阅读说明：本技术 一种用于带电作业机器人剥线工具的自适应定位装置 (Self-adaptive positioning device for wire stripping tool of live working robot ) 是由 刘召 徐会正 张炜 陈洪安 于 2020-10-21 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种用于带电作业机器人剥线工具的自适应定位装置,包括快换工具安装板,快换工具安装板上表面设有快换工具盘,快换工具安装板下表面设有左右自由平移机构,左右自由平移机构上连接水平自由旋转机构,水平自由旋转机构旋转部设有连接弯板。本发明一种用于带电作业机器人剥线工具的自适应定位装置,具有两个自由度,一个是直线左右平移自由度,另一个是水平旋转自由度,无论机器人是通过手持摇控盒或示教器靠近待剥线缆,还是通过视觉系统靠近待剥线缆,都可以实现剥线工具到达最佳的剥线位置,实现高质量的剥线作业。(The invention provides a self-adaptive positioning device for a wire stripping tool of an electric working robot, which comprises a quick-change tool mounting plate, wherein a quick-change tool disc is arranged on the upper surface of the quick-change tool mounting plate, a left-right free translation mechanism is arranged on the lower surface of the quick-change tool mounting plate, a horizontal free rotation mechanism is connected to the left-right free translation mechanism, and a connection bent plate is arranged on the rotating part of the horizontal free rotation mechanism. The invention relates to a self-adaptive positioning device for a wire stripping tool of an electric working robot, which has two degrees of freedom, namely a linear left-right translation degree of freedom and a horizontal rotation degree of freedom, so that the wire stripping tool can reach the optimal wire stripping position no matter whether the robot is close to a cable to be stripped through a handheld remote control box or a demonstrator or is close to the cable to be stripped through a vision system, and high-quality wire stripping operation is realized.)

一种用于带电作业机器人剥线工具的自适应定位装置

技术领域

本发明属于智能机器人领域，尤其是涉及一种用于带电作业机器人剥线工具的自适应定位装置。

背景技术

一般的带电作业机器人剥线时需要通过手持摇控盒或示教器将机器人端的剥线工具移动到待剥线缆的位置处，而此时大部分的场景是人距离剥线工具较远，并不能很清楚的看清剥线工具所在的实际位置；另一种是通过视觉系统，使安装在机器人末端的剥线工具自动运行到待剥线缆的位置，但也存在着因为视觉系统也有位置误差，同时也受天气状况的影响，也不能很好的使剥线工具进入最佳剥线位置的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种用于带电作业机器人剥线工具的自适应定位装置，具有两个自由度，一个是直线左右平移自由度，另一个是水平旋转自由度，无论机器人是通过手持摇控盒或示教器靠近待剥线缆，还是通过视觉系统靠近待剥线缆，都可以实现剥线工具到达最佳的剥线位置，实现高质量的剥线作业。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于带电作业机器人剥线工具的自适应定位装置，包括快换工具安装板，快换工具安装板上表面设有快换工具盘,快换工具安装板下表面设有左右自由平移机构，左右自由平移机构上连接水平自由旋转机构，水平自由旋转机构旋转部设有连接弯板；快换工具安装板连接平移制动气缸，平移制动气缸推动制动杆夹爪对水平自由旋转机构在左右自由平移机构上的自由平移位置进行限定；水平自由旋转机构连接转轴制动气缸，转轴制动气缸推动转轴夹爪对水平自由旋转机构的自由旋转位置进行限定。

进一步的，左右自由平移机构包括：直线导轨及导轨滑块；导轨滑块在直线导轨上左右自由平移滑动，直线导轨设置在快换工具安装板下表面，快换工具安装板左右两端分别设置左挡块及右挡块，左挡块与右挡块之间设有导柱，导轨滑块上设有导柱连接板，导柱穿过导柱连接板凸台上的过孔，右挡块与导柱连接板凸台之间的导柱上套设压簧，左挡块与导柱连接板凸台之间的导柱上套设压簧，导柱连接板上设有制动杆，平移制动气缸推动制动杆夹爪与制动杆进行配合夹持固定。

进一步的，水平自由旋转机构包括：轴承座；轴承座固设在导柱连接板上，轴承座内设有轴承，轴承内设有转动轴，转动轴底端与连接弯板固定连接，转轴制动气缸推动转轴夹爪对转动轴进行夹持固定。

进一步的，快换工具安装板固定连接平移气缸座，平移制动气缸设置在平移气缸座上。

进一步的，导柱连接板上连接转轴气缸座，转轴制动气缸设置在转轴气缸座上。

进一步的，轴承座及连接弯板上均设有限位块，两个限位块配合限制连接弯板最大旋转角度。

进一步的，导柱设有四个。

进一步的，轴承是两个圆锥滚子轴承。

相对于现有技术，本发明一种用于带电作业机器人剥线工具的自适应定位装置，具有以下优势：

本发明一种用于带电作业机器人剥线工具的自适应定位装置，具有两个自由度，一个是直线左右平移自由度，另一个是水平旋转自由度，无论机器人是通过手持摇控盒或示教器靠近待剥线缆，还是通过视觉系统靠近待剥线缆，都可以实现剥线工具到达最佳的剥线位置，实现高质量的剥线作业，提高剥线效率。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

在附图中：

图1为本发明实施例一种用于带电作业机器人剥线工具的自适应定位装置主视示意图；

图2为本发明实施例一种用于带电作业机器人剥线工具的自适应定位装置A-A剖视图；

图3为本发明实施例一种用于带电作业机器人剥线工具的自适应定位装置B-B剖视图；

图4为本发明实施例一种用于带电作业机器人剥线工具的自适应定位装置C-C剖视图；

图5为本发明实施例一种用于带电作业机器人剥线工具的自适应定位装置结构示意图；

图6为本发明实施例一种用于带电作业机器人剥线工具的自适应定位装置剥线工具连接示意图；

图7为本发明实施例一种用于带电作业机器人剥线工具的自适应定位装置自适应第一示意图；

图8为本发明实施例一种用于带电作业机器人剥线工具的自适应定位装置自适应第二示意图；

图9为本发明实施例一种用于带电作业机器人剥线工具的自适应定位装置自适应第三示意图；

图10为本发明实施例一种用于带电作业机器人剥线工具的自适应定位装置自适应第四示意图。

附图标记说明：

1-平移气缸座；2-制动杆；3-快换工具盘；4-快换工具安装板；5-右挡块；6-压簧；7-转轴气缸座；8-转轴制动气缸；9-限位块；10-左挡块；11-直线导轨；12-制动杆夹爪；13-导柱连接板；14-轴承；15-轴承座；16-连接弯板；17-转动轴；18-导轨滑块；19-导柱；20-转轴夹爪；23-平移制动气缸；24-剥线工具。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1-6所示，一种用于带电作业机器人剥线工具的自适应定位装置，包括快换工具安装板4，快换工具安装板4上表面设有快换工具盘3,快换工具安装板4下表面设有左右自由平移机构，左右自由平移机构上连接水平自由旋转机构，水平自由旋转机构旋转部设有连接弯板16；快换工具安装板4连接平移制动气缸23，平移制动气缸23推动制动杆夹爪12对水平自由旋转机构在左右自由平移机构上的自由平移位置进行限定；水平自由旋转机构连接转轴制动气缸8，转轴制动气缸8推动转轴夹爪20对水平自由旋转机构的自由旋转位置进行限定。

如图1-6所示，左右自由平移机构包括：直线导轨11及导轨滑块18；导轨滑块18在直线导轨11上左右自由平移滑动，直线导轨11设置在快换工具安装板4下表面，快换工具安装板4左右两端分别设置左挡块10及右挡块5，左挡块10与右挡块5之间设有导柱19，导轨滑块18上设有导柱连接板13，导柱19穿过导柱连接板13凸台上的过孔，右挡块5与导柱连接板13凸台之间的导柱19上套设压簧6，左挡块10与导柱连接板13凸台之间的导柱19上套设压簧6，导柱连接板13上设有制动杆2，平移制动气缸23推动制动杆夹爪12与制动杆2进行配合夹持固定。

如图1-6所示，水平自由旋转机构包括：轴承座15；轴承座15固设在导柱连接板13上，轴承座15内设有轴承14，轴承14内设有转动轴17，转动轴17底端与连接弯板16固定连接，转轴制动气缸8推动转轴夹爪20对转动轴17进行夹持固定。

在本实施例中，在没有外力作用时，压簧6的弹力作用可以实现导柱连接板13处于导柱19的中间位置，当导柱连接板13受到来自轴承座15的外力作用时，导柱连接板13通过连接的导轨滑块18在直线导轨11左右自由平移，平移制动气缸23可以推动制动杆夹爪12夹持与导柱连接板13连接的制动杆2，对导柱连接板13位置进行限定。

如图1-6所示，快换工具安装板4固定连接平移气缸座1，平移制动气缸23设置在平移气缸座1上。

如图1-6所示，导柱连接板13上连接转轴气缸座7，转轴制动气缸8设置在转轴气缸座7上。

如图1-6所示，轴承座15及连接弯板16上均设有限位块9，两个限位块9配合限制连接弯板16最大旋转角度。

如图1-6所示，导柱19设有四个。

如图1-6所示，轴承14是两个圆锥滚子轴承。

在本实施例中，如图1-10所示，具体操作方法和原理如下：

首先，快换工具盘3与机器人末端连接，连接弯板16与剥线工具24连接，剥线工具24具有V形的进线导向口，当机器人携带剥线工具24靠近待剥线缆的过程中，转轴制动气缸8推动转轴夹爪20夹紧转动轴17，平移制动气缸23推动制动杆夹爪12对制动杆2进行夹持固定，避免机器人在运行过程中，剥线工具24发生旋转以及左右平移，当剥线工具24进一步靠近待剥线缆时，转轴制动气缸8以及平移制动气缸23均收回转轴夹爪20及制动杆夹爪12，此时导轨滑块18左右自由平移滑动，转动轴17自由旋转，剥线工具24实现左右直线平移以及水平旋转两个自由度自适应状态。

进一步，如图7-10所示，当待剥线缆进入剥线工具24V形的进线导向口后，具有双自由度的剥线工具24受到待剥线缆的阻力后，阻力推动转动轴17转动，同时轴承座15也沿直线导轨11水平移动，剥线工具24会产生与待剥线缆状态相适应的旋转以及左右平移，自适应得到最佳的待剥位置，可以大幅度提高剥线的成功率。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。