本發(fā)明涉及電力維護(hù)領(lǐng)域，特別是涉及一種10kV配網(wǎng)線路帶電清障機(jī)械臂。

背景技術(shù)：

10kV配網(wǎng)是直接面向用戶的電力網(wǎng)絡(luò)，在電力系統(tǒng)蓬勃發(fā)展的大環(huán)境下，10kV城市配網(wǎng)經(jīng)過多年改造和建設(shè)，基本實(shí)現(xiàn)了架空導(dǎo)線絕緣化，大大提高了供電可靠性和安全性。但是隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，城市環(huán)境建設(shè)也得到大力提升，綠化樹木覆蓋率逐年改善，這給城市配網(wǎng)安全運(yùn)行帶來極大隱患。

目前，城市配網(wǎng)線路基本沿城市道路架設(shè)，大部分線路延伸于樹林里穿行。雖然架空線路使用的多是絕緣導(dǎo)線，但由于大多穿行于樹林，運(yùn)行中經(jīng)常發(fā)生絕緣導(dǎo)線被樹枝磨破絕緣皮而發(fā)生放電打火及斷線故障，尤其在遇到大雨大風(fēng)等特殊天氣時(shí)此類問題尤為突出。經(jīng)多家地市公司的10kV配網(wǎng)線路跳閘和斷線故障進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，90％以上的絕緣導(dǎo)線斷線是由于樹障造成的。遇到強(qiáng)對(duì)流惡劣天氣，線路跳閘故障經(jīng)常發(fā)生，這大大降低了10kV配網(wǎng)運(yùn)行的可靠性、安全性及經(jīng)濟(jì)性。

為了降低配網(wǎng)跳閘率，樹木清障是各供電公司每年重要生產(chǎn)任務(wù)。由于工作安全性的要求，大部分清障需要線路停電并且由人工實(shí)施，另外部分線路段人工實(shí)施樹木清障也難以進(jìn)行。因此亟需提供一種新型的10kV配網(wǎng)線路樹木清障裝置來解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種10kV配網(wǎng)線路帶電清障機(jī)械臂，能夠替代人工在惡劣環(huán)境及帶電情況下進(jìn)行樹木清障。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種10kV配網(wǎng)線路帶電清障機(jī)械臂，包括機(jī)械本體、控制系統(tǒng)、為機(jī)械本體、控制系統(tǒng)供電的供電系統(tǒng)；

機(jī)械本體為六軸六自由度關(guān)節(jié)串聯(lián)型機(jī)械臂，包括基座、五節(jié)臂身、鏈鋸、卡槽、六個(gè)關(guān)節(jié)及卡槽關(guān)節(jié)、第一伺服電動(dòng)缸、第二伺服電動(dòng)缸；基座為固定安裝在高壓帶電作業(yè)車的載人工作斗上的旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，臂身為空心腔體，基座與五節(jié)臂身之間由六個(gè)關(guān)節(jié)串聯(lián)，六個(gè)關(guān)節(jié)分別為第一關(guān)節(jié)至第六關(guān)節(jié)，其中基座為第一關(guān)節(jié)，第三關(guān)節(jié)和第四關(guān)節(jié)為仿生脫臼關(guān)節(jié)，第五關(guān)節(jié)為左右擺動(dòng)姿態(tài)，第六關(guān)節(jié)為滾動(dòng)姿態(tài)；卡槽呈簸箕狀、固定在第六關(guān)節(jié)的輸出端，與第二伺服電動(dòng)缸共同構(gòu)成卡槽關(guān)節(jié)，第一伺服電動(dòng)缸安裝在基座與第一節(jié)臂身之間；

控制系統(tǒng)包括主控制器、遙控接收機(jī)、工業(yè)遙控器、伺服單元、監(jiān)控單元；主控制器、遙控接收機(jī)安裝于基座內(nèi)，伺服單元包括驅(qū)動(dòng)六個(gè)關(guān)節(jié)的六個(gè)伺服電機(jī)、驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)的關(guān)節(jié)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)鏈鋸的鏈鋸電機(jī)與卡槽電機(jī)、驅(qū)動(dòng)鏈鋸電機(jī)的軟啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)卡槽電機(jī)的限流驅(qū)動(dòng)器；監(jiān)控單元包括安裝于第二節(jié)臂身、第三節(jié)臂身中部的震動(dòng)傳感器、安裝于卡槽內(nèi)側(cè)的工頻場強(qiáng)儀，驅(qū)動(dòng)器、軟啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)器、限流驅(qū)動(dòng)器、震動(dòng)傳感器、工頻場強(qiáng)儀、遙控接收機(jī)均與主控制器相連；

供電系統(tǒng)為安裝于載人工作斗內(nèi)的蓄電池組組成的直流系統(tǒng)。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，第一伺服電動(dòng)缸的一端固定在基座外延的十字萬向軸上、另一端通過球頭軸承與第一臂身連接；第二伺服電動(dòng)缸的一端通過球頭軸承與卡槽固定、另一端通過球頭軸承與鏈鋸的尾部固定。由于機(jī)械臂在樹木清障過程中力矩較大以及產(chǎn)生較大的反作用力和振動(dòng)，第一伺服電動(dòng)缸能夠穩(wěn)固的支撐機(jī)械臂臂身，且能夠斷電機(jī)械自鎖，第二伺服電動(dòng)缸的兩個(gè)球頭軸承均安裝在橡膠座內(nèi)，這樣能有效的阻斷鏈鋸震動(dòng)時(shí)對(duì)前級(jí)震動(dòng)傳感器的干擾。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，第一關(guān)節(jié)在水平面的回轉(zhuǎn)角度為360°，第二關(guān)節(jié)做俯仰運(yùn)動(dòng)的角度范圍為0—85°，第三關(guān)節(jié)做俯仰運(yùn)動(dòng)的角度范圍為0—270°、第四關(guān)節(jié)做俯仰運(yùn)動(dòng)的角度范圍為0—180°，第五關(guān)節(jié)做左右擺動(dòng)的角度范圍為-90°—90°，第六關(guān)節(jié)的滾轉(zhuǎn)角度為360°，第七關(guān)節(jié)的切割行程角度為0—100°，從而使機(jī)械臂的作業(yè)區(qū)域可達(dá)7.6米，同時(shí)第五關(guān)節(jié)的左右擺動(dòng)和第六關(guān)節(jié)的滾轉(zhuǎn)能夠應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜的密林及樹木的各種形態(tài)。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，鏈鋸采用大功率軟啟動(dòng)直流電鋸，具有速度快、扭矩大、震動(dòng)小的特點(diǎn)，可以正反轉(zhuǎn)，在堵轉(zhuǎn)時(shí)可反轉(zhuǎn)解脫，大大提高了機(jī)械臂作業(yè)的穩(wěn)定性。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，臂身的材質(zhì)為航空鋁材，強(qiáng)度大，能承受較大的壓力。

在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，供電系統(tǒng)的電壓等級(jí)包括24V、48V、220V，220V電壓與24V、48V不共地，48V電壓為驅(qū)動(dòng)器供電，220V電壓為鏈鋸供電。24V電壓為所述機(jī)械臂的其它部件供電。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明用清障機(jī)械臂代替人工實(shí)施方式，解決了10kV配網(wǎng)線路樹木清障工作需停電由人工實(shí)施及部分線路段人工實(shí)施難以進(jìn)行的問題，可以在人工難以實(shí)施及帶電情況下進(jìn)行樹木清障，從而大大提高配網(wǎng)運(yùn)行的可靠性、完全性及經(jīng)濟(jì)性，具有很高的安全、經(jīng)濟(jì)價(jià)值，同時(shí)可以向機(jī)器人帶電作業(yè)項(xiàng)目發(fā)展，用以處理各類作業(yè)環(huán)境復(fù)雜的帶電作業(yè)，具有很好的發(fā)展前景。

附圖說明

圖1是本發(fā)明10kV配網(wǎng)線路帶電清障機(jī)械臂一較佳實(shí)施例的使用狀態(tài)圖；

圖2是所述10kV配網(wǎng)線路帶電清障機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖2的俯視圖；

圖4是所述控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖5是所述仿生脫臼關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是所述伺服控制系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖；

附圖中各部件的標(biāo)記如下：1、基座，2、臂身，21、第一節(jié)臂身，22、第二節(jié)臂身，23、第三節(jié)臂身，25、第五節(jié)臂身，3、關(guān)節(jié)，31、第一關(guān)節(jié)，32、第二關(guān)節(jié)，33、第三關(guān)節(jié)，34、第四關(guān)節(jié)，35、第五關(guān)節(jié)，36、第六關(guān)節(jié)，37、卡槽關(guān)節(jié)，4、鏈鋸，5、第一伺服電動(dòng)缸，6、第二伺服電動(dòng)缸，7、載人工作斗，8、卡槽，90、液壓管道，91、鎖止盤卡槽，911、鎖止盤光標(biāo)傳感器，912、換油閥門，92、活塞，93、摩擦片，94、鎖止盤卡槽腔體，95、鎖止盤，951、左片圓盤，952、右片圓盤，96、減速機(jī)，97、伺服電機(jī)，981、第一鎖止盤安裝法蘭，982、第二鎖止盤安裝法蘭，99、減速機(jī)輸出法蘭。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。

請(qǐng)參閱圖1至圖3，本發(fā)明實(shí)施例包括：

一種10kV配網(wǎng)線路帶電清障機(jī)械臂，包括機(jī)械本體、控制系統(tǒng)、為機(jī)械本體、控制系統(tǒng)供電的供電系統(tǒng)。

機(jī)械本體為六軸六自由度關(guān)節(jié)型機(jī)械臂，包括基座1、五節(jié)臂身2、鏈鋸4、卡槽8、六個(gè)關(guān)節(jié)及卡槽關(guān)節(jié)37、第一伺服電動(dòng)缸5、第二伺服電動(dòng)缸6?；?為固定安裝在高壓帶電作業(yè)車的載人工作斗7上的旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，上部可回轉(zhuǎn)一周。臂身2為空心腔體，由直流電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)，優(yōu)選地，所述臂身2采用航空鋁材加工成空心腔體，即使長度達(dá)3.8米，但整個(gè)本體重量也僅為95kg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于高壓帶電作業(yè)車載人工作斗7的額定荷載。鏈鋸4是機(jī)械臂末端執(zhí)行器，采用大功率軟啟動(dòng)直流電鋸，具有速度快、扭矩大、震動(dòng)小的特點(diǎn)，可以正反轉(zhuǎn)，在堵轉(zhuǎn)時(shí)可反轉(zhuǎn)解脫，可大大提高機(jī)械臂作業(yè)的穩(wěn)定性?？ú?呈簸箕狀、固定在第六關(guān)節(jié)36的輸出端，是鏈鋸4的收放鞘。

基座1與五節(jié)臂身2之間由六個(gè)關(guān)節(jié)3串聯(lián)，每個(gè)關(guān)節(jié)3為單軸關(guān)節(jié)，分別為第一關(guān)節(jié)31至第六關(guān)節(jié)36，機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)由六個(gè)關(guān)節(jié)3聯(lián)動(dòng)完成，第一關(guān)節(jié)31、第三關(guān)節(jié)33、第四關(guān)節(jié)34、第五關(guān)節(jié)35、第六關(guān)節(jié)36均為RV-E減速機(jī)，該類減速機(jī)具有傳動(dòng)比范圍大、扭轉(zhuǎn)剛度大、傳動(dòng)效率高體積小等優(yōu)點(diǎn)?；?為第一關(guān)節(jié)31，可在水平面回轉(zhuǎn)360°，第二關(guān)節(jié)32做俯仰運(yùn)動(dòng)的角度范圍為0—85°，第三關(guān)節(jié)33做俯仰運(yùn)動(dòng)的角度范圍為0—270°、第四關(guān)節(jié)34做俯仰運(yùn)動(dòng)的角度范圍為0—180°，第五關(guān)節(jié)35做左右擺動(dòng)的角度范圍為-90°—90°，第六關(guān)節(jié)36的滾轉(zhuǎn)角度為360°，第七關(guān)節(jié)37的切割行程角度為0—100°，從而使機(jī)械臂的作業(yè)區(qū)域可達(dá)7.6米，同時(shí)第五關(guān)節(jié)的左右擺動(dòng)和第六關(guān)節(jié)的滾轉(zhuǎn)能夠應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜的密林及樹木的各種形態(tài)?？ú?與第二伺服電動(dòng)缸6共同構(gòu)成卡槽關(guān)節(jié)37，樹干在被鋸斷的過程中會(huì)下墜，載人工作斗7也會(huì)有彈性位移，因此卡槽關(guān)節(jié)小范圍的彈性功能可以使鏈鋸4工作順暢，防止鏈鋸4發(fā)生堵轉(zhuǎn)。

第一伺服電動(dòng)缸5安裝在基座1與第一節(jié)臂身21之間，其一端固定在基座1的外延的十字萬向軸上、另一端通過球頭軸承與第一節(jié)臂身21滑動(dòng)連接，用于支撐第一節(jié)臂身21；第二伺服電動(dòng)缸6安裝在卡槽8與鏈鋸4之間，其一端通過球頭軸承與卡槽8固定、另一端通過球頭軸承與鏈鋸4的尾部固定，用于支撐鏈鋸4，第二伺服電動(dòng)缸6的兩個(gè)球頭軸承均安裝在橡膠座內(nèi)，這樣能有效的阻斷鏈鋸震動(dòng)時(shí)對(duì)前級(jí)震動(dòng)傳感器的干擾，防止第三關(guān)節(jié)33與第四關(guān)節(jié)34內(nèi)的脫臼結(jié)構(gòu)誤動(dòng)作。由于機(jī)械臂在樹木清障過程中力矩較大以及產(chǎn)生較大的反作用力和振動(dòng)，第一伺服電動(dòng)缸5能夠穩(wěn)固的支撐機(jī)械臂臂身2，且能夠斷電機(jī)械自鎖。優(yōu)選的，第一伺服電動(dòng)缸5選擇48V/500W、推拉力為10000N、推拉速度為4mm/s的電動(dòng)缸，第二伺服電動(dòng)缸6選擇24V/45W、推拉力為750N、推拉速度為3mm/s的電動(dòng)缸。

請(qǐng)參閱圖4，控制系統(tǒng)包括主控制器、遙控接收機(jī)、工業(yè)遙控器、伺服單元、監(jiān)控單元。伺服單元包括驅(qū)動(dòng)六個(gè)關(guān)節(jié)3的六個(gè)伺服電機(jī)(M1—M6)、驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)的關(guān)節(jié)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)鏈鋸4的鏈鋸電機(jī)與卡槽電機(jī)(M7)、驅(qū)動(dòng)鏈鋸電機(jī)的軟啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)卡槽電機(jī)的限流驅(qū)動(dòng)器。伺服電機(jī)M1控制第一關(guān)節(jié)31做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，伺服電機(jī)M2、M3、M4分別控制第二關(guān)節(jié)32、第三關(guān)節(jié)33、第四關(guān)節(jié)34做俯仰運(yùn)動(dòng)，伺服電機(jī)M5控制第五關(guān)節(jié)35做偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，伺服電機(jī)M6控制第六關(guān)節(jié)36做滾轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，第七關(guān)節(jié)37由卡槽電機(jī)M7控制鏈鋸4的切割行程。主控制器、遙控接收機(jī)安裝于基座1內(nèi)，監(jiān)控單元包括安裝于第二節(jié)臂身22、第三節(jié)臂身23內(nèi)的震動(dòng)傳感器、安裝于卡槽8內(nèi)側(cè)的工頻場強(qiáng)儀，主控制器作為控制系統(tǒng)的核心部件，驅(qū)動(dòng)器、軟啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)器、限流驅(qū)動(dòng)器、震動(dòng)傳感器、工頻場強(qiáng)儀、遙控接收機(jī)均與主控制器相連。震動(dòng)傳感器安裝于第二節(jié)臂身22和第三節(jié)臂身23的腔體內(nèi)側(cè)中部，此處的擴(kuò)音效果較好。第三關(guān)節(jié)33和第四關(guān)節(jié)34為仿生脫臼關(guān)節(jié)，具有脫臼功能，當(dāng)落下較大樹干砸中機(jī)械臂時(shí)，瞬間震動(dòng)傳感器反饋信息至控制器運(yùn)算識(shí)別，撞擊動(dòng)能大于機(jī)械臂最大瞬時(shí)荷載則位于第二節(jié)臂身22和第三節(jié)臂身23的脫臼機(jī)構(gòu)介入工作，機(jī)械臂順勢(shì)自由下垂，從而保護(hù)機(jī)械臂以及作業(yè)車的載人工作斗7和絕緣臂?，F(xiàn)場清障作業(yè)時(shí)，為防止機(jī)械臂誤傷電力線而設(shè)置了系統(tǒng)報(bào)警與鎖止功能，當(dāng)工頻場強(qiáng)儀檢測(cè)到機(jī)械臂至電力線警戒距離時(shí)，將信息反饋至主控制器，使機(jī)械臂鎖止，同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

供電系統(tǒng)為安裝于載人工作斗7內(nèi)的蓄電池組組成的直流系統(tǒng)，有24V、48V、220V三個(gè)等級(jí)，48V為驅(qū)動(dòng)器供電，220V專供鏈鋸工作，與24V、48V不共地，24V為機(jī)械臂其它部件供電。機(jī)械臂的運(yùn)行能耗全部由蓄電池提供，使整個(gè)系統(tǒng)與地面無導(dǎo)體連接，運(yùn)行安全可靠。

下面結(jié)合圖5和圖6具體描述所述仿生脫臼關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)和功能，在此以第三關(guān)節(jié)為例來說明，第四關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)和功能同理。

所述關(guān)節(jié)包括機(jī)械本體、伺服控制系統(tǒng)。

機(jī)械本體包括U型的鎖止盤卡槽91、鎖止盤95、第一鎖止盤安裝法蘭981、第二鎖止盤安裝法蘭982、伺服電機(jī)97、減速機(jī)96、減速機(jī)輸出法蘭99。鎖止盤卡槽91上設(shè)有液壓驅(qū)動(dòng)裝置，液壓驅(qū)動(dòng)裝置用于協(xié)助鎖止盤95實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)脫臼，其包括伺服電動(dòng)缸(圖中未示出)、液壓管道90、液壓油、活塞92。鎖止盤卡槽91的兩端口相對(duì)，并由活塞92封口，活塞92部設(shè)有摩擦片93，鎖止盤卡槽91的腔體94內(nèi)填充有液壓油，在鎖止盤卡槽91的頂部還設(shè)有換油閥門912，液壓管道90的一端設(shè)置在鎖止盤卡槽91的腔體94一側(cè)、另一端與伺服電動(dòng)缸連接。腔體94一側(cè)設(shè)有液壓管道90，在鎖止盤卡槽91的頂部還設(shè)有換油閥門912。鎖止盤95由兩片圓盤同軸連接而成，分別為左片圓盤951、右片圓盤952，并伸入鎖止盤卡槽91內(nèi)，其上部兩側(cè)面與摩擦片93相接觸，摩擦片93增加了鎖止盤95與鎖止盤卡槽91之間的摩擦力，使得關(guān)節(jié)復(fù)位后更加牢固。鎖止盤95的材質(zhì)為鋼材，兩片圓盤組裝完畢后軸心固定，可以相互滑動(dòng)但不能分開。鎖止盤安裝法蘭位于鎖止盤95的軸上，第二鎖止盤安裝法蘭982與鎖止盤卡槽91固定在第二節(jié)臂身22的外殼上，液壓管道90、伺服電動(dòng)缸安裝在第二節(jié)臂身22的殼體內(nèi)，第一鎖止盤安裝法蘭981固定在減速機(jī)輸出法蘭99的法蘭面上，伺服電機(jī)97與減速機(jī)96安裝在第一節(jié)臂身21的殼體內(nèi)。

結(jié)合圖6，伺服控制系統(tǒng)采用PLC伺服閉環(huán)控制系統(tǒng)，是獨(dú)立于機(jī)械臂的一個(gè)控制系統(tǒng)，其包括控制器(PLC)、伺服電動(dòng)缸、電源板、與控制器相連的傳感器、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出端與伺服電動(dòng)缸相連，電源板的輸出端與控制器、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器相連，該電源板由機(jī)械臂的供電系統(tǒng)來供電?？刂破魑挥诘诙?jié)臂身22內(nèi)部。電源板為控制器提供24V電壓，為伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器提供48V電壓。伺服電動(dòng)缸作為液壓驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，具有動(dòng)作迅速、噪音低、節(jié)能、干凈、高剛性、超長壽命等優(yōu)點(diǎn)，并且能在惡劣環(huán)境下無故障工作，防護(hù)等級(jí)可以達(dá)到IP65。傳感器包括位于臂身中部腔體內(nèi)的震動(dòng)傳感器、位于液壓管道90上的液體壓強(qiáng)傳感器、鑲在鎖止盤卡槽91內(nèi)外邊沿的鎖止盤光標(biāo)傳感器911。優(yōu)選的，震動(dòng)傳感器位于右側(cè)臂身即第二節(jié)臂身22中部腔體內(nèi)，其用來監(jiān)測(cè)環(huán)境中對(duì)機(jī)械臂臂身的沖擊外力，液體壓強(qiáng)傳感器用來監(jiān)測(cè)伺服電動(dòng)缸的液壓油壓強(qiáng)；鎖止盤光標(biāo)傳感器911通過發(fā)射與接收光線來監(jiān)測(cè)鎖止盤95兩個(gè)圓盤的相對(duì)位置，相應(yīng)的，在鎖止盤95的左片圓盤951上嵌入有棱鏡光標(biāo)(圖中未示出)，棱鏡光標(biāo)用于反射鎖止盤光標(biāo)傳感器911發(fā)射的光線，從而實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)復(fù)位。伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器包括關(guān)節(jié)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、電動(dòng)缸伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，關(guān)節(jié)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接伺服電機(jī)97，電動(dòng)缸伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出端連接伺服電動(dòng)缸(圖6中標(biāo)示為M8)。

所述仿生脫臼機(jī)器人關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)脫臼和復(fù)位的具體步驟如下：

(1)機(jī)械臂本體或關(guān)節(jié)受到外力沖擊時(shí)，震動(dòng)傳感器采樣其撞擊動(dòng)能值；

(2)控制器根據(jù)震動(dòng)傳感器傳輸來的撞擊動(dòng)能值換算出扭矩值，若超過機(jī)械臂本體或關(guān)節(jié)設(shè)定的瞬間極限值，控制器控制電動(dòng)缸伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器使M8運(yùn)行；

(3)伺服電動(dòng)缸工作，液壓油壓強(qiáng)下降，活塞92放松，鎖止盤95的左片圓盤951和右片圓盤952能夠以E為軸線相向旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)，即實(shí)現(xiàn)了關(guān)節(jié)脫臼功能；

(4)確認(rèn)安全后，伺服電機(jī)97開始轉(zhuǎn)動(dòng)，減速機(jī)輸出法蘭99驅(qū)動(dòng)鎖止盤95的左片圓盤951開始旋轉(zhuǎn)，尋找傳感器位置，尋到位時(shí)鎖止盤光標(biāo)傳感器911反饋信號(hào)至PLC，伺服電動(dòng)缸反推，活塞92夾緊，鎖止盤95定位，關(guān)節(jié)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)M3使該關(guān)節(jié)復(fù)位。

液壓油壓強(qiáng)P值的設(shè)定應(yīng)滿足活塞92產(chǎn)生的壓力，使得左片圓盤951和右片圓盤952之間的靜摩擦力所傳遞的關(guān)節(jié)扭矩約等于減速機(jī)96的瞬時(shí)最大扭矩。當(dāng)有更大的動(dòng)能撞擊或加速度更大的沖擊波破壞時(shí)控制器來不及運(yùn)算，錯(cuò)過峰值，此刻左片圓盤951和右片圓盤952會(huì)相向滑動(dòng)，即關(guān)節(jié)被動(dòng)式脫臼。

所述仿生脫臼關(guān)節(jié)機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，伺服控制系統(tǒng)可靠性好、控制精度高、操作維護(hù)簡單；其具有的仿生關(guān)節(jié)脫臼功能，能夠解決清障機(jī)器人在惡劣環(huán)境下工作容易損壞關(guān)節(jié)的問題，有效保護(hù)清障機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)的安全；具有的關(guān)節(jié)主動(dòng)復(fù)位功能，能夠使清障機(jī)器人連續(xù)進(jìn)行清障作業(yè)，從而大大提高了清障機(jī)器人清障作業(yè)的可靠性和安全性，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

所述10kV配網(wǎng)線路帶電清障機(jī)械臂的運(yùn)行由遙控設(shè)備控制，通過作業(yè)人員使用遙控器遠(yuǎn)距離操控，遙控接收機(jī)收到指令后，主控制器根據(jù)指令輸出控制信號(hào)，控制伺服機(jī)構(gòu)工作。另外，所述機(jī)械臂還設(shè)有地面監(jiān)視器，可通過地面監(jiān)視器觀察機(jī)械臂回傳的視頻影像，便于作業(yè)人員的遠(yuǎn)距離操控。

使用時(shí)，對(duì)10kV配網(wǎng)線路上的樹木進(jìn)行清障的具體步驟如下：

(1)帶電作業(yè)車駛?cè)肭逭献鳂I(yè)區(qū)后，連接好電源電纜，按順序打開遙控器電源、機(jī)械臂電源、監(jiān)視器電源，系統(tǒng)進(jìn)行自檢。

(2)完畢后將工作斗上升至合理空域，地面作業(yè)人員操控工業(yè)遙控器發(fā)射機(jī)的萬向手柄根據(jù)空域及目標(biāo)工況直接引導(dǎo)第五關(guān)節(jié)35接近目標(biāo)，手柄給出的是目標(biāo)方向的運(yùn)動(dòng)指令，而不是目標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo)參數(shù)。遙控接收機(jī)收到指令后，主控制器根據(jù)指令同時(shí)輸出各個(gè)關(guān)節(jié)的控制信號(hào)控制伺服機(jī)構(gòu)工作，驅(qū)動(dòng)器控制電機(jī)M1、M2、M3、M4、運(yùn)行致使第一關(guān)節(jié)31、第二關(guān)節(jié)32、第三關(guān)節(jié)33、第四關(guān)節(jié)34聯(lián)動(dòng)。

(3)操控人員根據(jù)第五關(guān)節(jié)35的位置情況，用遙控器微調(diào)第五關(guān)節(jié)35發(fā)生擺動(dòng)、第六關(guān)節(jié)36發(fā)生滾轉(zhuǎn)使第五節(jié)臂身25滾轉(zhuǎn)，從而使得鏈鋸4的切割面垂直于目標(biāo)樹干，同時(shí)地面監(jiān)視器收到攝像頭回傳的目標(biāo)影像，樹況復(fù)雜時(shí)需要反復(fù)調(diào)整，由于每個(gè)關(guān)節(jié)3還可獨(dú)立用工業(yè)遙控器操控轉(zhuǎn)角，因此有時(shí)還可以轉(zhuǎn)動(dòng)其它關(guān)節(jié)3才能到達(dá)目標(biāo)工位。

(4)遙控器發(fā)出切割信號(hào)啟動(dòng)鏈鋸4工作，鏈鋸4軟啟動(dòng)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后鏈鋸卡槽關(guān)節(jié)37才能轉(zhuǎn)動(dòng)，完成切割動(dòng)作。

(5)作業(yè)完畢后機(jī)械臂收起，所有的臂身2縱向折疊成水平狀。

本發(fā)明用清障機(jī)械臂代替人工實(shí)施方式，解決了10kV配網(wǎng)線路樹木清障工作需停電由人工實(shí)施及部分線路段人工實(shí)施難以進(jìn)行的問題，可以在人工難以實(shí)施及帶電情況下進(jìn)行樹木清障，從而大大提高配網(wǎng)運(yùn)行的可靠性、完全性及經(jīng)濟(jì)性，具有很高的安全、經(jīng)濟(jì)價(jià)值，同時(shí)可以向機(jī)器人帶電作業(yè)項(xiàng)目發(fā)展，用以處理各類作業(yè)環(huán)境復(fù)雜的帶電作業(yè)，具有很好的發(fā)展前景。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。