CN105327487B - 一种自动攀登电线杆的升降平台及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动攀登电线杆的升降平台及其工作方法，该升降平台包括：支撑平台，所述支撑平台内部设有电源单元和电机控制单元，电机控制单元的输出轴设置于支撑平台靠近电线杆的一侧壁上，电机控制单元的输出轴上安装有两个同轴的主动轮；支撑平台还与抱箍的一端相连，抱箍的另一端与从动轮转动轴相连，从动轮转动轴上安装有可设定转动方向的棘轮，从动轮转动轴上还安装有从动轮；电机控制单元通过驱动两个同轴且压紧电线杆的主动轮转动，从而带动从动轮以及与从动轮的棘轮一起转动，最终通过预先设定棘轮的转动方向来维持整个升降平台的上升、静止和下降。本发明减少了工作人员的体力消耗，提高了工作人员的工作效率。

Description

一种自动攀登电线杆的升降平台及其工作方法

技术领域

本发明属于电力系统输电和配电领域，尤其涉及一种自动攀登电线杆的升降平台及其工作方法。

背景技术

电力系统中10kV及以下电压等级的杆塔普遍采用钢筋混凝土结构的圆形水泥杆塔，在电网运行和维护中，许多工作涉及登高作业，如新建线路时安装横担、安装绝缘子、放线。线路停电检修时，如线路T接、更换避雷器、令克维护、加固金具、拆除柱上设备异物等。

对于登高作业，现如今只要有两种方式，一种是利用高空作业车，施工人员置于载人平台上作业，此种方式仅适用于道路两旁及杆塔周围没有障碍物的情况下，对于农田、山区、树林及杆塔周围有其他障碍物时，就无法使用高空作业车。另一种是利用传统脚口登高作业，此种方式能适用于无法使用高空作业车的情况，但使用传统脚扣登高作业时，施工人员登高耗时约为2-4分钟，当遇上电网设备紧急抢修时，就无法实现高效率完成消除缺陷的目的。在线路停电检修时，施工人员在杆上作业时间少则几分钟，多则数小时。当长时间使用脚扣支撑身体时，脚部会因缺氧而过于劳累，从而消耗大量体能，使工作效率大幅度降低。

可见，现如今亟需一种能使用各种场地并且能实现快速登高的效果，在施工人员检修过程中，还可以集中精力操作的设备。此设备能够适应农田、山区、树林中的杆塔，并且能够实现承载着人或物品在水泥杆上快速升降的效果。

发明内容

为了解决现有技术的缺点，本发明提供一种自动攀登电线杆的升降平台及其工作方法。该升降平台结构简单且使用方便。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种自动攀登电线杆的升降平台，包括：

支撑平台，所述支撑平台内部设有电源单元和电机控制单元，电机控制单元的输出轴设置于支撑平台靠近电线杆的一侧壁上，所述电机控制单元的输出轴上安装有两个同轴的主动轮；

所述支撑平台还与抱箍的一端相连，抱箍的另一端与从动轮转动轴相连，所述从动轮转动轴上安装有可设定转动方向的棘轮，所述从动轮转动轴上还安装有从动轮；

所述电机控制单元通过驱动两个同轴且压紧电线杆的主动轮转动，从而带动从动轮以及与从动轮的棘轮一起转动，最终通过预先设定棘轮的转动方向来维持整个升降平台的上升、静止和下降。

所述电机控制单元包括电机，所述电机的输入端通过电机调速器与电源单元相连，电机的输出端与减速装置相连。

所述减速装置包括齿轮减速机，所述齿轮减速机的输入端与电机的输出端相连，齿轮减速机的输出端与涡轮减速机相连。

所述抱箍的另一端高于支撑平台的上表面所在的平面。

所述主动轮和从动轮均为橡胶轮。

所述橡胶轮外侧设有凹层。

所述电源单元为可充电锂离子电池。

所述支撑平台还设有电机控制开关，所述电机控制开关串联与电机和电源单元之间；

或支撑平台还设有防滑挡板，所述防滑挡板的顶端还设有安全带连接孔。

一种自动攀登电线杆的升降平台的工作方法，包括：

(1)升降平台处于上升状态时，棘轮设定为上升方向转动模式，电源单元驱动电机控制单元的输出轴产生正向转矩，同轴的两个主动轮紧压在电线杆表面且正向转动，带动紧压在电线杆表面的从动轮也正向转动，从而产生驱使升降平台向上移动的摩擦力；

(2)升降平台处于静止状态时，棘轮转动模式不变，电源单元停止工作，同轴的两个主动轮停止转动，从动轮禁止反转，从而产生驱使升降平台保持静止的摩擦力；

(3)升降平台处于下降状态时，棘轮设定为下降方向转动模式，电源单元驱动电机控制单元的输出轴产生反向转矩，同轴的两个主动轮紧压在电线杆表面且反向转动，带动紧压在电线杆表面的从动轮也反向转动，在重力的作用下，升降平台向下移动。

升降平台处于上升状态时，电源单元驱动电机正转，依次通过齿轮减速机和涡轮减速机，产生正向转矩。

本发明的有益效果为：

(1)本发明采用电机控制单元控制支撑平台升降，减少了工作人员的体力消耗，提高了工作人员的工作效率；

(2)本发明采用支撑平台、电机控制以及主从动轮的配合，实现升降平台的上升和下降，使得本发明的该升降平台结构简单，使用更加便捷；

(3)为了提高本发明的升降平台的安全性，本发明采用抱箍与其一端连接的棘轮机构和从动轮的配合，保障升降平台的上升、静止和下降的安全性。

附图说明

图1是本发明的动攀登电线杆的升降平台的剖面示意图；

图2是本发明的动攀登电线杆的升降平台的侧视图。

其中，1电机，2齿轮减速机，3涡轮减速机，4主动轮，5电线杆，6从动轮，7从动轮转动轴，8棘轮，9电机控制单元的输出轴，10抱箍，11电机控制开关，12支撑平台，13安全带连接孔，14电源单元，15电机调速器，16防滑挡板。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明：

如图1所示，本发明的自动攀登电线杆的升降平台，包括：

支撑平台12，所述支撑平台12内部设有电源单元14和电机控制单元，电机控制单元的输出轴设置于支撑平台12靠近电线杆5的一侧壁上，所述电机控制单元的输出轴9上安装有两个同轴的主动轮4；

所述支撑平台12还与抱箍10的一端相连，抱箍10的另一端与从动轮转动轴7相连，所述从动轮转动轴7上安装有可设定转动方向的棘轮8，所述从动轮转动轴7上还安装有从动轮6。

所述电机控制单元通过驱动两个同轴且压紧电线杆的主动轮转动，从而带动从动轮以及与从动轮的棘轮一起转动，最终通过预先设定棘轮的转动方向来维持整个升降平台的上升、静止和下降。

进一步地，电机控制单元包括电机1，所述电机1的输入端通过电机调速器15与电源单元14相连，电机1的输出端与减速装置相连。

更进一步地，减速装置包括齿轮减速机2，所述齿轮减速机2的输入端与电机1的输出端相连，齿轮减速机1的输出端与涡轮减速机3相连。

进一步地，主动轮4和从动轮6均为橡胶轮，而且在橡胶轮外侧设有凹层，这样可以增大支撑平台12上升的过程中的主动轮4和从动轮6与电线杆5之间的摩擦力。

如图2所示，支撑平台12还设有电机控制开关11，所述电机控制开关11串联与电机1和电源单元14之间。此升降平台一侧设置防滑挡板16，当施工人员踩在平台上时，在防滑挡板16的作用下，施工人员的脚步不会向后滑落，能够达到提高安全性的效果。

防滑挡板16的顶端还设有安全带连接孔13，电力系统安全规程要求，高空(垂直高度大于2米)作业时，必须配备安全带，安全连接孔13与安全带连接，若出现紧急情坠落情况时，安全带系在安全带连接孔13，通过抱箍10与电线杆5的静摩擦作用，能够为施工人员提供一个向上的拉力，防止坠落，能够保证施工人员的人身安全。

进一步地，抱箍10的另一端高于支撑平台12的上表面所在的平面，这样一方面可以在升降平台处于静止状态时增大升降平台与电线杆之间的摩擦力，另一方面可以起到防护作用，在升降平台上升的过程中，工作人员可以手扶抱箍10来保持自身平衡。

本实施例中，为控制整体设备的重量，支撑平台整体采用铝合金，不仅能减轻重量还能提高机械强度，电源单元14采用重量轻、体较小、容量大的可充电锂离子电池。

抱箍10采用经过热处理的高强无缝管制作，能达到重量轻、强度高、韧性好、安全可靠的效果。抱箍10的作用是环抱电线杆5，起到安全防护的作用。

电机采用48V/200W直流电机，本发明的升降平台整体自重M1为13kg，设定最大载重M2为80kg，最大上升速度V为0.2m/s。

本发明的自动攀登电线杆的升降平台的工作方法，包括：

(1)升降平台处于上升状态时，棘轮8设定为上升方向转动模式，电源单元14驱动电机控制单元的输出轴9产生正向转矩，同轴的两个主动轮4紧压在电线杆表面且正向转动，带动紧压在电线杆5表面的从动轮6也正向转动，从而产生驱使升降平台向上移动的摩擦力；

(2)升降平台处于静止状态时，棘轮8转动模式不变，电源单元14停止工作，同轴的两个主动轮4停止转动，从动轮6禁止反转，从而产生驱使升降平台保持静止的摩擦力；

(3)升降平台处于下降状态时，棘轮8设定为下降方向转动模式，电源单元14驱动电机控制单元的输出轴9产生反向转矩，同轴的两个主动轮4紧压在电线杆表面且反向转动，带动紧压在电线杆表面的从动轮6也反向转动，在重力的作用下，升降平台向下移动。

升降平台处于上升状态时，电源单元14驱动电机1正转，通过齿轮减速机2，将动电机的高速低转矩转变为中速中扭矩，再通过涡轮减速机3，将中速中转矩转变为低速高转矩。

涡轮减速机3输出轴与两个主动轮同轴，电机1正转时，涡轮减速机3会输出正向转矩，根据P＝FV动力学计算公式：

(M1+M2)×g×V＝(13+80)×9.8×0.2＝182.3W，因此电机1的最小功率为182.3W＜200W，所以功率为200W的电机可以满足本实施例的该升降平台的需要。

当主人或物体置于支撑平台上方时，利用杠杆作用，使主动轮紧压在电线杆表面，产生巨大的摩擦力。棘轮机构设定为上升方向转动模式，(设定上升过程中电机和主/从动轮旋转方向为正向，下降为反向)控制调速器使电机正转，主动轮表面以线速度为0至0.2m/s正向转动，主动轮和电线杆表面产生向上的摩擦力，因电线杆静止，此摩擦力驱使整个升降平台向上移动，从而实现上升的目的。

静止过程：棘轮设定为上升方向转动模式，从动轮禁止反转。当电机停止工作时，由于齿轮减速机和涡轮减速机的单向传动作用，主动轮达到自锁效果，利用杠杆作用，借助人体和设备自身重量，使另两个橡胶轮紧扣在电线杆上，产生较大的摩擦力，从而实现整个升降平台静止的目的。

下降过程：棘轮设定为下降方向转动模式，从动轮允许反转。在重力作用下，设备整体趋向于向下运动，此时，控制调速器使电机反转，当电机的输出转矩提供的向上的摩擦力F1小于设备整体向下的重力F2时，即F1＜F2，最终使得整个升降平台向下运动。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种自动攀登电线杆的升降平台，其特征在于，包括：

支撑平台，所述支撑平台内部设有电源单元和电机控制单元，电机控制单元的输出轴设置于支撑平台靠近电线杆的一侧壁上，所述电机控制单元的输出轴上安装有两个同轴的主动轮；

所述支撑平台还与抱箍的一端相连，抱箍的另一端与从动轮转动轴相连，所述从动轮转动轴上安装有可设定转动方向的棘轮，所述从动轮转动轴上还安装有从动轮；

所述电机控制单元通过驱动两个同轴且压紧电线杆的主动轮转动，从而带动从动轮以及与从动轮的棘轮一起转动，最终通过预先设定棘轮的转动方向来维持整个升降平台的上升、静止和下降；

所述电机控制单元包括电机，所述电机的输入端通过电机调速器与电源单元相连，电机的输出端与减速装置相连；

所述抱箍的另一端高于支撑平台的上表面所在的平面；

支撑平台还设有防滑挡板，所述防滑挡板的顶端还设有安全带连接孔；

升降平台处于上升状态时，棘轮设定为上升方向转动模式，电源单元驱动电机控制单元的输出轴产生正向转矩，同轴的两个主动轮紧压在电线杆表面且正向转动，带动紧压在电线杆表面的从动轮也正向转动，从而产生驱使升降平台向上移动的摩擦力；

升降平台处于静止状态时，棘轮转动模式不变，电源单元停止工作，同轴的两个主动轮停止转动，从动轮禁止反转，从而产生驱使升降平台保持静止的摩擦力；

升降平台处于下降状态时，棘轮设定为下降方向转动模式，电源单元驱动电机控制单元的输出轴产生反向转矩，同轴的两个主动轮紧压在电线杆表面且反向转动，带动紧压在电线杆表面的从动轮也反向转动，在重力的作用下，升降平台向下移动；

采用支撑平台、电机控制以及主从动轮的配合，实现升降平台的上升和下降，使得升降平台结构简单。

2.如权利要求1所述的一种自动攀登电线杆的升降平台，其特征在于，所述减速装置包括齿轮减速机，所述齿轮减速机的输入端与电机的输出端相连，齿轮减速机的输出端与涡轮减速机相连。

3.如权利要求1所述的一种自动攀登电线杆的升降平台，其特征在于，所述主动轮和从动轮均为橡胶轮。

4.如权利要求3所述的一种自动攀登电线杆的升降平台，其特征在于，所述橡胶轮外侧设有凹层。

5.如权利要求1所述的一种自动攀登电线杆的升降平台，其特征在于，所述电源单元为可充电锂离子电池。

6.如权利要求1所述的一种自动攀登电线杆的升降平台，其特征在于，所述支撑平台还设有电机控制开关，所述电机控制开关串联与电机和电源单元之间。

7.一种如权利要求1-6任一所述的自动攀登电线杆的升降平台的工作方法，其特征在于，包括：

(1)升降平台处于上升状态时，棘轮设定为上升方向转动模式，电源单元驱动电机控制单元的输出轴产生正向转矩，同轴的两个主动轮紧压在电线杆表面且正向转动，带动紧压在电线杆表面的从动轮也正向转动，从而产生驱使升降平台向上移动的摩擦力；

(2)升降平台处于静止状态时，棘轮转动模式不变，电源单元停止工作，同轴的两个主动轮停止转动，从动轮禁止反转，从而产生驱使升降平台保持静止的摩擦力；

(3)升降平台处于下降状态时，棘轮设定为下降方向转动模式，电源单元驱动电机控制单元的输出轴产生反向转矩，同轴的两个主动轮紧压在电线杆表面且反向转动，带动紧压在电线杆表面的从动轮也反向转动，在重力的作用下，升降平台向下移动。

8.如权利要求7所述的自动攀登电线杆的升降平台的工作方法，其特征在于，升降平台处于上升状态时，电源单元驱动电机正转，依次通过齿轮减速机和涡轮减速机，产生正向转矩。