金具螺栓拆装装置及金具螺栓等电位拆装复合作业平台的制作方法

本发明涉及一种金具螺栓拆装装置及金具螺栓等电位拆装复合作业平台，属于高压设备带电作业。

背景技术：

1、高压设备带电作业是电力设备测试、检修、故障紧急处理的重要手段，典型的带电作业场景例如金具螺栓松动时，会导致金具发热烧蚀，情况严重会影响运行安全，此时需要对螺栓进行紧固作业或者是更换并安装新的螺栓。再例如高压设备与母线之间通过引流线连接，当检修或检修后投运高压设备时，为了避免母线陪停，需要通过带电作业完成引流线拆除或安装，具体是先拆解螺栓，然后进行金具和引流线的拆除。

2、由于变电站环境复杂，作业空间紧凑，110kv及以上电压等级的变电设备带电检修作业受到诸多因素限制：一是气候条件、安全防护、绝缘用具要求苛刻；二是狭小空间等电位作业，存在较严重的人身安全隐患，对操作人员的技术水平和熟练程度要求高。因此，部分地区对变电站带电作业内容进行了限制，带电作业机器人的应用主要集中在10kv或35kv配网领域，110kv引流线拆装、螺栓紧固等作业仍以传统检修模式为主，致使变电站停电作业频繁，严重影响供电可靠性指标的完成。对此，需要研制专用装备，实现“机器人代人”进行人工作业。

3、例如授权公告号为cn207696530u的中国实用新型专利公开的一种高压带电作业机器人高空作业平台，包括绝缘斗，绝缘斗一端并排设有从机械臂基座、控制柜、监控摄像头支架，另一端并排设有一号监控摄像头、电源系统、主机械臂基座，绝缘斗上固定设有等电位轻质杆和三维扫描仪，从机械臂基座上设有多自由度的从机械臂，从机械臂的末端装有从机械臂前端执行器，主机械臂基座上装有多自由度的主机械臂，主机械臂的末端装有定位摄像头、大扭矩拧紧枪及锁卸螺丝工装。

4、上述作业平台在使用时，从机械臂按照既定轨迹运动到等电位轻质杆附近，将其抓起并挂靠于管母线上，实现作业平台与高压变电场的等电位操作。然后从机械臂通过预先规划路径运动到工具箱附近，从机械臂末端执行器夹起工具箱上的三维扫描仪按照预先规划路径运动到金具正前方，对金具进行扫描。然后从机械臂按既定路径运动到软引线端子附近，利用前端执行器将引线端子牢牢固定住，防止在锁卸螺丝过程中软引线脱落造成事故。最后，主机械臂运动到金具附近，主机械臂末端的摄像头定位系统开始工作，对金具螺丝进行精定位，主动机械臂末端的锁卸螺丝工装精准的对准金具上的螺丝，利用大扭矩拧紧枪将螺丝拧紧。

5、虽然上述作业平台能够实现等电位作业，但是并未公开大扭矩拧紧枪的具体结构和工作原理，很大可能是螺栓在拆解过程中，主机械臂和从机械臂需要配合工作，动作控制难度大，尤其是主机械臂需要考虑螺栓拆解时的旋转运动和直线运动，要求主机械臂有较高的直线动作精度，虽然机械臂通常具有多个自由度，但是机械臂的臂与臂之间主要是转动配合，因此会增大主机械臂的控制难度，相应地会增加成本。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种金具螺栓拆装装置，以解决现有作业平台靠控制机械臂的动作来实现螺栓拆装而导致控制难度大的问题；本发明的目的还在于提供一种金具螺栓等电位拆装复合作业平台，以解决上述问题。

2、为实现上述目的，本发明中的金具螺栓拆装装置采用如下技术方案：

3、金具螺栓拆装装置，包括装置架和导向移动安装在装置架上的用于拆装螺母的螺母架以及用于拆装螺栓的螺栓架，装置架上安装有分别与螺母架和螺栓架传动连接以控制各自直线动作的直动动力机构，螺母架上设置有用于卡止螺母的螺母卡止件，螺栓架上设置有用于卡止螺栓的螺栓卡止件，螺栓架上还设置有与螺栓卡止件传动连接以带动其转动的旋转动力机构。

4、上述技术方案的有益效果在于：本发明提出一种开拓型的金具螺栓拆装装置，该装置包括装置架和导向移动安装在装置架上螺母架和螺栓架，并且装置架上安装有直动动力机构，可以控制螺母架和螺栓架分别做直线动作，方便二者移动至待拆装金具的两侧；螺母架上设置有用于卡止螺母的螺母卡止件，从而可以卡住螺母避免其旋转；螺栓架上设置有用于卡止螺栓的螺栓卡止件，从而可以卡住螺栓，螺栓架上还设置有与螺栓卡止件传动连接以带动其转动的旋转动力机构，这样就可以通过螺栓卡止件带动螺栓旋转，进而再结合螺栓架的直线动作，即可实现螺栓的拆装。

5、综上，本发明的金具螺栓拆装装置是通过装置架、螺栓架及直动动力机构的配合作用，实现螺栓的直动动作，通过螺栓架上的螺栓卡止件卡住螺栓，并通过旋转动力机构带动螺栓卡止件和螺栓旋转，实现螺栓的拆装，并且在此过程中由螺母架上的螺母卡止件卡住螺母避免其旋转，整套装置结构简单，只需要控制直动动力机构和旋转动力机构工作即可，控制简单方便，降低了控制难度，相应地可以降低成本。

6、进一步地，螺母卡止件为用于与螺母止转配合的螺母套筒，螺栓卡止件为用于与螺栓的头部止转配合的螺栓套筒，螺母套筒和螺栓套筒内均设置有磁吸结构。

7、上述技术方案的有益效果在于：采用套筒作为卡止件，结构简单，方便加工制造，同时在套筒内设有磁吸结构，可以吸住螺栓和螺母，避免拆装过程中掉落。

8、进一步地，螺母架上于螺母套筒的末端安装有气阀、于螺母套筒的下方安装有料盒，气阀用于将拆掉的螺母吹出以掉落至料盒中。

9、上述技术方案的有益效果在于：通过气阀将拆掉的螺母吹出并掉落至料盒中，方便对旧螺母进行收集，同时也腾出了螺母套筒内的空间，方便进行下一个螺母和螺栓的拆装操作。

10、进一步地，装置架上设置有直线导轨，螺母架和螺栓架导向安装在同一直线导轨上。

11、上述技术方案的有益效果在于：保证螺母架和螺栓架在同一直线上动作，避免出现错位而影响螺母卡止件和螺栓卡止件分别对准螺母和螺栓，同时也避免出现错位而影响螺栓在拆解时顺利转出。

12、进一步地，装置架上还安装有金具夹持结构和导线夹持结构，以在拆装螺栓时分别对金具和导线进行夹持固定。

13、上述技术方案的有益效果在于：通过夹持结构对金具和导线进行夹持固定，有利于螺栓和螺母的稳定拆装。

14、为实现上述目的，本发明中的金具螺栓等电位拆装复合作业平台采用如下技术方案：

15、金具螺栓等电位拆装复合作业平台，包括平台板和设置在平台板上的等电位杆、辅助机械臂及拆装执行机构，拆装执行机构包括金具螺栓拆装装置，金具螺栓拆装装置包括装置架和导向移动安装在装置架上的用于拆装螺母的螺母架以及用于拆装螺栓的螺栓架，装置架上安装有分别与螺母架和螺栓架传动连接以控制各自直线动作的直动动力机构，螺母架上设置有用于卡止螺母的螺母卡止件，螺栓架上设置有用于卡止螺栓的螺栓卡止件，螺栓架上还设置有与螺栓卡止件传动连接以带动其转动的旋转动力机构。

16、上述技术方案的有益效果在于：本发明对现有金具螺栓等电位拆装复合作业平台进行了改进，使其拆装执行机构包括金具螺栓拆装装置，该装置包括装置架和导向移动安装在装置架上螺母架和螺栓架，并且装置架上安装有直动动力机构，可以控制螺母架和螺栓架分别做直线动作，方便二者移动至待拆装金具的两侧；螺母架上设置有用于卡止螺母的螺母卡止件，从而可以卡住螺母避免其旋转；螺栓架上设置有用于卡止螺栓的螺栓卡止件，从而可以卡住螺栓，螺栓架上还设置有与螺栓卡止件传动连接以带动其转动的旋转动力机构，这样就可以通过螺栓卡止件带动螺栓旋转，进而再结合螺栓架的直线动作，即可实现螺栓的拆装。

17、综上，本发明的金具螺栓拆装装置是通过装置架、螺栓架及直动动力机构的配合作用，实现螺栓的直动动作，通过螺栓架上的螺栓卡止件卡住螺栓，并通过旋转动力机构带动螺栓卡止件和螺栓旋转，实现螺栓的拆装，并且在此过程中由螺母架上的螺母卡止件卡住螺母避免其旋转，整套装置结构简单，只需要控制直动动力机构和旋转动力机构工作即可，控制简单方便，降低了控制难度，相应地可以降低成本。

18、进一步地，螺母卡止件为用于与螺母止转配合的螺母套筒，螺栓卡止件为用于与螺栓的头部止转配合的螺栓套筒，螺母套筒和螺栓套筒内均设置有磁吸结构。

19、上述技术方案的有益效果在于：采用套筒作为卡止件，结构简单，方便加工制造，同时在套筒内设有磁吸结构，可以吸住螺栓和螺母，避免拆装过程中掉落。

20、进一步地，螺母架上于螺母套筒的末端安装有气阀、于螺母套筒的下方安装有料盒，气阀用于将拆掉的螺母吹出以掉落至料盒中。

21、上述技术方案的有益效果在于：通过气阀将拆掉的螺母吹出并掉落至料盒中，方便对旧螺母进行收集，同时也腾出了螺母套筒内的空间，方便进行下一个螺母和螺栓的拆装操作。

22、进一步地，装置架上设置有直线导轨，螺母架和螺栓架导向安装在同一直线导轨上。

23、上述技术方案的有益效果在于：保证螺母架和螺栓架在同一直线上动作，避免出现错位而影响螺母卡止件和螺栓卡止件分别对准螺母和螺栓，同时也避免出现错位而影响螺栓在拆解时顺利转出。

24、进一步地，装置架上还安装有金具夹持结构和导线夹持结构，以在拆装螺栓时分别对金具和导线进行夹持固定。

25、上述技术方案的有益效果在于：通过夹持结构对金具和导线进行夹持固定，有利于螺栓和螺母的稳定拆装。

26、进一步地，拆装执行机构包括还俯仰角度调整结构，俯仰角度调整结构包括固定架和铰接在固定架上的摆动架，摆动架上设置有角度调整齿轮；俯仰角度调整结构还包括旋转动力装置以及与旋转动力装置传动配合的驱动齿轮，驱动齿轮与角度调整齿轮啮合，用于驱动角度调整齿轮旋转进而带动摆动架调整俯仰角度。

27、上述技术方案的有益效果在于：通过俯仰角度调整结构可以调整拆装执行机构的俯仰角度，使得金具螺栓拆装装置更容易对准螺栓和螺母，方便拆装操作；且俯仰角度调整结构包括固定架和摆动架，摆动架上设置角度调整齿轮，通过驱动齿轮带动角度调整齿轮转动实现俯仰角度调整，结构简单，方便加工和制造。

28、进一步地，拆装执行机构还包括安装在俯仰角度调整结构上的上下移动机构以及安装在上下移动机构上的横向移动机构，所述的金具螺栓拆装装置安装在横向移动机构的机构架上。

29、上述技术方案的有益效果在于：横向移动机构可以改变金具螺栓拆装装置的横向位置，上下移动机构可以改变金具螺栓拆装装置的上下位置，使得金具螺栓拆装装置更容易对准螺栓和螺母，方便拆装操作。

30、进一步地，横向移动机构的机构架上还设置有用于对母线进行夹持固定的母线夹持装置。

31、上述技术方案的有益效果在于：由于金具螺栓拆装装置安装在横向移动机构的机构架上，也就意味着横向移动机构的机构架比较靠近母线，因此在机构架上设置母线夹持装置，可以方便对母线进行夹持固定，避免母线窜动而影响螺栓拆装操作。

32、进一步地，拆装执行机构还包括通过旋转底盘安装在平台板上的底座和安装在底座上的纵向移动机构，俯仰角度调整结构安装在纵向移动机构上。

33、上述技术方案的有益效果在于：底座通过旋转底盘安装在平台板上，使得金具螺栓拆装装置还具有旋转自由度；底座上安装有纵向移动机构，可以改变金具螺栓拆装装置的纵向位置，使得金具螺栓拆装装置更容易对准螺栓和螺母；俯仰角度调整结构安装在纵向移动机构上，方便俯仰角度调整结构的整体纵向移动。

34、进一步地，平台板上设置有用于存放螺母、螺栓和多种夹取工装的存放架，辅助机械臂用于通过相应的夹取工装将金具螺栓拆装装置拆掉的旧螺栓放置到存放架上、并将存放架上的新螺栓和新螺母分别转送至螺栓卡止件和螺母卡止件上。

35、上述技术方案的有益效果在于：通过设置存放架方便存放螺母、螺栓和多种夹取工装，进而方便辅助机械臂通过相应的夹取工装将金具螺栓拆装装置拆掉的旧螺栓放置到存放架上、并将存放架上的新螺栓和新螺母分别转送至螺栓卡止件和螺母卡止件上，实现螺栓拆装的连续作业。

36、进一步地，存放架上还设置有剪线钳，剪线钳用于在螺栓严重锈蚀无法拆除时将导线直接剪断。

37、上述技术方案的有益效果在于：防止螺栓严重锈蚀无法拆除时影响拆除引流线的作业目标的实现。

38、进一步地，等电位杆左右间隔布置有两个，两个等电位杆用于一前一后夹在母线的前后两侧。

39、上述技术方案的有益效果在于：两个等电位杆一前一后夹在母线的前后两侧，这样无论母线向前或向后偏摆，都可以与一个等电位杆接触，两个等电位杆互为备用，防止其他情况导致脱离等电位。

40、进一步地，平台板上设置有用于控制等电位杆前后移动的控制机构，控制机构具有直线动作输出件，等电位杆与直线动作输出件之间通过弹性件连接。

41、上述技术方案的有益效果在于：等电位杆与直线动作输出件之间通过弹性件连接，一方面可以带动等电位杆前后移动，实现与母线接触，另一方面当等电位杆接触到母线时，弹性件通过变形可以给等电位杆以缓冲作用，并能够持续对等电位杆施加弹性力，使其与母线紧密接触。