一種用于狹窄空間的多功能拾取爪的設(shè)計

劉 斌

(國網(wǎng)安徽省電力公司阜陽供電公司，安徽 阜陽 236000)

0 引言

目前，在現(xiàn)場狹窄空間拆裝小零件，如在環(huán)網(wǎng)柜、高壓分支箱電纜終端頭進(jìn)行螺帽、墊片的拆裝工作時，對細(xì)小零件的安裝與拆卸都比較困難。特別是在電纜分支箱肘型終端頭工作時，由于肘型終端頭內(nèi)部空間狹小，在拆裝螺帽與墊片等時，一般是用起子或鋼絲類的工具將其緩慢掏出或安裝。這種方法很容易導(dǎo)致螺帽與墊片掉落到其他空間，并且難以拾取，給設(shè)備的安全運行帶來一定的隱患。同時，如果小零件掉落或放置后，帶絕緣手套工作時難以拾取；如果取下絕緣手套，則會帶來一定的安全風(fēng)險，在帶電作業(yè)過程中就出現(xiàn)過因戴絕緣手套無法拾取掉落的螺帽部件而擅自取下絕緣手套造成觸電的事故。

另外，在工作中還需要攜帶較多的檢修工具，容易造成遺漏，給現(xiàn)場工作帶來不便。

為解決以上問題，某供電公司研究了一種簡便、快捷的多功能檢修工具；將其應(yīng)用到現(xiàn)場作業(yè)時，不僅可以在狹小空間進(jìn)行操作，還極大縮短了工作時間，提高了作業(yè)效率，保障作業(yè)人員的人身安全，確保了設(shè)備的安全可靠運行。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計

針對在現(xiàn)場狹小空間中拆裝螺帽、墊片等細(xì)小零件無專用的工具，帶絕緣手套難以拾取細(xì)小部件的問題，在考慮現(xiàn)場條件與使用的便捷性后，設(shè)計了一種簡易、可靠且多功能的檢修拾取爪。其簡化結(jié)構(gòu)示意如圖1所示。

圖2為活動支撐臂與拾取爪和主桿連接部位結(jié)構(gòu)圖。

拾取爪與滑動環(huán)連接部位結(jié)構(gòu)和附桿結(jié)構(gòu)如圖3，4所示。

圖1 拾取爪簡化結(jié)構(gòu)示意

圖2 活動支撐臂、拾取爪和主桿連接部位結(jié)構(gòu)示意

圖3 拾取爪與滑動環(huán)連接部位結(jié)構(gòu)示意

圖4 附桿結(jié)構(gòu)示意

以上設(shè)計的拾取爪及各部件均達(dá)到一定的機(jī)械強(qiáng)度、硬度以及力矩要求，材質(zhì)為不銹鋼，耐銹蝕。其爪子的寬度與厚度是制造工藝的難點之處。該工具為整體結(jié)構(gòu)，具有靈活、不卡澀、可靠、連接牢固且攜帶方便的優(yōu)點。

2 拾取爪工作原理分析

由圖1—3可知，滑動環(huán)1和2直徑比主桿直徑稍大，并通過固定桿與支撐滑塊相連，卡位塊通過壓縮彈簧固定在支撐滑塊上。拾取爪通過滑動環(huán)上的固定環(huán)與滑動環(huán)相連，并可以在滑動環(huán)上靈活轉(zhuǎn)動。活動支撐臂通過固定環(huán)和與主桿和拾取爪相連，起支撐作用并可以轉(zhuǎn)動。6個小鋼珠分別置于滑動環(huán)1和2上，可以沿著鋼珠軌道運動。

當(dāng)需要在狹窄空間裝拆或拾取細(xì)小零部件(如螺帽、墊片等)時，先按住壓縮彈簧處的卡位塊，使卡位塊從卡位槽中離開，同時推動支撐滑塊向拾取爪方向移動，促使拾取爪開口逐漸增大至適合位置；再將拾取爪子放在需要被裝拆或拾取的細(xì)小零部件(如螺帽、墊片等)處；最后將支撐滑塊向背離拾取爪方向移動，從而夾緊細(xì)小零部件，將其放置于需要的位置處。由于卡銷起卡位作用，所以被拾取物不會從爪子上掉落。同時，由于小鋼珠是在預(yù)定的鋼珠軌道內(nèi)移動的，因此移動過程中不會卡澀，拾取爪也不會在主桿上轉(zhuǎn)動。

另外，當(dāng)未對卡位塊用力時，卡位塊就會卡入到卡位槽中，使支撐滑塊、滑動環(huán)1和2以及拾取爪保持在固定位置不動。

當(dāng)需要松緊螺帽時，可以利用多功能接頭接上不同型號的扳手套筒，再將圖4的附桿插入到主桿的附桿孔內(nèi)，用力緊固螺帽。使用該多功能檢修拾取爪，能快速、方便地在狹小空間對細(xì)小零件進(jìn)行拆裝與拾取，提高作業(yè)效率，并防止細(xì)小零部件掉落在帶電間隔內(nèi)，保障人身與設(shè)備安全。

3 加工制造與特性分析

根據(jù)設(shè)計圖紙進(jìn)行該器具的加工生產(chǎn)時，加工的關(guān)鍵部位為軌道及活動支撐臂、爪子等。通過不斷的改進(jìn)與三維動態(tài)設(shè)計，最終完成了該新型拾取爪的制作，并在實驗室中對機(jī)構(gòu)的機(jī)械特性、靈活性與可操作性進(jìn)行了試驗驗證，如表1所示。

表1 拾取爪各特性試驗結(jié)果

該工具已通過該供電公司的評審，并向國家專利局申請了實用新型和發(fā)明專利，已獲得受理。

該工具不僅可應(yīng)用于環(huán)網(wǎng)柜、高壓分支箱電纜終端頭狹小空間，還可應(yīng)用于配電帶電作業(yè)中，無需取下絕緣手套即可快速拾取細(xì)小零部件。另外，該工具還可應(yīng)用于其他任何需要拾取、拆裝細(xì)小零部件的地方，具有靈活、可靠的優(yōu)點。

由于該拾取爪較小，不能用于較大零部件及超過750 g的物體，也不能用爪子用力敲擊物體，并且需要對固定環(huán)進(jìn)行運定期維護(hù)保養(yǎng)。

4 結(jié)論

從新型拾取爪的理論分析及試驗結(jié)果可知，該器具的機(jī)械強(qiáng)度和其他性能均滿足設(shè)計與安全要求，能在現(xiàn)場狹窄空間對細(xì)小零部件進(jìn)行快速地拾取，提高工作效率；還能防止細(xì)小零部件的掉落，保證設(shè)備的安全可靠運行；同時解決了帶電作業(yè)攜帶絕緣手套難以拾取細(xì)小零件的問題，提高了作業(yè)人員和設(shè)備的安全性。

參考文獻(xiàn)：

1 朱宏峰，謝海濱.一起高壓電纜終端炸裂事故分析[J].電力安全技術(shù)，2011，13(2)：24-26.