CN109568903B - 一种输电线路铁塔助爬系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输电线路铁塔助爬系统，包括输电线路铁塔助爬助手(80)和导轨(90)，该输电线路铁塔助爬助手(80)含有上机体(10)和下机体(20)，上机体(10)含有驱动机构(30)、传动带机构(40)和压紧机构(50)，导轨(90)插接于传动带(45)、第一下横梁(21)和第二下横梁(22)围成的凹槽(12)内，压紧机构(50)能够使传动带(45)的带面压紧导轨的工作面(91)，传动带机构(40)运行能够使所述输电线路铁塔助爬系统沿导轨(90)移动。该输电线路铁塔助爬系统能够为需要登塔的工作人员提供恒定的提升力，使攀爬显得更加灵活和舒适，方便工作人员上下铁塔。

Description

一种输电线路铁塔助爬系统

技术领域

本发明涉及输电线路铁塔检修辅助设备领域，具体的是一种输电线路铁塔助爬系统。

背景技术

近年来，随着中国特高压输电线路的建设里程越来越多，输电线路铁塔的维护检修工作量和工作难度越来越大。对输电线路运维检修领域的技术发展提出了更高的要求。检修是保障输电线路安全运行的重要手段，能及早发现事故隐患并及时予以排除。因此，有必要在输电线路运行检修领域研究和开发与电网建设水平相配套的检修技术和装备。

目前，载人登塔设备成本过高，很难大范围安装应用，只有少量大跨越及特高压线路铁塔安装了载人登塔设备。但是，相对于高度150米以上的大型跨越铁塔，线路上还有很多高度在40米～150米左右的普通铁塔。普通铁塔体型相对较小、设计安全裕度相对较低等，如果使用电梯、施工升降机等载人升降设备，成本过高，便携性、可维护性等较差，性价比很低。目前没有专门针对此类型铁塔的配套设备，这些线路主要通过设置于铁塔内的直爬梯徒手攀爬进行检修作业，劳动强度大，且缺少必要的防坠安全保护。

发明内容

为了方便人工攀登输电线路铁塔，本发明提供了一种输电线路铁塔助爬系统，该输电线路铁塔助爬系统成本较低、重量更轻，能够为需要登塔的工作人员提供恒定的提升力，使攀爬显得更加灵活和舒适，方便工作人员上下铁塔，以提高工作效率与人身安全。该输电线路铁塔助爬系统有效的降低了由于体力消耗可能引发的风险概率，最终给登塔作业人员提供一个安全舒适的工作条件。

本发明解决其技术问题所采用的技术发明是：一种输电线路铁塔助爬系统，包括输电线路铁塔助爬助手和导轨，该输电线路铁塔助爬助手含有上机体和下机体，上机体含有框架、驱动机构、链传动机构、传动带机构和压紧机构，传动带机构含有传动带、主动带轮和第一从动带轮，主动带轮和第一从动带轮均与框架连接，驱动机构能够通过链传动机构驱动传动带机构运行，下机体含有第一下横梁和第二下横梁，传动带位于第一下横梁和第二下横梁之间，导轨插接于传动带、第一下横梁和第二下横梁围成的凹槽内，压紧机构能够使下机体向靠近或远离上机体的方向移动，压紧机构还能够使传动带的带面压紧导轨的工作面，传动带机构运行能够使所述输电线路铁塔助爬助手沿导轨移动。

框架呈长方形结构，框架含有相互平行的第一上横梁和第二上横梁，第一上横梁与第一下横梁上下平行设置，第二上横梁与第二下横梁上下平行设置。

传动带位于第一上横梁和第二上横梁之间，传动带的下层带面低于框架的下端面，传动带的运行方向与第一上横梁平行，主动带轮和第一从动带轮之间还含有第二从动带轮和第三从动带轮。

主动带轮的外表面、第一从动带轮的外表面、第二从动带轮的外表面和第三从动带轮的外表面均设有外齿，传动带的内表面设有内齿，所述外齿与内齿啮合。

驱动机构含有依次连接的减速器、电机和编码器，链传动机构含有小链轮、大链轮和传动链，小链轮与减速器连接，大链轮与主动带轮连接。

压紧机构含有依次连接的第一偏心轮、偏心轮轴、第二偏心轮和把手，偏心轮轴外套设有第一轴套和第二轴套，第一轴套通过第一拉杆与第一下横梁连接，第二轴套通过第二拉杆与第二下横梁连接，第一偏心轮的工作面和第二偏心轮的工作面均与框架抵接；当偏心轮轴转动至压紧位置时，第一下横梁和第二下横梁与上机体之间的距离达到最小值；当偏心轮轴转动至松开位置时，第一下横梁和第二下横梁与上机体之间的距离达到最大值。

第一偏心轮的断面与第二偏心轮的断面互为镜像，第一拉杆和第二拉杆均穿过框架，第二拉杆位于第一拉杆和第二偏心轮之间，把手位于框架的外侧。

第一下横梁和第二下横梁的内侧均设有用于与导轨的侧面接触的侧导向轮，第一下横梁的内侧还设有用于与导轨的背面接触的固定导向轮，第二下横梁的内侧还设有用于与导轨的背面接触的压紧导向轮，第二下横梁的外侧设有能够使压紧导向轮沿压紧导向轮的轴向移动的横移机构。

第二下横梁的内侧设有两个压紧导向轮，横移机构含有连杆，连杆与第二下横梁平行，连杆依次通过端板和移动导向轮轴与压紧导向轮连接，压紧导向轮与第二下横梁之间设有能够使压紧导向轮复位的弹簧，当连杆向远离下机体的方向转动时，端板能够通过移动导向轮轴带动压紧导向轮向靠近第二下横梁的方向移动。

第二偏心轮外连接有限位杆，限位杆能够随第二偏心轮同步转动，两个端板之间固定连接有挡板，挡板位于连杆和第二下横梁之间；当偏心轮轴转动至压紧位置时，挡板位于限位杆和框架之间，限位杆能够阻挡连杆向远离下机体的方向转动；当偏心轮轴转动至松开位置时，限位杆不能够阻挡连杆向远离下机体的方向转动。

本发明的有益效果是：

1、在登塔过程中，始终提供一定的提升力，有效缓解了在输电线路铁塔人力登塔作业的劳动强度问题，同时提供有效的安全保护。

2、设备速度可根据作业人员攀爬速度随动变化，更有利于人员作业。

3、设备在导轨上安装简单方便，并且轻便易于携带。

4、设备动力来源于自带高能锂电池，不需要外接电源和电缆。

5、设备采用简单可靠地传动带传动，并最大限度实现轻型化设计目标，简单实用，安全性、可靠性高。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明所述输电线路铁塔助爬助手的主视图。

图2是本发明所述输电线路铁塔助爬助手的俯视图。

图3是本发明所述输电线路铁塔助爬助手的左视图。

图4是本发明所述输电线路铁塔助爬助手的前视立体示意图。

图5是本发明所述输电线路铁塔助爬助手去掉部分外壳后的后视立体示意图。

图6是本发明所述输电线路铁塔助爬助手的仰视立体示意图。

图7是本发明所述输电线路铁塔助爬助手去掉外壳后的前视立体示意图。

图8是图1中沿A-A方向的剖视图。

图9是图1中沿B-B方向的剖视图。

图10是图2中沿C-C方向的剖视图。

图11是压紧机构的示意图。

图12是横移机构的示意图。

图13是本发明所述输电线路铁塔助爬系统的使用状态平面示意图。

图14是导轨的断面结构示意图。

图15是本发明所述输电线路铁塔助爬系统的使用状态立体示意图。

10、上机体；11、框架；12、凹槽；13、第一上横梁；14、第二上横梁；15、吊环；16、前限位板；17、后限位板；

20、下机体；21、第一下横梁；22、第二下横梁；23、固定导向轮；24、压紧导向轮；25、侧导向轮；

30、驱动机构；31、减速器；32、电机；33、编码器；

40、传动带机构；41、主动带轮；42、第一从动带轮；43、第二从动带轮；44、第三从动带轮；45、传动带；

50、压紧机构；51、第一偏心轮；52、偏心轮轴；53、第二偏心轮；54、把手；55、第一轴套；56、第二轴套；57、第一拉杆；58、第二拉杆；59、限位杆；

60、链传动机构；61、小链轮；62、大链轮；63、传动链；

70、横移机构；71、连杆；72、端板；73、移动导向轮轴；74、弹簧；75、挡板；

80、输电线路铁塔助爬助手；

90、导轨；91、导轨的工作面；92、导轨的侧面；93、导轨的背面。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种输电线路铁塔助爬系统，包括输电线路铁塔助爬助手80和导轨90，该输电线路铁塔助爬助手80含有上机体10和下机体20，上机体10含有框架11、驱动机构30、链传动机构60、传动带机构40和压紧机构50，传动带机构40含有传动带45、主动带轮41和第一从动带轮42，主动带轮41和第一从动带轮42均与框架11连接，驱动机构30能够通过链传动机构60驱动传动带机构40运行，下机体20含有第一下横梁21和第二下横梁22，传动带45位于第一下横梁21和第二下横梁22之间，导轨90插接于传动带45、第一下横梁21和第二下横梁22围成的凹槽12内，压紧机构50能够使下机体20向靠近或远离上机体10的方向移动，传动带45的下层带面将与导轨的工作面91相接触，从而使传动带45的带面压紧导轨的工作面91，依靠传动带45与导轨的工作面91之间的摩擦力，传动带机构40运行能够使所述输电线路铁塔助爬助手80沿导轨90移动，如图1至图15所示。

在本实施例中，框架11呈长方形结构，框架11含有相互平行的第一上横梁13和第二上横梁14，第一上横梁13与第一下横梁21上下平行设置，第二上横梁14与第二下横梁22上下平行设置，如图7所示。

压紧机构50能够使第一下横梁21和第二下横梁22同步的沿图7中的Z轴方向移动。当压紧机构50使第一下横梁21和第二下横梁22同步的沿图7中的Z轴的正方向(Z轴的箭头方向)移动时，传动带45、第一下横梁21和第二下横梁22将夹紧导轨90。当压紧机构50使第一下横梁21和第二下横梁22同步的沿图7中的Z轴的负方向移动时，传动带45、第一下横梁21和第二下横梁22则不能夹紧导轨90。

在本实施例中，传动带45位于第一上横梁13和第二上横梁14之间，传动带45的下层带面低于框架11的下端面，以便于传动带45的下层带面与导轨的工作面91相接触。传动带45的运行方向与第一上横梁13平行，主动带轮41和第一从动带轮42之间还含有第二从动带轮43和第三从动带轮44。

主动带轮41的中心线、第一从动带轮42的中心线、第二从动带轮43的中心线和第三从动带轮44的中心线均沿图7中Y轴方向设置，传动带45的运行方向(即传动带45的下层带面的移动方向)为沿图7中X轴方向。这样，传动带45的下层带面压紧导轨的工作面91后，依靠传动带45与导轨的工作面91之间的摩擦力，传动带45的下层带面移动后将实现所述输电线路铁塔助爬助手80沿导轨90移动，即输电线路铁塔助爬助手80能够沿垂直于图13的纸面方向移动。

在本实施例中，主动带轮41的外表面、第一从动带轮42的外表面、第二从动带轮43的外表面和第三从动带轮44的外表面均设有外齿，传动带45的内表面设有内齿，所述外齿与内齿啮合。主动带轮41、第一从动带轮42、第二从动带轮43和第三从动带轮44均与框架11间隙配合。第二从动带轮43和第三从动带轮44可以用于增大传动带45与导轨的工作面91之间的摩擦力。

在本实施例中，驱动机构30为电机驱动机构，驱动机构30含有依次连接的减速器31、电机32和编码器33，链传动机构60含有小链轮61、大链轮62和传动链63，小链轮61和大链轮62均匀传动链63啮合，小链轮61与减速器31连接，大链轮62与主动带轮41连接。电机32启动后，可以依次通过减速器31、小链轮61、传动链63和大链轮62带动主动带轮41自转，从而驱动传动带45在主动带轮41与第一从动带轮42之间转动。链传动机构60可以替换成齿轮传动机构或带传动机构。

在本实施例中，压紧机构50含有依次连接的第一偏心轮51、偏心轮轴52、第二偏心轮53和把手54，偏心轮轴52外间隔的套设有第一轴套55和第二轴套56，第一轴套55通过第一拉杆57与第一下横梁21连接，第二轴套56通过第二拉杆58与第二下横梁22连接，第一偏心轮51的工作面(即外圆周面)和第二偏心轮53的工作面均与框架11抵接，如图11所示。

第一偏心轮51的工作面与第一上横梁13上的垫片抵接，第二偏心轮53的工作面与第二上横梁14上的垫片抵接。第一偏心轮51和第二偏心轮53均与偏心轮轴52通过键连接，把手54的一端与第二偏心轮53插接。扳动把手54后，第一偏心轮51、第二偏心轮53和偏心轮轴52均将随把手54同步转动，进而使偏心轮轴52、第一拉杆57、第二拉杆58、第一下横梁21和第二下横梁22均同步的沿图7中的Z轴方向移动。

当偏心轮轴52转动至压紧位置(即把手54转动至图1中所示的9点钟左右位置)时，第一下横梁21和第二下横梁22与上机体10之间的距离达到最小值，此时传动带45、第一下横梁21和第二下横梁22将夹紧导轨90。当偏心轮轴52转动至松开位置(即把手54转动至图1中的12点钟左右位置)时，第一下横梁21和第二下横梁22与上机体10之间的距离达到最大值，传动带45、第一下横梁21和第二下横梁22不能夹紧导轨90。

在本实施例中，第一偏心轮51的断面与第二偏心轮53的断面互为镜像，第一拉杆57和第二拉杆58均穿过框架11，第二拉杆58位于第一拉杆57和第二偏心轮53之间，把手54位于框架11的外侧。第一拉杆57穿过第一上横梁13，第一拉杆57与第一上横梁13间隙配合，第二拉杆58穿过第二上横梁14，第二拉杆58与第二上横梁14间隙配合。第一拉杆57的两端分别与第一轴套55和第一下横梁21连接固定，第二拉杆58的两端分别与第二轴套56和第二下横梁22连接固定。

在本实施例中，第一下横梁21的内侧和第二下横梁22的内侧均设有用于与导轨的侧面92接触的侧导向轮25，第一下横梁21的内侧还设有用于与导轨的背面93接触的固定导向轮23，第二下横梁22的内侧还设有用于与导轨的背面93接触的压紧导向轮24，第二下横梁22的外侧设有能够使压紧导向轮24沿压紧导向轮24的轴向(即图7中的Y轴方向)移动的横移机构70。

在本实施例中，第二下横梁22的内侧设有两个压紧导向轮24，横移机构70含有连杆71，连杆71与第二下横梁22平行，连杆71依次通过端板72和移动导向轮轴73与压紧导向轮24连接，压紧导向轮24与第二下横梁22之间设有能够使压紧导向轮24复位的弹簧74，当连杆71向远离下机体20的方向转动时，端板72能够通过移动导向轮轴73带动压紧导向轮24向靠近第二下横梁22的方向移动，如图7和图12所示。

端板72与移动导向轮轴73铰接，端板72与移动导向轮轴73铰接点位于连杆71和端板72与第二下横梁22的接触点之间，压紧导向轮24能够以移动导向轮轴73为轴转动，连杆71和端板72均能够绕端板72与第二下横梁22的接触点转动。当拉动连杆71向远离下机体20的方向转动(即连杆71向图7中下侧转动)时，端板72也连杆71转动，移动导向轮轴73和压紧导向轮24均沿Y轴向靠近第二下横梁22的方向移动，反之亦然。

在本实施例中，为了能够使固定导向轮23和压紧导向轮24能够锁紧固定导轨90，第二偏心轮53外连接有限位杆59，限位杆59与把手54垂直，限位杆59能够随第二偏心轮53同步转动，两个端板72之间固定连接有挡板75，挡板75位于连杆71和第二下横梁22之间，挡板75的两端与两个端板72焊接。

当偏心轮轴52转动至压紧位置(即把手54转动至图1中所示的9点钟左右位置，限位杆59转动至图1中所示的6点钟左右位置)时，挡板75位于限位杆59和框架11之间，限位杆59与第二下横梁22将夹住挡板75，使端板72和连杆71均不能转动，限位杆59使连杆71不能向远离下机体20的方向转动；当偏心轮轴52转动至松开位置(即把手54转动至图1中所示的12点钟左右位置，限位杆59转动至图1中所示的9点钟左右位置)时，限位杆59将不能够阻止连杆71向远离下机体20的方向转动。

另外，该输电线路铁塔助爬助手80还含有吊环15、前限位板16、后限位板17和控制单元。前限位板16、后限位板17与接触开关配合作用，当限位板与前方障碍物发生碰撞，致使限位板与接触开关分开一定距离，接触开关即传递信号使设备紧急制动，从而保护登塔作业人员的安全。

下面介绍该输电线路铁塔助爬系统的工作过程。

1、将该输电线路铁塔助爬助手80安装于导轨90上。

拉动连杆71向远离下机体20的方向转动，移动导向轮轴73和压紧导向轮24均向靠近第二下横梁22的方向移动，压紧导向轮24和固定导向轮23之间的距离将增大，然后将该输电线路铁塔助爬助手80的凹槽12调整到合适的角度，使导轨90插入该凹槽12内，放开连杆71使压紧导向轮24和固定导向轮23之间距离变小，该输电线路铁塔助爬助手80将不会脱离导轨90。将把手54从图1中所示的12点钟位置转动至9点钟位置，传动带45的下层带面将压紧导轨的工作面91。

2、将输电线路铁塔助爬系统安装于输电线路铁塔上。

将导轨90直立的安装在输电线路铁塔上，该输电线路铁塔助爬助手80能够沿导轨90上下行走。具体的，驱动机构30通过链传动机构60使传动带机构40工作，传动带45转动和移动后通过摩擦力使该输电线路铁塔助爬助手80沿导轨90移动，如图13至图15所示。由于带与带轮之间无相对滑动，能保持两轮的圆周速度同步，故可以控制助爬器的运行速度，防止打滑。传动带的下表面在压紧机构的作用下与导轨表面紧密接触，依靠两者之间的摩擦力驱动助爬器上下运动，并对登塔人员提供拉力。登塔人员通过连接绳与吊环连接，吊环布置在后连板轴线上。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术发明之间、技术发明与技术发明之间均可以自由组合使用。

Claims (6)

1.一种输电线路铁塔助爬系统，其特征在于，所述输电线路铁塔助爬系统包括输电线路铁塔助爬助手(80)和导轨(90)，该输电线路铁塔助爬助手(80)含有上机体(10)和下机体(20)，上机体(10)含有框架(11)、驱动机构(30)、链传动机构(60)、传动带机构(40)和压紧机构(50)，传动带机构(40)含有传动带(45)、主动带轮(41)和第一从动带轮(42)，主动带轮(41)和第一从动带轮(42)均与框架(11)连接，驱动机构(30)能够通过链传动机构(60)驱动传动带机构(40)运行，下机体(20)含有第一下横梁(21)和第二下横梁(22)，传动带(45)位于第一下横梁(21)和第二下横梁(22)之间，导轨(90)插接于传动带(45)、第一下横梁(21)和第二下横梁(22)围成的凹槽(12)内，压紧机构(50)能够使下机体(20)向靠近或远离上机体(10)的方向移动，压紧机构(50)还能够使传动带(45)的带面压紧导轨的工作面(91)，传动带机构(40)运行能够使所述输电线路铁塔助爬助手(80)沿导轨(90)移动；

驱动机构(30)含有依次连接的减速器(31)、电机(32)和编码器(33)，链传动机构(60)含有小链轮(61)、大链轮(62)和传动链(63)，小链轮(61)和大链轮(62)均与传动链(63)啮合，小链轮(61)与减速器(31)连接，大链轮(62)与主动带轮(41)连接；

压紧机构(50)含有依次连接的第一偏心轮(51)、偏心轮轴(52)、第二偏心轮(53)和把手(54)，偏心轮轴(52)外套设有第一轴套(55)和第二轴套(56)，第一轴套(55)通过第一拉杆(57)与第一下横梁(21)连接，第二轴套(56)通过第二拉杆(58)与第二下横梁(22)连接，第一偏心轮(51)的工作面和第二偏心轮(53)的工作面均与框架(11)抵接；

第一偏心轮(51)和第二偏心轮(53)均与偏心轮轴(52)通过键连接，把手(54)的一端与第二偏心轮(53)插接，扳动把手(54)后，第一偏心轮(51)、第二偏心轮(53)和偏心轮轴(52)均随把手(54)同步转动；

当偏心轮轴(52)转动至压紧位置时，把手(54)转动至9点钟位置，第一下横梁(21)和第二下横梁(22)与上机体(10)之间的距离达到最小值；当偏心轮轴(52)转动至松开位置时，把手(54)转动至12点钟位置，第一下横梁(21)和第二下横梁(22)与上机体(10)之间的距离达到最大值；

第一偏心轮(51)的断面与第二偏心轮(53)的断面互为镜像，第一拉杆(57)和第二拉杆(58)均穿过框架(11)，第二拉杆(58)位于第一拉杆(57)和第二偏心轮(53)之间，把手(54)位于框架(11)的外侧；

第一下横梁(21)和第二下横梁(22)的内侧均设有用于与导轨的侧面(92)接触的侧导向轮(25)，第一下横梁(21)的内侧还设有用于与导轨的背面(93)接触的固定导向轮(23)，第二下横梁(22)的内侧还设有用于与导轨的背面(93)接触的压紧导向轮(24)，第二下横梁(22)的外侧设有能够使压紧导向轮(24)沿压紧导向轮(24)的轴向移动的横移机构(70)。

2.根据权利要求1所述的输电线路铁塔助爬系统，其特征在于，框架(11)呈长方形结构，框架(11)含有相互平行的第一上横梁(13)和第二上横梁(14)，第一上横梁(13)与第一下横梁(21)上下平行设置，第二上横梁(14)与第二下横梁(22)上下平行设置。

3.根据权利要求2所述的输电线路铁塔助爬系统，其特征在于，传动带(45)位于第一上横梁(13)和第二上横梁(14)之间，传动带(45)的下层带面低于框架(11)的下端面，传动带(45)的运行方向与第一上横梁(13)平行，主动带轮(41)和第一从动带轮(42)之间还含有第二从动带轮(43)和第三从动带轮(44)。

4.根据权利要求3所述的输电线路铁塔助爬系统，其特征在于，主动带轮(41)的外表面、第一从动带轮(42)的外表面、第二从动带轮(43)的外表面和第三从动带轮(44)的外表面均设有外齿，传动带(45)的内表面设有内齿，所述外齿与内齿啮合。

5.根据权利要求1所述的输电线路铁塔助爬系统，其特征在于，第二下横梁(22)的内侧设有两个压紧导向轮(24)，横移机构(70)含有连杆(71)，连杆(71)与第二下横梁(22)平行，连杆(71)依次通过端板(72)和移动导向轮轴(73)与压紧导向轮(24)连接，压紧导向轮(24)与第二下横梁(22)之间设有能够使压紧导向轮(24)复位的弹簧(74)，当连杆(71)向远离下机体(20)的方向转动时，端板(72)能够通过移动导向轮轴(73)带动压紧导向轮(24)向靠近第二下横梁(22)的方向移动。

6.根据权利要求5所述的输电线路铁塔助爬系统，其特征在于，第二偏心轮(53)外连接有限位杆(59)，限位杆(59)与把手(54)垂直，限位杆(59)能够随第二偏心轮(53)同步转动，两个端板(72)之间固定连接有挡板(75)，挡板(75)位于连杆(71)和第二下横梁(22)之间；

当偏心轮轴(52)转动至压紧位置时，挡板(75)位于限位杆(59)和框架(11)之间，限位杆(59)能够阻挡连杆(71)向远离下机体(20)的方向转动；当偏心轮轴(52)转动至松开位置时，限位杆(59)不能够阻挡连杆(71)向远离下机体(20)的方向转动。

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