一种双齿接力驱动螺旋回转绝缘层剥离装置

技术领域

本发明涉及一种绝缘层剥离装置，具体为一种双齿接力驱动螺旋回转绝缘层剥离装置，属于配电带电作业技术领域。

背景技术

随着供电可靠性和智能电网技术水平的不断发展，以带电作业为方式的配电、配网业扩、消缺和检修等工作也越来越普遍。

但是，目前客观存在的问题是，以带电作业人员为核心的作业方式不但劳动强度大、安全风险高，且工作环境恶劣，具体体现在：1)人工剥削线过程中，需要工作人员穿上厚重的绝缘服，通过升降装置的升降，将工作人员输送至距离高空电缆正下方的位置，这个过程是需要时间的，效率比较低；2)人工剥线时，需要拿着剥线工具，通过绝缘手套将高压电缆的绝缘层剥离下来，也就是说，需要工作人员握住作业工具，再直接接触高压电缆，由于高压电缆一般都在1万伏以上，危险性高，且容易触电；3)人工剥线时，是将高压电缆的绝缘层一圈一圈的手动剥开，时间比较长；4)人工剥线的质量主要依赖于工作人员的经验，并没有一个标准化的程序控制。

基于以上问题可知，人工带电作业有其困难与局限性。现有技术往往采用具有安全可靠、高效便捷和适应性强的高压带电抢修机器人，以克服人工带电作业的困难和局限性。然而，在实际使用高压带电抢修机器人针对电缆带电作业时，需要先将电缆绝缘层剥离，为高压带电抢修机器人自动化装置后续的自动化带电搭火工作做准备。

基于此，本申请提出了一种双齿接力驱动螺旋回转绝缘层剥离装置。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述至少一个技术问题而提供一种双齿接力驱动螺旋回转绝缘层剥离装置。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种双齿接力驱动螺旋回转绝缘层剥离装置，包括

支撑框架；

双齿接力开口齿轮回转组件，设置于支撑框架上，并用于带动待处理电缆进行转动，且其包括U型固定板、设置在U型固定板前侧板面固定连接在一起的U型开口齿轮和U型开口圆形导向盘以及设置在U型固定板背侧板面的回转步进电机；

U型开口圆形导向盘的U型截面圆周卡在六个U型导向轮的U型槽内，且通过六个U型导向轮导向，六个U型导向轮分别安装在U型固定板上的导向轮支撑螺栓上，U型开口齿轮的下方对称设置有均和U型开口齿轮啮合传动的右小齿轮和左小齿轮，右小齿轮套设在U型固定板的右齿轮轴轴身上，右齿轮轴的两端分别支撑在右小齿轮支撑架和从动带轮支撑架上，且其两端分别由右小齿轮压紧螺母和从动带轮压紧螺母紧固安装，左小齿轮套设在U型固定板的左齿轮轴轴身上，左齿轮轴一端和回转步进电机主轴固结，另一端安装在左小齿轮支撑架上，并由左小齿轮压紧螺母紧固安装，左齿轮轴的轴身上还固定套设有主动同步带轮，右齿轮轴的轴身上还固定套设有从动带轮，主动同步带轮与从动带轮通过同步带同步传动连接；

刀具组件，其用于将待处理电缆的绝缘层切削剥离，并固定安装在U型开口齿轮的前侧面，且其包括切削刀具、固定安装在U型开口齿轮上的V型块导轨、滑动连接在V型块导轨上的两个V型块滑块、通过V型块支架分别安装在两个V型块滑块上方的右刀具V型块以及左刀具V型块，切削刀具固定在刀架上，刀架和左刀具V型块中间开设的方孔组成滑动副，刀架上套装有压簧，压簧两端分别抵压在盖板和刀架的轴肩上，盖板固定在左刀具V型块上；

丝杠螺母左右移动组件，其用于带动双齿接力开口齿轮回转组件进行左右移动，并安装在支撑框架上，且其包括左右移动步进电机、步进电机固定板、丝杠支座、丝杠、螺母固定块、U型固定板、两个对称布置的滑块、两个对称布置的导轨和两个对称布置的滑块支撑板，丝杠和螺母固定块内置的螺母组形成丝杠螺母传动，丝杠一侧和左右移动步进电机主轴连接，并通过两个固定连接在支撑框架上的丝杠支座支撑，两个对称布置的滑块分别和两个对称布置的滑块支撑板固结，并分别和两个对称布置的导轨组成滑动副，两个对称布置的导轨和丝杠相互平行。

作为本发明再进一步的方案：U型开口圆形导向盘和U型开口齿轮均开设有一个相同的U型开口；U型开口圆形导向盘和U型开口齿轮之间夹着四块垫块，并通过四套紧固螺栓组件固结在一起。

作为本发明再进一步的方案：回转步进电机固结在通过螺栓固定安装在U型固定板背侧面的回转电机支架上。

作为本发明再进一步的方案：U型固定板的背侧面还安装有拉紧器，且拉紧器上转动连接有张紧同步带轮，张紧同步带轮与主动同步带轮、从动带轮以及同步带组成一套带传动。

作为本发明再进一步的方案：右刀具V型块和左刀具V型块相对的一侧均开设有一个V型开口。

作为本发明再进一步的方案：刀架尾端设置有微调螺母，刀架尾端开设有与微调螺母的螺纹孔相配合的螺纹圈。

本发明的有益效果是：在螺旋回转过程中实现对电缆绝缘层的快速稳定剥离，为配电带电作业机器人自动化装置后续的自动化带电搭火工作做准备，助推了配电带电作业机器人自动化装置代替人工进行带电作业，从而使配电带电作业工作更加安全，有效减轻作业人员劳动强度，提供工作效率和质量，大幅降低电网运营成本，提升配电网的智能化管理技术水平，促进配电网精益化管理的提升。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明双齿接力开口齿轮回转组件与丝杠螺母左右移动组件结构示意图；

图3为本发明双齿接力开口齿轮回转组件背侧面结构示意图；

图4为本发明刀具组件咬合状态结构示意图；

图5为本发明刀具组件张开状态结构示意图；

图6为本发明U型开口圆形导向盘和U型开口齿轮装配侧视结构示意图；

图7为本发明U型开口圆形导向盘和U型开口齿轮装配立体结构示意图；

图8为本发明U型开口齿轮立体结构示意图；

图9为本发明U型开口圆形导向盘立体结构示意图；

图10为本发明U型固定板立体结构示意图；

图11为本发明右刀具V型块立体前视结构示意图；

图12为本发明右刀具V型块立体后视结构示意图；

图13为本发明左刀具V型块和V型块支架装配结构示意图；

图14为本发明切削刀具、刀架和压簧装配结构示意图

图15为本发明左刀具V型块结构示意图；

图16为本发明微调螺母结构示意图；

图17为配电带电作业机器人自动化装置三维图。

图中：1、左右移动步进电机，2、步进电机固定板，3、丝杠支座，4、丝杠，5、螺母固定块，6、U型固定板，7、滑块，8、导轨，9、U型导向轮，10、导向轮支撑螺栓，11、U型开口圆形导向盘，12、U型开口齿轮，13、右小齿轮支撑架，14、右小齿轮，15、滑块支撑板，16、左齿轮轴，17、左小齿轮压紧螺母，18、紧固螺栓组件，19、回转电机支架，20、主动同步带轮，21、左小齿轮支撑架，22、左小齿轮，23、右齿轮轴，24、右小齿轮压紧螺母，25、拉紧器，26、回转步进电机，27、从动带轮支撑架，28、从动带轮，29、从动带轮压紧螺母，30、同步带，31、张紧同步带轮，32、支撑框架，33、右刀具V型块，34、左刀具V型块，35、切削刀具，36、电缆，37、压簧，38、微调螺母，39、刀架，40、垫块，41、V型块支架，42、V型块滑块，43、V型块导轨，44、盖板，45、陀螺仪自平衡起吊三足鼎立上线装置，46、定位对中夹紧装置，47、双齿接力驱动螺旋回转绝缘层剥离装置，48、梅花自脱扣离合气动螺纹进刀装置，49、夹紧输送装置，50、固定线夹安装紧固装置，51、绝缘盒的安装装置。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1至图16所示，一种双齿接力驱动螺旋回转绝缘层剥离装置，包括支撑框架32、双齿接力开口齿轮回转组件、刀具组件和丝杠螺母左右移动组件。

其中，所述支撑框架32是由若干根型材焊接而成，构成了绝缘层剥离装置的主体支撑结构。

所述双齿接力开口齿轮回转组件设置于支撑框架32上，并用于带动待处理电缆36进行转动；所述双齿接力开口齿轮回转组件包括U型固定板6、设置在U型固定板6前侧板面固定连接在一起的U型开口齿轮12和U型开口圆形导向盘11以及设置在U型固定板6背侧板面的回转步进电机26。

所述刀具组件固定安装在U型开口齿轮12的前侧面，并用于将待处理电缆36的绝缘层切削剥离；所述刀具组件包括切削刀具35、固定安装在U型开口齿轮12上的V型块导轨43、滑动连接在V型块导轨43上的两个V型块滑块42、通过V型块支架41分别安装在两个V型块滑块42上方的右刀具V型块33以及左刀具V型块34。

所述丝杠螺母左右移动组件，安装于支撑框架32上，且用于带动双齿接力开口齿轮回转组件进行左右移动；且所述丝杠螺母左右移动组件包括左右移动步进电机1、步进电机固定板2、丝杠支座3、丝杠4、螺母固定块5、U型固定板6、两个对称布置的滑块7、两个对称布置的导轨8和两个对称布置的滑块支撑板15。

实施例二

本实施例中除包括实施例一中的所有技术特征之外，还包括：

如图1至图16所示，U型开口圆形导向盘11的U型截面圆周卡在六个U型导向轮9的U型槽内，且通过六个U型导向轮9导向，六个U型导向轮9分别安装在U型固定板6上的导向轮支撑螺栓10上；

U型开口齿轮12的下方对称设置有均和U型开口齿轮12啮合传动的右小齿轮14和左小齿轮22，右小齿轮14套设在所述U型固定板6的右齿轮轴23轴身上，右齿轮轴23的两端分别支撑在右小齿轮支撑架13和从动带轮支撑架27上，且所述右齿轮轴23两端分别由右小齿轮压紧螺母24和从动带轮压紧螺母29紧固安装；左小齿轮22套设在所述U型固定板6的左齿轮轴16轴身上，左齿轮轴16一端和回转步进电机26主轴固结，另一端安装在左小齿轮支撑架21上，并由左小齿轮压紧螺母17紧固安装；左齿轮轴16的轴身上还固定套设有主动同步带轮20，右齿轮轴23的轴身上还固定套设有从动带轮28，主动同步带轮20与从动带轮28通过同步带30同步传动连接。

实施例三

本实施例中除包括实施例一中的所有技术特征之外，还包括：

如图1至图16所示，丝杠4和螺母固定块5内置的螺母组形成丝杠螺母传动，丝杠4一侧和左右移动步进电机1主轴连接，并通过两个固定连接在支撑框架32上的丝杠支座3支撑，两个对称布置的滑块7分别和两个对称布置的滑块支撑板15固结，并分别和两个对称布置的导轨8组成滑动副，两个对称布置的导轨8和丝杠4相互平行。

实施例四

本实施例中除包括实施例一中的所有技术特征之外，还包括：

如图1至图16所示：切削刀具35固定在刀架39上，刀架39和左刀具V型块34中间开设的方孔组成滑动副，刀架39上套装有压簧37，压簧37两端分别抵压在盖板44和刀架39的轴肩上，盖板44固定在左刀具V型块34上；刀架39尾端设置有微调螺母38，刀架39尾端开设有与微调螺母38的螺纹孔相配合的螺纹圈。

U型开口圆形导向盘11和U型开口齿轮12均开设有一个相同的U型开口。U型开口圆形导向盘11和U型开口齿轮12之间夹着四块垫块40，并通过四套紧固螺栓组件18固结在一起。

U型固定板6的背侧面还安装有拉紧器25，且拉紧器25上转动连接有张紧同步带轮31，张紧同步带轮31与主动同步带轮20、从动带轮28以及同步带30组成一套带传动组件；回转步进电机26通过螺栓固定安装在U型固定板6背侧面的回转电机支架19上。右刀具V型块33和左刀具V型块34相对的一侧均开设有一个V型开口。

实施例五

图17为一种适用于配电带电作业机器人自动化装置，其用于待处理电缆36的自动化作业，所述适用于配电带电作业机器人自动化装置包括陀螺仪自平衡起吊三足鼎立上线装置45、定位对中夹紧装置46、双齿接力驱动螺旋回转绝缘层剥离装置47、梅花自脱扣离合气动螺纹进刀装置48、夹紧输送装置49、固定线夹安装紧固装置50、绝缘盒的安装装置51和PLC自动化控制系统。其中，所述双齿接力驱动螺旋回转绝缘层剥离装置47用于对待处理电缆36的剥离。

适用于配电带电作业机器人自动化装置工作作业时，具体包括以下步骤：

第一：将该机器人自动化装置运送到高空电缆36下方并通过陀螺仪自平衡起吊三足鼎立上线装置45升降到指定的高度，通过定位对中夹紧装置46，使机器人自动化装置快速精准的对中定位在高空电缆36合适位置，随后对称夹紧在高空电缆36上，并利用张紧绷直气缸使高空电缆作业端进行张紧绷直；

第二：通过梅花自脱扣离合气动螺纹进刀装置48的气动动力进给装置通过螺纹左右导向夹紧块夹紧在高空电缆36上，同时把切削刀具进给到合适的进刀量，进刀完成后气动动力进给装置后退并通过梅花自脱扣离合装置48和切削刀具自动分离；

第三：通过双齿接力驱动螺旋回转绝缘层剥离装置45的回转运动和左右进给运动驱动切削刀具在高空电缆上做螺旋回转切削运动，完成高空电缆36绝缘层的快速剥离，把高空电缆36的绝缘层的快速剥离到合适的长度时，切削刀具通过梅花自脱扣离合气动螺纹进刀装置48和切削刀具又自动结合，使切削刀具实现快速退回，这一阶段完成高压电缆绝缘层的剥离。

第四：通过搭线或连接线的夹紧输送装置49把剥离绝缘层的搭线或连接线夹持并精确送达到高空电缆线剥离段的上面对接位置；

第五：通过固定线夹安装紧固装置50把一对对开的固定线夹夹持、送达和安装紧固，最后通过绝缘盒的安装装置51把绝缘盒自动送达并安装在紧固的固定线夹上，以确保搭火的绝缘性；整套装置通过PLC自动化控制系统进行控制，利用触摸屏进行人机对话操作。

工作过程：

1)当需要对电缆33的绝缘层进行剥离时，首先根据电缆33的绝缘层厚度调节微调螺母38使切削刀具35调节到合适的进刀量；

2)将绝缘层剥离装置平稳的起吊到高空电缆上的合适定位位置，对称夹紧在高空电缆上，右V型块33和左刀具V型块34的V型开口沿着V型块导轨43定位夹紧在电缆33上，此时虽然突出的切削刀具35会顶着电缆33阻尼右V型块33和左刀具V型块34夹紧，此时切削刀具35在电缆33的顶力下会克服压簧37的弹力向左刀具V型块34内的方孔滑动缩回，从而右V型块33和左刀具V型块34夹紧在电缆33的两侧；

3)绝缘层剥离装置做几周的回转运动，在回转过程中，由于压簧37的弹力使切削刀具35慢慢的进给到电缆33绝缘层内，直到进给到将要接触到电缆33的内部金属导线时，此时刚好达到微调螺母38预先调节的切削刀具35进刀量，此时电缆33径向方向不再进给；

4)丝杠螺母左右移动，在双齿接力开口齿轮回转组件的圆周回转和丝杠螺母左右移动组件开始前后移动过程中，在两者的共同作用下，使切削刀具35在电缆33做螺旋回转运动，在螺旋回转过程中把电缆33的绝缘层剥离；

5)转步进电机26驱动主动同步带轮20和左小齿轮22转动，在张紧同步带轮31拉紧的合适张紧力下，通过同步带30传动，驱动从动带轮28和右小齿轮14转动，右小齿轮14和左小齿轮22在传动过程中至少保证一个齿轮和U型开口齿轮12啮合，U型开口齿轮12在两个齿轮的接力传动下便持续的转动，U型开口齿轮12便带动和其固结的U型开口圆形导向盘11、4套紧固螺栓组件18和刀具组件转动，U型开口圆形导向盘11在6个U型导向轮9的导向下做圆周回转运动；

6)丝杠螺母左右移动组件在工作过程中，左右移动步进电机1驱动丝杠4转动，通过丝杠4和螺母固定块5内置的螺母传动，驱动螺母固定块5沿着导轨8方向前后滑动，驱动螺母固定块5便带动U型固定板6及其上的6套导向轮支撑螺栓10、右小齿轮支撑架13、回转电机支架19、左小齿轮支撑架21、拉紧器25和从动带轮支撑架27前后移动；

7)切削刀具35在丝杠螺母左右移动组件和双齿接力开口齿轮回转组件的共同作用下做螺旋回转运动，从而对高空电缆的绝缘层进行剥削切除，当把高空电缆33绝缘层的快速剥离到合适的长度时，丝杠螺母左右移动组件和双齿接力开口齿轮回转组件停止运动，随后切削刀具35的自动结合，使切削刀具35实现退回，这一阶段完成高压电缆33绝缘层的剥离。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。