CN110492383A - 一种可升降越障电动飞车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可升降越障电动飞车，涉及电动飞车技术领域，包括架体，其下方安装有吊篮，架体包括两个安装架，至少一个安装架与吊篮可开合铰接；移动越障机构，其包括两个行驶轮组，两个行驶轮组移动地设置于两条并行导线上方，且每个行驶轮组固定于一个安装架，行驶轮组两侧均设有越障轮，两越障轮沿导线方向设置；设置于同一个行驶轮组两侧的越障轮通过越障轮支架连接，形成一个越障轮组，越障轮支架位于行驶轮组上方；驱动机构，其设有两个，每个驱动机构一端连接于一个安装架，另一端连接位于该安装架侧的越障轮支架。本发明的可升降越障电动飞车，越障过程简单，单次越障时间短，且越障过程安全稳定，极大提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及电动飞车技术领域，具体涉及一种可升降越障电动飞车。
背景技术
随着工业化进程的日益加快以及人民生活水平的逐步提高，我国的电力需求的日渐旺盛，电能输送量以及供电质量必须得到保证，这对我国电网的安全稳定运行提出了越来越高的要求。
输电线路线上巡检作业是保证电网安全稳定运行、提高电网可靠性的重要方法和手段。500kV输电线路是电网的主干网，其安全稳定运行意义重大，维护500kV主网架输电线路安全稳定运行工作放在重中之重的位置，对其进行带电巡检作业已广泛开展。
然而，现有的500kV输电导线上巡检作业主要是以人工走线和脚踏式导线飞车的方式。由于500kV输电线路导线悬挂较高，档距较大，采用走线或脚踏车式导线飞车的方式时，作业人员体力消耗较大、劳动强度高，且作业时不能站立，存在较大的空间限制。当飞车遇到障碍时，其跨越过程稳定性较差，难度和风险较大。另外，作业人员携带的工具种类和数量有限，当遇到特殊情况不能及时解决。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷之一，本发明的目的在于提供一种可升降越障电动飞车，可快速跨越障碍，且越障过程安全稳定。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种可升降越障电动飞车，其包括：
架体，其下方安装有吊篮，架体包括两个安装架，至少一个安装架与吊篮可开合铰接；
移动越障机构，其包括两个行驶轮组，两个行驶轮组移动地设置于两条并行导线上方，且每个行驶轮组固定于一个安装架，行驶轮组两侧均设有越障轮，两越障轮沿导线方向设置；设置于同一个行驶轮组两侧的越障轮通过越障轮支架连接，形成一个越障轮组，越障轮支架位于行驶轮组上方；
驱动机构，其设有两个，每个驱动机构一端连接于一个安装架，另一端连接位于该安装架侧的越障轮支架；
当驱动机构驱动越障轮向下至极限时抵持导线，行驶轮组被抬高至越障轮组上方；当驱动机构驱动越障轮向上至极限时，行驶轮组降低至越障轮组下方，且行驶轮组抵持导线。
在上述技术方案的基础上，上述行驶轮组包括通过行驶轮支架连接的主动轮和辅助轮，主动轮连接有第一电机。
在上述技术方案的基础上，越障轮组包括通过越障轮支架连接的主越障轮和辅越障轮，主越障轮连接有第二电机。
在上述技术方案的基础上，两个越障轮组的主越障轮斜对角设置，其中一个越障轮组的主越障轮和另一个越障轮组的辅越障轮通过越障轮轴固定连接。
在上述技术方案的基础上，两个安装架的上端相对折弯，且继续向下形成容纳行驶轮组的倒U型的管架，驱动机构一端连接于一个管架的折弯处顶部，另一端连接位于该管架侧的越障轮支架顶端。
在上述技术方案的基础上，上述越障轮组通过滑行机构滑动连接于管架。
在上述技术方案的基础上，上述滑行机构包括可沿管架上下滚动的滚轮，滚轮通过轮架固定于越障轮支架，滚轮沿外圆周边缘设有环形槽，环形槽的宽度大于管架的宽度。
在上述技术方案的基础上，上述驱动机构包括驱动件，驱动件一端通过固定件固定于一个管架的顶部，其另一端连接位于该管架侧的越障轮支架顶端。
在上述技术方案的基础上，两个驱动机构两端分别通过连接杆连接，连接杆至少一端可开合连接于驱动机构。
在上述技术方案的基础上，还包括设置于吊篮内的控制系统，控制系统包括：
控制器，其分别与第一驱动电路、第二驱动电路和第三驱动电路连接，控制器用于根据所输入的控制信号分别向第一驱动电路、第二驱动电路和第三驱动电路发送控制指令；
第一驱动电路与行驶轮组连接，当行驶轮组抵持导线时，第一驱动电路用于根据所接收到的控制指令驱动行驶轮组沿导线移动；
第二驱动电路与越障轮组连接，当越障轮组抵持导线时，第二驱动电路用于根据所接收到的控制指令驱动越障轮组沿导线移动；
第三驱动电路与驱动机构连接，当飞车处于跨越障碍状态时，第三驱动电路用于根据所接收到的控制指令驱动驱动机构处于升起状态；当飞车处于越过障碍状态时，第三驱动电路控制驱动机构处于收回状态。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明的可升降越障电动飞车，可用于悬挂较高、档内距离较远的500kV输电线路导线的带电作业检修项目；通过驱动机构控制越障轮组的升降，间接控制行驶轮组的升降，越障过程简单，单次越障时间短，且越障过程安全稳定，极大提高了工作效率。
(2)本发明的可升降越障电动飞车，通过连接杆连接两个驱动机构，使整个飞车在运动时形成一个整体，稳定性更好；通过连接杆至少一端可开合连接于驱动机构，以及至少一安装架与吊篮可开合铰接，使飞车在导线上的安装和拆卸方便。
(3)本发明的越障轮组通过滑行机构滑动连接在管架上，当驱动机构驱动越障轮组移动时，通过滑行机构可保证越障轮组沿着管架移动，进一步增加越障过程中的稳定性。
附图说明
图1为本发明实施例中飞车的结构示意图；
图2为图1的侧视图；
图3为本发明实施例中飞车的正常行驶状态示意图；
图4为本发明实施例中飞车的遇到障碍状态示意图；
图5为本发明实施例中飞车的跨越障碍状态一示意图；
图6为本发明实施例中飞车的跨越障碍状态二示意图；
图7为本发明实施例中飞车的越过障碍状态示意图。
图中：1-架体，10-安装架，11-管架，2-吊篮，21-防护罩，22-蓄电池，3-移动越障机构，31-行驶轮组，311-主动轮，312-辅助轮，313-行驶轮支架，314-第一电机，32-越障轮组，321-主越障轮，322-辅越障轮，323-越障轮支架，324-越障轮轴，4-导线，5-驱动机构，51-驱动件，52-固定件，6-滑行机构，7-连接杆。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1和图2所示，本发明实施例提供一种可升降越障电动飞车，其可用于悬挂较高、档内距离较远的500kV输电线路导线的带电作业检修项目。该可升降越障电动飞车包括架体1、移动越障机构3和驱动机构5。
架体1下方安装有吊篮2，吊篮2内设有载人部件，方便作业人员随飞车移动。架体1包括两个安装架10，至少一安装架10与吊篮2可开合铰接，以便于飞车在导线4上的安装和拆卸。当需要将飞车吊装在导线4上时，打开一侧安装架10，即可将两根并行导线4设于两个安装架10之间，实现飞车安装。
移动越障机构3包括两个行驶轮组31，两个行驶轮组31移动地设置于两条并行导线4上方，且每个行驶轮组31固定于一个安装架10上。通过行驶轮组31实现电动飞车在导线4上的移动。行驶轮组31两侧均设有越障轮，两越障轮沿导线4方向设置。设置于同一个行驶轮组31两侧的越障轮通过越障轮支架323连接，形成一个越障轮组32，越障轮支架323位于行驶轮组31上方。
驱动机构5设有两个，每个驱动机构5的一端连接在安装架10，另一端连接位于该安装架10侧的越障轮支架323。
本实施例中，当驱动机构5的驱动端固定于越障轮支架323时，驱动机构5的固定端则固定在安装架10上；当动机构5的驱动端固定在安装架10上时，驱动机构5的固定端则固定于越障轮支架323。
当所述驱动机构5驱动越障轮向下至极限时抵持导线4，行驶轮组31被抬高至越障轮组32上方，此时，驱动机构5处于升起状态；当驱动机构5驱动越障轮向上至极限时，行驶轮组31降低至越障轮组32下方，且行驶轮组31抵持于导线4上方，此时，驱动机构5处于收回状态。
参见图3-7所示，在输电线路导线检修过程中，飞车正常行驶状态下，行驶轮组31带动飞车沿导线4移动，此时，越障轮组32高于行驶轮组31，不影响行驶轮组移动。当行驶轮组31行驶至其前进方向的越障轮越过间隔棒、防震锤、接线管、悬垂串等障碍时，飞车处于遇到障碍状态。
通过驱动机构5驱动越障轮组32向下抵接导线4并提升飞车，即整个架体1和吊篮2向上移动，使行驶轮组31向上移动并高于导线4上的障碍，再在越障轮组32沿导线4继续向前移动的过程中使行驶轮组31越过障碍，此过程中，飞车处于跨越障碍状态；在驱动机构5反向驱动越障轮，使行驶轮组31下降至重新位于导线4上，且驱动越障轮组32向上并高于障碍时，飞车处于越过障碍状态。通过行驶轮组31沿导线4继续向前移动，即可使行驶轮组31前进方向的后方的越障轮越过障碍，以此完成一次越障。
带电更换导线间隔棒和修补导线是输电线路中分裂导线带电作业的主要项目，可有效消除导线发生断股和损伤的隐患，减少输电线路停电时间，提高输电线路供电量和供电可靠性。本实施例越障过程简单，单次越障时间短，且越障过程安全稳定，极大提高了工作效率。
本实施例中，行驶轮组31包括通过行驶轮支架313连接的主动轮311和辅助轮312。主动轮311和辅助轮312沿外圆周边缘均设有容纳导线4的环形槽，以保证其在导线4上的行驶稳定性。主动轮311连接有第一电机314，通过第一电机314为主动轮311提供前进和后退的动力。本实施例中，主动轮311上还设有刹车装置，以控制飞车的行进速度，保证线上作业安全。
本实施例中，两个安装架10的上端相对折弯，且继续向下分别形成容纳行驶轮组31的倒U型的管架11，保证行驶轮组31的稳固安装，以及其在导线4上的稳定性。驱动机构5一端连接于一个管架11的折弯处顶部，另一端连接位于该管架11侧的越障轮支架323顶端。优选地，每个管架11包括平行设置的两个倒U型的圆管架，其中一个圆管架固定主动轮313，另一个圆管架固定辅助轮312。
上述越障轮组32包括通过越障轮支架323连接的主越障轮321和辅越障轮322，主越障轮321和辅越障轮322分别位于行驶轮组31的两侧。主越障轮321连接有第二电机，通过第二电机为主越障轮321提供前进和后退的动力。
优选地，两个越障轮组32的主越障轮321斜对角设置，以便于提供更稳定的越障动力。即，在一个行驶轮组31沿前进方向的前方设置主越障轮321，后方设置辅越障轮322，则在另一个行驶轮组31前方设置辅越障轮322，后方设置主越障轮321。其中一个越障轮组32的主越障轮321和另一个越障轮组32的辅越障轮322通过越障轮轴324固定连接，因此，越障轮轴324与导线相垂直。
主越障轮321和辅越障轮322沿外圆周边缘均设有容纳导线4的环形槽，以保证其在导线4上的行驶稳定性。
优选地，越障轮组32通过滑行机构6滑动连接于管架11。当驱动机构5驱动越障轮组32移动时，通过滑行机构6可保证越障轮组32沿着管架11移动，进一步增加越障过程中的稳定性。
上述滑行机构6包括可沿管架11上下滚动的滚轮，上述滚轮通过轮架固定于越障轮支架323，滚该轮沿外圆周边缘设有环形槽，环形槽的宽度大于管架11的宽度，通过驱动机构5可使滚轮沿管架11上下移动。
本实施例中，驱动机构5包括驱动件51，驱动件51一端通过固定件52连接于一个管架11的顶部，另一端连接位于该管架11侧的越障轮支架323顶端。通过驱动件51为越障轮组32的移动提供动力，其行程和载重需满足飞车需求。
当每个管架11包括平行设置的两个倒U型的圆管架时，固定件52两端分别连接两个倒U型的圆管架的顶部，驱动件51的一端则固定连接该固定件52中部。本实施例中，驱动件51为电气缸或液压缸。
优选地，驱动件51为液压缸，当飞车处于跨越障碍状态时，驱动件51处于液压升起状态，越障轮组32向下抵持导线4，行驶轮组31高于导线4上的障碍；当飞车处于越过障碍状态时，驱动件51处于液压收回状态，行驶轮组31抵持导线4，越障轮组32处于高于障碍的状态，此时飞车即可正常行驶。
优选地，两个驱动机构5两端分别通过连接杆7连接，通过连接杆使整个飞车在运动时形成一个整体，稳定性更好。连接杆7采用金属连接杆，其至少一端可开合连接于该侧的驱动机构5，以便于安装架10与吊篮2可开合。
由于飞车是用于高空作业，而且经常需要升降吊装，风险较大，因此需要飞车在安全可靠的同时，还要轻巧紧凑。
飞车应使用符合GB/T6893、GB/T4437、GB/T3077规定的强度高、质量轻、非脆性的材料。架体1可选用密度低、强度高的航空铝合金材料制造。飞车整体高度控制在1750mm及以内，两个行驶轮组31之间的距离在400mm-480mm范围内。
本实施例中，吊篮2四周采用网状结构，底部采用防滑平板，以便于在保证安全前提下减轻重量。吊篮2内设有防护罩21，防护罩21内部设有蓄电池22，蓄电池22外还套设有钣金电池盒。因此防护罩21既可充当作业人员的座板，也可充当蓄电池22的保护罩。
本实施例中，蓄电池采用高能锂电池组，其电芯为聚合物动力电芯。蓄电池的容量为24V/40AH，重量为4kg，电压范围为21V-29V，工作电流为15A，最大输出电流为30A，尺寸为130mm×150mm×220mm。采用限流设计可增加连续工作时长，保证电动飞车的持久续航能力。
上述吊篮2内还设有工具挂载位，以便于放置检修工具。
本实施例的电动飞车还包括设置在吊篮2内的控制系统(图中未视出)，该控制系统包括控制器、第一驱动电路、第二驱动电路以及第三驱动电路。控制器分别与第一驱动电路、第二驱动电路和第三驱动电路连接，控制器用于根据所输入的控制信号分别向第一驱动电路、第二驱动电路和第三驱动电路发送控制指令。
在输电线路导线检修过程中，当行驶轮组31抵持导线4时，控制器向第一驱动电路发送控制指令，第一驱动电路根据所接收到的控制指令驱动行驶轮组31沿导线4移动。其中，第一驱动电路与行驶轮组31的第一电机314连接，第一驱动电路可同时控制两个第一电机314带动两个主动轮311沿导线4前后移动，辅助轮213随主动轮311移动而移动，此时飞车处于正常行驶状态。
当行驶轮组31行驶至其前进方向的越障轮越过障碍时，飞车处于遇到障碍状态。然后控制器向第三驱动电路发送控制指令，第三驱动电路根据所接收到的控制指令驱动该驱动机构5动作，使越障轮组32向下抵持导线4并提升飞车。此时，第三驱动电路控制驱动机构5处于升起状态，飞车处于跨越障碍状态。控制器向第二驱动电路发送控制指令，第二驱动电路根据所接收到的控制指令驱动越障轮组32沿导线4移动，使行驶轮组31越过障碍。第二驱动电路与越障轮组32的第二电机连接，第二驱动电路可同时控制两个第二电机带动两个主越障轮321沿导线4前后移动，辅越障轮322随主越障轮321移动而移动。
最后，控制器向第三驱动电路发送控制指令，第三驱动电路根据所接收到的控制指令反向驱动该驱动机构5动作，使行驶轮组31下降至重新位于导线4上，驱动越障轮组32被抬高至行驶轮组31上方。此时，第三驱动电路控制驱动件51处于收回状态，飞车处于越过障碍状态。随后，第一驱动电路根据所接收到的控制指令驱动行驶轮组31继续沿导线4移动，即完成一次越障。
第三驱动电路与驱动机构5的驱动件51连接，第三驱动电路可同时控制两个驱动件51带动两个越障轮组32上下移动来跨越障碍。
该控制系统还包括与蓄电池连接的电源电路，该电源电路分别与控制器、第一驱动电路、第二驱动电路以及第三驱动电路连接，为飞车提供电源。通过该控制系统，能够实现对电动飞车的精确控制，有效提高越障效率。
第一电机和第二电机可选用轮毂式电机。对于轮毂式电机，电机的额定功率可以根据经验公式计算，其公式如下：
PN＝1000×f×w×v/367η
式中，PN为额定功率，w为车重和载重之和，v为满载时的最高时速，η为电机效率，f为滚阻系数。
假设飞车重40kg，载重80kg，最高时速20km/h，电机效率0.77，滚阻系数0.012，那么，额定功率PN为102W。此时，选择额定功率为102W的电机即可满足要求。考虑到飞车上坡加速及起步时对电机功率的要求，电机应当适当的选择功率大一些的。结合相关生产企业的产品信息，第一电机和第二电机选择36V、180W的直流无刷电机。这样既能保证飞车在输电线上顺利行走也能保证其能顺利越障。
飞车使用时，作业人员携带传递绳索至杆塔上，将绳索固定好，地面作业人员先将飞车组装好，检查组装各部位连接无问题后，利用绳索将飞车传送到导线上操作人员处，进行吊装。
本实施例的飞车在吊装时，先拧下连接杆7一侧的螺钉，然后将可开合的安装架10打开一定的角度，使两个行驶轮组31的间距大于导线4的线间距离，有足够的空间距离使其挂设在导线4上；再将连接杆7装回原来位置，使两个驱动机构5连接，可防止飞车因行驶轮组31和辅助轮33脱离导线4而下坠。
再次检查无问题后，操作人员系好安全带，安全带应系在整组或单导线4上，同时防止飞车行程中安全带绳与飞车的各行驶轮发生摩擦。操作人员进入飞车中，坐在防护罩21上，控制飞车缓慢进行，遇到大跨越时，应利用刹车装置减速控制飞车行进速度，保证线上作业安全。
另外，为确保安全，本实施例还可采取以下安全措施：
1)在飞车配备一根保险绳，保险绳一端通过安全钩挂于输电导线4上，另一端连接在架体1上，保险绳的强度为飞车额定荷载的10倍。
2)在飞车上配备一根携重绳，该绳采用高强度绝缘绳，其长度为导线4悬挂点至地面的距离。该绳不仅可以用来传递器材，紧急情况时，操作人员还可通过携重绳降落到地面。携重绳的强度为飞车额定荷载的10倍。
本发明的可升降越障电动飞车，整体结构轻便，越障过程简单，单次越障时间短，且越障过程安全稳定，实现了全自动载人越障，极大提高了工作效率。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种可升降越障电动飞车，其特征在于，其包括：
架体(1)，其下方安装有吊篮(2)，所述架体(1)包括两个安装架(10)，至少一个所述安装架(10)与所述吊篮(2)可开合铰接；
移动越障机构(3)，其包括两个行驶轮组(31)，两个行驶轮组(31)移动地设置于两条并行导线(4)上方，且每个行驶轮组(31)固定于一个安装架(10)，所述行驶轮组(31)两侧均设有越障轮，两越障轮沿导线(4)方向设置；设置于同一个行驶轮组(31)两侧的越障轮通过越障轮支架(323)连接，形成一个越障轮组(32)，所述越障轮支架(323)位于所述行驶轮组(31)上方；
驱动机构(5)，其设有两个，每个驱动机构(5)一端连接于一个安装架(10)，另一端连接位于该安装架(10)侧的越障轮支架(323)；
当所述驱动机构(5)驱动越障轮向下至极限时抵持所述导线(4)，所述行驶轮组(31)被抬高至越障轮组(32)上方；当所述驱动机构(5)驱动越障轮向上至极限时，所述行驶轮组(31)降低至越障轮组(32)下方，且行驶轮组(31)抵持所述导线(4)。
2.如权利要求1所述的可升降越障电动飞车，其特征在于：所述行驶轮组(31)包括通过行驶轮支架(313)连接的主动轮(311)和辅助轮(312)，所述主动轮(311)连接有第一电机。
3.如权利要求1所述的可升降越障电动飞车，其特征在于：所述越障轮组(32)包括通过越障轮支架(323)连接的主越障轮(321)和辅越障轮(322)，所述主越障轮(321)连接有第二电机。
4.如权利要求3所述的可升降越障电动飞车，其特征在于：两个越障轮组(32)的主越障轮(321)斜对角设置，其中一个越障轮组(32)的主越障轮(321)和另一个越障轮组(32)的辅越障轮(322)通过越障轮轴(324)固定连接。
5.如权利要求1所述的可升降越障电动飞车，其特征在于：两个安装架(10)的上端相对折弯，且继续向下形成容纳所述行驶轮组(31)的倒U型的管架(11)，所述驱动机构(5)一端连接于一个管架(11)的折弯处顶部，另一端连接位于该管架(11)侧的越障轮支架(323)顶端。
6.如权利要求5所述的可升降越障电动飞车，其特征在于：所述越障轮组(32)通过滑行机构(6)滑动连接于所述管架(11)。
7.如权利要求6所述的可升降越障电动飞车，其特征在于：所述滑行机构(6)包括可沿所述管架(11)上下滚动的滚轮，所述滚轮通过轮架固定于越障轮支架(323)，所述滚轮沿外圆周边缘设有环形槽，所述环形槽的宽度大于所述管架(11)的宽度。
8.如权利要求5所述的可升降越障电动飞车，其特征在于：所述驱动机构(5)包括驱动件(51)，所述驱动件(51)一端通过固定件(52)固定于一个管架(11)的顶部，其另一端连接位于该管架(11)侧的越障轮支架(323)顶端。
9.如权利要求1所述的可升降越障电动飞车，其特征在于：两个驱动机构(5)两端分别通过连接杆(7)连接，所述连接杆(7)至少一端可开合连接于所述驱动机构(5)。
10.如权利要求1所述的可升降越障电动飞车，其特征在于，还包括设置于吊篮(2)内的控制系统，所述控制系统包括：
控制器，其分别与第一驱动电路、第二驱动电路和第三驱动电路连接，所述控制器用于根据所输入的控制信号分别向第一驱动电路、第二驱动电路和第三驱动电路发送控制指令；
所述第一驱动电路与行驶轮组(31)连接，当行驶轮组(31)抵持导线(4)时，所述第一驱动电路用于根据所接收到的控制指令驱动行驶轮组(31)沿导线(4)移动；
所述第二驱动电路与越障轮组(32)连接，当越障轮组(32)抵持导线(4)时，所述第二驱动电路用于根据所接收到的控制指令驱动越障轮组(32)沿导线(4)移动；
所述第三驱动电路与驱动机构(5)连接，当飞车处于跨越障碍状态时，所述第三驱动电路用于根据所接收到的控制指令驱动所述驱动机构(5)处于升起状态；当飞车处于越过障碍状态时，第三驱动电路控制所述驱动机构(5)处于收回状态。
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