CN106076979B - 带电作业用套筒式升降装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带电作业用套筒式升降装置，包括移动车体、垂直伸缩单元、水平伸缩单元和绝缘卡爪，移动车体起到承载和移动的作用，垂直伸缩单元可在垂直方向升降，水平伸缩单元可在水平方向伸缩，绝缘卡爪用来承载干冰喷射清洗装置，干冰喷射清洗装置用来对清洗目标进行干冰喷射清洗。本发明结构简单，移动方便，操作方便，工作效率高，可高效完成特定场合的清洗任务。另外，本发明同时采用电力和压缩空气作为动力源，关键部分采用绝缘材料，使得本发明装置工作稳定性不受高电位的干扰影响，能够保证绝缘安全性。

Description

带电作业用套筒式升降装置

技术领域

本发明涉及一种升降装置，特别是涉及一种带电作业用套筒式升降装置。

背景技术

干冰清洗技术是利用干冰喷射清洗装置将固态二氧化碳颗粒与压缩空气混合后喷射到被清洗物体表面进行清洗，清洗后二氧化碳颗粒升华，不会对环境造成污染。同时，气态二氧化碳本身为绝缘气体，清洗过程中不会发生污闪事故。干冰清洗技术现已广泛应用于汽车制造业、航空业、核电工业、食品加工、石油化工等领域，相较于其他带电清洗技术有着明显的优势。

变电站绝缘子由于长期暴露于自然环境中，表面会形成一定程度的污秽累积，在潮湿气候条件下极易发生污闪事故。将干冰清洗技术应用于变电站绝缘子的清洗，具有广阔的应用前景。若采用干冰清洗技术对变电站绝缘子进行清洗，由于被清洗对象位于高电位环境，现有的干冰喷射清洗装置由于绝缘问题而无法适用。

发明内容

本发明的目的是提供一种带电作业用套筒式升降装置，可用于高电位环境下清洗目标的干冰清洗。

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一、一种带电作业用套筒式升降装置，包括移动车体、垂直伸缩单元、水平伸缩单元和绝缘卡爪，其中：

垂直伸缩单元包括升降驱动机构、金属基础套筒、多节绝缘套筒套接构成的绝缘伸缩套筒、顶升绝缘齿条带、卷绕装置、第一位置开关和第二位置开关；升降驱动机构固定于移动车体上，金属基础套筒下端垂直固定于升降驱动机构上，绝缘伸缩套筒垂直套接于金属基础套筒上端；金属基础套筒和绝缘伸缩套筒构成伸缩机构，顶升绝缘齿条带位于伸缩机构内，顶升绝缘齿条带一端固定于伸缩机构内，另一端固定于卷绕装置；卷绕装置置于移动车体上，用来导向顶升绝缘齿条带的收卷和放卷，卷绕装置和升降驱动机构分别由第一电机和第二电机驱动；升降驱动机构连接顶升绝缘齿条带，用来控制顶升绝缘齿条带的升降；顶升绝缘齿条带上设有第一位置开关和第二位置开关，分别用来检测伸缩机构垂直升降是否达到最小极限高度和最大极限高度；

水平伸缩单元包括水平绝缘套杆、水平绝缘伸缩杆、水平回转金属平台、第一气动马达、第二气动马达和第三位置开关；水平回转金属平台设于绝缘伸缩套筒顶端，水平绝缘套杆一端固定于水平回转金属平台上，另一端与水平绝缘伸缩杆套接，第一气动马达驱动水平绝缘伸缩杆伸缩，第二气动马达驱动水平回转金属平台，第三位置开关设于水平绝缘套杆的套接端，并与第一气动马达相连，第三位置开关用于检测水平绝缘伸缩杆的伸缩距离；

绝缘卡爪设于水平绝缘伸缩杆端头，由第三气动马达驱动；绝缘卡爪用来承载干冰喷射清洗装置联；

所述的第一气动马达、第二气动马达、第三气动马达驱均采用减速制动一体的气动马达。

作为优选方案，第一电机和第二电机均为变频调速电机。

作为优选方案，卷绕装置的旋转速度与顶升绝缘齿条带的运行速度匹配。

作为优选方案，升降驱动机构带测速编码器，带测速编码器还连接第一电机。

上述顶升绝缘齿条带由绝缘齿条块构成，各绝缘齿条块由金属销连接。

作为优选方案，顶升绝缘齿条带底端转向处设有转向导向辊，且顶升绝缘齿条带上设置有压力传感器，压力传感器用以检测顶升绝缘齿条带张力。

上述第一气动马达设于水平绝缘套杆和水平绝缘伸缩杆的套接处，且上述第二气动马达设于水平回转金属平台下。

作为优选，第一电机、第二电机、第一气动马达、第二气动马达、第三气动马达均采用无线控制器控制。

二、上述装置中顶升绝缘齿条带的防破坏方法，包括：

在顶升绝缘齿条带上设置压力传感器，用以检测顶升绝缘齿条带张力；

当顶升绝缘齿条带张力达到顶升绝缘齿条带的预设张力值，减慢卷绕装置的收卷速度或加快卷绕装置的放卷速度，预设张力值在临界张力的基础上通过预留预设裕度获得，其值小于临界张力；

当顶升绝缘齿条带张力达到顶升绝缘齿条带的临界张力，若卷绕装置在收卷，卷绕装置停止动作；若卷绕装置在放卷，伸缩机构停止动作。

本发明同时采用电力和压缩空气作为动力源，主要部分采用绝缘材料。电力动力源工作时需接入外接电源，压缩空气动力源工作时无需外接电源，仅利用压缩空气提供动力，在进入高电位环境中作业时，其工作稳定性不受高电位的干扰影响，能够保证绝缘安全性。

和现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

（1）结构简单，移动方便，操作方便，工作效率高，可高效完成特定场合的清洗任务。

（2）结合了电动和气动两种驱动方式，关键部分采用绝缘材料制作，使得本发明装置可安全进入强电磁场环境，可满足特定场合的清洗任务。

附图说明

图1是本发明的具体结构示意图；

图2为车体及部分垂直伸缩单元的局部放大图；

图3为水平伸缩单元的局部放大图；

图4为绝缘卡爪的局部放大图；

图5为垂直伸缩单元的剖视图；

图6为水平伸缩单元的剖视图。

图中，1-移动车体，2-升降驱动机构，3-金属基础套筒，4-绝缘套筒，5-顶升绝缘齿条带，6-卷绕装置，7-第一位置开关，8-第二位置开关，9-水平绝缘套杆，10-水平绝缘伸缩杆，11-水平回转金属平台，12-第一气动马达，13-第二气动马达，14-第三气动马达，15-第三位置开关，16-绝缘卡爪，17-干冰喷射清洗装置，18-干冰机。

具体实施方式

下面将结合附图详细说明本发明的具体实施方式。

见图1~4，本发明包括移动车体1、垂直伸缩单元、水平伸缩单元和绝缘卡爪16，垂直伸缩单元固定于移动车体1上，水平伸缩单元设于垂直伸缩单元顶端，绝缘卡爪16设于水平伸缩单元端头。移动车体1起到承载和移动的作用，垂直伸缩单元可在垂直方向升降，水平伸缩单元可在水平方向伸缩，绝缘卡爪16用来承载干冰喷射清洗装置17，干冰喷射清洗装置17用来对清洗目标进行干冰喷射清洗。水平绝缘套杆9上设有小型干冰机18，干冰机18用来向干冰喷射清洗装置17提供干冰。

见图1、2和5，垂直伸缩单元包括升降驱动机构2、金属基础套筒3、6节绝缘套筒4套接构成的绝缘伸缩套筒、顶升绝缘齿条带5、卷绕装置6、第一位置开关7和第二位置开关8。升降驱动机构2固定于移动车体1上，金属基础套筒3下端垂直固定于升降驱动机构2上，绝缘伸缩套筒垂直套接于金属基础套筒3上端，金属基础套筒3起到固定和支撑绝缘伸缩套筒的作用，且应满足装置的机械强度要求。绝缘伸缩套筒用于垂直升降，同时满足装置的绝缘需求。

金属基础套筒3和绝缘伸缩套筒构成伸缩机构，顶升绝缘齿条带5位于伸缩机构内，用于顶升伸缩机构。顶升绝缘齿条带5一端固定于伸缩机构内，另一端固定于卷绕装置6。当顶升绝缘齿条带5顶升时，伸缩机构垂直上升；当顶升绝缘齿条带5下降时，伸缩机构垂直下降。

卷绕装置6置于移动车体1上，用来导向顶升绝缘齿条带5的收卷和放卷。卷绕装置6和升降驱动机构2分别由第一电机（未在图中画出）和第二电机（未在图中画出）驱动。本具体实施方式中，第一电机和第二电机均为变频调速电机，可正反转，第二电机给顶升绝缘齿条带5的顶升和回降提供动力。升降驱动机构2连接顶升绝缘齿条带5，用来控制顶升绝缘齿条带5的升降。卷绕装置6的旋转速度与顶升绝缘齿条带5的运行速度匹配。升降驱动机构2带测速编码器，通过测速编码器将顶升绝缘齿条带5的运行速度反馈给驱动卷绕装置6的第一电机，第一电机根据反馈驱动卷绕装置6，使卷绕装置6获得与顶升绝缘齿条带5运行速度匹配的旋转速度。

顶升绝缘齿条带5采用绝缘材料制作，顶升绝缘齿条带5由绝缘齿条块构成，各绝缘齿条块由金属销连接。顶升绝缘齿条带5上设有第一位置开关7和第二位置开关8，第一位置开关7和第二位置开关8随着顶升绝缘齿条带5的升降运动而运动。第一位置开关7设于顶升绝缘齿条带5顶端，用来检测垂直下降过程中伸缩机构顶端是否达到最小极限高度；第二位置开关8设于顶升绝缘齿条带5上且与第一位置开关7的距离为伸缩机构的最大极限高度，第二位置开关8用来检测垂直上升过程中伸缩机构顶端是否达到最大极限高度。当第一位置开关7检测到伸缩机构垂直下降达到最小极限高度或第二位置开关8检测到伸缩机构垂直上升达到最大极限高度，向驱动卷绕装置6和升降驱动机构2的第一电机和第二电机发送电气信号，接收到电气信号的第一电机和第二电机的制动器断电抱闸抱死，卷绕装置6和升降驱动机构2停止动作，从而保证稳定性。

为保护顶升绝缘齿条带5不被破坏，顶升绝缘齿条带5底端转向处设有转向导向辊，顶升绝缘齿条带5上设置压力传感器，用以检测顶升绝缘齿条带5张力。当顶升绝缘齿条带5张力达到顶升绝缘齿条带5的预设张力值，减慢卷绕装置6的收卷速度或加快卷绕装置6的放卷速度，该预设张力值即确保顶升绝缘齿条带5不被扯断的张力值，可根据顶升绝缘齿条带5的临界张力获得，预设张力值在临界张力的基础上通过预留预设裕度获得，其值小于临界张力。同时，当顶升绝缘齿条带5张力达到临界张力，若卷绕装置6在收卷，卷绕装置6停止动作；若卷绕装置6在放卷，伸缩机构停止动作。

见图1、3和6，水平伸缩单元包括水平绝缘套杆9、水平绝缘伸缩杆10、水平回转金属平台11、第一气动马达12、第二气动马达13和第三位置开关15。水平回转金属平台11设于绝缘伸缩套筒顶端，水平绝缘套杆9一端固定于水平回转金属平台11上，另一端与水平绝缘伸缩杆10套接。第一气动马达12驱动水平绝缘伸缩杆10伸缩，水平绝缘套杆9和水平绝缘伸缩杆10构成伸缩臂，用于水平方向的伸缩，通过控制伸缩臂从而控制绝缘卡爪16与清洗目标间的水平距离。水平回转金属平台11为回转支撑结构，采用金属材料制作，由第二气动马达13驱动旋转，可调整伸缩臂角度，并起到支撑作用。第三位置开关15设于水平绝缘套杆9的套接端，并与第一气动马达12相连，用于检测水平绝缘伸缩杆10的伸缩距离。当检测到水平绝缘伸缩杆10已达到伸缩极限时，第三位置开关15向第一气动马达12输出电气信号，第一气动马达12停止驱动水平绝缘伸缩杆10，这样可确保装置稳定性。第一气动马达12设于水平绝缘套杆9和水平绝缘伸缩杆10的套接处，第二气动马达13设于水平回转金属平台11下。

见图1和4，绝缘卡爪16设于水平绝缘伸缩杆10端头，用来承载干冰喷射清洗装置17。干冰喷射清洗装置17联接在绝缘卡爪16上，用于喷射清洗介质。绝缘卡爪16由第三气动马达14驱动，可实现180°回转360°清洗，干冰喷射清洗装置17的喷嘴可实现±75°的俯仰摆动。

本具体实施中，第一气动马达12、第二气动马达13、第三气动马达14驱均采用减速制动一体的气动马达，可正反转，由电磁换向阀控制。

作为优选，第一电机、第二电机、第一气动马达12、第二气动马达13、第三气动马达14均采用无线控制器控制，这样可使工作人员远离本装置，进而保证工作人员的安全。

本发明依靠垂直伸缩单元实现垂直升降动作，依靠水平伸缩单元实现水平伸缩，以调整绝缘卡爪16和清洗目标间的距离。本具体实施方式中，垂直伸缩单元的最大极限高度可达8米，水平伸缩单元水平伸出极限长度为3米。

本发明的使用方法如下：

带电清洗作业前，调试本发明装置，检查各部分是否运行顺利，若出现异常，停机检查，确保带电清洗作业前装置正常。调试结束后，将垂直升降单元降至最低位置，并使水平伸缩单元完全缩回。

确定清洗目标后，将本发明装置体移动到合适位置，固定移动车体1，通过无线控制器发送指令，控制顶升绝缘齿条带5运动，从而控制垂直伸缩单元的上升。当垂直伸缩单元上升到设定高度时，制动驱动升降驱动机构2和卷绕装置6的电机。

通过无线控制器控制水平回转金属平台11旋转至预设角度，控制水平绝缘伸缩杆10伸出合适长度，使绝缘卡爪16对准清洗目标，即，使清洗目标处于绝缘卡爪,16中心。该过程可能需要对垂直伸缩单元高度、水平伸缩单元伸出距离、水平回转金属平台11角度以及移动车体1位置进行多次调整，才能使得清洗目标处于绝缘卡爪16中心。

需要定期对卷绕装置6、升降驱动机构2、水平回转金属平台11的表面进行清洁保养，避免表面残留污垢，造成相对转动时出现卡阻现象，特别是对顶升绝缘齿条带5的保养尤其重要。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种带电作业用套筒式升降装置，其特征是：

包括移动车体、垂直伸缩单元、水平伸缩单元和绝缘卡爪，其中：

垂直伸缩单元包括升降驱动机构、金属基础套筒、多节绝缘套筒套接构成的绝缘伸缩套筒、顶升绝缘齿条带、卷绕装置、第一位置开关和第二位置开关；升降驱动机构固定于移动车体上，金属基础套筒下端垂直固定于升降驱动机构上，绝缘伸缩套筒垂直套接于金属基础套筒上端；金属基础套筒和绝缘伸缩套筒构成伸缩机构，顶升绝缘齿条带位于伸缩机构内，顶升绝缘齿条带一端固定于伸缩机构内，另一端固定于卷绕装置；卷绕装置置于移动车体上，用来导向顶升绝缘齿条带的收卷和放卷，卷绕装置和升降驱动机构分别由第一电机和第二电机驱动；升降驱动机构连接顶升绝缘齿条带，用来控制顶升绝缘齿条带的升降；顶升绝缘齿条带上设有第一位置开关和第二位置开关，分别用来检测伸缩机构垂直升降是否达到最小极限高度和最大极限高度；

水平伸缩单元包括水平绝缘套杆、水平绝缘伸缩杆、水平回转金属平台、第一气动马达、第二气动马达和第三位置开关；水平回转金属平台设于绝缘伸缩套筒顶端，水平绝缘套杆一端固定于水平回转金属平台上，另一端与水平绝缘伸缩杆套接，第一气动马达驱动水平绝缘伸缩杆伸缩，第二气动马达驱动水平回转金属平台，第三位置开关设于水平绝缘套杆的套接端，并与第一气动马达相连，第三位置开关用于检测水平绝缘伸缩杆的伸缩距离；

绝缘卡爪设于水平绝缘伸缩杆端头，由第三气动马达驱动；绝缘卡爪用来承载干冰喷射清洗装置；

所述的第一气动马达、第二气动马达、第三气动马达驱均采用减速制动一体的气动马达。

2.如权利要求1所述的带电作业用套筒式升降装置，其特征是：

所述的第一电机和第二电机均为变频调速电机。

3.如权利要求1所述的带电作业用套筒式升降装置，其特征是：

所述的卷绕装置的旋转速度与顶升绝缘齿条带的运行速度匹配。

4.如权利要求1所述的带电作业用套筒式升降装置，其特征是：

所述的升降驱动机构带测速编码器，测速编码器还连接第一电机。

5.如权利要求1所述的带电作业用套筒式升降装置，其特征是：

所述的顶升绝缘齿条带由绝缘齿条块构成，各绝缘齿条块由金属销连接。

6.如权利要求1所述的带电作业用套筒式升降装置，其特征是：

所述的顶升绝缘齿条带底端转向处设有转向导向辊，且顶升绝缘齿条带上设置有压力传感器。

7.如权利要求1所述的带电作业用套筒式升降装置，其特征是：

所述的第一气动马达设于水平绝缘套杆和水平绝缘伸缩杆的套接处，且所述的第二气动马达设于水平回转金属平台下。

8.如权利要求1所述的带电作业用套筒式升降装置，其特征是：

所述的第一电机、第二电机、第一气动马达、第二气动马达、第三气动马达均采用无线控制器控制。

9.如权利要求1所述的带电作业用套筒式升降装置，其特征是：

在顶升绝缘齿条带上设置压力传感器，用以检测顶升绝缘齿条带张力；

当顶升绝缘齿条带张力达到顶升绝缘齿条带的预设张力值，减慢卷绕装置的收卷速度或加快卷绕装置的放卷速度，预设张力值在临界张力的基础上通过预留预设裕度获得，其值小于临界张力；

当顶升绝缘齿条带张力达到顶升绝缘齿条带的临界张力，若卷绕装置在收卷，卷绕装置停止动作；若卷绕装置在放卷，伸缩机构停止动作。