一种高压试验专用遥控机械臂的咬合钳

摘 要 电力设备高压试验需要在设备上挂接各种测试线，由于电力设备体积庞大，为确保接触良好，夹持测试线时通常需要人工攀爬设备或使用高空作业车，但现有的咬合钳咬合力小，咬合不稳定，测试数据不可靠。高壓试验专用遥控机械臂的咬合钳以克服现有技术存在的问题，测试数据可靠。

【关键词】电力设备 高压试验 咬合钳 咬合力

1 引言

变压器、断路器等电力设备需定期开展介质损耗、绝缘电阻、直流电阻等试验工作，为高压试验提供一种专用遥控机械臂的咬合钳，实现咬合力大，咬合稳定，测试数据可靠，以克服现有技术存在的问题。

2 高压试验专用遥控机械臂的咬合钳简介

2.1 高压试验专用遥控机械臂的咬合钳结构

高压试验专用遥控机械臂的咬合钳整体结构原理图如图1所示，主要由基座（1）、旋转轴（2）、咬合钳座（3）和定位销（4），咬合钳爪一（5），滑动螺杆（6）、咬合钳爪二（7）。

基座：连接高空接线钳并支撑机械臂。

旋转轴：内置电池、控制电路、接收器、步进电机，可360°旋转。

咬合钳座：支撑咬合钳并可180°旋转。

定位销：定位咬合钳口。

咬合钳爪一：在咬合座上滑动，最大咬合力100N。

滑动螺杆：为咬合钳提供咬合动力。

咬合钳爪二：在咬合座上滑动，最大咬合力100N。

咬合钳结构原理图如图2所示，主要由1、咬合钳座，2、俯仰电机，3、钳臂电机，4、定位销，5、滑动螺杆，6、咬合钳爪一，7、咬合钳爪二组成。

咬合钳座：支撑咬合钳臂，钳臂可在其上沿固定销滑动。

俯仰电机：大扭力伺服步进电机，调节180°俯仰角。

钳臂电机：大扭力伺服步进电机，驱动钳臂开合动作。

定位销：定位咬合钳口。

滑动螺杆：为咬合钳提供咬合动力。

咬合钳爪一：在咬合座上滑动，最大咬合力100N。

咬合钳爪二：在咬合座上滑动，最大咬合力100N。

2.2 高压试验专用遥控机械臂的咬合钳工作原理

咬合钳用于一种高压试验专用遥控机械臂，一端通过旋转驱动机构旋转地连接到基座1上，另一端通过俯仰驱动机构连接到咬合钳座3上，咬合钳座3上连接有导电的咬合钳4。咬合钳爪一5和咬合钳爪二7均通过丝母丝杠副驱动机构连接到咬合钳座3上形成咬合钳口，丝杠8两端通过轴承座10连接到咬合钳座3上，与丝杠8相啮合的丝母9固定连接在咬合钳爪上，导向机构的圆柱轴6和直线轴承11固定连接在安装丝母9旁的安装孔处。旋转电机12固定连接在旋转轴2内的支撑板13上，支撑板13垂直旋转轴2轴线并固定连接在旋转轴2内，旋转电机12的输出轴固定连接到基座1上。俯仰电机14的定子两端固定连接在旋转轴2上，与定子相配的转子嵌入到咬合钳座3的旋转端内孔中。钳爪电机15固定连接在咬合钳座3上。

咬合钳，还包括主控单元，主控单元与旋转电机、俯仰电机和钳臂电机电连接，并通过无线模块连接到监控终端，也可以通过无线模块连接到遥控器，主控单元还通过导线连接有检测旋转电机旋转角度的旋转角度传感器、检测俯仰电机俯仰角度的俯仰角度传感器和检测钳臂电机直线移动的钳臂位移传感器，主控单元还连接有报警装置，无线模块采用GPRS模块，监控终端采用手机或平板，主控单元连接有电源和显示电量的显示屏，钳臂位移传感器采用旋转编码器或光栅尺，俯仰角度传感器和旋转角度传感器采用旋转编码器。

2.3 高压试验专用遥控机械臂的咬合钳特点

咬合钳，通过无线遥控，实现机械臂的转动、俯仰、夹持，方便各种高难度接线；高导电钳口，可用来夹持直径15mm-110mm的导线，厚度2mm-110mm的接线掌，可直接夹持各类设备接线掌；钳口面锯齿状结构，破除金属表面氧化层，接触更可靠，夹持也更稳定，加工难度降低；可兼容各种规格的绝缘伸缩杆，绝缘伸缩杆通过抱箍或螺纹方式连接到基座上，操作简单，单人操作；同时功能多样，除接线外，还可完成工具传递、异物去除等作业；可选配高清摄像头、局放传感器、钳形电流表等附件。

3 结语

一种高压试验专用遥控机械臂的咬合钳，通过丝母丝杠副驱动机构连接到咬合钳座上并在咬合钳爪一和咬合钳爪二的咬合面形成咬合钳口；并通过丝母丝杠副驱动机构和导向机构实现咬合钳的咬合钳爪开合，咬合稳定可靠，驱动结构简单，咬合力大，移动稳定性高，最大咬合力能达100N，具有结果简单、成本低、操作方便快捷的特点。高导电钳口，可夹持直径15mm-110mm的导线，厚度2mm-110mm的接线掌，可直接夹持各类设备接线掌；钳口面锯齿状结构，破除金属表面氧化层，接触更可靠，夹持也更稳定，加工难度降低。

参考文献

[1]国家电网公司.电力设备带电检测技术规范，2010.

[2]电气设备带电检测技术及故障分析[M].中国电力出版社出版，2015.

[3]陈永雨.实用无线电遥控电路[M].人民邮电出版社出版，2007.

[4]张玉叶等.一种无线电能传输装置设计[J].陕西理工学院学报：自然科学版，2015.

作者简介

林美玲（1964-），女，浙江省永康市人。副教授。就职于贵州电力职业技术学院电力工程系，从事输、供电专业教学与研究。

文峰（1980-），男、高级技师。贵州电网公司二级助理技能专家，在兴义供电局变电管理所从事高压电气试验工作。

吴冕之（1989-），男，工程师。工作于贵阳供电局。

作者单位

1.贵州电力职业技术学院 贵州省贵阳市 550002

2.贵州电网有限责任公司兴义供电局 贵州省黔西南布依族苗族自治州 562400

3.贵州电网有限责任公司贵阳供电局 贵州省贵阳市 550001endprint