專利名稱：可變半徑清掃手爪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域的裝置，具體地說(shuō)，是一種可變半徑清掃手爪。
背景技術(shù)：
絕緣子的污穢閃絡(luò)嚴(yán)重危害電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。及時(shí)帶電清掃絕緣子外表面是防止閃絡(luò)事故發(fā)生又不影響到電網(wǎng)正常工作的有效措施。針對(duì)變電站絕緣子的帶電清掃設(shè)備，其末端執(zhí)行器具的性能直接影響著清掃的效果。另外，變電站中絕緣子的外形種類繁多，設(shè)計(jì)出能很好地適應(yīng)這些外形，特別是圓錐形絕緣子的清掃器具是新型絕緣子清掃設(shè)備的一個(gè)重要需求。
經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，有關(guān)變電站絕緣子帶電清掃器具的專利和技術(shù)有公開號(hào)為CN2189988，專利名稱為超高壓帶電自動(dòng)清掃機(jī)，申請(qǐng)日期為1994年4月20日，該專利中講述了一種蟹鉗形毛刷，該毛刷有張合控制機(jī)構(gòu)，通過(guò)絕緣尼龍繩可由地面控制。公開號(hào)為CN2155279，專利名稱為環(huán)繞式絕緣子帶電清掃器，申請(qǐng)日期為1993年6月10日，該專利中描述的清掃毛刷可隨齒條做圓周運(yùn)動(dòng)，可在一個(gè)位置清掃絕緣子的四周。以上所述的專利技術(shù)都不可用于圓錐形絕緣子的清掃。公開號(hào)為CN1065819A，專利名稱為氣動(dòng)風(fēng)輪超高壓帶電清掃裝置，申請(qǐng)日期為1991年4月16日，該專利講述了一種手持式帶電清掃毛刷，其毛刷由風(fēng)輪帶動(dòng)，操作人員手持工具位于地面，該裝置可用于圓錐形絕緣子的清掃，但需要操作人員反復(fù)移動(dòng)位置來(lái)清掃絕緣子的四周。另外，喻華玉等人在《中國(guó)電力》(2001，第35卷第1期)p77-79上發(fā)表的“CZQ-50超高壓帶電自動(dòng)清掃機(jī)”中介紹的關(guān)節(jié)形絕緣清掃器在清掃錐形絕緣子時(shí)毛刷盤直徑能在一定范圍內(nèi)自動(dòng)調(diào)節(jié)，但在清掃錐形絕緣子大半徑部分時(shí)由于手爪不能完全包圍，因此，仍需要地面設(shè)備反復(fù)移動(dòng)位置來(lái)完全清掃。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種可變半徑清掃手爪，使其在清掃錐形絕緣子時(shí)，可根據(jù)被清掃對(duì)象連續(xù)改變彎曲半徑，并且從錐形絕緣子的小半徑頭部到大半徑的根部都能完全將其環(huán)抱，地面設(shè)備不需要移動(dòng)位置即可完成絕緣子的完全清掃。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括右刷臂、左刷臂、毛刷、開合機(jī)構(gòu)和支撐板，右刷臂和左刷臂的根部分別對(duì)稱鉸接于支撐板，右刷臂和左刷臂的頭部分別設(shè)在兩個(gè)水平面上，且在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中互不干涉，并以交叉的方式環(huán)抱絕緣子；多個(gè)毛刷分別設(shè)在右刷臂上側(cè)和左刷臂下側(cè)；開合機(jī)構(gòu)固定在支撐板上，同時(shí)分別鉸接于右刷臂和左刷臂的根部，用于完成右刷臂和左刷臂的開合動(dòng)作。
所述的右刷臂和左刷臂可根據(jù)開合機(jī)構(gòu)的動(dòng)作自動(dòng)調(diào)節(jié)其彎曲半徑，它們分別包括K個(gè)臂節(jié)及K-1個(gè)連桿(K≥2)，(為能清楚說(shuō)明，將構(gòu)成右刷臂和左刷臂的臂節(jié)都分別編號(hào)為j(j＝1，2，3...K)其中位于根部的臂節(jié)編號(hào)為1，隨著遠(yuǎn)離根部的方向臂節(jié)編號(hào)逐次加1，直到K)其連接方式為j號(hào)臂節(jié)的頭部和j+1號(hào)臂節(jié)的根部鉸接；j號(hào)臂節(jié)的頭部外側(cè)和j+2號(hào)臂節(jié)的根部?jī)?nèi)側(cè)通過(guò)連桿連接，2號(hào)臂節(jié)的根部?jī)?nèi)側(cè)通過(guò)連桿連接于支撐板。工作時(shí)開合機(jī)構(gòu)推動(dòng)右刷臂和左刷臂，1號(hào)臂節(jié)相對(duì)于支撐板的轉(zhuǎn)角通過(guò)連桿傳遞給2號(hào)臂節(jié)，使得2號(hào)臂節(jié)與1號(hào)臂節(jié)間的夾角同步改變，同理3號(hào)臂節(jié)與2號(hào)臂節(jié)間的夾角也同步改變，依此類推，進(jìn)而可使得所有臂節(jié)的鉸接點(diǎn)在右刷臂和左刷臂開合的過(guò)程中近似地位于同一圓周上。
為增大環(huán)抱的直徑范圍，并防止環(huán)抱過(guò)程中的干涉，所述的左刷臂的1號(hào)臂節(jié)的頭部和2號(hào)臂節(jié)根部上下鉸接在一起，其它臂節(jié)仍保持在同一平面內(nèi)鉸接。
所述的開合機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)右刷臂和左刷臂圍繞其根部旋轉(zhuǎn)，從而完成開合動(dòng)作。它包括推進(jìn)缸、開合連桿、轉(zhuǎn)動(dòng)連桿和連接桿，推進(jìn)缸固定于支撐板，開合連桿的一端鉸接于1號(hào)臂節(jié)中部，另一端鉸接轉(zhuǎn)動(dòng)連桿；轉(zhuǎn)動(dòng)連桿的另一端鉸接于連接桿，轉(zhuǎn)動(dòng)連桿的中部鉸接于支撐板；連接桿的另一端連接于推進(jìn)缸的活塞。工作時(shí)推進(jìn)缸帶動(dòng)連接桿使轉(zhuǎn)動(dòng)連桿旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)連桿在另一端拉動(dòng)開合連桿將右刷臂和左刷臂張開或閉合。
所述的毛刷分兩層，分別交錯(cuò)地設(shè)在右刷臂的上側(cè)和左刷臂的下側(cè)，采用這種方式可設(shè)置大半徑的毛刷，提高了清掃絕緣子時(shí)的清掃深度，同時(shí)也減小了清掃盲區(qū)。
為保證刷子使用過(guò)程中的安全，并防止碰撞對(duì)絕緣子產(chǎn)生機(jī)械損壞，連桿采用低強(qiáng)度絕緣材料制造，并設(shè)有應(yīng)力槽，當(dāng)右刷臂和左刷臂在其內(nèi)側(cè)碰撞絕緣子且力超過(guò)最小安全力時(shí)，連桿從應(yīng)力槽處斷裂，此時(shí)臂節(jié)可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，確保絕緣子的安全。改變應(yīng)力槽的深度H和槽底半徑R可調(diào)節(jié)右刷臂和左刷臂碰撞絕緣子時(shí)的最小安全力。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有以下優(yōu)點(diǎn)右刷臂和左刷臂的彎曲半徑可根據(jù)被清掃絕緣子的截面半徑實(shí)現(xiàn)連續(xù)變化。右刷臂和左刷臂交叉環(huán)抱，保證在清掃錐形絕緣子的整個(gè)過(guò)程中都可將其完全環(huán)抱，不用移動(dòng)設(shè)備位置即可一次完成絕緣子完全清掃。毛刷分兩層分別交錯(cuò)地設(shè)在右刷臂的上側(cè)和左刷臂的下測(cè)，減小了清掃盲區(qū)。連桿上設(shè)計(jì)有應(yīng)力槽，能保證即使在有誤操作時(shí)也不會(huì)損傷到絕緣子。
圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意2為本發(fā)明原理3為本發(fā)明軸測(cè)4為開合機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意5為連桿上應(yīng)力槽示意圖具體實(shí)施方式
如圖1所示，本發(fā)明包括右刷臂1、左刷臂2、毛刷3、開合機(jī)構(gòu)4和支撐板5，其連接方式為右刷臂1和左刷臂2的根部對(duì)稱鉸接于支撐板5，它們的頭部分別位于兩個(gè)水平面上，且在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中互不干涉，并以交叉的方式環(huán)抱被清掃絕緣子；多個(gè)毛刷3分別設(shè)在右刷臂1上側(cè)和左刷臂2下側(cè)；開合機(jī)構(gòu)4固定在支撐板5上，同時(shí)分別鉸接于右刷臂1和左刷臂2的根部，用于完成右刷臂1和左刷臂2的開合動(dòng)作。
如圖1、2所示，作為本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施，右刷臂1和左刷臂2可分別包括3個(gè)連桿6及4個(gè)臂節(jié)7(為敘述方便將位于根部的臂節(jié)7編號(hào)為1，隨著遠(yuǎn)離根部的方向臂節(jié)7編號(hào)逐次加1，位于最頭部的臂節(jié)7編號(hào)為4)。其連接方式為1號(hào)臂節(jié)7的頭部和2號(hào)臂節(jié)7的根部鉸接，2號(hào)臂節(jié)7的頭部和3號(hào)臂節(jié)7的根部鉸接，3號(hào)臂節(jié)7的頭部和4號(hào)臂節(jié)7的根部鉸接；4號(hào)臂節(jié)7的根部?jī)?nèi)側(cè)和2號(hào)臂節(jié)7的頭部外側(cè)采用連桿6連接，3號(hào)臂節(jié)7的根部?jī)?nèi)側(cè)和1號(hào)臂節(jié)7的頭部外側(cè)采用連桿6連接，2號(hào)臂節(jié)7的根部?jī)?nèi)側(cè)通過(guò)連桿6連接于支撐板5。工作時(shí)開合機(jī)構(gòu)4推動(dòng)右刷臂1和左刷臂2運(yùn)動(dòng)，1號(hào)臂節(jié)7相對(duì)于支撐板5的轉(zhuǎn)角通過(guò)連桿6傳遞給2號(hào)臂節(jié)7，使得2號(hào)臂節(jié)7與1號(hào)臂節(jié)7間的夾角同步改變，同理3號(hào)臂節(jié)7與2號(hào)臂節(jié)7間的夾角以及4號(hào)臂節(jié)7與3號(hào)臂節(jié)7間的夾角也同步改變，進(jìn)而使得臂節(jié)7的鉸接點(diǎn)在右刷臂1和左刷臂2開合的過(guò)程中近似地位于同一圓周上。
如圖4所示，開合機(jī)構(gòu)4包括推進(jìn)缸8、開合連桿9、轉(zhuǎn)動(dòng)連桿10和連接桿11，其連接方式為推進(jìn)缸8固定于支撐板5，開合連桿9的一端鉸接于1號(hào)臂節(jié)7中部，另一端鉸接轉(zhuǎn)動(dòng)連桿10；轉(zhuǎn)動(dòng)連桿10的另一端鉸接于連接桿11，其中部鉸接于支撐板5；連接桿11的另一端連接于推進(jìn)缸8的活塞。工作時(shí)推進(jìn)缸8帶動(dòng)連接桿11使轉(zhuǎn)動(dòng)連桿10旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)連桿10在另一端拉動(dòng)開合連桿9將右刷臂1和左刷臂2張開或閉合。
如圖1所示，為防止運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的干涉并增大可清掃半徑的范圍，左刷臂2的1號(hào)臂節(jié)7的頭部和2號(hào)臂節(jié)7根部分別上下鉸接在一起，其它臂節(jié)7仍保持在同一平面內(nèi)鉸接。
如圖3所示，所述的毛刷3分兩層，分別交錯(cuò)地設(shè)在右刷臂1的上側(cè)和左刷臂2的下側(cè)，采用該方式可設(shè)置大半徑的毛刷，提高了清掃絕緣子時(shí)的清掃深度，同時(shí)減小了清掃盲區(qū)。
在清掃錐形絕緣子的過(guò)程中，開合機(jī)構(gòu)4根據(jù)絕緣子的截面半徑改變右刷臂1和左刷臂2的張開角度，在這個(gè)過(guò)程中毛刷3的中心均近似位于同一圓周上，該圓周半徑亦隨絕緣子清掃處截面半徑的變化而變化，使毛刷3能完全清掃絕緣子的同時(shí)保證臂節(jié)7不接觸絕緣子。
為保證使用過(guò)程中的安全，并避免碰撞作對(duì)絕緣子產(chǎn)生機(jī)械損壞，如圖5所示，連桿6采用低強(qiáng)度絕緣材料(如聚四氟乙烯)制造，并設(shè)有應(yīng)力槽12，當(dāng)右刷臂1和左刷臂2在其內(nèi)側(cè)碰撞絕緣子且超過(guò)最小安全力時(shí)，連桿6從應(yīng)力槽12處拉斷，此時(shí)臂節(jié)7可自由轉(zhuǎn)動(dòng)，確保絕緣子的安全。利用應(yīng)力槽12的深度H和槽底半徑R可調(diào)節(jié)右刷臂1和左刷臂2碰撞絕緣子時(shí)的最小安全力。
權(quán)利要求
1.一種可變半徑清掃手爪，包括右刷臂(1)、左刷臂(2)、毛刷(3)、開合機(jī)構(gòu)(4)和支撐板(5)，其特征在于，右刷臂(1)和左刷臂(2)的根部分別對(duì)稱鉸接于支撐板(5)，它們的頭部分別位于兩個(gè)水平面上，多個(gè)毛刷(3)分別設(shè)在右刷臂(1)上側(cè)和左刷臂(2)下側(cè)，開合機(jī)構(gòu)(4)固定在支撐板(5)上，同時(shí)分別連接右刷臂(1)和左刷臂(2)的根部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變半徑清掃手爪，其特征是，所述的右刷臂(1)和左刷臂(2)分別均包括K個(gè)臂節(jié)(7)和K-1個(gè)連桿(6)，j號(hào)臂節(jié)(7)的頭部和j+1號(hào)臂節(jié)(7)的根部鉸接，j號(hào)臂節(jié)(7)的頭部外側(cè)和j+2號(hào)臂節(jié)(7)的根部?jī)?nèi)側(cè)通過(guò)連桿(6)連接，2號(hào)臂節(jié)(7)的根部?jī)?nèi)側(cè)通過(guò)連桿(6)連接于支撐板(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的可變半徑清掃手爪，其特征是，所述的左刷臂(2)，其1號(hào)臂節(jié)(7)的頭部和2號(hào)臂節(jié)(7)根部分別上下鉸接在一起，其它臂節(jié)(7)仍保持在同一平面內(nèi)鉸接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變半徑清掃手爪，其特征是，所述的毛刷(3)分兩層，分別交錯(cuò)地設(shè)在右刷臂(1)的上側(cè)和左刷臂(2)的下側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變半徑清掃手爪，其特征是，所述的開合機(jī)構(gòu)(4)包括推進(jìn)缸(8)、開合連桿(9)、轉(zhuǎn)動(dòng)連桿(10)和連接桿(11)，推進(jìn)缸(8)固定于支撐板(5)，開合連桿(9)的一端鉸接于1號(hào)臂節(jié)(7)中部，另一端鉸接轉(zhuǎn)動(dòng)連桿(10)，轉(zhuǎn)動(dòng)連桿(10)的另一端鉸接于連接桿(11)，轉(zhuǎn)動(dòng)連桿(10)的中部鉸接于支撐板(5)，連接桿(11)的另一端連接于推進(jìn)缸(8)的活塞。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或者2的可變半徑清掃手爪，其特征是，所述的連桿(6)，在其上設(shè)有應(yīng)力槽(12)。
全文摘要
一種可變半徑清掃手爪，屬于機(jī)械手技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括右刷臂、左刷臂、毛刷、開合機(jī)構(gòu)和支撐板，右刷臂和左刷臂的根部分別對(duì)稱鉸接于支撐板，右刷臂和左刷臂的頭部分別設(shè)在兩個(gè)水平面上，且在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中互不干涉，并以交叉的方式環(huán)抱絕緣子；多個(gè)毛刷分別設(shè)在右刷臂上側(cè)和左刷臂下側(cè)；開合機(jī)構(gòu)固定在支撐板上，同時(shí)分別鉸接于右刷臂和左刷臂的根部，用于完成右刷臂和左刷臂的開合動(dòng)作。本發(fā)明的可連續(xù)改變右刷臂和左刷臂的彎曲半徑，在清掃錐形絕緣子的整個(gè)過(guò)程中可將其完全環(huán)抱，地面設(shè)備不需要移動(dòng)位置即可完成絕緣子的完全清掃，且安全可靠。
文檔編號(hào)B25J15/00GK1736621SQ20051002929
公開日2006年2月22日 申請(qǐng)日期2005年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月1日
發(fā)明者宋濤, 楊汝清, 翁新華, 顧毅 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)