CN109276859B - 一种电动爬杆机 - Google Patents

Abstract

一种电动爬杆机，包括前机架和后机架，前机架和后机架滑动连接，前机架和后机架之间设有距离调整装置，其特征在于：所述的前机架安装有前独立驱动单元，所述的后机架安装有后独立驱动单元，前独立驱动单元和后独立驱动单元对立放置在电杆前后两侧，二者均能够转动，且二者的转动的中心轴线穿过电杆的中心轴线并且相互平行；通过距离调整装置自动调整前机架和后机架的距离，能够自动适应电杆粗细的变化。本发明在人力操控模式下仅通过调整左右脚对脚踏板的压力分配比就可使前、后独立驱动单元的驱动轮转向，不仅不需要额外的转向助力装置，而且转向快速、灵活，可靠性高。

Description

一种电动爬杆机

技术领域

本发明涉及爬杆技术领域，特别涉及一种电动爬杆机。

背景技术

目前电力工人在攀爬电杆时都是通过脚扣或梯子进行的，其中脚扣的使用量最大，脚扣虽然轻便，价格低廉，但对电力工人攀爬技术要求较高且具有一定的危险性，在进行大规模电力设备安装和电力检修时需要电力工人进行高强度的劳动作业，通过人力反复攀爬电杆会浪费较多体力，所以如果能够提供一种质量轻便，结构简单，携带方便的电动式爬杆机将会降低电工的劳动强度，使他们能够更加专注地在杆上作业，目前现有的一些电动式爬杆技术如申请号为 2017114083427的一项发明专利公开了《一种双层自动爬杆装置》，其方案为在左、右框架上沿上下方向分两层依次设置有四对行走轮，这种结构需要双层的行走轮，结构复杂，重量大且行走轮不能够转向，即电力工人不能够控制爬杆机在攀爬过程中进行转向，这样会给电力工人带来较大的不便，因为电力工人在维修或安装电杆顶部的设备时需要从不同的角度进行，需要反复的调整其在杆上的位置，对于爬杆机转向的问题，申请号为2017105530277的一项发明专利公开了《一种轮式越障机器人》，其通过设置两个转向电机的方法带动主动轮转向，这种转向装置结构重量大且不能使两个对立面的主动轮保持刚性的角度偏转关系，不适用于载人式的爬杆机。对于现有技术的一些缺陷和不足，本申请提供一种结构简单、能够使电杆两个对立面的驱动轮转向且保持刚性的角度偏转关系的新型电动爬杆机。

发明内容

本发明所使用的技术方案是：一种电动爬杆机，包括前机架和后机架，前机架和后机架滑动连接，前机架和后机架之间设有距离调整装置，其特征在于：所述的前机架安装有前独立驱动单元，所述的后机架安装有后独立驱动单元，前独立驱动单元和后独立驱动单元对立放置在电杆前后两侧，二者均能够转动，且二者的转动的中心轴线穿过电杆的中心轴线并且相互平行；

所述的前独立驱动单元和后独立驱动单元之间通过转向连接机构连接，所述的转向连接机构使前独立驱动单元和后独立驱动单元在摆动时保持相反的方向，以便于电杆在攀爬转向过程中以螺旋线的形式运动。

优选的，所述的前机架包括前部横向架和两侧的导轨，所述的距离调整装置包括丝杠、链轮、链条和距离调整电机，前机架两侧的导轨上方各安装有一根丝杠，每一根丝杠前端固定安装有一个链轮，两个链轮之间通过链条传动，链条使两根丝杠保持同步转动；所述的丝杠通过距离调整电机驱动，距离调整电机安装在电机安装座上，电机安装座设置在前部横向架上；在每个导轨内侧均设有一个滑块，每个滑块上方安装有一个螺母，该螺母与其同侧的丝杠配合，丝杠在转动时带动其同侧的螺母和滑块前后移动；所述的后机架左右两端分别和两个滑块连接，并且后机架能够向一侧打开以便于装夹在电杆上，装夹完毕后通过插销或者卡扣将后机架的开口端与其对应的滑块连接在一起；所述的前独立驱动单元通过铰支座与前机架铰接，所述的后独立驱动单元和后机架通过铰支座铰接。

优选的，所述的前独立驱动单元和后独立驱动单元均包括驱动轮、Y形架、万向节、主减速电机，Y形架的两个分叉上分别安装有一个驱动轮，两个驱动轮将电杆环抱住，两个驱动轮的轮轴之间通过万向节连接，在Y形架的一侧设有主减速电机，主减速电机与上述两个驱动轮中的一个连接，另外一个驱动轮通过万向节获取驱动力矩，所述驱动轮表面挂聚氨酯胶。

优选的，前、后独立驱动单元另外一种形式为：前独立驱动单元和后独立驱动单元均包括V形轮、Y形架、主减速电机，Y形架前端安装有一个V形轮，在Y形架的一侧设有主减速电机，主减速电机的驱动轴与V形轮的轮轴连接。

优选的，前、后独立驱动单元另外一种形式为：前独立驱动单元和后独立驱动单元均包括履带行走装置、Y形架、主减速电机，Y形架前端安装有履带行走装置，在Y形架的一侧设有主减速电机，主减速电机的驱动轴与履带行走装置的主动轮连接。

优选的，转向连接机构包括前固定杆、前连杆、曲柄、传动轴、滑动套、后连杆和后固定杆，所述的前固定杆一端与前独立驱动单元连接，另一端与前连杆连接，前连杆另一端与曲柄外端部连接，曲柄与传动轴固定连接，传动轴与前机架转动连接，所述的滑动套滑动安装在传动轴上并且和传动轴之间不能发生相对转动，所述的后连杆一端和滑动套下方的短杆连接，另一端和后固定杆一端连接，后固定杆的另一端和后独立驱动单元连接；优选的，所述的传动轴截面为多边形，滑动套内孔截面为与之相匹配的多边形。

优选的，还包括稳定架，稳定架与电杆表面接触并对其产生压力，稳定架使前机架和后机架保持稳定。

优选的，所述的稳定架包括下部摆动杆和安装在下部摆动杆上部的开口梯形架，开口梯形架的两个斜边的内侧面设有导向轮，下部摆动杆下端与前机架铰接并能够前后摆动；还包括拉伸器，所述的拉伸器一端与前机架连接，另一端与下部摆动杆连接，拉伸器对下部摆动杆产生拉力使导向轮压紧电杆表面。

优选的，还包括脚踏板，脚踏板安装在前独立驱动单元和/或后独立驱动单元上。

优选的，还包括转向驱动装置，转向驱动装置带动前独立驱动单元和/或后独立驱动单元转动或转向连接机构转向。

优选的，所述的拉伸器上设置有传感器，传感器检测拉伸器对下部摆动杆的拉力大小。

优选的，还包括电控模块、锂电池、有线控制器和无线遥控器，锂电池为电控模块供电，电控模块通过导线与主电机、距离调整电机、有线控制器和拉伸器上的传感器相连，电控模块中包括无线遥控模块。

优选的，脚踏板采用折叠的安装方式。

优选的，前机架和前独立驱动单元之间设置有对中弹簧，对中弹簧使前独立驱动单元的上表面与前机架下表面保持平行。

本发明工作原理：

本发明在使用时将后机架8向一侧打开，然后把爬杆机装卡在电杆底部，下一步通过插销或卡扣将后机架8开口端和其对应的滑块7连接在一起，然后打开电控模块的开关，放下脚踏板1，之后控制爬杆机的距离调整装置5启动并调整后机架8和前机架2之间的距离，在距离调整中稳定架13与电杆表面发生接触并且拉伸器21被逐渐拉伸，拉伸器21的传感器将拉力转化为电信号传递到电控装置中，当拉力值进入设定范围后电力工人即可踩在脚踏板1上并系上安全带，下一步通过其手持的无线遥控器或有线控制器控制爬杆机上升，在上升过程中通过调整左右脚对脚踏板1的压力分配比使前、后独立驱动单元的驱动轮9转向，前、后独立驱动单元在转向过程中通过转向连接结构保持刚性的、相反方向的角度偏转关系，在转向过程中爬杆机以螺旋线的形式上升，在上升过程中，电杆逐渐变细，拉伸器21中的传感器发出的拉力电信号也会逐渐减小，当减小到设定值后即通过距离调整电机5使丝杠6转动以带动后机架8向前运动，缩小前机架2和后机架8之间的距离，使脚踏板1前后俯仰角度保持在设定范围内而不至于过度倾斜，前机架和前独立驱动单元之间设置的对中弹簧对于前、后独立驱动单元转向具有阻尼和复位作用，在不受外力的情况下，对中弹簧使前独立驱动单元的上表面与前机架2下表面保持平行。

由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：

1.通过距离调整装置自动调整前机架和后机架的距离，能够自动适应电杆粗细的变化。

2.在人力操控模式下仅通过调整左右脚对脚踏板的压力分配比就可使前、后独立驱动单元的驱动轮转向，不仅不需要额外的转向助力装置，而且转向快速、灵活，可靠性高。

3.在通过转向驱动装置助力转向时，能够使转向更加省力，同时配合无线遥控器控制可以实现爬杆机遥控转向以实现无人化上下攀爬。

4.转向连接装置保证了左右两个对立面的驱动轮在转向时保持刚性的、相反方向的角度偏转关系，提高了转向的安全性、可靠性和及时性。

5.设置稳定架和拉伸器将电杆紧紧环抱，增加了爬杆机左右和前后方向的稳定性，保证了爬杆机不易脱落。

附图说明

图1为整体装配结构示意图。

图2、图3为一种转动连接机构示意图。

图4为拉伸器安装示意图。

图5为俯视图。

附图标号：

1-脚踏板；2-前机架；3-链轮；4-电机安装座；5-距离调整电机；6-丝杠；7-滑块；8-后机架；9-驱动轮；10-Y形架；11-万向节；12-主减速电机；13-稳定架；14-导向轮；15-铰支座；16-前固定杆；17-前连杆；18-曲柄；19-传动轴；20-滑动套；21-拉伸器；22-后连杆；23-后固定杆。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例

如图1、图2、图3、图4、图5所示，一种电动爬杆机，包括前机架2和后机架8，前机架2和后机架8滑动连接，前机架2和后机架8之间设有距离调整装置，其特征在于：所述的前机架2上安装有前独立驱动单元，所述的后机架8上安装有后独立驱动单元，前独立驱动单元和后独立驱动单元对立放置在电杆前后两侧，二者均能够转动，且二者的转动的中心轴线穿过电杆的中心轴线并且相互平行；

所述的前独立驱动单元和后独立驱动单元之间通过转向连接机构连接，所述的转向连接机构使前独立驱动单元和后独立驱动单元在摆动时保持相反的方向，以便于电杆在攀爬转向过程中以螺旋线的形式运动。

优选的，所述的前机架2包括前部横向架和两侧的导轨，所述的距离调整装置包括丝杠6、链轮3、链条和距离调整电机5，前机架2两侧的导轨上方各安装有一根丝杠6，每一根丝杠6前端固定安装有一个链轮3，两个链轮3之间通过链条传动，链条使两根丝杠6保持同步转动；所述的丝杠6通过距离调整电机5驱动，距离调整电机5安装在电机安装座4上，电机安装座4设置在前部横向架上；在每个导轨内侧均设有一个滑块7，每个滑块7上方安装有一个螺母，该螺母与其同侧的丝杠6配合，丝杠6在转动时带动其同侧的螺母和滑块7前后移动；所述的后机架8左右两端分别和两个滑块7连接，并且后机架8能够向一侧打开以便于装夹在电杆上，装夹完毕后通过插销或者卡扣将后机架8的开口端与其对应的滑块7连接在一起；所述的前独立驱动单元通过铰支座15与前机架2铰接，所述的后独立驱动单元和后机架8通过铰支座15铰接。

优选的，所述的前独立驱动单元和后独立驱动单元均包括驱动轮9、Y形架10、万向节11、主减速电机12，Y形架10的两个分叉上分别安装有一个驱动轮9，两个驱动轮9将电杆环抱住，两个驱动轮9的轮轴之间通过万向节11连接，在Y形架10的一侧设有主减速电机12，主减速电机12与上述两个驱动轮9中的一个连接，另外一个驱动轮9通过万向节11获取驱动力矩，所述驱动轮9表面挂聚氨酯胶。

优选的，前、后独立驱动单元另外一种形式为：前独立驱动单元和后独立驱动单元均包括V形轮、Y形架10、主减速电机12，Y形架10前端安装有一个V形轮，在Y形架10的一侧设有主减速电机12，主减速电机12的驱动轴与V形轮的轮轴连接。

优选的，前、后独立驱动单元另外一种形式为：前独立驱动单元和后独立驱动单元均包括履带行走装置、Y形架10、主减速电机12，Y形架10前端安装有履带行走装置，在Y形架10的一侧设有主减速电机12，主减速电机12的驱动轴与履带行走装置的主动轮连接。

优选的，转向连接机构包括前固定杆16、前连杆17、曲柄18、传动轴19、滑动套20、后连杆22和后固定杆23，所述的前固定杆16一端与前独立驱动单元连接，另一端与前连杆17连接，前连杆17另一端与曲柄18外端部连接，曲柄18另一端与传动轴19固定连接，传动轴19与前机架2转动连接，所述的滑动套20滑动安装在传动轴19上并且和传动轴19之间不能发生相对转动，所述的后连杆22一端和滑动套20下方的短杆连接，另一端和后固定杆23一端连接，后固定杆23的另一端和后独立驱动单元连接；优选的，所述的传动轴19截面为多边形，滑动套20内孔截面为与之相匹配的多边形。

优选的，还包括稳定架13，稳定架13与电杆表面接触并对其产生压力，稳定架13使前机架2和后机架8保持稳定。

优选的，所述的稳定架13包括下部摆动杆和安装在下部摆动杆上部的开口梯形架，开口梯形架的两个斜边的内侧面设有导向轮14，下部摆动杆下端与前机架2铰接并能够前后摆动；还包括拉伸器21，所述的拉伸器21一端与前机架2连接，另一端与下部摆动杆连接，拉伸器21对下部摆动杆产生拉力使导向轮14压紧电杆表面。

优选的，还包括脚踏板1，脚踏板1安装在前独立驱动单元和/或后独立驱动单元上。

优选的，还包括转向驱动装置，转向驱动装置带动前独立驱动单元和/或后独立驱动单元转动或转向连接机构转向。

优选的，所述的拉伸器21上设置有传感器，传感器检测拉伸器21对下部摆动杆的拉力大小。

优选的，还包括电控模块、锂电池、有线控制器和无线遥控器，锂电池为电控模块供电，电控模块通过导线与主电机、距离调整电机5、有线控制器和拉伸器21上的传感器相连，电控模块中包括无线遥控模块。

优选的，脚踏板1采用折叠的安装方式。

优选的，前机架和前独立驱动单元之间设置有对中弹簧，对中弹簧使前独立驱动单元的上表面与前机架2下表面保持平行。

Claims (6)

1.一种电动爬杆机，包括：前机架（2）和后机架（8），前机架（2）和后机架（8）滑动连接，前机架（2）和后机架（8）之间设有距离调整装置，其特征在于：所述的前机架（2）安装有前独立驱动单元，所述的后机架（8）安装有后独立驱动单元，前独立驱动单元和后独立驱动单元之间通过转向连接机构连接；所述的转向连接机构使前独立驱动单元和后独立驱动单元在摆动时保持相反的方向；

还包括脚踏板（1），脚踏板（1）安装在前独立驱动单元和/或后独立驱动单元上；

所述的前机架（2）包括：前部横向架和两侧的导轨，所述的距离调整装置包括丝杠（6）、链轮（3）、链条和距离调整电机（5），前机架（2）两侧的导轨上方各安装有一根丝杠（6），每一根丝杠前端固定安装有一个链条轮（3），两个链轮（3）之间通过链条传动，链条使两根丝杠（6）保持同步转动；所述的丝杠（6）通过距离调整电机（5）驱动，距离调整电机（5）安装在电机安装座（4）上，电机安装座（4）设置在前部横向架上；在每个导轨内侧均设有一个滑块（7），每个滑块（7）上方安装有一个螺母，该螺母与其同侧的丝杠（6）配合；所述的后机架（8）左右两端分别和两个滑块（7）连接，并且后机架（8）能够向一侧打开，所述的前独立驱动单元通过铰支座（15）与前机架（2）铰接，所述的后独立驱动单元和后机架（8）通过铰支座（15）铰接；

所述的前独立驱动单元和后独立驱动单元均包括：驱动轮（9）、Y形架（10）、万向节（11）、主减速电机（12），Y形架（10）的两个分叉上分别安装有一个驱动轮（9），两个驱动轮（9）的轮轴之间通过万向节（11）连接，在Y形架（10）的一侧设有主减速电机（12），主减速电机（12）与上述两个驱动轮（9）中的一个连接，另外一个驱动轮（9）通过万向节（11）获取驱动力矩；

转向连接机构包括：前固定杆（16）、前连杆（17）、曲柄（18）、传动轴（19）、滑动套（20）、后连杆（22）和后固定杆（23），所述的前固定杆（16）一端与前独立驱动单元连接，另一端与前连杆（17）连接，前连杆（17）另一端与曲柄（18）外端部链接，曲柄（18）另一端与传动轴（19）固定连接，传动轴（19）与前机架（2）转动连接，所述的滑动套（20）滑动安装在传动轴（19）上并且和传动轴（19）之间不能发生相对转动，所述的后连杆（22）一端和滑动套（20）下方的短杆连接，另一端和后固定杆（23）一端连接，后固定杆（23）的另一端和后独立驱动单元连接；

在上升过程中通过调整左右脚对脚踏板（1）的压力分配比使前、后独立驱动单元的驱动轮（9）转向，前、后独立驱动单元在转向过程中通过转向连接结构保持刚性的、相反方向的角度偏转关系，在转向过程中爬杆机以螺旋线的形式上升，在上升过程中，电杆逐渐变细，拉伸器（21）中的传感器发出的拉力电信号也会逐渐减小，当减小到设定值后即通过距离调整电机（5）使丝杠（6）转动以带动后机架（8）向前运动，缩小前机架（2）和后机架（8）之间的距离，使脚踏板（1）前后俯仰角度保持在设定范围内而不至于过度倾斜，前机架和前独立驱动单元之间设置的对中弹簧对于前、后独立驱动单元转向具有阻尼和复位作用，在不受外力的情况下，对中弹簧使前独立驱动单元的上表面与前机架（2）下表面保持平行。

2.根据权利要求1所述的一种电动爬杆机，其特征在于：所述的前独立驱动单元和后独立驱动单元均包括V形轮，Y形架（10）前端安装有一个V形轮，在Y形架（10）的一侧设有主减速电机（12），主减速电机（12）的驱动轴与V形轮的轮轴连接。

3.根据权利要求1所述的一种电动爬杆机，其特征在于：还包括稳定架（13），稳定架（13）与电杆表面接触并对其产生压力，稳定架（13）使前机架（2）和后机架（8）保持稳定。

4.根据权利要求3所述的一种电动爬杆机，其特征在于：所述的稳定架（13）包括下部摆动杆和安装在下部摆动杆上部的开口梯形架，开口梯形架的两个斜边的内侧面设有导向轮（14），下部摆动杆下端与前机架铰接；还包括拉伸器（21），所述的拉伸器（21）一端与前机架（2）连接，另一端与下部摆动杆连接，拉伸器（21）对下部摆动杆产生拉力使导向轮（14）压紧电杆表面。

5.根据权利要求1所述的一种电动爬杆机，其特征在于：还包括转向驱动装置，转向驱动装置带动前独立驱动单元和/或后独立驱动单元转动或转向连接机构转向。

6.根据权利要求4所述的一种电动爬杆机，其特征在于：所述的拉伸器（21）上设置有传感器，传感器检测拉伸器（21）对下部摆动杆的拉力大小。