动带动四连杆机构运动，从而控制夹持刀架上的夹爪开合；所述切割末端包括切割刀架、切割连杆、两个切割刀片、可在基座内前后移动的切割滑块、以及驱动切割滑块的驱动装置，所述切割刀架中部也铰接在固定销轴上；两个切割刀片其中一个固定切割刀架前端，另一个固定在相对位置的夹爪底部，切割刀架尾端通过切割连杆与切割滑块铰接相连。

作为优选，所述夹持末端和切割末端的驱动装置均为丝杆螺母机构，所述丝杆螺母机构包括丝杆、驱动丝杆转动的电机、以及与丝杆螺纹配合的螺母，所述丝杆通过轴承固定在基座上，所述螺母固定在夹持滑块或切割滑块上。

作为优选，所述切割末端位于夹持末端下方，切割末端的切割刀架上设有圆弧形的限位钩。

作为优选，所述基座上设有与机器人多自由度作业臂相连的连接块。

一种利用上述末端工具清除高压输电线异物方法，其特征在于，包括以下步骤：

1、将两个上述末端工具分别与机器人的两个作业臂相连，第一作业臂为具有横移、伸缩、旋转和纵移关节的四自由度作业臂，与之相连的为主末端工具；第二作业臂为具有横移、伸缩、俯仰和纵移关节的四自由度作业臂，与之相连的为辅末端工具；

2、通过控制机器人带动第一作业臂携带主末端工具到达高压输电线上方或者下方，通过主末端工具的夹持末端夹持异物，然后通过切割末端将异物割断，使异物脱离高压输电线；

3、通过控制机器人带动第二作业臂携带辅末端工具到达主末端工具下方，通过辅末端工具的夹持末端和切割末端分别夹持异物和切割异物，从而在主末端工具和辅末端工具配合下将异物分成两段；

4、通过控制机器人带动第一作业臂携带主末端工具和第二作业臂携带辅末端工具上下交替作业，即可将异物粉碎成小段。