ES2321671T3 - Vehiculo robot para trabajo en lineas de transmision electrica con corriente. - Google Patents

Abstract

VEHICULO ROBOT PARA REALIZAR TRABAJOS EN LINEAS CON CORRIENTE PARA LINEAS DE TRANSMISION Y DE DISTRIBUCION DE ENERGIA QUE COMPRENDE UN BRAZO AISLANTE FORMADO DE UN MATERIAL AISLANTE EN EL EXTREMO DE LA PUNTA DE BRAZOS MULTIPASOS, UN EXTREMO BASE QUE ESTA SUSTENTADO SOBRE UN VEHICULO DE TRABAJO ELEVADO QUE ES CAPAZ DE GIRAR EN EL PLANO HORIZONTAL, GIRAR HACIA ARRIBA Y ABAJO, Y EXTENDER Y CONTRAER, Y UN BASTIDOR DISPUESTO SOBRE EL EXTREMO DE LA PUNTA DEL BRAZO AISLANTE, BASTIDOR QUE TIENE MONTADOS UNOS MANIPULADORES DE BRAZO DOBLE DE CONSTRUCCION MULTIEJE PARA REALIZAR UN TRABAJO DE DISTRIBUCION, UN DISPOSITIVO DESLIZANTE PARA DESLIZAR INDEPENDIENTEMENTE ESTOS MANIPULADORES DE DOBLE BRAZO DERECHO E IZQUIERDO DE LA PARTE DELANTERA A LA POSTERIOR, Y BRAZOS ELEVADORES DE CONSTRUCCION MULTIEJE QUE TIENEN LA FUNCION DE LEVANTAR UN ARTICULO PESADO, CON EL FIN DE PERMITIR QUE UN OPERARIO REALICE EL CONTROL A DISTANCIA. PARA ACCIONAR LOS MANIPULADORES DE DOBLE BRAZO Y EL DISPOSITIVO DESLIZANTE, SE UTILIZA UN ACCIONADOR ELECTRICO, ASI COMO MANIPULADORES HIDRAULICOS PARA ACCIONAR LOS BRAZOS ELEVADORES. POR LO TANTO, SE DESCRIBE UN VEHICULO ROBOT PARA REALIZAR TRABAJOS EN LINEAS CON CORRIENTE PARA MONTAR EN EL MISMO UN TERCER BRAZO QUE PERMITE EL POSICIONAMIENTO MUY PRECISO DE LOS MANIPULADORES, EL CONTROL REMOTO MEDIANTE UN OPERARIO Y EL FUNCIONAMIENTO AUTOMATICO MEDIANTE LA REPRODUCCION DE ORDENES, QUE TIENE LA FUNCION DE PODER LEVANTAR UN ARTICULO PESADO, Y QUE ES DE REDUCIDO TAMAÑO Y POCO PESO.

Description

Vehículo robot para trabajo en líneas de transmisión eléctrica con corriente.

Sector técnico

La presente invención se refiere a un vehículo robot para trabajos en líneas de transmisión eléctrica bajo tensión, es decir, con corriente, utilizado en técnicas de mantenimiento sin interrupción de suministro, llevadas a cabo en líneas de transmisión eléctrica sin interrupción del servicio, durante trabajos de cableado y mantenimiento en líneas de transmisión y distribución eléctrica en alto voltaje.

Antecedentes técnicos

Un vehículo robot para líneas de transmisión eléctrica con corriente es un vehículo para trabajo en altura que tiene manipuladores de dos brazos para las operaciones y un tercer brazo para la suspensión de elementos pesados que deben ser soportados sobre un cable de transmisión eléctrica sobre la base de un manipulador montado en el extremo de un puntal del mismo, llevándose a cabo trabajos de cableado y de mantenimiento al accionar dichos elementos desde una cabina de trabajo en el suelo en un vehículo robot o desde un panel de mando situado en una jaula dispuesta en el extremo de dicho puntal. Un vehículo de ese tipo es conocido, por ejemplo, por el documento JP-A-07137997.

Cuando todos los accionadores para impulsar los manipuladores de dos brazos y el tercer brazo están constituidos por accionadores hidráulicos, no se puede conseguir una elevada exactitud de posicionado para los manipuladores de dos brazos y como resultado, resulta difícil llevar a cabo maniobras de entrenamiento y reproducción ("teaching-playback") basadas en una función de corrección asociadas con ellas.No obstante, esto hace posible reducir las dimensiones y peso del tercer brazo que tiene la función de suspensión de objetos pesados y que no se requiere que tenga una exactitud de posicionado tan elevada. Inversamente, cuando la totalidad de los mecanismos de impulsión para los manipuladores de dos brazos y el tercer brazo están constituidos por accionadores eléctricos se consigue una elevada exactitud por los manipuladores de dos brazos para facilitar operaciones automáticas correctivas tales como aproximar un objeto a manipular mientras que el tercer brazo resulta grande y pesado.

En estas circunstancias, existe la necesidad de disponer de un vehículo robot para trabajos en líneas de transmisión eléctrica con corriente en el que se pueda conseguir un posicionamiento muy exacto de un manipulador para posibilitar operaciones por control remoto por medio de un operador y operaciones automáticas de corrección tales como aproximación de un objeto sobre el que se debe trabajar y que se ha cargado con un tercer brazo compacto y ligero que tiene la función de suspensión de objetos pesados.

En un robot para el trabajo en líneas de transmisión eléctrica con corriente, un robot en el que un operador se instala en una jaula en el extremo de un vehículo para trabajo de altura y que acciona un manipulador en el mismo, es lo que se llama "robot tripulado ("on-board") para trabajo en líneas de transmisión con corriente". Un modelo de la posibilidad de que ocurra una descarga eléctrica en un operario de un robot tripulado para el trabajo en líneas de transmisión con corriente es lo que se muestra en la figura 7 en la que el operador (56) establece contacto con una línea de transmisión con corrientes (61) de una jaula (55). En este caso, el voltaje entre la línea de transmisión con corrientes (61) y el suelo provoca el paso de una corriente por una trayectoria que se extiende desde la línea de transmisión con corrientes (61) por el cuerpo del operario (56), la jaula (55), una parte del puntal (un tercer puntal (54), un segundo puntal (53) y un primer puntal (52)), un vehículo (51) y hacia el suelo. En la figura 7 el número (57) indica un panel de mando; (58) indica la parte del montaje del manipulador; (59) designa una primera parte de brazo aislado y (60) designa una segunda parte de brazo aislado.

Para la seguridad de los operarios, las normas de seguridad para vehículos para trabajos en altura están definidas por la Asociación de Industrias Japonesas de Vehículos Corporales. Se especifica por dichas normas que la fuga de corriente no debe superar 0,5 mA dado el rendimiento del aislante de un vehículo para trabajo en la altura. Además, se especifica que se debe aplicar como voltaje de pruebas un voltaje equivalente al doble del voltaje de la línea de acuerdo con la norma dado que la fuga de corriente varia dependiendo del voltaje aplicado. Un robot para trabajar en líneas de transmisión con corriente de acuerdo con la presente invención está destinado a operaciones en líneas de transmisión con corriente que trabajan a 23 kV. Por lo tanto, haciendo referencia a la descarga eléctrica mostrada en la figura 7, un robot accionado por un operario para trabajo en líneas situadas en altura debe mostrar fugas de corriente que pasa por el operario como máximo de 0,5 mA cuando se aplica un voltaje de como mínimo 46 kV. Con este objetivo, tal como se ha mostrado en la figura 8, hasta el momento las características de aislamiento se han asegurado formando el extremo del tercer puntal (54) con un cilindro hueco FRP (62) que es de un material aislante.

No obstante, a efectos de mantener las fugas de corriente en un valor de 0,5 mA o menos en tiempo lluvioso con la configuración antes descrita la distancia de fuga ("creepage") del aislamiento debe ser larga y esto ha resultado en la necesidad de mantener siempre el tercer puntal en posición extendida en la que se extiende a dos metros o más. Por lo tanto, en tiempo lluvioso el tercer puntal (54) se debe extender a una distancia de dos metros o más aunque la línea de transmisión con corriente en la que se tiene que trabajar se encuentre en una posición relativamente baja. En este caso, el peso de la parte del manipulador puede reducir el equilibrio del vehículo corporal en cuanto a su soporte y puede provocar la caída del mismo, lo que hace la operación difícil o imposible. Incluso en el caso de que se pueda llevar a cabo la operación con el tercer puntal extendido en una distancia de dos metros o más, la continuación de la caída de la lluvia sobre el tercer puntal reduce las características de protección contra el agua de la superficie del tercer puntal, es decir, el carácter repelente del agua, haciendo imposible mantener las fugas de corriente como máximo a 0,5 mA. Cuando la lluvia cae sobre la superficie del tercer puntal con un voltaje aplicado en el mismo, tiene lugar la descarga en la superficie del puntal deteriorando la capa de resina FRP en la superficie del tercer puntal de forma rápida, reduciendo por lo tanto de forma asimismo rápida el carácter repelente al agua. Esto hace imposible mantener el valor de las fugas a un voltaje máximo de 0,5 mA o menos.

Cuando hay sustancias externas tales como arena que se pegan al tercer puntal, este queda averiado en el área de un rotor que recibe el tercer puntal (54) durante la extensión y retracción del puntal, lo que obtiene como resultado a largo plazo la reducción del carácter repelente del agua del tercer puntal.

La figura 8 es una vista en sección de una estructura de una parte de puntal convencional. En la figura 8 el tercer puntal (54) es un aislante que soporta una zona de manipulador y que esta constituida por un cilindro hueco (62) de FRP. Dado que el cilindro hueco de FRP (62) es un aislante aunque el operario (56) establezca contacto con una línea con corriente tal como se muestra en la figura 7 con tiempo soleado, la corriente de fuga se puede mantener en un valor máximo de 0,5 mA para un voltaje de 46 kV en la línea con corriente si el tercer puntal (54) es extendido hasta 0,5 metros.

Con la estructura convencional mostrada en la figura 8, no obstante, las pruebas efectuadas en el mismo han dado como resultado un rápido incremento de la corriente de fuga desde el tercer puntal (54) cuando la superficie del tercer puntal (54) ha sido expuesta a agua sucia aplicando un voltaje al tercer puntal (54). Por lo tanto, el tercer puntal (54) con esta estructura tiene una corriente de fuga de 0,5 mA o más con tiempo lluvioso y el operario del robot para trabajar en líneas de transmisión con corriente podrá recibir una descarga eléctrica si toca la línea con corriente.

En el caso de un voltaje de clase 6 kV en la línea de distribución es posible mantener un nivel de aislamiento para resistir un voltaje de perforación que se requiere para impedir accidentes por cortocircuito de fase por cubrimiento de las zonas metálicas expuestas del manipulador y del accionador con un recubrimiento de protección aislante. En el caso de un voltaje de clase 22 kV, se debe mantener una distancia de aislamiento grande entre el recubrimiento de protección aislante y las zonas metálicas para resistir un voltaje de perforación, lo que ha resultado en un problema en el que no se puede disponer manipuladores para utilización práctica.

Cuando se utiliza un accionador eléctrico como manipulador de un vehículo robot para trabajos en líneas de transmisión con corriente en técnicas de mantenimiento sin interrupción del servicio a efectos de mantener la distribución eléctrica, para impedir descargas eléctricas accidentales al cuerpo humano, el extremo del puntal esta constituido por un aislante; un generador para accionar el manipulador y otros medios similares quedan montados en la base de montaje y se mantiene aislamiento eléctrico entre el vehículo y la base de montaje. Además, se dispone una parte aislante en un primer brazo de un manipulador para impedir una perdida al suelo o masa provocada por un manipulador y un accidente de cortocircuito de fase que tiene lugar cuando herramientas montadas en los extremos de los dos manipuladores o en los extremos de los propios manipuladores establecen contacto con líneas de transmisión con corriente en diferentes fases simultáneamente durante una operación.

Si bien una descarga eléctrica accidental al cuerpo humano se puede impedir por las técnicas anteriormente conocidas, se ha presentado el problema de que no es posible impedir un accidente de cortocircuito de fase que tiene lugar cuando los codos de dos manipuladores o el codo y el brazo del mismo o las partes superiores de los brazos de los mismos establecen contacto simultáneamente con líneas de transmisión con corriente en diferentes fases como resultado de funcionamiento defectuoso de los manipuladores y de los propios puntales o de una operación errónea por parte del operador porque los accionadores eléctricos dispuestos en los codos y los brazos superiores de los dos manipuladores son conectados eléctricamente a través del controlador del robot.

Además, en el caso de un vehículo robot para trabajos en líneas de transmisión con corriente, con altos voltajes, a efectos de mejorar la seguridad impidiendo daños físicos al operario provocados por descargas eléctricas y averías a los dispositivos electrónicos provocadas por fallos de cortocircuitos y puestas a masa, se lleva a cabo la puesta a tierra a través de una operación de puesta a masa para conectar eléctricamente los cuerpos principales de los dispositivos electrónicos y un cable de conexión con tierra resultando ello la necesidad de la puesta a tierra de cada movimiento en el lugar de trabajo. Esta operación es llevada a cabo por un operador y solamente se hace la determinación visual del estado físico de la toma de tierra. En estas circunstancias es deseable permitir la determinación en tiempo real del estado de la puesta a tierra eléctrica a efectos de impedir que el operario pueda fallar en la realización de la puesta a tierra.

Además, ejes desplazables dispuestos en un robot de dos brazos se han desplazado hacia atrás y hacia adelante con respecto al objeto a trabajar durante el funcionamiento de cada robot o se han desplazado simultáneamente hacia atrás y hacia adelante en ambos brazos para permitir que se aproximen a los objetos sobre los que se debe trabajar. No obstante, en la técnica anterior, dado que los elementos desplazables se desplazan solamente en paralelo entre si con las distancias entre los dos robots fijos, ha sido difícil trabajar sobre un objeto interpuesto entre los robots a causa de dicha configuración.

Cuando los robots están montados con un intervalo incrementado para solucionar este problema, surge el problema de que los robots ocuparán un espacio mayor y por lo tanto resultan más pesados. A efectos de permitir que el intervalo de montaje de los robots pueda disminuir mientras se encuentran parados y permitir el aumento del intervalo para colocar el objeto sobre el que se debe trabajar entre ambos durante el trabajo, se debe añadir otro eje y la adición de un eje es problemática desde un punto de vista de peso, espacio, coste, etc.

Características de la invención

Es objetivo de la invención dar a conocer un vehículo robot para el trabajo en líneas de transmisión y distribución con corriente, que tiene una configuración óptima con respecto al peso y precisión de los manipuladores y brazos de suspensión.

A efectos de conseguir el objetivo indicado, de acuerdo con la invención, se da a conocer un vehículo robot para el trabajo en líneas de transmisión y de distribución con corriente, que comprende un puntal aislado constituido por un aislador que es la etapa final de un puntal de varios elementos de tipo rotativo, con capacidad de elevación y extensión, soportado en un vehículo para trabajo en lugares elevados situado en su base, manipuladores de dos brazos en una configuración de múltiples elementos para las operaciones de cableado, dispositivos de deslizamiento para el deslizamiento en vaivén de los manipuladores de dos brazos independientemente a la izquierda y a la derecha, un brazo de suspensión en configuración de múltiples elementos que tiene una función de suspensión de una carga pesada a soportar sobre un cable eléctrico para permitir operaciones en situación remota por parte de un operario, de manera que los accionadores para el accionamiento de dichos manipuladores de dos brazos y dichos dispositivos de deslizamiento están configurados con estructura eléctrica y dicho manipulador para el accionamiento del brazo de suspensión con estructura hidráulica.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es un esquema de la configuración general de una primera realización de la presente invención.

La figura 2 muestra una disposición de un panel de mando y un monitor en el que (a) muestra una vista frontal; (b) representa una vista lateral y (c) representa una vista en planta.

La figura 3 muestra un ejemplo de un manipulador en el que (a) representa una vista lateral, (b) representa una vista en planta y (c) representa una vista frontal.

La figura 4 es una vista lateral de un ejemplo de un tercer brazo.

La figura 5 es una vista lateral del tercer brazo mostrando su posición retraída.

La figura 6 es una vista en sección de una estructura de un tercer puntal de acuerdo con la presente invención.

La figura 7 es un vista esquemática que muestra un ejemplo de la producción de una descarga eléctrica en el operario de un robot accionado manualmente para el trabajo en líneas de transmisión con corriente y el flujo de la corriente cuando se produce dicha descarga.

La figura 8 es una vista en sección de una estructura de un tercer puntal convencional.

La figura 9 es un gráfico que muestra los cambios a lo largo del tiempo en las fugas de corriente durante una prueba de un tercer puntal de acuerdo con la presente invención.

La figura 10 es un gráfico que muestra los cambios a lo largo del tiempo en la corriente de fuga durante una prueba de un tercer puntal convencional.

La figura 11 es un diagrama esquemático de la configuración de un vehículo para el trabajo en lugares elevados.

La figura 12 es una vista lateral en sección de un ejemplo de un método de aislamiento de acuerdo con una realización de la presente invención.

La figura 13 es una vista en perspectiva de un ejemplo de una protección o "paraguas" de acuerdo con una realización de la presente invención

La figura 14 es una vista en perspectiva de la protección según una realización de la presente invención.

La figura 15 es un gráfico que muestra la relación entre métodos de aislamiento y la corriente de fuga.

La figura 16 es una vista en perspectiva de otro ejemplo de protección según una realización de la presente invención.

La figura 17 es una vista lateral en sección de un ejemplo de un método de aislamiento de acuerdo con una realización de la presente invención.

La figura 18 es una vista que muestra otro ejemplo de protección según una realización de la presente invención.

La figura 19 es una vista lateral de un ejemplo de un recubrimiento de protección aislado convencional.

La figura 20 es una vista lateral de un ejemplo de un recubrimiento de protección aislado de acuerdo con la presente invención.

La figura 21 es una vista en planta de un sistema configurado sobre una base según una segunda realización de la presente invención.

La figura 22 es una vista esquemática de una primera realización de un dispositivo de interconexión a tierra de la presente invención.

La figura 23 es una vista esquemática de una segunda realización de dispositivo de interconexión a tierra de la presente invención.

La figura 24 es una vista en planta de la posición operativa de un robot para trabajar en líneas de distribución que tienen ejes de deslizamiento con una configuración convencional.

La figura 25 es una vista en planta de una disposición operativa de un robot para trabajar en líneas de distribución con ejes de deslizamiento en una configuración de acuerdo con la presente invención.

La figura 26 muestra la configuración de enlaces de un manipulador articulado que tiene una base con un mecanismo deslizante.

La figura 27 muestra una configuración virtual de enlace y un sistema coordenado.

La figura 28 es un diagrama de flujo que muestra procesos en la parte de cálculo de recorrido.

La figura 29 es un diagrama de configuración general de un cambiador de herramientas y manipulador automático.

La figura 30 es una vista frontal y vista en sección que muestra la configuración de una parte de conexión en un manipulador.

La figura 31 es una vista en sección lateral de una parte de acoplamiento/desacoplamiento de una herramienta.

La figura 32 muestra el estado operativo de un cambiador de herramientas automático.

La figura 33 es una vista en perspectiva de una realización de un dispositivo de suministro de herramientas de trabajo.

La figura 34 es una vista frontal de la parte de accionamiento del dispositivo de suministro de herramientas de trabajo.

La figura 35 es una vista lateral en sección que muestra la sucesión de operaciones de desmontaje de un acoplamiento hembra.

La figura 36 es una vista lateral en sección que muestra la sucesión de operaciones de retención de un acoplamiento hembra.

La figura 37 es un diagrama de configuración y un diagrama de flujo que muestra un método para controlar la alineación de posición y orientación de acuerdo con la presente invención.

La figura 38 muestra una realización de la alineación de posición y orientación.

La figura 39 es una vista esquemática que muestra una realización de un método para calibrado de la posición de un robot.

Forma preferente de llevar a cabo la invención

A continuación se describirán realizaciones de la presente invención.

La figura 1 es una vista en esquema de configuración general de una primera realización. Haciendo referencia a la figura 1, se ha mostrado la etapa final de un puntal de elementos múltiples (2) de un vehículo (1) para trabajo en altura que tiene funciones de pivotamiento, elevación y extensión consistiendo en un puntal aislado (3) constituido por un aislador. Manipuladores de dos brazos (5, 6) con configuración de siete ejes que tienen un eje extra de potencia para distribución de trabajo, un dispositivo de deslizamiento (7) para deslizamiento a la izquierda y a la derecha de los manipuladores de dos bazos (5, 6) hacia detrás y hacia adelante independientemente, un brazo (10) en configuración de tres ejes que tiene la función de suspensión de cargas pesadas y funciones de pivotamiento y de elevación, un cambiador automático de herramientas (ATC) (8) para cambio automático de herramientas de modo necesario para el funcionamiento de los manipuladores de dos brazos (5, 6), un cambiador automático de material (AMC) (9) capaz de recoger y devolver automáticamente materiales requeridos para el accionamiento de los manipuladores (5, 6), un dispositivo (11) de medición de distancia tridimensional para medir la distancia de un objeto sobre el que se debe trabajar, una seria de cámaras (12A, 12B) para fotografiar estados de trabajo, un controlador (13) del robot para controlar los manipuladores de dos brazos (5, 6), el dispositivo deslizante (7), (ATC 8), (AMC 9), brazo (10), dispositivo (11) de medición de distancia tridimensional y cámaras (12a, 12b) y un generador de accionamiento hidráulico (14) para suministrar potencia al controlador (13) del robot, son soportados por la base (4) dispuesta en el extremo del puntal aislado (3).

En la parte (15) del vehículo (1) para trabajo en altura se ha dispuesto un conjunto generador de potencia hidráulica (17) para suministrar aceite a los accionadores hidráulicos que impulsan los dispositivos dispuestos en la base (4) a través de conductos hidráulicos dispuestos en el puntal (2). En la zona del vehículo (15) se ha dispuesto una pantalla (dispositivo de pantalla CRT) (20) para mostrar imágenes transmitidas desde las cámaras (12) con intermedio del cable óptico (18) dispuesto en el puntal (2) y un panel de mando (19) para transmitir señales de mando al controlador (13) del robot con intermedio del cable óptico (13) dispuesto en el puntal (2). Tal como se ha mostrado en la figura 2, ((a) representa una vista frontal; (b) representa una vista lateral y (c) representa una vista en planta), llevando a cabo el operario operaciones desde posición remota de los dispositivos (5, 6, 8, 9, 10, 11, 12) dispuestos en la base (4) al accionar la palanca de mando (21, 22, 23), un botón de accionamiento (24) o un panel táctil (26) dispuesto sobre el panel de mando (19) mientras controla la pantalla (20) para trabajar en la línea de transmisión con corriente.

La figura 3 muestra los manipuladores (5, 6) de dos brazos representando (a) una vista frontal; (b) una vista lateral y (c) una vista frontal. En la figura, se representa con el numeral (31) un pivote; (32) representa un vástago de curvado escalonado ("shoulder bending"); (33) representa un eje rotativo del pivote; (34) representa un eje de flexión con acodamiento; (35) representa un eje de rotación de la articulación; (36) representa un eje de flexión de la articulación y (37) representa un eje de rotación de la pestaña.

La figura 4 es una vista lateral del brazo (10) en la que se representa con el numeral (41) un pivote; (42) representa un eje de elevación; (43) representa un eje de elevación; (44) representa un rodillo de cuatro lados y (45) representa un polipasto.

La figura 5 es una vista lateral que muestra el tercer brazo en posición de retracción.

En la presente invención, los accionadores para accionar los manipuladores (5, 6) de dos brazos y el dispositivo de deslizamiento (7) para los mismos están configurados con estructura eléctrica y los manipuladores para el accionamiento del brazo (10) están constituidos por accionadores hidráulicos. De manera alternativa, un accionador para el accionamiento del pivote del brazo (10) puede ser configurado con estructura eléctrica y los accionadores para la impulsión de otros ejes pueden ser configurados con estructura hidráulica. Con estas configuraciones, la exactitud de posicionado de los manipuladores de dos brazos se mejora y los brazos son compactos y ligeros.

Una protección (25) o "sombrilla" que tiene un canalón esta montada en el extremo del puntal aislado (3) para reducir la caída de agua de lluvia sobre el puntal aislado (3) en caso de tiempo lluvioso, mejorando de esta manera las características de aislamiento del puntal.

1)

La primera realización se caracteriza tal como se indica a continuación. Tiene función de accionamiento remoto con la que el operario situado en el suelo acciona los manipuladores controlando simultáneamente la pantalla y una función operativa automática basada en una función de enseñanza, reproducción y corrección asociada a la misma.

Cuando se utilizan manipuladores hidráulicos, es difícil llevar a cabo operaciones automáticas basadas en enseñanza y reproducción porque los manipuladores tienen poca exactitud de posicionado repetitivo. Por lo tanto, se utilizan manipuladores eléctricos que tienen elevada exactitud de posicionado para posibilitar funcionamiento automático basado en enseñanza y reproducción.

2)

Se utiliza una configuración híbrida en la que se configuran manipuladores para llevar a cabo operaciones delicadas con accionadores eléctricos y en la que se configuran con un accionador hidráulico un brazo (tercer brazo (10)) para llevar a cabo operaciones menos precisas tales como suspensión de un objeto pesado.

3)

Se ha desarrollado un método para mejorar la operatividad que permite un control óptimo sobre un manipulador de ocho ejes que es una combinación de un manipulador de siete ejes que tiene un eje adicional y un dispositivo de deslizamiento (un eje) para el deslizamiento del manipulador hacia atrás y hacia adelante.

4)

Una protección o "sombrilla" dotada de un canalón de recogida de agua esta montada en el extremo del puntal aislado para mejorar las características de aislamiento de dicho puntal cuando esta expuesto a la acción del agua.

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A continuación, se describirá un método para la utilización de un vehículo robot para trabajos en líneas de transmisión con corriente de acuerdo a la presente invención, haciendo referencia a la operación de montar un tubo de protección para la construcción, a título de ejemplo.

A. Operación de montaje de un tubo protector para la construcción 1. Preparación de la operación

En primer lugar, una pieza de fijación de la herramienta suministrada es sujetada y colocada en el rodillo de cuatro caras (44) del tercer brazo 10. En ángulo de las herramientas suministradas es ajustado verticalmente y horizontalmente para ponerlo en una posición predeterminada. Una máquina de inserción y un dispositivo de sujeción quedan dispuestos en el manipulador (5) de la izquierda y el manipulador (6) de la derecha respectivamente. En este momento, una guía de montaje y una fijación para transferencia de un eje de la herramienta son fijadas a la máquina de inserción y se fija en el dispositivo de sujeción un apéndice ("finger") para tubos sintéticos ("poly"). El tercer brazo (10) es desplazado a una posición de suspensión de la herramienta que se ha suministrado.

2. Elevación del puntal

Un cable eléctrico a montar es levantado por acción manual hasta que quede centrado en una cámara principal. El puntal (2) es el desplazado a una posición de inicio del trabajo.

3. Suspensión del polipasto

El polipasto (45) del tercer brazo (10) es suspendido por accionamiento manual. La parte de suspensión de la herramienta suministrada es suspendida aproximadamente a 1,5 metros y se dispone en el suelo una tubería de protección para la construcción.

4. Fijación de las máquinas de inserción

El cable eléctrico es sujetado por el dispositivo de sujeción de la derecha. La máquina de inserción del manipulador de la izquierda (5) es aproximada al cable eléctrico. La parte de fijación es sujetada por el dispositivo de sujeción de la derecha. El dispositivo de sujeción de la derecha es obligado a girar en dirección inversa para fijar la máquina de inserción.

5. Suspensión de las herramientas suministradas

La parte de suspensión de la herramienta suministrada es levantada a la parte de fijación.

6. Fijación de tubos de protección para la construcción (1) Fijación de un primer tubo

El tubo protector para la construcción es recogido por el dispositivo de sujeción de la derecha entre las herramientas suministradas. El tubo de protección para la construcción es aproximado a la máquina de inserción. El tubo de protección para la construcción es forzado hasta alcanzar la máquina de inserción. El tubo de protección para la construcción es alimentado en una posición intermedia de una guía partida.

(2) Fijación de los tubos dos a cuatro

Los tubos de protección para la construcción son recogidos por el dispositivo de sujeción de la derecha entre las herramientas suministradas. Los tubos de protección para la construcción son aproximados a la máquina de inserción. Los tubos de protección para la construcción son forzados hasta que se combinan con los tubos anteriores. Los tubos de protección para la construcción son alimentados a una posición intermedia de una guía partida.

(3) Desplazamiento del tercer brazo

El tercer brazo (10) es desplazado a una posición en la que se recogen los tubos quinto a octavo para la construcción.

(4) Tubos quinto a séptimo

Los tubos de protección para la construcción son recogidos por el dispositivo de sujeción de la derecha entre las herramientas suministradas. Los tubos de protección para la construcción son aproximados a la máquina de inserción. Los tubos de protección para la construcción son forzados hasta que se combinan con los tubos anteriores. Los tubos de protección para la construcción son alimentados a una posición intermedia de una guía partida.

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(5) Fijación del último tubo

El tubo de protección para la construcción es recogido por el dispositivo de sujeción de la derecha entre las herramientas suministradas. El tubo de protección para la construcción es aproximado a la máquina de inserción. El tubo de protección para la construcción es forzado hasta que se combina con el tubo precedente. El tubo de protección para la construcción es alimentado hasta que pasan las ruedas de la máquina de inserción.

7. Alimentación de un tubo final

Se recoge un tubo de alimentación por el dispositivo de sujeción de la derecha. El tubo de alimentación es aproximado a la máquina de inserción. El tubo de alimentación es empujado hacia ("tire") de la máquina de inserción. Es alimentado hasta que el cable eléctrico es insertado dentro de un extremo del último tubo y a continuación es devuelto. El tubo de alimentación es retirado de la máquina de inserción. El tubo de alimentación es recuperado en una bolsa de recuperación.

8. Retirada de la máquina de inserción

La parte de fijación es sujetada mediante el dispositivo de sujeción de la derecha. El dispositivo de sujeción de la derecha es obligado a girar en dirección normal para liberar la máquina de inserción separándola del cable eléctrico. El cable eléctrico es sujetado por el dispositivo de sujeción de la derecha. La máquina de inserción es retirada del cable eléctrico. El dispositivo de sujeción de la derecha es retirado del cable eléctrico.

9. Fijación del tope del tubo de protección

El puntal (2) es desplazado en una posición de fijación. Un tope del tubo de protección es recogido por el dispositivo de sujeción de la derecha. El tope del tubo es fijado.

10. Desplazamiento del puntal

El puntal es desplazado al siguiente cable eléctrico.

11. Descenso del puntal

El puntal es desplazado hacia abajo, hacia el suelo.

B. Operación de retirada de los tubos de protección para la construcción. 1. Preparación de la operación

Los dispositivos de sujeción son colocados en los manipuladores de la izquierda y de la derecha y la máquina de inserción es sujetada por el manipulador de la izquierda. El tercer brazo (10) es desplazado a una posición de suspensión de la bolsa de recogida del tubo "poly".

2. Elevación del puntal

Es elevado por accionamiento manual hasta que el tope del tubo de "poly" de un cable eléctrico a retirar queda centrado en la cámara principal. La cámara principal es desplazada a una posición de inicio del trabajo y el puntal (2) es desplazado a la posición de inicio del trabajo.

3. Fijación de la máquina de inserción

El cable eléctrico es sujetado por el dispositivo de sujeción de la derecha. La máquina de inserción del manipulador de la izquierda (5) es aproximado al cable eléctrico. La parte de fijación es sujetada mediante el dispositivo de sujeción de la derecha. El dispositivo de sujeción de la derecha es obligado a girar en dirección inversa para fijar la máquina de inserción al cable eléctrico. El dispositivo de sujeción de la izquierda es retirado de la parte de sujeción y es retirado.

4. Recogida del tope del tubo "poly"

El tope del tubo "poly" es retirado del dispositivo de sujeción de la izquierda. El tope para el tubo poly es recogido en una bolsa de recogida.

5. Retirada de los tubos de protección para la construcción (1) Preparación para la retirada de los tubos poly

El primer tubo a retirar es invertido y sujetado. El primer tubo a retirar es devuelto a la rueda de la máquina de inserción. El dispositivo de sujeción de la izquierda es retirado. El dispositivo de sujeción de la izquierda sujeta la parte operativa de rotación de la máquina de inserción. El dispositivo de sujeción de la derecha es retirado de la parte de fijación de la máquina de inserción y es desplazado a la posición de sujeción del tubo retirado.

(2) Suspensión de la bolsa de recogida para los tubos de protección para la construcción

El polipasto del tercer brazo es suspendido y la bolsa de recogida para los tubos de protección para la construcción es suspendida y colocada.

(3) Retirada del primer tubo

La parte operativa de rotación es accionada por el dispositivo de sujeción de la izquierda para devolver al primer tubo hasta que la parte del mismo conectada al segundo tubo alcance un extremo de la guía partida. El primer tubo es sujetado por un el dispositivo de sujeción de la derecha y la parte conectada al segundo tubo es desconectada. El primer tubo es recogido dentro de la bolsa de recogida. El dispositivo de sujeción de la derecha es desplazado a una posición en la que sujeta el segundo tubo y los últimos tubos para su retirada.

(2) Retirada del segundo tubo y últimos tubos

La parte operativa de rotación es accionada por el dispositivo de sujeción de la izquierda para devolver el tubo hasta que la parte de conexión alcanza el extremo de la guía partida. El segundo tubo es sujetado por el dispositivo de sujeción de la derecha y la parte de conexión es desconectada. El tubo retirado es recogido en la bolsa de recogida. El dispositivo de sujeción de la derecha es desplazado a una posición en la que sujeta el tubo siguiente a retirar.

(3) Retirada del último tubo

La parte operativa de rotación es accionada por el dispositivo de sujeción de la izquierda par devolver el último tubo hasta que su extremo alcanza la rueda. El tubo a retirar es sujetado por un dispositivo de sujeción de la derecha y es extraído de la máquina de inserción. El último tubo es recogido en la bolsa de recogida.

6. Suspensión y descenso de la bolsa de recogida

La bolsa de recogida para los tubos de protección para la construcción es suspendida y bajada al suelo.

7. Retirada de la máquina de inserción

La parte de fijación es sujetada por el dispositivo de sujeción de la derecha. El dispositivo de sujeción de la izquierda es retirado de la parte operativa de rotación para sujetar la parte de sujeción. El dispositivo de sujeción de la derecha es obligado a girar en dirección normal para liberar la máquina de inserción alejándose del cable eléctrico. El cable eléctrico es sujetado por el dispositivo de sujeción de la derecha. La máquina de inserción es retirada del cable eléctrico. El dispositivo de sujeción de la derecha es retraído con respecto al cable eléctrico.

8. Desplazamiento del puntal

El puntal es desplazado al siguiente cable eléctrico.

9. Descenso del puntal

El puntal es obligado a descender hasta el suelo.

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La figura 6 es una vista en sección parcial de un tercer puntal que muestra una realización de la presente invención. En la figura 6, el numeral (54) presenta un tercer puntal constituido por la estructura hueca de FRP y el tercer puntal (54) comprende una parte cilíndrica hueca de FRP (62) y una capa combinada de silicona (64).

La tabla 1 muestra los resultados de mediciones con ángulos de contacto de la pieza de la invención y de una pieza convencional para comparar el carácter repelente al agua de su superficie. Cuanto más largo es el ángulo de contacto, mayor es su carácter repelente del agua. Es evidente que el ángulo de contacto de la pieza convencional es reducido en el orden de 70º y que la pieza de la invención aplicada con un compuesto de silicona sobre su superficie tiene un gran ángulo de contacto. Es decir, el carácter repelente al agua de la superficie es significativamente mejor al aplicar un compuesto de silicona al mismo.

TABLA 1

1

A continuación, se hizo una evaluación sobre la pieza inventiva y la pieza convencional para ver el grado de la diferencia entre las corrientes de fuga a través de las mismas en condiciones de lluvia, que dependen de la diferencia de los ángulos de contacto. Los cambios de las corrientes de fuga a lo largo del tiempo como respuesta a la aplicación de voltajes de 14 kV y 46 kV fueron medidos en condiciones de prueba de 3 mm/minuto de agua inyectada, ángulo de inyección de agua de 45º, resistencia del agua inyectada de 1000 \Omega\cdotcm, ángulo del puntal de 30º y tercer puntal extendido con una longitud de un metro. La figura 9 (pieza de la invención) y la figura 10 (pieza convencional) muestran los resultados.

Se observa que la corriente de fuga de la presente realización es de 0,5 mA o menos para ambos voltajes indicados. En el caso del ejemplo de la técnica anterior, la corriente de fuga es de 0,5 mA o superior desde el principio de la medición y tiene tendencia a aumentar. De manera específica, cuando el tercer puntal (4) se extiende a una distancia de un metro tiene una corriente de fuga de 0,5 mA o más en condiciones de lluvia contra el voltaje aplicado de 46 kV. Por lo tanto, la pieza de la invención tiene una corriente de fuga significativamente menor que la del ejemplo de la técnica anterior y que no tiene tendencia a aumentar a lo largo del tiempo, lo que indica un efecto significativo.

Con esta estructura, dado que un compuesto de silicona tiene un carácter repelente al agua significativamente mayor que el de un material de recubrimiento de flúor, hace posible mantener una corriente de fuga de 0,5 mA o menos contra el voltaje aplicado de 46 kV cuando el puntal (54) tiene un metro de longitud en condiciones de
lluvia.

La tabla 2 muestra los resultados de la medición de la corriente de fuga llevada a cabo después de expansión y retracción del tercer puntal de la invención 1000 veces. La corriente de fuga fue medida aplicando un voltaje de 46 kV al puntal extendida un metro en condiciones de prueba de 3 mm/minuto de agua inyectada, un ángulo de inyección de agua de 45º, resistencia del agua inyectada de 1000 \Omega y un ángulo del puntal de 30º. El tercer puntal no muestra sustancialmente alteraciones en el mismo y, por lo tanto, no hay incremento de la corriente de fuga resultante de una reducción del carácter repelente del agua.

TABLA 2

3

Tal como se ha descrito en lo anterior, de acuerdo con la primera forma de llevar a cabo la invención, aplicando un compuesto de silicona que tiene un elevado carácter repelente al agua y carácter lubrificante sobre la superficie de un tercer puntal de un robot para el trabajo en líneas de transmisión con corriente, el carácter repelente al agua de la superficie del tercer puntal queda mejorada, y como resultado, la corriente de fuga que pasa por el tercer puntal en condiciones de lluvia se puede reducir para mantener la corriente de fuga a través del puntal en 0,5 mA o menos cuando la longitud del puntal es de un metro durante el funcionamiento del robot para el trabajo en líneas de transmisión con corriente en condiciones de lluvia, lo que hace posible mejorar la operatividad del robot para el trabajo en líneas de transmisión con corriente. Además, dado que las averías sobre la superficie del tercer puntal se reducen significativamente por el mejor carácter lubrificante de la superficie del tercer puntal, es posible prevenir cualquier reducción del carácter repelente del agua de la superficie del tercer puntal, y como resultado de ello, se pueden evitar descargas eléctricas en los operarios del robot en el trabajo en líneas de transmisión con corriente. De forma adicional, incluso cuando cae la lluvia sobre la superficie del tercer puntal cuando se aplica un voltaje al tercer puntal dado que se suprime la descarga en la superficie del tercer puntal, es posible prevenir cualquier reducción brusca en el carácter repelente del agua de la superficie del tercer puntal.

A continuación, se describirá una segunda forma de llevar a cabo la invención basándose en las figuras 11 y 12.

La figura 11 es una vista esquemática de un ejemplo de una configuración de un vehículo para trabajo en lugares elevados. En la misma figura, un puntal extendido (72) que tiene un diámetro de 180 mm está dispuesto en una parte de un puntal que se extiende desde el vehículo (85) y se desliza sobre un soporte de rodillos (75) dentro de un contenedor del puntal (72) con capacidad para extenderse y retraerse hacia atrás y hacia adelante.

Además, la extensión de deslizamiento (76) y la extensión sin deslizamiento (77) de la extensión o superficie del puntal extensible (72) tienen una película de aislamiento (74) formada por la aplicación del compuesto de silicona (por ejemplo, KS63G fabricado por la firma Shin-Etsu Chemical Co., Ltd).

La figura 12 muestra una estructura correspondiente tal como se muestra en la figura 11 en la que no se ha formado capa de compuesto de silicona (64) sobre la superficie del puntal extensible (72) y en la que una protección, o "sombrilla" (79), está montada sobre la parte de superficie no deslizante (77) que no se encuentra en contacto con el conjunto de rodillos (75). La protección o sombrilla (79) tiene una configuración semicircular con un diámetro de 300 mm y un grosor de 5 mm, tal como se ha mostrado en la figura 13 cuando se ha montado sobre el puntal extensible (72) en un proceso posterior y comprende los componentes (90, 91) de dicha protección o sombrilla realizados en GFRP y un perno aislador (92) realizado en un material aislante. Haciendo referencia al método de montaje para la protección o sombrilla (79), los componentes (90,91) de la sombrilla están alineados con la superficie no deslizante (77) del puntal extensible (72) y están fijados al mismo por inserción del perno aislado (92) a una parte de acoplamiento realizada mediante un material de aislamiento que no se ha mostrado. A continuación, gomas de silicona de tipo de envase único RTV (KE45W fabricado por Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) es aplicado llenando las partes encajadas y orificios de los componentes (90) y (91) de la protección y el puntal extensible, y se aplica un compuesto de silicona a la superficie para formar una película aislante (74'). Cuando la protección o sombrilla de la presente invención está dispuesta durante el montaje del puntal, tal y como se ha mostrado en la figura 14, se forma una protección (79') en forma de disco con un diámetro de 800 mm y un grosor de 5 mm que tiene un orificio en su parte central.

A continuación se explicará el efecto de la protección o sombrilla. La figura 15 muestra la relación entre un montaje aplicado y la corriente de fuga cuando el puntal extensible se encuentra extendido con una longitud de un metro. En primer lugar, cuando la protección (79) no existe en la superficie del puntal extensible (72), la corriente de fuga es elevada, llegando a 13 mA para un voltaje de 46 kV. Cuando se monta la protección o sombrilla (79) pasa a ser considerablemente más bajo con un valor de 0,24 mA. Por lo tanto, cuando se ha montado la protección (79) la distancia de aislamiento sobre la superficie no deslizante (77) del puntal extensible (72) se incrementa y se mejora el carácter repelente al agua, lo que indica que es eficaz en la reducción de la corriente de fuga.

La longitud radial de la protección (79) utilizada en este caso desde la circunferencia interna a la circunferencia externa es de 60 mm y la longitud de 60 mm o más será suficiente cuando se aplican 48 kV. Cuando se aplica un voltaje más bajo, la distancia de fuga ("creepage") puede ser más reducida que el valor indicado.

Cuando el puntal extensible (72) tiene una configuración rectangular en sección, las partes de montaje de los componentes de la protección (90',91') tienen configuración rectangular tal como se ha mostrado en la figura 16. En este caso, la longitud más corta de la protección desde el lado interno al lado externo es nuevamente de 60 mm. Tal como se ha mostrado en la figura 17, la protección o sombrilla puede ser montada en una posición en la que un lado de la protección (79) se encuentra en contacto íntimo con una parte de la base (78) del robot para trabajo en líneas de transmisión con corriente. Tal como se ha mostrado en la figura 18, la protección puede tener una configuración tal que cubre la superficie del puntal extensible (72).

La primera forma de llevar a cabo la invención y la segunda forma de llevar a cabo la misma se pueden combinar. De manera específica, un compuesto de silicona se puede aplicar a la superficie del puntal extensible (72) y la protección (79) que tiene un compuesto de silicona aplicado sobre la misma puede ser utilizada de forma adicional.

La presente invención puede ser aplicada no solamente a un vehículo para trabajar en lugares elevados que lleva un robot (71) para el trabajo en líneas de transmisión con corriente, tal como se ha mostrado en la figura 11, sino también a un vehículo para trabajos en lugares elevados con una estructura en la que se ha dispuesto una jaula en el extremo del puntal extensible (72). Además, se puede aplicar también a un robot accionado desde el suelo para trabajos en un lugar elevado, que es accionado por un operador desde el suelo.

A continuación se describirá un recubrimiento de protección aislado de acuerdo con la invención. La figura 19 muestra una configuración de un recubrimiento de protección aislado de acuerdo con la técnica anterior. Un recubrimiento de protección aislado (104) es montado sobre un manipulador que comprende partes aisladas (103,103'), una parte metálica (102) y otros similares. El recubrimiento protector aislado (104) está realizado en una material que tiene elevado carácter repelente del agua. La distancia de fuga ("creepage") desde el extremo de la parte metálica (102) al extremo de la tapa protectora aislada (104) es de 950 mm y la longitud del intersticio de aire entre la parte metálica (102) y el recubrimiento de protección aislado (104) es de 60 mm. La figura 20 muestra la configuración de un recubrimiento protector aislado según la presente invención en el que un recubrimiento protector aislado (104) mantenido con un intersticio de aire de 60 mm desde la parte metálica (102) solamente en una parte del mismo, está montada en una zona que puede establecer contacto con líneas de distribución.

De acuerdo con la presente invención, el mismo concepto se aplica igualmente a la manipulación de cables de distribución de la clase de 6 kV. Igualmente se aplica no solamente a vehículos para trabajo en lugares elevados que llevan un robot para el trabajo en líneas de transmisión con corriente, sino también a vehículos para trabajo en lugares elevados que tienen una jaula y que llevan un operario.

Por lo tanto, es posible impedir fallos en el canal de cables y en el aislamiento en la dirección de penetración incluso en el caso en el que un cable de distribución establece contacto con la superficie de recubrimiento de protección aislado (104) situado por fuera de la parte metálica (102). Además, es posible impedir cualquier accidente por cortocircuito que puede quemar un sistema de distribución y dispositivos del vehículo para trabajo en lugares elevados, permitiendo por lo tanto conseguir seguridad mantenida de manera continua.

La figura 21 es una vista en planta de una configuración del sistema sobre una base, de acuerdo con una segunda realización de la presente invención. En la figura 21, el numeral (5) representa un manipulador eléctrico de la parte izquierda que tiene una configuración de siete ejes; con el numeral (6) se representa el manipulador eléctrico de la derecha que tiene una configuración de siete ejes; (7L) representa el dispositivo de deslizamiento de la izquierda que lleva el manipulador de la izquierda; (7R) representa un dispositivo de deslizamiento de la derecha que lleva el manipulador de la derecha; (13L, 13R) representan controladores del robot para controlar los manipuladores de la izquierda y de la derecha; y (14L, 14R) representan generadores para suministrar potencia a los controladores de la izquierda y de la derecha del robot. Los dos manipuladores están construidos de forma simétrica pero tienen la misma configuración.

Por lo tanto, a efectos de evitar accidentes de cortocircuito de fase que pueden ocurrir cuando dos manipuladores eléctricos con configuración de ejes múltiples establecen contacto con líneas de trasmisión con corriente en diferentes fases simultáneamente, se disponen controladores del robot separados para controlar los dos manipuladores y generadores separados para suministrar potencia; los mencionados controladores y generadores del robot están fijados a una base constituida por un aislador; y se intercambian señales entre los dos controladores separados del robot utilizando un cable óptico. Como resultado, los dos manipuladores pueden encontrarse aislados eléctricamente. Por lo tanto, es posible permitir una utilización práctica de un vehículo robot para trabajo en una línea de transmisión con corriente, que se puede aplicar a técnicas de mantenimiento sin interrupciones para trabajos de distribución y mantenimiento para voltajes de línea de clase elevada (clase de 22 kV).

A continuación se hará descripción de un dispositivo de interconexión con tierra de acuerdo con la presente invención. La figura 22 muestra una primera realización del mismo y la figura 23 muestra una segunda realización.

En la figura 22 un dispositivo de interconexión (220) comprende dos conductores (222a,222b), una sonda (230), un contactor electromagnético (224) y una batería (225), así como un racor de conexión (223a), una bobina (224a) del contactor electromagnético (224) y la batería (225) están conectados en serie. El conductor (222b) y la batería (225) están conectados a un cuerpo principal (226) de dispositivos eléctricos. Como resultado, se forma un circuito por la conexión del racor (223a), el conductor (222a), la bobina (224a) del contactor electromagnético (224), la batería (225), el cuerpo principal (226) de dispositivos eléctricos, el conductor (222b) y un racor de conexión (223b).

Los racores de conexión (223a, 223b) tienen una estructura en la que se pueden conectar y fijar a un conductor de masa (228) y están dispuestos en los extremos de los conductores (222a, 222b). Un aislador (221) tiene unas piezas de recubrimiento (221a, 221b) del racor de conexión para contener los racores de conexión (223a, 223b) en su extremo y las partes de recubrimiento (221a, 221b) del racor de conexión tienen una estructura en la que los racores de conexión (223a, 223b) están separados para impedir contacto entre si y están orientados hacia fuera. Los conductores (222a, 222b) con racores de conexión (223a, 223b) conectados a los mismos están contenidos en el aislador (221). Este conjunto es el que recibe la designación de "sonda" (230). El contactor electromagnético (224) tiene un contacto (224b) que es magnetizado por una corriente que pasa por la bobina (224a) para cerrar el circuito y el contacto (224b) está conectado a un circuito operativo (227) de los dispositivos eléctricos. La batería suministra potencia al contactor electromagnético (224).

La puesta a tierra es realizada al fijar los racores de conexión (223a, 223b) al cable de tierra (228). Como resultado de ello, el circuito es cerrado a causa de que los racores de conexión (223a, 223b) conducen a través del conductor de tierra (228); la bobina (224a) del contactor electromagnético (224) es magnetizada por la potencia suministrada por la batería (225) para cerrar el contacto (224b) y esto posibilita el accionamiento del circuito (227) de los dispositivos eléctricos para activar los dispositivos eléctricos (226). En el caso de un contacto poco satisfactorio debido a razones tales como desconexión entre los racores de conexión (223a, 223b) y el conductor de tierra (228) durante la utilización del dispositivo eléctrico, el suministro de un voltaje a la bobina (224a) del contactor electromagnético (224) se interrumpe para cancelar el estado magnetizado y el contacto (224b) es abierto. Esto desactiva los dispositivos eléctricos.

La figura 23 muestra una segunda realización del dispositivo de interconexión con tierra y en una sonda (250) del presente dispositivo de interconexión (240), los conductores (222a, 222b) de la realización de la figura 22 están conectados respectivamente a un racor de conexión fijo (243a) y un racor de fijación de conexión móvil (243b) dispuesto en un aislante único (241) y el racor de conexión móvil (243b) puede ser fijado hacia el racor de conexión fija (243a) con un tornillo de aislamiento (245). Un rebaje para recibir el cable de tierra (228) queda dispuesto sobre una superficie dirigida a ambos racores de conexión (243a, 243b). La configuración es, por lo demás, igual que la de la figura 22.

En la presente realización, la conexión a tierra es facilitada por la fijación del tornillo de aislamiento (245) para abrazar el conductor de tierra (228) con los racores de conexión (243a, 243b). Como resultado de ello, el circuito es cerrado porque los racores de conexión (243a, 243b) conducen a través del cable de tierra (228); la bobina (224a) del contactor electromagnético es magnetizada por la potencia y suministrada por la batería (225) para cerrar el contacto (224b); y ello posibilita que el circuito operativo (227) de los dispositivos eléctricos active dichos dispositivos eléctricos (226).

Cuando el operador deja de proporcionar conexión con tierra en las realizaciones de las figuras 22 y 23, la bobina no está magnetizada porque los dos conductores no conducen, y por lo tanto, el circuito operativo no está conectado. Dado que esto desactiva la utilización de dispositivos eléctricos, se dispone conexión a tierra sin fallo, antes de utilizar los dispositivos eléctricos. Además, se puede mantener la seguridad en todo momento porque es posible controlar la situación de la toma de tierra eléctrica entre el cuerpo principal de los dispositivos eléctricos y el conductor de conexión a tierra en tiempo real.

A continuación se describirá una realización de la presente invención basándose en los dibujos.

La figura 24 es una vista en planta de una posición operativa de un robot para el trabajo en cables de distribución que tienen ejes de deslizamiento en una configuración convencional y la figura 25 es una vista en planta de una posición operativa de un robot que tiene ejes de deslizamiento en una configuración según la presente invención.

En ambas figuras 24 y 25 un manipulador (5) de la izquierda y un manipulador (6) de la derecha de un robot de dos brazos están montados sobre dispositivos deslizantes (7L, 7R) independientemente. Un carril de guía (115) y una cremallera de impulsión (116) soportada por la unidad de deslizamiento (114) para guiado lineal, montada sobre una base fija (121) o (122), está montado sobre los dispositivos de deslizamiento (7L, 7R).

La operación de deslizamiento es activada por el motor de impulsión (117) y el piñón dentado (118) fijado a la base (121) o (122).

El robot lleva a cabo operaciones en un punto de trabajo (A) sobre un objeto (119) sobre el que se debe trabajar.

En la figura 24 los robots deslizan en paralelo con el centro de la base y el intervalo entre ambos robots no varía. Cuando se quiere llevar a cabo una operación sobre el objeto a trabajar (119), dado que el intervalo entre los componentes (120) de los robots respectivos es reducido, una zona (B) del objeto a trabajar (119) interfiere con los robots, haciendo imposible posicionar el robot en las proximidades del objeto a trabajar (119).

En la figura 25, los ejes de deslizamiento están soportados sobre una base (122) sobre la que los dispositivos deslizantes (7L, 7R) quedan separados uno de otro en sus partes delanteras y por lo tanto el intervalo entre los robots aumenta cuando funcionan los ejes de deslizamiento.

Dado que ello hace posible impedir que la zona (B) del objeto a trabajar (119) interfiera con los componentes (120) del robot tal como se ha mostrado, los manipuladores (5,6) de los robots pueden ser accionados en las proximidades del objeto (119) sobre el que se debe trabajar.

Como resultado, de acuerdo con la presente realización, la configuración de los ejes de deslizamiento de la presente invención permite que los robots puedan ser posicionados más cerca del punto de trabajo para la misma carrera de los elementos de deslizamiento, lo que permite a los robots asegurar una posición operativa preferente. Además, se pueden retraer a una posición de retracción compacta igual que en la técnica anterior cuando se encuentran retraídos. Además, no existe cambio de peso y coste porque no hay incremento en el número de ejes.

El ángulo de la expansión entre dos ejes de deslizamiento está determinado en consideración de la operatividad (grado de solape entre las gamas operativas de los dos brazos) y de la interferencia con otros dispositivos constitutivos. No obstante, en el caso de un robot para el trabajo sobre líneas de distribución en los que la base está dispuesta sobre un puntal accionado hidráulicamente, no hay necesidad de colocar el objeto a trabajar entre los robots y si las gamas operativas de ambos robots se deben solapar, el funcionamiento puede ser llevado a cabo igual que en la técnica anterior, colocando la base como conjunto más cerca del objeto a trabajar sin accionar los ejes de deslizamiento.

De acuerdo con la presente invención, dado que los ejes de deslizamiento de un manipulador de dos brazos están configurados de manera que se separan entre sí en sus partes delanteras, es posible disponer una configuración de ejes de deslizamiento en los que solamente se retrae un solo eje para permitir una realización compacta y que pueden ser accionados para permitir la colocación del objeto a trabajar entre manipuladores de dos brazos dependiendo del trabajo, sin incrementar el número de ejes de deslizamiento ni incrementos del coste y espacio ocupado asociados con los mismos, mejorando, por lo tanto, la operatividad.

Una realización de la presente invención se describirá a continuación en base a los dibujos. La figura 26 muestra un ejemplo de una configuración de un enlace de un manipulador articulado que tiene una base (34) con un mecanismo de deslizamiento. Un manipulador articulado de siete ejes esta montado sobre el eje deslizante (131). Este manipulador articulado (133) es el origen de los manipuladores articulados. El numeral (137) representa la intersección de un eje articulado ("wrist") que determina la posición del manipulador articulado. Si bien un punto que determina la posición de un manipulador articulado depende en la configuración del enlace y el número de ejes del manipulador se realizará a continuación la descripción con referencia a un manipulador de siete ejes a título de ejemplo. Cuando la distancia entre el punto para determinar la posición del manipulador (al que se hará referencia a continuación como "punto P") y el origen (3) del manipulador articulado se ha representado por lop, se puede trazar un diagrama virtual (27) del articulador comprendiendo un eje deslizante (131), un primer eje (132), un segundo eje (133) y un lop del brazo.

El análisis cinético del punto P de este manipulador virtual representado por Px, Py y Pz tiene como resultado una relación entra la posición del eje deslizante y lop tal como se describe a continuación.

Se supondrá que S_{x} representa la posición del eje deslizante; \theta_{2} representa el ángulo del primer eje virtual; y \theta_{3} representa el ángulo del segundo eje virtual.

P_{x} = cos\theta_{2}cos\theta_{3}lop

(1)

P_{y} = sin\theta_{3}lop

(2)

P_{z} = sin\theta_{2}cos\theta_{3}lop + S_{x}

(3)

En este caso, la suma de cuadrados de ambos lados se obtiene del modo siguiente.

S_{x} = P_{z} \pm (lop^{2} - (Px^{2} + Py^{2}))^{1/2}

(4)

La ecuación (4) indica que la posición del eje deslizante puede ser determinada por "lop" cuando se conoce la posición del punto P. La figura 28 es un diagrama de bloques de un cálculo de ruta que se obtiene introduciendo la relación entre lop y el deslizamiento en un cálculo de ruta. En la etapa S1 de la figura 28 se introduce la posición P de la punta de un manipulador articulado con una base, que tiene un mecanismo de deslizamiento (X, Y, Z, T_{x}, T_{y}, T_{z}, E). E es el valor utilizado en control de redundancia de un manipulador de siete ejes que no es necesario en el caso de un manipulador de seis ejes. En la etapa S2, el valor de lop se varía de acuerdo con ciertas condiciones basadas en el valor del punto P para determinar la relación operativa del eje deslizante y la posición del eje deslizante se obtiene utilizando la ecuación (4) en la etapa S3. Cada una de las posiciones del eje deslizante obtenida de este modo y la posición de un punto P' alcanzado por resta de la posición del eje deslizante con respecto al punto P se invierte para obtener el ángulo de cada articulación del manipulador articulado y la posición de la base que tiene el mecanismo deslizante (etapa S4) para conseguir simultáneamente control de la ruta. Se determina mediante parámetros si la función en las etapas S1 hasta S4 de la figura 28 tienen que ser previstos o no y es posible seleccionar cualquier método convencional o el método basado en control de ruta simultáneo. La relación entre lop y el eje deslizante en la etapa S2 se puede determinar de varias maneras. Un ejemplo de un método para determinar lop se ha mostrado en este caso para el cual se supone que el eje deslizante no funciona en una gama sobre la que el manipulador articulado puede funcionar suficientemente en consideración a la capacidad operativa y en el que el eje deslizante funciona en el caso de funcionamiento de un manipulador articulado en la dirección de extensión hasta el grado de extensión completa (situación 1) y en el funcionamiento en la dirección de retracción hasta un grado próximo al límite de retroacción (estado 2). El valor mínimo lop_{min} y el valor máximo lop_{max} de lop en este momento se determinan por la distancia entre el segundo y cuarto eje, la distancia entre el cuarto y sexto eje y la gama operativa del cuarto eje. C_{lop} representa el valor momentáneo de lop; d_{lop} representa un valor operativo para lop; lop_{h} representa el valor inicial del funcionamiento del eje deslizante en la dirección de extensión que se está considerando; y lop_{1} representa el valor inicial del funcionamiento del eje deslizante en la dirección de retracción en consideración.

(Estado 1)

Cuando d_{lop} > lop_{h} y d_{lop} > C_{lop}

lop = d_{lop} + (C_{lop} - d_{lop}) X

{(d_{lop} - lop_{h})/(lop_{max} - lop_{h})}

(5)

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(Estado 2)

Cuando d_{lop} < lop_{1} y d_{lop} < C_{lop}

lop = C_{lop} - (C_{lop} - d_{lop}) X

{(d_{lop} - lop_{min})/(lop_{1} - lop_{min})}

(6)

De este modo, lop puede ser determinado a partir de la relación entre el valor actual de lop y un valor objetivo del mismo. Además, las gamas operativas simultáneas de los ejes deslizantes y las proporciones operativas de los ejes deslizantes se pueden cambiar variando los valores de lop_{h} y lop_{1}.

De acuerdo con la presente realización, la posición de un eje deslizante se puede determinar por la posición y orientación de la punta considerada como valor objetivo y se puede controlar simultáneamente los ejes deslizantes y un manipulador articulado. Como resultado, un manipulador articulado que tiene una base con un mecanismo deslizante puede ser accionado sin introducir las posiciones de los ejes deslizantes.

A continuación, se realizará una descripción de una realización de un cambiador de herramientas automático. La figura 28 es un diagrama general de configuración de un cambiador de herramientas automático y un manipulador según la presente realización; las figuras 30 y 31 son vistas laterales en sección de una parte de conexión en el manipulador y una parte de fijación/desmontaje de herramienta; y la figura 32 muestra la situación operativa.

En la presente realización, la parte (160) de fijación/desmontaje comprende una chaveta (159) para posicionado de una herramienta (162) en el chavetero (157) del manipulador y un botón de fijación (154) para fijar la herramienta que es móvil en dirección radial y que tiene una fuerza de recuperación en la dirección de alejarse del eje central. Una parte de cremallera (161) comprende un cilindro (153) para el empuje del botón de fijación (154) durante la fijación y desmontaje de una herramienta y un sensor (155) para la detección de posición del cilindro (153).

En primer lugar en el caso de una operación de fijación de una herramienta la parte de control (151) da salida a una señal de eliminación de presión a una parte (152) del circuito de presión neumática antes de que el manipulador empiece la operación de fijación de la herramienta y emite una señal para poner en marcha el cilindro (153) con una fuerza de empuje reducida a la parte (152) del circuito de presión neumática, lo que provoca que sobresalga el cilindro (153). Cuando existe herramienta esta choca con el botón de sujeción (154) parando simultáneamente el cilindro (153). Cuando no hay herramienta, el cilindro (153) sobresale hasta el final de su carrera. El sensor (155) de detección de posición lo detecta; la señal de salida del sensor (155) de detección de posición es introducida en la parte de control 1; y la parte de control (151) determina si existe herramienta (162) o no en la cremallera (161) de referencia, a partir de la diferencia de posición del cilindro.

Cuando el cilindro (153) es desconectado temporalmente de acuerdo con una instrucción desde la parte de control (151) y la parte de control (151) determina que no hay herramienta, se emite una señal de aviso al operario. Cuando la parte de control (151) determina que existe herramienta, la parte de control (151) emite una señal de incremento de presión a la parte (152) del circuito de presión neumática y emite una señal para poner en marcha el cilindro (153) que ahora tiene una fuerza de empuje suficiente para presionar el botón de fijación (154) hacia la parte (152) del circuito de presión neumática y, como resultado, el cilindro (153) sobresale presionando el botón de fijación (154). La posición del cilindro (153) en aquel momento es detectada por el sensor de detección de posición (155); la señal de salida del sensor detector de posición (155) es introducida en la parte de control (151) y la parte de control (151) confirma que la preparación para la fijación de la herramienta ha sido determinada a partir de la posición del cilindro. A continuación, el extremo (156) del manipulador se desplaza hacia la cremallera (161) en la que está situada la herramienta (162) a lo largo de una ruta programada por adelantado y alinea la chaveta (159) de la parte de fijación/desmontaje con la ranura de chavetero (157) del manipulador y la inserta en su interior y la parte de control (151) emite una señal para desconectar el cilindro (153) a la parte del circuito de presión neumática (152). Después de ello, el cilindro (153) es retraído y el botón de fijación (154) entra en el orificio (158) del manipulador para fijar la herramienta al manipulador. A continuación, una instrucción procedente de la parte (151) de control provoca la retracción del cilindro (153) y la parte de control (151) confirma que el cilindro (153) ha sido retraído de forma segura a partir de una señal de salida por el sensor de detección de posición (155) y emite una señal de eliminación de la presión a la parte (152) del circuito de presión neumática. La parte de control (151) emite una señal para poner en marcha el cilindro que ahora tiene una fuerza de empuje reducida a la parte (152) del circuito de presión neumática, lo que provoca que sobresalga el cilindro. Cuando la herramienta ha sido fijada de manera fiable, choca con el botón de fijación (154) para parar el cilindro (153) simultáneamente. En el caso de una fijación no satisfactoria, el cilindro (153) sobresale adicionalmente. La parte de control (151) confirma que la herramienta (162) ha sido fijada de manera fiable al manipulador a partir de una señal de salida por el sensor detector de posición (155) en aquel momento. Entonces, el cilindro (153) es retraído de acuerdo con la instrucción de la parte de control (151); la parte de control (151) confirma que el cilindro (153) ha sido retraído de manera fiable a partir de una señal de salida por el sensor (155) detector de posición; y el extremo (156) del manipulador abandona la cremallera para terminar la fijación de la herramienta. Si no ha sido satisfactoriamente fijada al manipulador se emite una señal de aviso para interrumpir el funcionamiento.

Cuando se tiene que devolver la herramienta (162) la parte de control (151) emite una señal de eliminación de la presión a la parte (152) del circuito de presión neumática antes de que el manipulador ponga en marcha la operación de retorno de la herramienta y emite una señal para poner en marcha el cilindro (153) teniendo una fuerza de empuje reducida a la parte (152) del circuito de presión neumática, lo que provoca que el cilindro (153) sobresalga en la cremallera de referencia. Cuando existe herramienta, choca con el botón de fijación (154) para parar el cilindro (153) simultáneamente. Cuando no hay herramienta, el cilindro (153) sobresale al final de su carrera. El sensor (155) detector de posición lo detecta; la salida del sensor de detección de posición (155) es introducida en la parte de control (151); y la parte de control (151) determina si existe herramienta o no en la cremallera de referencia a partir de la diferencia de posición del cilindro. A continuación, el cilindro (153) es desconectado temporalmente de acuerdo con una instrucción de la parte de control 1; la parte de control (151) confirma que no hay herramienta; y el manipulador se desplaza en una ruta programada de antemano para colocar la herramienta en la cremallera (161) que se encuentra en vacío. A continuación, la parte de control (151) emite una señal de incremento de presión a la parte (152) de circuito de presión neumática y emite una señal para poner en marcha el cilindro (153) que ahora tiene fuerza de empuje suficiente para presionar el botón (154) de fijación a la parte (152) del circuito de presión neumática. Como resultado, el cilindro (153) sobresale presionando el botón de fijación (154) y la posición del cilindro (153) en aquel momento es detectada por la posición del sensor de detección (155). La salida del sensor de posición (155) es introducida en la parte de control (151); la parte de control (151) controla que el botón de fijación (154) ha sido presionado de manera fiable desde la posición del cilindro; y el manipulador se desplaza en alejamiento. Después de ello, el cilindro es retraído de acuerdo con una instrucción de la parte de control (151) y la parte de control (151) emite una señal de despresurización a la parte (152) del circuito de presión neumática y emite una señal para poner en marcha el cilindro (153) que ahora tiene una fuerza de empuje reducida hacia la parte (152) del circuito de presión neumática. Como resultado, el cilindro (153) sobresale y la parte de control (151) confirma que la herramienta ha sido devuelta de manera fiable desde una señal emitida por el sensor detector de posición (155) para terminar el retorno de la herramienta. Si el retorno hacia la cremallera es incompleto se emite una señal de aviso para interrumpir la operación.

La presente realización hace posible hacer estrecho el extremo del manipulador, mejorando la visibilidad del mismo por parte del operador y para llevar a cabo la fijación y desmontaje de una herramienta, confirmación de la fijación y desmontaje de la herramienta y determinación de si existe o no herramienta en el mismo dispositivo (dado que el cilindro tiene un sensor detector de posición) lo que permite la mejora de la fiabilidad del sistema y permite conseguir aparatos más compactos y de coste reducido.

A continuación, se describirá una realización del dispositivo de suministro de herramientas de acuerdo con la invención.

La figura 33 es una vista en perspectiva de un ejemplo de una disposición de herramientas de trabajo sobre una base, de acuerdo con la presente realización, y la figura 34 es una vista lateral que muestra la parte de impulsión. Se realizará la descripción del caso en el que se suministran las herramientas de trabajo (176) y (177). El soporte (181) de la herramienta de trabajo (176) tiene una configuración que se adapta a la configuración de la herramienta de trabajo (176) y que está adaptada de manera tal que su posición esta determinada cuando la herramienta de trabajo (176) descansa sobre el soporte (181). El soporte (182) para la herramienta (177) tiene una estructura tal que su posición queda determinada cuando la herramienta de trabajo (7) es insertada en el mismo. Los soportes (181 y 182) están fijados en posiciones predeterminadas sobre la base intermedia (172).

De acuerdo con la presente realización, dado que la base en su conjunto tiene un movimiento rotativo, se posicionan tres bases intermedias con las mismas configuraciones sobre la base de utilización general (171) con pasadores de posicionado (175) a ángulos iguales y se fijan fácilmente por charnelas o mecanismos de empuje. Además, la base de utilización general (171) está dispuesta sobre la parte de impulsión (178) mediante el orificio de posicionado (174) dispuesto sobre la base y un pasador de posicionado (179) dispuesto en la parte de impulsión (178) y está fijado de manera similar a las bases intermedias. La base de utilización general (171), las bases intermedias (172) y los soportes (181, 182) situados sobre la parte de impulsión (178) son colocados en movimiento de rotación y parados a ángulos iguales por la parte de impulsión (178).

Se facilitan dos instrucciones al robot sobre las herramientas de trabajo (176 y 177) sobre un par de bases intermedias (172) y las herramientas de otro par de bases intermedias (172) pueden ser retiradas de acuerdo con la primer parte de instrucciones, solamente por rotación de la parte de impulsión según un ángulo predeterminado. Se muestra una vista esquemática de una primera realización de un dispositivo de interconexión con tierra de acuerdo con la invención.

Si bien, la presente invención utiliza una parte de impulsión basada en movimiento rotativo, puede ser llevada a cabo basándose en un movimiento lineal al disponer las bases intermedias a intervalos iguales y permitiendo que se desplacen en distancias predeterminadas.

A continuación, se describirá una realización de un dispositivo de cambio de una base de acoplamiento hebra.

La figura 35 es una vista lateral en sección que muestra el desmontaje de un elemento hembra y la figura 36 es una vista lateral en sección que muestra la retracción de dicho elemento.

La presente realización es un dispositivo de cambio de la base de acoplamiento hembra para el cambio automático de la base (192) utilizando un robot con el que se puede fijar la base de tipo hembra y se puede desmontar del cuerpo principal de una herramienta por empuje de una parte predeterminada de la parte de fijación/desmontaje (191) en dirección axial durante la fijación y desmontaje entre una herramienta de atornillado montada en el extremo del robot y la base de acoplamiento hembra (192). Comprende una base (193) para forzar a la parte de fijación/desmontaje (191) en el extremo de una herramienta, una tuerca (194) que tiene configuración para acoplarse con un orificio poligonal de la base de acoplamiento hembra (192), un eje (195) acoplado con la tuerca (194) a efectos de permitir que el mismo pueda girar y un cilindro (196) acoplado al eje (195) para forzar la tuerca (194) y el eje (195) para que se desplacen a una posición predeterminada de fijación/desmontaje.

En este dispositivo de cambio de la base de acoplamiento, la base (193) tiene una configuración en forma de U en la que la parte superior (200) es más ancha para permitir la aproximación desde los lados de la base (193). Además, un sensor (197) incorporado en el cilindro detecto si la retirada y disposición de una base de acoplamiento hembra han sido llevados a cabo de manera normal.

A continuación se realizará la descripción de un caso de retirada de una base hembra haciendo referencia a la figura 35.

Tal como se ha mostrado en la figura 35(a), una base hembra (192) es dispuesta inicialmente en la tuerca (194) y la varilla del cilindro (196) es empujada hacia afuera.

El robot se aproxima al dispositivo de cambio de la base hembra de acuerdo con una instrucción para forzar a la pieza de fijación/desmontaje (191) contra la base (193) hasta una posición en la que la base hembra (192) puede ser fijada y desmontada tal como se ha mostrado en la figura 35(b). Si un orificio de la pieza (191) de fijación/desmontaje y la parte posterior de la base hembra (192) no se acoplan de manera apropiada en este momento, el cilindro (196) que empuja el eje (195) es empujado por la fuerza del robot lo que provoca que escape la base hembra (192) dispuesta en la tuerca (194).

Cuando la herramienta es obligada a girar lentamente tal como se muestra en la figura 35(b), la pieza (191) de fijación/desmontaje y la base hembra (192) se acoplan entre si. Cuando se acoplan entre si, dado que la varilla del cilindro (196) tiende a volver al estado inicial, la base hembra (192) se desplaza a la posición en la que alcanza la herramienta.

Cuando la retirada de la base hembra (192) es llevada a cabo normalmente, tal como se muestra en la figura 35(c), dicha base hembra (192) se desplaza hasta una posición predeterminada. Como resultado de ello, la posición de la varilla del cilindro empujando la base hembra (192) queda también determinada. Por lo tanto al disponer un sensor (197) del interruptor limitador en esta posición de la varilla del cilindro se puede interrumpir la rotación de la herramienta para retirar la base hembra (192) al detectar la señal procedente del sensor (197).

A continuación se describirá con referencia a la figura 36 la retirada de la base hembra (192).

En primer lugar, una varilla de cilindro (196a) es empujada hacia afuera tal como se ha mostrado en las figuras 36(a) y 36(b).

El robot aproxima el dispositivo de cambio de base hembra de acuerdo con una instrucción y fuerza a la pieza (191) de fijación/desmontaje contra la base (193) hasta una posición en la que la base hembra (192) sale tal como se ha mostrado en la figura. Si la base hembra (192) y la tuerca (194) no encajan entre si de manera apropiada en este momento, la varilla de cilindro (196a) que soporta el eje (195) es empujada provocando el escape del eje (195).

A continuación, cuando se hace girar la herramienta lentamente, la base hembra (192) es encajada con la tuerca (194) por un fuerza de retorno del cilindro (196) si la base hembra (192) y la tuerca (194) no han encajado de manera apropiada entre si. Cuando el cilindro (196) esta retraído, tal como se ha mostrado en la figura 36(c), la base hembra (192) es retirada de la pieza (191) de fijación/desmontaje siguiendo la tuerca (194).

Finalmente, la pieza de fijación/desmontaje (191) es retirada tal como se ha mostrado en la figura 36(d) para terminar la retracción de la base hembra.

Si la base hembra (192) ha salido o no se detecta al disponer el sensor (197) a un lado de la base (193) igual que en el caso de la retirada, para detectar si la base hembra (192) y la varilla del cilindro (196) han llegado a posiciones predeterminadas.

De acuerdo con la presente realización, la tuerca (194) y el eje (195) pueden ser retirados al efectuar tracción sobre el pasador (198) en un lado de la base (193). Al sustituir la tuerca (194) y el eje (195) dependiendo de la dimensión de las bases hembra, se pueden adaptar bases hembra que tienen diferentes dimensiones del perno y diferentes longitudes.

Tal como se ha descrito en lo anterior, la presente realización permite conseguir un robot para sustituir de manera fiable una base hembra en el extremo de una herramienta de atornillado por si mismo y como resultado permite que un sistema robot en el que el operario no puede sustituir directamente una base hembra tal como un robot de accionamiento desde el suelo para trabajo en cables de distribución, pueda llevar a cabo operaciones utilizando tornillos de diferentes dimensiones. Dado que la presente realización puede adaptarse a bases hembra de diferentes tamaños y longitudes no hay necesidad de preparar herramientas de atornillado en todas las dimensiones requeridas para el funcionamiento de un robot y preparar un espacio para su almacenamiento. Solamente se requiere una herramienta de atornillado y espacio para almacenar esta, si el dispositivo de cambio de la base hembra esta preparado en la cantidad máxima requerida para las operaciones del robot, pudiendo ser manipuladas otras operaciones por la única sustitución de los componentes de los dispositivos de cambio de bases hembra. Por lo tanto, es posible ahorrar espacio y
costes.

A continuación se describirá un método para controlar la alineación de posición y orientación de acuerdo con la presente invención.

La figura 37 muestra una configuración de sistema y un diagrama de flujo para la presente realización y la figura 38 muestra una realización de cada una de las alineaciones de posición y disposición. En la figura 37 el numeral (201) representa el operario, (202) representa un controlador de un eje sobre el que se debe trabajar 5; (203) representa una memoria y (204) representa una memoria de un brazo objetivo (6).

Haciendo referencia a las realizaciones mostradas en la figura 38, la figura 38(a) muestra alineación de posición con el brazo objetivo (6) en un manipulador de dos brazos (5). De manera similar, se puede llevar a cabo la alineación de posición con el brazo objetivo (6) del manipulador de dos brazos (figura 38(b)). Cuando el operador selecciona a tres elementos (posición, brazo objetivo y X como eje de coordenadas de interés), el controlador del robot sustituye un valor de la componente X de la posición del brazo objetivo leída de la memoria en una matriz que muestra un punto de control y lleva a cabo cálculos e instrucciones para el accionamiento del manipulador.

Una segunda realización de la presente invención es la alineación de posición con respecto a un armazón básico (figura 38(c)). Cuando el operador selecciona tres elementos (posición, armazón básico e Y como dirección del eje de coordenadas de interés), el controlador del robot sustituye un valor almacenado en la memoria por adelantado en una matriz mostrando la posición de un punto de control y lleva a cabo cálculos e instrucciones para el accionamiento del manipulador.

Una tercera realización de la presente invención es la alineación de posición con respecto a un objeto a trabajar (pieza trabajar) (figura 38(d)). Cuando el operador selecciona tres elementos (posición, armazón de un objeto a trabajar y X como dirección del eje de coordenadas de interés), el controlador del robot sustituye un valor almacenado en la memoria por adelantado en una matriz que muestra la posición de un punto de control y lleva a cabo cálculos e instrucciones para el accionamiento del manipulador.

Dado que la presente realización utiliza un elemento de la matriz de un armazón conocido en los cálculos para el accionamiento del manipulador, la alineación de posición y la alineación de colocación con el armazón conocido se pueden automatizar para mejorar el tiempo operativo y la capacidad operativa.

A continuación se realizará una descripción de un método para calibrar la colocación del robot.

La figura 39 muestra una realización en la que (211a, 211b) representan ejes, y topes (212a, 212b) quedan dispuestos respectivamente en armazones de ambos lados del eje (211a). Haciendo referencia al eje (211a) como ejemplo, se lee un valor de salida (A) de un detector de posición dispuesto en el motor para el eje (211a) en una posición básica del eje (211a) cuando se ha llevado a cabo la calibración precisa para determinar la posición básica del robot y el eje es desplazado hasta que el tope (212a) establece contacto con el tope (212b). Los topes pueden ser llevados manualmente a establecer contacto entre si con el freno del motor liberado para ajustar la fuerza con la que chocan los topes, eliminando de esta manera la posibilidad de producir averías. Un valor de señal de salida (B) del detector de posición en aquel momento es leído y restado del valor que ha sido leído previamente. El valor resultante (C) (= B-A) representa el valor de salida del detector de posición desde la posición básica a la posición en la que el tope recibe el contacto. Cuando resulta necesario configurar la disposición del robot como resultado de cambios de posición o sustitución posterior de piezas, el eje es desplazado desde el valor de salida del detector de posición en la posición en la que los topes (212a y 212b) establecen contacto entre si en el valor (C) y la posición que se ha alcanzado de este modo es utilizada como posición básica. Además, para un eje sobre el que no se pueden montar los topes, por ejemplo, un eje rotativo sin fin (211b), los topes pueden ser montados durante la calibración para permitir la calibración en la misma forma que se ha descrito. Para permitir la configuración según el método anteriormente descrito incluso cuando se ha llevado a cabo sustitución parcial comportando un cambio en la relación de posición entre los topes, se controla la exactitud de posición por medios que incluyen la disposición de pasadores de localización sobre los topes.

Aplicabilidad industrial

La presente invención puede ser utilizada en sectores en los que se tiene que efectuar trabajos sobre conductores de transmisión eléctrica y conductores de distribución con corriente.

Claims (14)

1. Vehículo robot (1) para el trabajo en cables de transmisión y distribución eléctrica con corriente, que comprende: un puntal aislado (3) constituido por un aislador que es la etapa final de un puntal rotativo de varias piezas (2), soportado con capacidad de elevación y extensión sobre la base (4) de un vehículo (1) para trabajo en lugares elevados, dos manipuladores de dos brazos (5, 6) en una configuración de ejes múltiples para operaciones de cableado, dispositivos deslizantes (7) para el deslizamiento hacia atrás y hacia adelante de los manipuladores de dos brazos (5, 6) independientemente a la izquierda y a la derecha, un brazo de suspensión (10) en configuración de ejes múltiples que tiene una función de suspender un objeto pesado a soportar sobre el conductor eléctrico para permitir operaciones desde una posición remota por un operario,

caracterizado porque

accionadores para el accionamiento de dichos manipuladores (5, 6) de dos brazos y dichos dispositivos deslizantes (7) están configurados según estructura eléctrica y dicho manipulador para accionamiento del brazo de suspensión (10) según una estructura hidráulica.

2. Vehículo robot (1) para trabajos en líneas eléctricas con corriente, según la reivindicación 1, en el que un accionador para la impulsión de dicho brazo de suspensión para pivotamiento está configurado según estructura eléctrica y accionadores para la impulsión de los ejes de los otros brazos de suspensión están configurados según estructura hidráulica.

3. Vehículo robot (1) para trabajos en líneas eléctricas con corriente, según la reivindicación 1, en el que una protección o sombrilla (25) con canalón de recogida de aguas queda montada en el extremo de dicho puntal aislado (3).

4. Vehículo robot (1) para trabajos en líneas eléctricas con corriente, según la reivindicación 1, en el que se mantiene un intersticio de aire de 60 mm o más entre una pared interna de un recubrimiento de protección aislado (104) que cubre una parte metálica expuesta de los manipuladores y accionadores y una pieza de conducción para un vehículo robot (1) para el trabajo en líneas con corriente que manipulan cables de distribución de la clase 20 kV.

5. Vehículo robot (1) para trabajos en líneas eléctricas con corriente, según la reivindicación 1, caracterizado porque comprenden controladores (13) del robot para controlar dichos manipuladores de dos brazos (5, 6) y generadores para suministrar potencia a los controladores (13) del robot, dispuesto cada una de ellas independientemente para impedir accidentes de cortocircuito de fase, que tienen lugar cuando los dos manipuladores eléctricos (5, 6) de dos brazos en una configuración de ejes múltiples, establecen contacto con conductores con corriente en diferentes fases simultáneamente y que los controladores (13) del robot y dichos generadores están fijados a dicha base (4) constituida por un aislador y se trasmiten y reciben señales entre los dos controladores del robot separados utilizando un cable óptico para proporcionar aislamiento eléctrico entre los dos manipuladores (5, 6).

6. Vehículo robot (1) para trabajos en líneas eléctricas con corriente, según la reivindicación 1, que comprende un dispositivo de interconexión a tierra (220) que tiene dos conductores (222a, 222b) dotados de elementos de conexión (223a, 223b) conectables y fijables a un cable de conexión a tierra (228) en su extremo y aislados entre si, una o dos sondas (230) para contener los dos mencionados conductores (222a, 222b) que tienen estructuras en la que los dos elementos de conexión mencionados (223a, 223b) están aislados entre si, una bobina (224) magnetizada cuando los dos elementos de conexión mencionados (223a, 223b) son conectados al cable (228) de conexión a tierra, un contactor electromagnético (224) que tiene un contacto (224b) capaz de activar circuitos operativos de dispositivos electrónicos cuando dicha bobina (224) es magnetizada y una batería (225) para suministrar potencia a dicho contactor electromagnético (224) y en el que dichos elementos de conexión (223a, 223b), contactor electromagnético (224) y batería (225) están conectados en serie a uno de dichos conductores.

7. Vehículo robot (1) para trabajos en líneas eléctricas con corriente, según la reivindicación 1, en el que los dos dispositivos deslizantes mencionados (7) están montados en una disposición tal que el intervalo entre uno y otro es incrementado aumentado hacia el extremo.

8. Vehículo robot (1) para trabajos en líneas eléctricas con corriente, según la reivindicación 1, que comprende un cambiador de herramientas automático (8) para el cambio automático de herramientas requerido para el funcionamiento de dichos manipuladores de dos brazos (5, 6) dispuesto sobre dicha base (4), de manera que el cambiador de herramientas automático (8) comprende:

- una parte de fijación y desmontaje de herramientas que tiene una chaveta (159) para posicionar una herramienta (162) en un chavetero (157) de un manipulador y un botón de fijación (154) para la fijación de la herramienta (162) que puede funcionar en dirección radial y que tiene una fuerza de recuperación en la dirección de alejamiento con respecto a su eje central;

- una parte de empuje (161) que tiene un cilindro (196) (153) para presionar dicho botón de fijación (154) cuando se efectúa la fijación y desmontaje de una herramienta (162); y

- un circuito de presión neumática (152) capaz de variar la fuerza de empuje de dicho cilindro (196).

9. Vehículo robot (1) para trabajos en líneas eléctricas con corriente, según la reivindicación 1, en el que dicha base (4) comprende un dispositivo de suministro de herramientas de trabajo dotado de:

- un soporte para posicionar y soportar cada una de las herramientas de trabajo;

- una base intermedia (193) (172) sobre la que está dispuesto dicho soporte según sea necesario de antemano dependiendo del trabajo;

- una base de utilización general (193) (171) común a todos los tipos de trabajos y desde la que se pueden colocar y retirar una serie de bases intermedias (193) (171) con ángulos iguales o intervalos iguales; y

- una parte de impulsión (178) desde y hacia la cual dicha base intermedia (193) (172) y dicha base de utilización general (193) (171) pueden ser fijadas y desmontadas para la impulsión de dicha base de utilización general (193) (171) para ajuste angular.

10. Vehículo robot (1) para trabajos en líneas eléctricas con corriente, según la reivindicación 1, que comprende un dispositivo para el cambio de la base hembra, que es una herramienta para la fijación y desmontaje de un perno o similar llevado a cabo por dichos manipuladores de dos brazos (5, 6) para empujar una parte predefinida de una pieza de fijación/desmontaje (191) cuando la herramienta y la base hembra son montados o desmontados en dirección axial para permitir que el robot sustituya una base hembra que se puede fijar y se puede desmontar del cuerpo principal de la herramienta de forma automática, de manera que el dispositivo de cambio de la base hembra comprende:

- una base cilíndrica (193) para el empuje de dicha parte (191) de fijación/desmontaje;

- una tuerca (194) que se acopla con un orificio poligonal de dicha base hembra;

- y un eje (195) en el que se rosca la tuerca (194) y que esta soportado en la base (193) con un resorte para que pueda deslizarse en dirección axial.

11. Vehículo robot (1) para trabajos en líneas eléctricas con corriente, según la reivindicación 1, que comprende un dispositivo de cambio de la base hembra que es una herramienta para fijación y desmontaje de un perno o similar llevado a cabo por dichos manipuladores de dos brazos (5, 6) para el empuje de una parte predeterminada de una parte (191) de fijación/desmontaje cuando la herramienta y la base hembra son fijadas o desmontadas una con respecto a otra en dirección axial, para permitir que el robot cambie una base hembra que se puede fijar y desmontar del cuerpo principal de la herramienta de forma automática, de manera que el dispositivo de cambio de la base hembra comprende:

- una base (193) para forzar la parte (191) de fijación/desmontaje en el extremo de la herramienta;

- una tuerca (194) que tiene una configuración que encaja con un orificio poligonal de dicha base hembra;

- un eje (195) acoplado con la tuerca (194) a efectos de permitir que la misma pueda girar;

- y un cilindro (196) acoplado a dicho eje (195) para obligar a dicha tuerca (194) y eje (195) a desplazarse a una posición predeterminada de fijación/desmontaje.

12. Vehículo robot (1) para trabajos en líneas eléctricas con corriente, según la reivindicación 1, que tiene una estructura de puntal (2) para un vehículo (1) para trabajo en lugares elevados para cableado que comprende un puntal extensible (72) fabricado en FRP o GFRP que tiene una parte de trabajo para llevar a cabo trabajos de cableado montado en el extremo del mismo y un puntal contenedor que tiene un dispositivo de rodadura (75) para guiar y soportar dicho puntal extensible (72), de manera que un compuesto de silicona esta aplicado a una superficie de deslizamiento de dicho puntal extensible (72).

13. Vehículo robot (1) para trabajos en líneas eléctricas con corriente, según la reivindicación 1, que tiene un estructura de puntal para un vehículo (1) para trabajos en lugares elevados para cableado comprendiendo un puntal extensible (72) fabricado en FRP o GFRP que tiene una parte de trabajo para llevar a cabo un trabajo de cableado montado en su extremo y un puntal contenedor que tiene un dispositivo de rodadura (75) para guiar y soportar dicho puntal extensible (72) de manera que una protección (25) formada por un aislador y aplicada con un compuesto de silicona sobre su superficie queda dispuesto sobre una parte no deslizante (77) de dicho puntal extensible (72) sin contacto el dispositivo de rodadura (75).

14. Vehículo robot (1) para trabajos en líneas eléctricas con corriente, según la reivindicación 5, en el que la longitud de dicha protección (25) dispuesta en el extremo del puntal aislado (3) desde el lado interno al lado externo de la misma es de 500 mm o más.