一种可升降旋转的双臂电力检修机器人

技术领域

本发明实施例涉及机器人技术领域，具体涉及一种可升降旋转的双臂电力检修机器人。

背景技术

在电力检修领域，许多操作不适合人员手工作业，通常采用机器人来代替人工执行任务。由于在进行电力检修时，需要对器件进行拆卸和安装，电力检修机器人的机械臂末端设置拆装工具(螺丝刀)和夹具，螺丝刀对螺丝进行安装和拆卸，夹具则将螺丝和拆卸后的器件取下至指定的存放位置，同时夹具也需要将螺丝和待安装的器件从存放位置处移动至安装位置。

现有的电力检修机器人通常为单臂机器人，器件的拆除和安装均通过单个的机械臂操作，机械臂既要带动螺丝刀正转以实现器件的安装，还需要带动螺丝刀反转以实现器件的拆卸，而螺丝刀以螺纹方式连接时反转会使螺丝刀从机械臂拆下，所以拆装工具不能以螺纹连接的方式安装在机械臂上，一般而言，机械臂的前端设置一个内六角状的装配孔，拆装工具上设置与该装配孔相适配的装配杆，通过装配杆和装配孔的形状配合以及装配杆和装配孔之间磁性部件来实现拆装工具与机械臂的连接固定；在上述连接固定方式中，装配杆与装配孔之间必然存在着一定的间隙，导致在进行器件的拆装时，装配杆与装配孔之间发生轻微的碰撞，长此以往，影响拆装工具在机械臂上的连接稳固性，也容易出现装配不到位的现象。

同时在进行电机检修时，需要使用的到螺丝刀的型号是多样的，而现有的机器人，其机械臂末端上的螺丝刀需要在检修前提前安装更换，在检修过程中无法实现自动更换，从而影响到了检修的效率。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种可升降旋转的双臂电力检修机器人，以解决现有电力检修机器人上的螺丝刀连接固定方式中，装配杆与装配孔之间必然存在着一定的间隙，导致在进行器件的拆装时，装配杆与装配孔之间发生轻微的碰撞，长此以往，影响拆装工具在机械臂上的连接稳固性，也容易出现装配不到位的现象的问题。

为了实现上述目的，本发明的实施方式公布了如下技术方案：

一种可升降旋转的双臂电力检修机器人，包括具有升降旋转功能的固定底座和设置在所述固定底座上的机械臂，所述机械臂有两个，其中一个所述的机械臂用于电力检修时的器件安装，另一个所述的机械臂用于电力检修时的器件拆卸，所述机械臂的末端设置有机械手；

所述机械手包括用于拆装器件的拆装工具、用于安装所述拆装工具的安装座和用于盛装所述拆装工具的工具盘，所述安装座设置在所述机械臂的末端，所述安装座上设置有转动筒，所述转动筒与所述机械臂之间设置有轴承，所述安装座上还设置有驱动所述转动筒旋转的转动电机；

所述工具盘设置在所述机械臂上，所述工具盘上设置有若干竖直贯穿的盛装孔，所述拆装工具插设在所述盛装孔内，所述盛装孔从下至上依次包括底孔和装配槽，所述拆装工具包括从下至上依次包括工具头、装配杆和装配套，所述工具头穿过所述底孔，所述装配杆与所述装配槽相适配，所述装配套与所述转动筒螺纹相连。

进一步地，所述装配槽的底部和所述装配杆正对着所述装配槽的一面上设置有相对应的磁片。

进一步地，所述工具盘上还设置有导向组件，用于为所述拆装工具从所述机械臂上拆下至所述工具盘的过程提供导向，同时为所述拆装工具从所述工具盘上安装至所述机械臂的过程提供导向。

进一步地，所述导向组件包括从至下顺次相连的锥形筒、上导向筒和下导向筒，所述锥形筒的上端直径大于所述装配套的直径，所述锥形筒的下端直径与所述装配套的直径相等。

进一步地，所述上导向筒的内部设置有装配座，所述装配座的中心处竖直穿设有装配孔，所述装配孔位于所述底孔的正上方，且所述装配孔与所述装配杆相适配。

进一步地，所述上导向筒的外部套设有夹层套筒，所述夹层套筒的内壁上设置有摩擦垫，所述摩擦垫与所述上导向筒的外壁紧密接触，所述夹层套筒竖直穿设所述装配槽内，且所述夹层套筒与所述装配槽之间螺纹连接。

进一步地，所述下导向筒的外周设置有限位环，所述限位环固定在所述装配槽内，所述限位环的内壁上设置有圆弧型的限位槽，所述限位槽内滑动设置有限位座，所述限位座与所述下导向筒的外壁相连。

进一步地，所述限位座的其中一端端部连接有圆弧形的弧形复位杆，所述弧形复位杆与所述限位环同圆心，所述限位环内部设置有弧形空腔，所述弧形空腔的其中一端与所述限位槽相连通，所述弧形复位杆插入所述弧形空腔内，所述弧形复位杆的外周套设有转动复位弹簧。

进一步地，所述装配槽的底部与所述下导向筒的底端之间设置有竖向复位弹簧，所述竖向复位弹簧与所述装配槽同圆心。

本发明的实施方式具有如下优点：

本发明中拆装工具正转即可实现螺丝的安装和拆卸，无需反转，避免了反转过程导致的拆装工具脱离接连的弊端，改变了现有的连接方式，从而避免现有连接固定方式中，装配杆与装配孔之间必然存在着一定的间隙，导致在进行器件的拆装时，装配杆与装配孔之间发生轻微的碰撞，长此以往，影响拆装工具在机械臂上的连接稳固性，也容易出现装配不到位的弊端。

附图说明

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施方式中整体结构示意图；

图2为本发明实施方式中机械手的结构示意图；

图3为本发明实施方式中安装座的结构示意图；

图4为本发明实施方式中拆装工具的结构示意图；

图5为本发明实施方式中导向组件的结构示意图；

图6为本发明实施方式中上导向筒的俯视结构示意图；

图7为本发明实施方式中下导向筒的俯视结构示意图。

图中：

1、固定底座；2、机械臂；3、机械手；4、拆装工具；5、安装座；6、工具盘；7、转动筒；8、转动电机；9、盛装孔；10、底孔；11、装配槽；12、工具头；13、装配杆；14、装配套；15、磁片；16、导向组件；17、锥形筒；18、上导向筒；19、下导向筒；20、装配座；21、装配孔；22、夹层套筒；23、摩擦垫；24、限位环；25、限位槽；26、限位座；27、弧形复位杆；28、弧形空腔；29、转动复位弹簧；30、竖向复位弹簧。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1至图7所示，本发明公布了一种可升降旋转的双臂电力检修机器人，包括具有升降旋转功能的固定底座1和设置在固定底座1上的机械臂2，机械臂2有两个，其中一个机械臂2用于电力检修时的器件安装，另一个机械臂2用于电力检修时的器件拆卸。

机械臂2的末端设置有机械手3，机械手3包括安装座5和工具盘6，工具盘6上存放有若干个拆装工具4，拆装工具4可固定在安装座5上，机械臂2通过拆装工具对待检修的器件进行拆卸和安装。在本实施方式中，拆装工具4为不同型号的螺丝刀。安装座5设置在机械臂2的末端，安装座5上设置有转动筒7，转动筒7与机械臂2之间设置有轴承，安装座5上还设置有驱动转动筒7旋转的转动电机8，工具盘6设置在机械臂2上，工具盘6上设置有若干竖直贯穿的盛装孔9，拆装工具4插设在盛装孔9内，盛装孔9从下至上依次包括底孔10和装配槽11，拆装工具4包括从下至上依次包括工具头12、装配杆13和装配套14，工具头12穿过底孔10，装配杆13与装配槽11相适配，装配套14与转动筒7螺纹相连。

在本实施方式中，拆装工具4事先存放在工具盘6上的盛装孔9内，其工具头12穿过底孔10中，装配杆13插在装配槽11内，装配槽11的底部和装配杆13正对着装配槽11的一面上设置有相对应的磁片15，通过磁片15使拆装工具4固定在工具盘6上。需要安装拆装工具4时，机械臂2工作使其末端的转动筒7竖直对准装配套14，然后转动电机8带动转动筒7转动，使装配套14与转动筒7相连，也即是使拆装工具4螺纹安装在机械臂2上。在上述螺纹安装的过程中，由于装配槽11上设置有与装配杆13相对应的异形槽，所以装配槽11可以固定住拆装工具4，使拆装工具4不发生转动，以便于拆装工具4的顺利安装。同时，上述拆装工具4的安装过程无需手动操作，可自动完成，避免了检修过程中无法自动更换拆装工具，导致检修效率受影响的弊端。

需要说明的是，本实施方式中机械臂2有两条，且两条机械臂2的功用不同，在用于器件安装的机械臂2上，拆装工具4安装时的旋紧方向和使用拆装工具4安装螺丝时的旋紧方向相同，在进行螺丝的安装时，拆装工具4与机械臂2结合地更加紧密；而在用于器件拆卸的机械臂2上中，拆装工具4安装时的旋紧方向和使用拆装工具4拆卸螺丝时的旋紧方向相同，在进行螺丝的拆卸时，拆装工具4与机械臂2结合地更加紧密，从而保证螺丝的拆装能够顺利进行。

现有的电力检修机器人通常为单臂机器人，器件的拆除和安装均通过单个的机械臂操作，机械臂既要带动拆装工具正转以实现器件的安装，还需要带动拆装工具反转以实现器件的拆卸，所以拆装工具不能以螺纹连接的方式安装在机械臂上，一般而言，机械臂的前端设置一个内六角状的装配孔，拆装工具上设置与该装配孔相适配的装配杆，通过装配杆和装配孔的形状配合以及装配杆和装配孔之间磁性部件来实现拆装工具与机械臂的连接固定；在上述连接固定方式中，装配杆与装配孔之间必然存在着一定的间隙，导致在进行器件的拆装时，装配杆与装配孔之间发生轻微的碰撞，长此以往，影响拆装工具在机械臂上的连接稳固性，也容易出现装配不到位的现象。

而本实施方式中，拆装工具4与机械臂2螺纹连接，拆装工具4与机械臂2之间不存在着装配空隙，也就不会由于存在空隙而导致在进行器件的拆装时，装配杆与装配孔之间发生轻微的碰撞，影响拆装工具在机械臂上的连接稳固性，出现装配不到位现象的发生。

进一步地，为了使拆装工具4能够更加快速地与机械臂2上的安装位置对准，提升拆装工具4的安装、拆除和更换速度，从而提升电力检修的效率，工具盘6上还设置有导向组件16，可以为拆装工具4从机械臂2上拆下至工具盘6的过程提供导向，同时为拆装工具4从工具盘6上安装至机械臂2的过程提供导向，导向组件16包括从至下顺次相连的锥形筒17、上导向筒18和下导向筒19，锥形筒17的上端直径大于装配套14的直径，锥形筒17的下端直径与装配套14的直径相等，上导向筒18的内部设置有装配座20，装配座20的中心处竖直穿设有装配孔21，装配孔21位于底孔10的正上方，且装配孔21与装配杆13相适配，上导向筒18的外部套设有夹层套筒22，夹层套筒22的内壁上设置有摩擦垫23，摩擦垫23与上导向筒18的外壁紧密接触，夹层套筒22竖直穿设装配槽11内，且夹层套筒22与装配槽11之间螺纹连接，下导向筒19的外周设置有限位环24，限位环24固定在装配槽11内，限位环24的内壁上设置有圆弧型的限位槽25，限位槽25内滑动设置有限位座26，限位座26与下导向筒19的外壁相连。

限位座26的其中一端端部连接有圆弧形的弧形复位杆27，弧形复位杆27与限位环24同圆心，限位环24内部设置有弧形空腔28，弧形空腔28的其中一端与限位槽25相连通，弧形复位杆27插入弧形空腔28内，弧形复位杆27的外周套设有转动复位弹簧29，装配槽11的底部与下导向筒19的底端之间设置有竖向复位弹簧30，竖向复位弹簧30与装配槽11同圆心。

当使用导向组件16进行安装拆装工具4时，机械臂2驱动转动筒7移动至装配套14的上方并使转动筒7不断向装配套14靠近，在转动筒7与装配套14抵接后，转动电机8带动转动筒7转动，使装配套14与转动筒7相连，也即是使拆装工具4螺纹安装在机械臂2上；

当使用导向组件16进行拆装工具4的卸下时，机械臂2带动拆装工具4向着导向组件16移动，拆装工具4穿过锥形筒17，在锥形筒17的汇集和调整作用下，拆装工具4中的装配套14对准上导向筒18并插入其内，其中，工具头12直接穿入装配孔21内，而装配杆13和装配孔21的形状相对应，但角度未对准，所以装配杆13在与装配座20抵接后推动装配座20、上导向筒18、锥形筒17、下导向筒19下移，上导向筒18与夹层套筒22之间通过紧密接触的摩擦垫23相连接，在挤压时产生的摩擦力作用下，夹层套筒22和上导向筒18一同移动，并且，由于夹层套筒22与装配槽11之间螺纹连接，在其向下移动时也会转动，从而装配座20转动，改变装配孔21的角度；在装配孔21的角度与装配杆13对准后，装配杆13插入装配孔21内，完成拆装工具4与装配孔21的对准插入。

在拆装工具4带动装配座20、上导向筒18、锥形筒17及下导向筒19下移过程中，竖向复位弹簧30被压缩，而当在装配孔21的角度与装配杆13对准后，装配杆13不再压住装配座20，此时装配座20、上导向筒18、锥形筒17及下导向筒19在竖向复位弹簧30的弹力作用下向上移动至原位置，同时装配杆13不断向下深入，直至与底面接触，此时装配座20仍未与装配套14接触。

在装配杆13伸入至最底部处停止移动后，转动电机8带动转动筒7反向转动，使拆装工具4转动，装配杆13带动装配座20及下导向筒19转动，使限位座26沿着限位槽25滑动，在限位座26滑动至限位槽25的端部后，装配座20停止转动，而随着转动筒7的继续转动，装配座20与转动筒7之间发生相对转动，同时机械臂2向上抬起，使转动筒7逐渐与装配套14脱离，从而实现拆装工具4的卸除；在限位座26滑动的过程中，会压缩转动复位弹簧29，而在转动筒7与装配套14脱离后，限位座26又在转动复位弹簧29的弹力作用下回复至原位置，从而使装配座20复位。

在本实施方式中，进行拆装工具4的安装拆卸时，由于转动筒7的底部和装配套14的顶部均为圆形，在二者位置对准后驱使转动筒7转动即可实现拆装工具4的安装，但装配杆13和装配孔21为相适配的形状，在位置对准后还需角度也对准，为了较小角度对准的时间，在进行拆装工具4的拆卸时，机械臂2直接带动拆装工具4插入至导向组件16内，即可实现装配杆13和装配孔21的角度对准，极大地简化了拆装工具4的拆装步骤，从而提升电力检修的效率。

通过设置两条机械臂2，一条机械臂2上的拆装工具4通过正转以实现器件的安装，另一条机械臂2上的拆装工具4通过正转实现器件的拆卸，也即是拆装工具4无需反转，避免了拆装工具4反转而导致的拆装工具4脱离接连，无法工作的弊端，所以本实施方式中可以采用螺纹方式连接拆装工具4，从而避免现有连接固定方式中，装配杆13与装配孔21之间必然存在着一定的间隙，导致在进行器件的拆装时，装配杆13与装配孔21之间发生轻微的碰撞，长此以往，影响拆装工具在机械臂上的连接稳固性，也容易出现装配不到位的现象。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。