一种主动定位配电柜翻越机器臂的制作方法

1.本发明涉及机器臂技术领域，具体为一种主动定位配电柜翻越机器臂。


背景技术：

2.配电柜内各电气元件、仪表、开关和线路应排列整齐，安装牢固，操作方便，配电柜种类可分为动力配电柜、照明配电柜和计量柜，是配电系统的末级设备，使用在负荷比较分散、回路较少的场合，能把上一级配电设备某一电路的电能分配给就近的负荷，并对就近的负荷提供保护、监视和控制的功能，配电柜的每个供电场所必备的东西，因此，在我国配电柜的使用量非常巨大。
3.配电柜在出厂前需要在流水线的工位上利用机器臂对其内部进行安装或者检测等工作，现有的机器臂均固定在工位的一处工作，使得机器臂的工作区域收到限制，不同的配电柜内部面积不同，且其长度、宽度跨越距离较大，导致机器臂所需要工作的区域增加，固定的机器臂无法定位到其他位置对配电柜进行工作，而可移动的机器臂虽能增加工作区域，却无法翻越路径中的障碍物，鉴于此，我们提出一种主动定位配电柜翻越机器臂。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种主动定位配电柜翻越机器臂，解决了上述背景技术中提出的问题。为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种主动定位配电柜翻越机器臂，包括机器臂体，所述机器臂体的底部设置有主动定位翻越装置，所述主动定位翻越装置包括有：
5.控制底座，所述控制底座的顶部固定连接机器臂体的底部，所述控制底座的内部固定连接有控制电机，所述控制电机的输出轴卡接有驱动齿轮；
6.齿轴，所述齿轴的表面啮合驱动齿轮的表面，所述齿轴的端部固定连接有翻越腿座，所述翻越腿座的底端转动连接有锥齿轮连杆一，所述锥齿轮连杆一的端部固定连接有定位脚座，所述定位脚座的底部设置有安装定位装置；
7.锥齿轮连杆二，所述锥齿轮连杆二的端部固定连接控制底座的内部，所述锥齿轮连杆二的表面啮合有角度调节连接件。
8.优选的，所述齿轴的表面转动连接控制底座的内部，所述锥齿轮连杆一的表面啮合角度调节连接件的表面，所述锥齿轮连杆二的表面分别转动连接齿轴和翻越腿座的内部。
9.优选的，所述安装定位装置包括有滑板，所述滑板的表面滑动连接定位脚座的内部，所述滑板的底部固定连接有脚插座，所述脚插座的内部固定连接有电机箱，所述电机箱的顶部转动连接有联轴杆，所述联轴杆的内部通过扭簧弹性连接有顶部棘爪，所述脚插座的顶部转动连接有往复丝杆，所述往复丝杆的底端固定连接有棘轮套柱。
10.优选的，所述往复丝杆的表面滑动连接定位脚座的内部，所述脚插座的底端插接有定位柱。
11.优选的，所述安装定位装置还包括有底部棘爪、棘轮盘和卡板，所述底部棘爪的两端均通过扭簧弹性连接联轴杆的内部，所述底部棘轮盘的顶部转动连接有连接座，所述棘轮盘的表面固定连接有凸轮。
12.优选的，所述连接座的表面固定连接脚插座的内部，所述卡板的表面滑动连接脚插座的内壁，且卡板的表面通过弹簧弹性连接电机箱的表面。
13.优选的，所述联轴杆的内部开设有卡槽，所述底部棘爪的固定连接有卡块，所述卡块的表面滑动连接卡槽的内部。
14.优选的，所述翻越腿座包括有上腿柱，所述上腿柱的表面固定连接齿轴的端部，所述上腿柱的表面转动连接有螺纹转套，所述螺纹转套的内壁螺纹连接有下腿柱，所述下腿柱的表面滑动连接上腿柱的内壁。
15.优选的，所述角度调节连接件包括有十字锥齿轮杆，所述十字锥齿轮杆的表面啮合锥齿轮连杆二的表面，所述十字锥齿轮杆的表面滑动连接有锥齿轮套杆。
16.优选的，所述十字锥齿轮杆的表面转动连接上腿柱的内部，所述锥齿轮套杆的表面转动连接下腿柱的内部，且锥齿轮套杆的表面啮合锥齿轮连杆一的表面。
17.有以上技术方案可见，本说明书实施例提供的一种主动定位配电柜翻越机器臂，至少具备以下有益效果：
18.(1)、本发明通过控制电机通过驱动齿轮带动其上啮合的齿轴在控制底座上转动，齿轴通过翻越腿座带动锥齿轮连杆一端部固定的定位脚座整体进行转动，在转动期间实现腿部跨动的目的，通过对两个翻越腿座进行独立控制转动，模拟肢体行走状态对机器臂体进行位置调节，在调节时采用跨越的方式达到对路径中的障碍物进行主动翻越的效果，机器臂体达到对配电柜进行广范围工作的效果。
19.(2)、本发明通过齿轴在固定的锥齿轮连杆二上进行转动，其内部的角度调节连接件在锥齿轮连杆二上转动时带动锥齿轮啮合锥齿轮连杆一进行反向转动，继而保障翻越腿座在转动调节期间定位脚座始终保持与工作台面垂直的状态，从而便于站立定位，实现定位脚座主动定位稳定的目的。
20.(3)、本发明通过控制联轴杆的转动方向带动棘轮盘转动，棘轮盘通过凸轮对卡板进行挤压推动，使得卡板伸出脚插座的内部并插入定位柱内进行插接固定，移动后的机器臂体通过脚插座内结构与定位柱的连接实现主动定位，从而达到保证机器臂整体稳定性的效果，同时利用联轴杆的转动方向依次控制棘轮盘与棘轮套柱转动，达到实现脚插座与定位柱失去插接效果并进行脱离的效果，脱离后的脚插座便于翻越腿座整体进行转动调节，实现翻越移动的目的。
21.(4)、本发明通过转动螺纹转套时能够带动被直线限位的下腿柱进行移动，从而实现调节翻越腿座长度的效果，使得翻越腿座的运动轨迹可进行调节，当转动螺纹转套时，移动的下腿柱带动锥齿轮套杆在十字锥齿轮杆的表面滑动，进一步达到在翻越腿座长度进行调节的同时保证十字锥齿轮杆和锥齿轮套杆的同步转动，继而通过角度调节连接件连接锥齿轮连杆一和锥齿轮连杆二进行转动的效果。
附图说明
22.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分:
23.图1为本发明的整体结构示意图；
24.图2为本发明中主动定位翻越装置结构示意图；
25.图3为本发明中安装定位装置结构示意图；
26.图4为本发明中棘轮套柱处结构示意图；
27.图5为本发明中联轴杆剖面结构示意图；
28.图6为本发明中翻越腿座结构示意图；
29.图7为本发明中角度调节连接件结构示意图。
30.图中：1、机器臂体；2、主动定位翻越装置；21、控制底座；22、控制电机；23、驱动齿轮；24、齿轴；25、翻越腿座；251、上腿柱；252、螺纹转套；253、下腿柱；26、锥齿轮连杆一；27、定位脚座；28、锥齿轮连杆二；29、角度调节连接件；291、十字锥齿轮杆；292、锥齿轮套杆；3、安装定位装置；31、滑板；32、脚插座；33、电机箱；34、联轴杆；341、卡槽；35、顶部棘爪；36、往复丝杆；37、棘轮套柱；38、底部棘爪；381、卡块；39、棘轮盘；310、卡板；311、连接座；312、凸轮；4、定位柱。
具体实施方式
31.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。
32.请参阅图1-图7所示，本发明提供的技术方案：
33.一种主动定位配电柜翻越机器臂，包括机器臂体1，机器臂体1为配电柜装配专用机器臂，可通过各个关节的转动带动臂杆工作，利用机器臂上探头与摄像头进行识别对准工作，实现对配电柜内部进行检测、安装等工作，机器臂体1的底部设置有主动定位翻越装置2，主动定位翻越装置2包括有：
34.控制底座21，控制底座21的顶部固定连接机器臂体1的底部，控制底座21的内部固定连接有控制电机22，控制电机22的输出轴卡接有驱动齿轮23，控制电机22与驱动齿轮23等结构均设置为两个，成对称状态分布在控制底座21的内部，用于对控制底座21两侧的腿座进行分别控制，从而实现翻越移动的目的；
35.齿轴24，齿轴24的表面啮合驱动齿轮23的表面，齿轴24的表面转动连接控制底座21的内部，齿轴24的端部固定连接有翻越腿座25，翻越腿座25的底端转动连接有锥齿轮连杆一26，锥齿轮连杆一26的端部固定连接有定位脚座27，定位脚座27的底部设置有安装定位装置3，控制电机22通过驱动齿轮23带动其上啮合的齿轴24在控制底座21上转动，齿轴24通过翻越腿座25带动锥齿轮连杆一26端部固定的定位脚座27整体进行转动，在转动期间实现腿部跨动的目的，通过对两个翻越腿座25进行独立控制转动，模拟肢体行走状态对机器臂体1进行位置调节，在调节时采用跨越的方式达到对路径中的障碍物进行主动翻越的效果，机器臂体1达到对配电柜进行广范围工作的效果；
36.锥齿轮连杆二28，锥齿轮连杆二28的端部固定连接控制底座21的内部，锥齿轮连杆二28的表面啮合有角度调节连接件29，锥齿轮连杆二28和锥齿轮连杆一26均是由一个轴杆与一个锥齿轮组合构成，角度调节连接件29的两端设置有分别与锥齿轮连杆二28和锥齿
轮连杆一26上锥齿轮啮合的锥齿轮，当角度调节连接件29随着定位脚座27在锥齿轮连杆二28上转动时，会带动底部啮合的锥齿轮连杆一26进行转动，此时的锥齿轮连杆二28和锥齿轮连杆一26进行相反方向的转动，例如，当翻越腿座25以齿轴24轴点为圆点顺时针转动十度时，定位脚座27通过锥齿轮连杆一26在翻越腿座25的底部进行逆时针转动十度，继而保障翻越腿座25在转动调节期间定位脚座27始终保持与工作台面垂直的状态，从而便于站立定位，实现定位脚座27主动定位稳定的目的，锥齿轮连杆一26的表面啮合角度调节连接件29的表面，锥齿轮连杆二28的表面分别转动连接齿轴24和翻越腿座25的内部。
37.本实施例中，安装定位装置3包括有滑板31，滑板31的表面滑动连接定位脚座27的内部，滑板31的底部固定连接有脚插座32，滑板31用于连接脚插座32与定位脚座27，并对脚插座32进行限位，使其只能进行直线运动，脚插座32的内部固定连接有电机箱33，电机箱33的顶部转动连接有联轴杆34，电机箱33的内部安装有电机，电机的输出轴与联轴杆34的端部进行固定，通过电机的转动带动联轴杆34转动，联轴杆34的内部通过扭簧弹性连接有顶部棘爪35，顶部棘爪35与下文中的底部棘爪38相同，只是棘爪的方向不同，脚插座32的顶部转动连接有往复丝杆36，往复丝杆36的底端固定连接有棘轮套柱37，顶部棘爪35在随联轴杆34转动时，其表面与棘轮套柱37内部的棘爪接触反应，棘轮套柱37通过摩擦力固定在脚插座32的内部，当联轴杆34顺时针转动时带动顶部棘爪35与棘轮套柱37的内壁的棘爪表面进行接触，并受固定的棘轮套柱37的影响进行自转让位，此时的顶部棘爪35可进行单向转动让位，并在让位后具备弹性复位的功能，当联轴杆34逆时针转动带动顶部棘爪35转动时，顶部棘爪35受限制无法进行转动让位，此时依旧转动的联轴杆34则会通过顶部棘爪35带动棘轮套柱37突破摩擦力的固定效果进行转动，当往复丝杆36的表面滑动连接定位脚座27的内部，脚插座32的底端插接有定位柱4，定位柱4装配在机器臂工作的工作台上，在机器臂所需要移动的位置处安装对应的定位柱4，定位柱4用于对脚插座32进行固定，保证脚插座32定位的稳定性，当需要移动机器臂时，控制安装定位装置3的运作使得脚插座32失去与定位柱4的卡接效果，并脱离定位柱4以便转动翻越。
38.进一步的是，安装定位装置3还包括有底部棘爪38、棘轮盘39和卡板310，底部棘爪38的两端均通过扭簧弹性连接联轴杆34的内部，底部棘轮盘39的顶部转动连接有连接座311，当联轴杆34逆时针转动时带动顶底部棘爪38与棘轮盘39的内壁的棘爪表面进行接触，并受固定的棘轮盘39的影响进行自转让位，此时的顶底部棘爪38可进行单向转动让位，并在让位后具备弹性复位的功能，当联轴杆34顺时针转动带动顶底部棘爪38转动时，底部棘爪38受卡槽341和卡块381的限制无法进行转动让位，此时依旧转动的联轴杆34则会通过顶底部棘爪38带动棘轮盘39突破摩擦力的固定效果进行转动，即联轴杆34顺时针转动时通过底部棘爪38带动棘轮盘39转动，此时的棘轮套柱37不会转动，联轴杆34逆时针转动时通过顶部棘爪35带动棘轮套柱37转动，此时的棘轮盘39不会转动，从而达到控制联轴杆34的转动方向来控制棘轮套柱37和棘轮盘39的工作状态，棘轮盘39的表面固定连接有凸轮312，连接座311的表面固定连接脚插座32的内部，卡板310的表面滑动连接脚插座32的内壁，且卡板310的表面通过弹簧弹性连接电机箱33的表面，联轴杆34的内部开设有卡槽341，底部棘爪38的固定连接有卡块381，卡块381的表面滑动连接卡槽341的内部，卡块381和底部棘爪38均在卡槽341的内部进行转动，并受卡槽341的影响只能进行单向转动与转动后的复位运动，顶部棘爪35处也设置相应结构进行单向限位。
39.更进一步的是，翻越腿座25包括有上腿柱251，上腿柱251的表面固定连接齿轴24的端部，上腿柱251的表面转动连接有螺纹转套252，螺纹转套252的内壁螺纹连接有下腿柱253，下腿柱253的表面滑动连接上腿柱251的内壁，通过转动螺纹转套252时能够带动被直线限位的下腿柱253进行移动，从而实现调节翻越腿座25长度的效果，使得翻越腿座25的运动轨迹可进行调节。
40.值得注意的是，角度调节连接件29包括有十字锥齿轮杆291，十字锥齿轮杆291的表面啮合锥齿轮连杆二28的表面，十字锥齿轮杆291的表面滑动连接有锥齿轮套杆292，十字锥齿轮杆291的表面转动连接上腿柱251的内部，锥齿轮套杆292的表面转动连接下腿柱253的内部，十字锥齿轮杆291由锥齿轮与十字杆组合构成，锥齿轮与锥齿轮连杆二28的表面啮合转动，锥齿轮套杆292由一个十字空心套杆与锥齿轮组合构成，该锥齿轮与锥齿轮连杆一26表面啮合，且锥齿轮套杆292的表面啮合锥齿轮连杆一26的表面，当转动螺纹转套252时，移动的下腿柱253带动锥齿轮套杆292在十字锥齿轮杆291的表面滑动，进一步达到在翻越腿座25长度进行调节的同时保证十字锥齿轮杆291和锥齿轮套杆292的同步转动，继而通过角度调节连接件29连接锥齿轮连杆一26和锥齿轮连杆二28进行转动的效果。
41.本发明的一种主动定位配电柜翻越机器臂在使用时，当机器臂体1需要实现对配电柜内部其他方位进行工作时，根据程序命令控制电机22运作，电机通过驱动齿轮23带动其上啮合的齿轴24在控制底座21上转动，齿轴24通过翻越腿座25带动锥齿轮连杆一26端部固定的定位脚座27整体进行转动，在转动期间实现腿部跨动的目的，同时齿轴24在固定的锥齿轮连杆二28上进行转动，其内部的角度调节连接件29在锥齿轮连杆二28上转动时达到两个锥齿轮啮合转动的效果，角度调节连接件29通过底端的锥齿轮啮合锥齿轮连杆一26使其进行反向转动，继而保障翻越腿座25在转动调节期间定位脚座27始终保持与工作台面垂直的状态，从而便于站立定位，实现定位脚座27主动定位稳定的目的，通过对两个翻越腿座25进行独立控制转动，模拟肢体行走状态对机器臂体1进行位置调节，在调节时采用跨越的方式达到对路径中的障碍物进行主动翻越的效果，机器臂体1达到对配电柜进行广范围工作的效果；当控制底座21上一翻越腿座25需要进行翻越移动转动时，优先驱动电机箱33内电机运作，再驱动控制电机22进行相应工作，电机箱33内电机通过联轴杆34带动其上的顶部棘爪35和底部棘爪38同步转动，脚插座32内部的卡板310原先处于卡接在定位柱4的状态，当联轴杆34顺时针转动时通过底部棘爪38带动棘轮盘39转动，棘轮盘39上凸轮312随之转动后失去对卡板310的位置限定，此时的卡板310通过弹簧弹力向电机箱33的轴点处进行收缩，卡板310收缩进脚插座32的内部后，失去与定位柱4的卡接效果，此时在通过电机控制联轴杆34进行逆时针转动，通过顶部棘爪35带动棘轮套柱37上往复丝杆36转动，往复丝杆36在定位脚座27内转动时向上运动，并带动被限位的脚插座32进行向上移动，从而达到脱离定位柱4内部的效果，脱离后的脚插座32便于翻越腿座25整体进行转动调节，同时，当机器臂体1在移动期间，脚插座32需要定位到对应的定位柱4内，在插入定位柱4后通过控制联轴杆34的转动方向带动棘轮盘39转动，棘轮盘39通过凸轮312对卡板310进行挤压推动，使得卡板310伸出脚插座32的内部并插入定位柱4内进行插接固定，移动后的机器臂体1通过脚插座32内结构与定位柱4的连接实现主动定位，从而达到保证机器臂整体稳定性的效果；通过转动螺纹转套252时能够带动被直线限位的下腿柱253进行移动，从而实现调节翻越腿座25长度的效果，使得翻越腿座25的运动轨迹可进行调节，当转动螺纹转套252时，移动的
下腿柱253带动锥齿轮套杆292在十字锥齿轮杆291的表面滑动，进一步达到在翻越腿座25长度进行调节的同时保证十字锥齿轮杆291和锥齿轮套杆292的同步转动，继而通过角度调节连接件29连接锥齿轮连杆一26和锥齿轮连杆二28进行转动的效果。
42.以上实施方式仅用于说明本发明实施例，而并非对本发明实施例的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明实施例的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明实施例的范畴，本发明实施例的专利保护范围应由权利要求限定。

技术特征：
1.一种主动定位配电柜翻越机器臂，包括机器臂体(1)，其特征在于：所述机器臂体(1)的底部设置有主动定位翻越装置(2)，所述主动定位翻越装置(2)包括有：控制底座(21)，所述控制底座(21)的顶部固定连接机器臂体(1)的底部，所述控制底座(21)的内部固定连接有控制电机(22)，所述控制电机(22)的输出轴卡接有驱动齿轮(23)；齿轴(24)，所述齿轴(24)的表面啮合驱动齿轮(23)的表面，所述齿轴(24)的端部固定连接有翻越腿座(25)，所述翻越腿座(25)的底端转动连接有锥齿轮连杆一(26)，所述锥齿轮连杆一(26)的端部固定连接有定位脚座(27)，所述定位脚座(27)的底部设置有安装定位装置(3)；锥齿轮连杆二(28)，所述锥齿轮连杆二(28)的端部固定连接控制底座(21)的内部，所述锥齿轮连杆二(28)的表面啮合有角度调节连接件(29)。2.根据权利要求1所述的一种主动定位配电柜翻越机器臂，其特征在于：所述齿轴(24)的表面转动连接控制底座(21)的内部，所述锥齿轮连杆一(26)的表面啮合角度调节连接件(29)的表面，所述锥齿轮连杆二(28)的表面分别转动连接齿轴(24)和翻越腿座(25)的内部。3.根据权利要求1所述的一种主动定位配电柜翻越机器臂，其特征在于：所述安装定位装置(3)包括有滑板(31)，所述滑板(31)的表面滑动连接定位脚座(27)的内部，所述滑板(31)的底部固定连接有脚插座(32)，所述脚插座(32)的内部固定连接有电机箱(33)，所述电机箱(33)的顶部转动连接有联轴杆(34)，所述联轴杆(34)的内部通过扭簧弹性连接有顶部棘爪(35)，所述脚插座(32)的顶部转动连接有往复丝杆(36)，所述往复丝杆(36)的底端固定连接有棘轮套柱(37)。4.根据权利要求3所述的一种主动定位配电柜翻越机器臂，其特征在于：所述往复丝杆(36)的表面滑动连接定位脚座(27)的内部，所述脚插座(32)的底端插接有定位柱(4)。5.根据权利要求1所述的一种主动定位配电柜翻越机器臂，其特征在于：所述安装定位装置(3)还包括有底部棘爪(38)、棘轮盘(39)和卡板(310)，所述底部棘爪(38)的两端均通过扭簧弹性连接联轴杆(34)的内部，所述底部棘轮盘(39)的顶部转动连接有连接座(311)，所述棘轮盘(39)的表面固定连接有凸轮(312)。6.根据权利要求5所述的一种主动定位配电柜翻越机器臂，其特征在于：所述连接座(311)的表面固定连接脚插座(32)的内部，所述卡板(310)的表面滑动连接脚插座(32)的内壁，且卡板(310)的表面通过弹簧弹性连接电机箱(33)的表面。7.根据权利要求5所述的一种主动定位配电柜翻越机器臂，其特征在于：所述联轴杆(34)的内部开设有卡槽(341)，所述底部棘爪(38)的固定连接有卡块(381)，所述卡块(381)的表面滑动连接卡槽(341)的内部。8.根据权利要求1所述的一种主动定位配电柜翻越机器臂，其特征在于：所述翻越腿座(25)包括有上腿柱(251)，所述上腿柱(251)的表面固定连接齿轴(24)的端部，所述上腿柱(251)的表面转动连接有螺纹转套(252)，所述螺纹转套(252)的内壁螺纹连接有下腿柱(253)，所述下腿柱(253)的表面滑动连接上腿柱(251)的内壁。9.根据权利要求1所述的一种主动定位配电柜翻越机器臂，其特征在于：所述角度调节连接件(29)包括有十字锥齿轮杆(291)，所述十字锥齿轮杆(291)的表面啮合锥齿轮连杆二(28)的表面，所述十字锥齿轮杆(291)的表面滑动连接有锥齿轮套杆(292)。
10.根据权利要求9所述的一种主动定位配电柜翻越机器臂，其特征在于：所述十字锥齿轮杆(291)的表面转动连接上腿柱(251)的内部，所述锥齿轮套杆(292)的表面转动连接下腿柱(253)的内部，且锥齿轮套杆(292)的表面啮合锥齿轮连杆一(26)的表面。

技术总结
本发明涉及机器臂技术领域，具体为一种主动定位配电柜翻越机器臂，包括机器臂体，所述机器臂体的底部设置有主动定位翻越装置，主动定位翻越装置包括控制底座、控制电机、驱动齿轮、齿轴、翻越腿座、锥齿轮连杆一、定位脚座、安装定位装置、锥齿轮连杆二和角度调节连接件。本发明通过控制电机通过驱动齿轮带动齿轴在控制底座上转动，齿轴通过翻越腿座带动锥齿轮连杆一端部的定位脚座转动，在转动间实现腿部跨动的目的，通过对两个翻越腿座进行独立控制转动，模拟肢体行走状态对机器臂体进行位置调节，采用跨越的方式达到对路径中的障碍物进行主动翻越的效果，在翻越后实现主动定位，达到对配电柜进行广范围工作的效果。对配电柜进行广范围工作的效果。对配电柜进行广范围工作的效果。


技术研发人员：由嘉 周宇 韦永宏
受保护的技术使用者：安捷电维智能科技研究院（广州）有限公司
技术研发日：2023.05.15
技术公布日：2023/8/4