CN111056406B - 一种柔性轨道电梯及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种柔性轨道电梯，包括承载结构、提篮式轿厢、动力机构、背牵物和导引绳展放系统；承载结构包括承载绳和承载绳挂点，承载绳挂接于承载绳挂点上，承载绳的两头自承载绳挂点的两端向下垂落；提篮式轿厢布置在承载绳挂点下方，提篮式轿厢的两侧设有稳定孔，供承载绳向下穿过；动力机构安装在提篮式轿厢顶部，动力机构与提篮式轿厢以及承载绳相配合，用于提篮式轿厢的升降；背牵物设置有一对，分别设置在承载绳的两头底端；导引绳展放系统布置在承载绳挂点上方，用于向下投放导引绳。本发明还提供了一种上述电梯的应用方法。本发明通过电梯运行方式将作业人员从地面送达铁塔或导线的指定作业面，既安全可靠，又可增加作业效率。

Description

一种柔性轨道电梯及其应用方法

技术领域

本发明涉及输电线路作业领域，尤其涉及一种柔性轨道电梯及其应用方法。

背景技术

随着社会的进步与快速发展，人们对电能的需求越来越大，输电电压等级越来越高，随之而来的是，特超高压线路越来越多，塔高也越来越高，于是，相应的维修作业也越来越频繁。

在输电线路杆塔作业过程中，面临着塔高数十米甚至上百米的情况，作业人员需踩着脚钉上、下攀爬铁塔，这不仅大量耗费其体力与时间，还存在极大的安全风险。如若碰上冰雪灾害，作业人员还需登塔去除塔身或绝缘子串的覆冰，安全风险更大。

此外，为保证供电可靠性，输电线路的带电作业也逐渐成为一种常态工作方式。目前，线路带电作业进入等电位电场的过程也十分繁杂，其不仅花费时间长、作业效率低下，并且安全风险也大。

因此，为改变目前线路作业登杆及进入等电位作业现场的各种窘境，急需研发出一种上下运输装置，可实现作业人员由地面安全送达至铁塔或导线指定作业面。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种在输电线路作业中，可实现作业人员由地面安全送达至铁塔或导线指定作业面的柔性轨道电梯及其应用方法。

本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种柔性轨道电梯，包括：

承载结构，所述承载结构包括承载绳和承载绳挂点；所述承载绳挂接于承载绳挂点上，承载绳的两头自承载绳挂点的两端向下垂落；

提篮式轿厢，所述提篮式轿厢布置在承载绳挂点下方，提篮式轿厢的两侧设有稳定孔，供所述承载绳向下穿过；

动力机构，所述动力机构安装在提篮式轿厢顶部；所述动力机构与提篮式轿厢以及承载绳相配合，用于提篮式轿厢的升降；

背牵物，所述背牵物设置有一对，分别设置在承载绳的两头底端；

导引绳展放系统，所述导引绳展放系统布置在承载绳挂点上方，用于向下投放导引绳。

作为本发明的优选方式之一，所述承载绳挂点具体为登塔作业挂点或登线作业挂点；

当承载绳挂点为塔身作业挂点时，其具体包括承载梁以及设置在承载梁上的前后导向桥，承载梁与前后导向桥之间构成供所述承载绳挂接的空间；所述前后导向桥后方的承载梁底端还设置有高空转仓，所述高空转仓与前后导向桥下方以及地面之间形成第一垂直通道，所述第一垂直通道内配合有所述提篮式轿厢；

当承载绳挂点为登线作业挂点时，其具体包括架空地线、架空导线或耐张绝缘子串；所述架空地线、架空导线或耐张绝缘子串上的任一点构成供所述承载绳挂接的空间，架空地线、架空导线、耐张绝缘子与其下方地面之间的垂直空间形成第二垂直通道，所述第二垂直通道内配合有所述提篮式轿厢。

作为本发明的优选方式之一，所述提篮式轿厢包括轿厢框架、锁链、稳定孔和安全带挂环；所述轿厢框架具体为顶部连接有提篮结构的轿厢框架，其中，轿厢框架的两侧外壁上设有稳定孔，轿厢框架的内壁上设有安全带挂环与锁链。

作为本发明的优选方式之一，所述轿厢框架采用管材焊接成型，轿厢框架的底部平铺有PVC垫板作为地垫，轿厢框架的底端四角处向下安装有缓冲弹簧支垫。

作为本发明的优选方式之一，所述提篮结构由两侧臂及提梁构成，两侧臂与提梁间采用穿销销钉定位并连接；提篮结构与轿厢框架之间也采用穿销销钉定位并连接。

作为本发明的优选方式之一，所述安全带挂环用于作业人员身上安全带的系挂。

作为本发明的优选方式之一，所述锁链为可相互扣接配合的双链条；当轿厢上下升降使用时，将锁链相互扣接，维持操作人员安全；当轿厢到达工作位置，解开扣接的锁链，将其挂到高空转仓或者导线上，用于固定轿厢。

作为本发明的优选方式之一，所述动力机构具体为两个直流驱动机构；两个所述直流驱动机构分别安装在提篮式轿厢的顶部两侧，其输出端分别与提篮式轿厢两侧另设的腰鼓轮相连，腰鼓轮上缠绕有承载绳；在所述直流驱动机构的驱动下，所述腰鼓轮进行正转、反转或停止动作，实现提篮式轿厢的升降与停止。

作为本发明的优选方式之一，所述动力机构还包括电池包，电池包分工作电池和备用电池两块；所述电池包与两个直流驱动机构相连，为其提供电源。

作为本发明的优选方式之一，两个所述直流驱动机构之间通过同步器相连；并且，所述同步器上还安装有一自救轮。

作为本发明的优选方式之一，所述直流驱动机构包括直流电动机、与直流电动机相连的蜗轮蜗杆减速器以及与直流电动机控制配合的控制系统、遥控接收系统；所述控制系统包括手动控制系统、遥控控制系统，其中，所述手动控制系统直接与直流电动机相连以控制其运行，所述遥控控制系统则通过遥控接收系统远程控制直流电动机运行；在所述控制系统的控制下，直流电动机与腰鼓轮相连，驱动其正转、反转或停止。

作为本发明的优选方式之一，所述手动控制系统包括主令按钮；主令按钮为乘坐人人力操作，安装在轿厢框架上，功能包含“上升”、“停止”、“下降”及“电源切换”，各种操作必须符合电力拖动断续控制要求。

所述遥控控制系统包括遥控器；遥控器为轿厢无乘员远程操作使用，实现依次送人上下铁塔或进入导线，功能包含“上升”、“停止”、“下降”及“电源切换”，各种操作必须符合电力拖动断续控制要求。

此外，所述手动控制系统与遥控控制系统中还包括控制器以及控制器自用电源-干电池；所述控制器为多路主控触头(无触点开关)，主令按钮以及遥控器均通过控制器实现轿厢的上升、下降、停止等动作，当运行电源的工作电池不能使用时，直接切换使用备用电池。

作为本发明的优选方式之一，所述导引绳展放系统包括无人机以及卡接布置在无人机下端的抛绳桥架，所述抛绳桥架用于向下展放导引绳；所述导引绳到达承载绳挂点位置，并且挂接在所述承载绳挂点上，导引绳的两头自承载绳挂点的两端向下垂落。

作为本发明的优选方式之一，所述导引绳用于牵引承载绳；在所述导引绳的牵引下，所述承载绳达到承载绳挂点位置，并挂接在承载绳挂点上。

作为本发明的优选方式之一，所述抛绳桥架具体包括铝质燕尾槽支架、无人机连接器、遥控松夹电机、电动松夹绳、常闭鳄鱼夹、阻尼线轴挂架、线轴和沙包重锤；所述铝质燕尾槽支架横向设置在无人机下方，其上端通过无人机连接器与无人机卡接；所述遥控松夹电机安装在铝质燕尾槽支架的槽座中，遥控松夹电机的输出转轴上设有通孔，通孔内穿设有电动松夹绳；所述电动松夹绳沿铝质燕尾槽支架的长度方向横向延伸布置，至延伸到铝质燕尾槽支架的左右两端；所述常闭鳄鱼夹设置有一对，分别布置在铝质燕尾槽支架的左右两端，且分别为两片夹板式结构；所述常闭鳄鱼夹的一片夹板固定在铝质燕尾槽支架的一端端部，另一片自由夹板与对应端部上的电动松夹绳相接，每个所述常闭鳄鱼夹的夹口中还分别夹设有一个阻尼线轴挂架；所述阻尼线轴挂架夹设在常闭鳄鱼夹的下端，阻尼线轴挂架上分别安装有一线轴和沙包重锤；所述铝质燕尾槽支架两端的阻尼线轴挂架构成一对，成对的两阻尼线轴挂架的线轴上共同缠绕有同一导引绳；其中，在所述遥控松夹电机的驱动下，所述电动松夹绳在电机转轴上缠绕并拉动常闭鳄鱼夹的自由夹片，打开常闭鳄鱼夹的夹口，实现阻尼线轴挂架上导引绳的向下展放。

作为本发明的优选方式之一，所述遥控松夹电机由直流电机、电池、遥控接收器构成。

所述线轴连同导引绳被铰接安装在阻尼线轴挂架上，由于阻尼器的存在，其不能自由转动，保证在无人机飞行过程中，导引线不发生紊乱。

一种上述柔性轨道电梯的应用方法，当所述柔性轨道电梯应用于登塔作业时，具体应用方法为：

(1)在塔身上部选择一构件或者固定设置承载梁作为承载绳挂点，并确保其垂直下方直到地面有一截面大于800×800的垂直通道；

(2)利用无人机携带抛绳桥架飞行至承载点的上方，调整好方位，遥控抛放导引绳，使得导引绳双头在沙包重锤的牵引下落至地面；

(3)解除导引绳一端的沙包重锤，系接承载绳，并处理连接接头至平滑状态；曳引导引绳的另一端，牵引承载绳绕过承载点至地面，加载测试承载绳的稳定性，完成承载绳的布设；

(4)将承载绳的两端与提篮式轿厢连接：腰鼓轮绕绳两圈以上，再穿过稳定孔，调整轿厢水平位置并保证轿厢以上的承载绳处于张紧状态；

(5)在承载绳的两个自由头系结背牵物；其中，背牵物系结完毕必须离地，且其重量完全由承载绳承担；

(6)提篮式轿厢载人或者载物，启动爬升至一米高位置，观察轿厢状态及稳定性；调整轿厢平衡，将提篮式轿厢内的锁链扣合，登塔人员将安全带与提篮式轿厢上的安全带挂环连接，做好安全保护；继续启动爬升至工作位置；

(7)解除锁链，并将锁链系挂在高空转仓的耳袢上，固定轿厢，登杆人员将后备保护绳系挂在高空转仓上的转仓安全带挂环上，解除安全带与提篮式轿厢上安全带挂环的连接；

(8)登塔人员进入高空转仓，通过高空转仓中爬梯进入工作面；

(9)完成工作面工作后，作业人员再次进入高空转仓，步入提篮式轿厢；系挂好安全带，启动提篮式轿厢，解除高空转仓的锁链连接，并相互扣接，然后解除后备保护绳与转仓安全带挂环的连接；

(10)启动提篮式轿厢并下行直至地面，解除承载绳与背牵物和轿厢的连接，直接抽回盘绕妥放，完成工作流程；

其中，对于多人登塔作业，利用遥控操作提篮式轿厢的上或下行程即可；

当所述柔性轨道电梯应用于登线作业时，具体应用方法为：

(1)利用无人机携带抛绳桥架飞行至导线工作点上方的架空避雷线位置；调整好方位，遥控抛放导引绳，使得导引绳双头在避雷线两侧由沙包重锤的牵引下落至地面；

(2)解除导引绳一端的沙包重锤，系接承载绳，并处理连接接头至平滑状态；曳引导引绳的另一端，牵引承载绳绕过承载点时，在承载绳地面点卡接地线夹钳；继续曳引导引绳至地线夹钳卡跨于地线上，加载测试承载绳的稳定性，完成承载绳的布设；

(3)将承载绳的两端与提篮式轿厢连接：腰鼓轮绕绳两圈以上，再穿过稳定孔，调整轿厢水平位置并保证轿厢以上的承载绳处于张紧状态；

(4)在承载绳的两个自由头系结背牵物；其中，背牵物系结完毕必须离地，且其重量完全由承载绳承担；

(5)提篮式轿厢载人或者载物，启动爬升至一米高位置，观察轿厢状态及稳定性；调整轿厢平衡，将提篮式轿厢内的锁链扣合，登塔人员将安全带与提篮式轿厢上的安全带挂环连接，做好安全保护；继续启动爬升至工作位置；

(6)待提篮式轿厢到达要工作的导线位置时，使用绝缘拉钩勾住导线，将提篮式轿厢摆动到导线边，解开锁链，并将锁链勾住导线，固定住提篮式轿厢；收回绝缘拉钩，开始导线点工作；

(7)完成导线点工作，利用绝缘拉钩勾住导线，解除锁链并相互扣合，松开绝缘拉钩，将提篮式轿厢送回爬升位置，继续上升或者下降，开始下一步工作或者结束工作。

本发明相比现有技术的优点在于：在传统输电线路作业中，“爬塔”及“地电位往返等电位”过程为纯人工实施，劳动强度大、耗费体力多、作业效率低、安全风险高；本发明的设计原理是基于欧拉公式，其借助无人机敷设定点柔性轨道，挂接电动轿厢，在许可气象条件下，通过电梯运行方式将作业人员从地面送达铁塔或导线的指定作业面，既安全可靠，又可增加作业效率。

附图说明

图1是实施例1中柔性轨道电梯的整体结构示意图；

图2是实施例1中柔性轨道电梯的右视结构示意图；

图3是实施例1中导引绳展放系统展放导引绳的工作过程示意图；

图4是图3的右视结构示意图；

图5是实施例1中抛绳桥架的整体结构示意图；

图6是图5中A部的放大结构图；

图7是图5中B部的放大结构图；

图8是实施例1中提篮式轿厢的整体结构示意图；

图9是图8的右视结构示意图。

图中：1为承载结构，11为承载绳，12为承载绳挂点，121为承载梁，122为前后导向桥，123为高空转仓，2为提篮式轿厢，21为稳定孔，22为轿厢框架，221为提篮结构，2211为侧臂，2212为提梁，222为缓冲弹簧支垫，23为锁链，24为安全带挂环，25为腰鼓轮，3为动力机构，31为直流驱动机构，32为工作电池，33为备用电池，34为同步器，35为自救轮，4为背牵物，5为导引绳展放系统，51为导引绳，52为无人机，53为抛绳桥架，531为铝质燕尾槽支架，532为无人机连接器，533为遥控松夹电机，534为电动松夹绳，535为常闭鳄鱼夹，536为阻尼线轴挂架，537为线轴，538为沙包重锤。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1-9所示，本实施例的一种柔性轨道电梯，包括承载结构1、提篮式轿厢2、动力机构3、背牵物4和导引绳展放系统5。所述承载结构1包括承载绳11和承载绳挂点12；承载绳11的中部挂接于承载绳挂点12上，承载绳11的两头自承载绳挂点12的两端向下垂落。所述提篮式轿厢2布置在承载绳挂点12下方，提篮式轿厢2的两侧设有稳定孔21，供承载绳11向下穿过。所述动力机构3安装在提篮式轿厢2顶部；动力机构3与提篮式轿厢2以及承载绳11相配合，用于提篮式轿厢2的升降。所述背牵物4设置有一对，分别设置在承载绳11的两头底端。所述导引绳展放系统5布置在承载绳挂点12上方，用于向下投放导引绳51；其中，导引绳51用于牵引承载绳11，在导引绳51的牵引下，承载绳11可达到上述承载绳挂点12位置，并挂接在承载绳挂点12上。

进一步地，请参阅图1和图2，本实施例用于登塔作业，据此，本实施例的承载绳挂点12为登塔作业挂点，其具体包括承载梁121以及设置在承载梁121上的前后导向桥122，承载梁121与前后导向桥122之间构成供承载绳11挂接的空间；前后导向桥122后方的承载梁121底端还设置有高空转仓123，高空转仓123与前后导向桥122下方以及地面之间形成第一垂直通道，第一垂直通道内配合有所述提篮式轿厢2。

进一步地，请参阅图1、图2、图8、图9，在本实施例中，提篮式轿厢2包括轿厢框架22、锁链23、稳定孔21和安全带挂环24。轿厢框架22具体为顶部连接有提篮结构221的轿厢框架22，轿厢框架22的两侧外壁上设有稳定孔21，轿厢框架22的内壁上设有安全带挂环24与锁链23。

进一步地，轿厢框架22采用管材焊接成型，轿厢框架22的底部平铺有PVC垫板作为地垫，以保证强度高及重量轻的使用要求；轿厢框架22的底端四角处向下安装有缓冲弹簧支垫222，以减小起升电流和降低下降触地冲击。

进一步地，提篮结构221由两侧臂2211及提梁2212构成，两侧臂2211与提梁2212间采用穿销销钉定位并连接；提篮结构221与轿厢框架22之间也采用穿销销钉定位并连接。

进一步地，锁链23为可相互扣接配合的双链条；当轿厢上下升降使用时，将锁链23相互扣接，维持操作人员安全；当轿厢到达工作位置，解开扣接的锁链23，将其挂到高空转仓123上，用于固定轿厢。

进一步地，请参阅图1、图2，在本实施例中，动力机构3具体为两个直流驱动机构31；两个直流驱动机构31分别安装在提篮式轿厢2的顶部两侧，其输出端分别与提篮式轿厢2两侧另设的腰鼓轮25相连；承载绳11从承载点落放下来后，在腰鼓轮25上顺序缠绕不少于两圈，然后通过稳定孔21后与背牵物4连接，背牵物4用以对腰鼓轮25绕绳产生张紧牵力，实现欧拉公式的工作原理。在直流驱动机构31的驱动下，腰鼓轮25进行正转、反转或停止动作，实现提篮式轿厢2的升降与停止。所述动力机构3还包括电池包，电池包分工作电池32和备用电池33两块；电池包与两个直流驱动机构31相连，为其提供电源。

进一步地，两个直流驱动机构31之间通过同步器34相连；并且，同步器34上还安装有一自救轮35。其中，自救轮35是在高空作业过程中发生完全失电或者直流驱动机构31损坏的情况下，由轿厢中乘员自行转动自救轮35，将轿厢从高空落放到地面的自救措施。同步器34是用于调节两边驱动不同步造成的高差和晃动，同时为自救轮35提供安装和工作位置。

进一步地，直流驱动机构31具体包括直流电动机、与直流电动机相连的蜗轮蜗杆减速器以及与直流电动机控制配合的控制系统、遥控接收系统；控制系统包括手动控制系统、遥控控制系统，其中，手动控制系统直接与直流电动机相连以控制其运行，遥控控制系统则通过遥控接收系统远程控制直流电动机运行；在控制系统的控制下，直流电动机与腰鼓轮25相连，驱动其正转、反转或停止。

进一步地，手动控制系统包括主令按钮；主令按钮为乘坐人人力操作，安装在轿厢框架22上，功能包含“上升”、“停止”、“下降”及“电源切换”，各种操作必须符合电力拖动断续控制要求。

遥控控制系统包括遥控器；遥控器为轿厢无乘员远程操作使用，实现依次送人上下铁塔，功能包含“上升”、“停止”、“下降”及“电源切换”，各种操作必须符合电力拖动断续控制要求。

此外，手动控制系统与遥控控制系统中还包括控制器；所述控制器为多路主控触头(无触点开关)，主令按钮以及遥控器均通过控制器实现轿厢的上升、下降、停止等动作，当运行电源的工作电池32不能使用时，直接切换使用备用电池33。控制器本身工作需要配备工作电源-干电池。

进一步地，请参阅图3和图4，在本实施例中，导引绳展放系统5包括无人机52以及用于向下展放导引绳51的抛绳桥架53；其中，无人机52自带视频监控系统，带有360°旋转控制挂架，具有障碍避让功能；抛绳桥架53卡接布置在无人机52下端，可在无人机52的控制下实现水平方向360°旋转。当导引绳51到达承载绳挂点12位置，导引绳51的中部挂接在承载绳挂点12上，导引绳51的两头自承载绳挂点12的两端向下垂落。

请参阅图5至图7，抛绳桥架53具体包括铝质燕尾槽支架531、无人机连接器532、遥控松夹电机533、电动松夹绳534、常闭鳄鱼夹535、阻尼线轴挂架536、线轴537和沙包重锤538。铝质燕尾槽支架531横向设置在无人机52下方，其长度大于前后导向桥122宽度，其上端通过无人机连接器532与无人机52卡接；遥控松夹电机533安装在铝质燕尾槽支架531的槽座中，遥控松夹电机533的输出转轴上设有通孔，通孔内穿设有电动松夹绳534；电动松夹绳534沿铝质燕尾槽支架531的长度方向横向延伸布置，至延伸到铝质燕尾槽支架531的左右两端；常闭鳄鱼夹535设置有一对，分别布置在铝质燕尾槽支架531的左右两端，且分别为两片夹板式结构；常闭鳄鱼夹535的一片夹板固定在铝质燕尾槽支架531的一端端部，另一片自由夹板与对应端部上的电动松夹绳534相接，每个常闭鳄鱼夹535的夹口中还分别夹设有一个阻尼线轴挂架536；阻尼线轴挂架536夹设在常闭鳄鱼夹535的下端，阻尼线轴挂架536上分别安装有一线轴537和沙包重锤538；铝质燕尾槽支架531两端的阻尼线轴挂架536构成一对，成对的两阻尼线轴挂架536的线轴537上共同缠绕有同一导引绳51；其中，在遥控松夹电机533的驱动下，电动松夹绳534在电机转轴上缠绕并拉动常闭鳄鱼夹535的自由夹片，打开常闭鳄鱼夹535的夹口，实现阻尼线轴挂架536上导引绳51的向下展放。其中，遥控松夹电机533由直流电机、电池、遥控接收器构成。线轴537连同导引绳51被铰接安装在阻尼线轴挂架536上，由于阻尼器的存在，其不能自由转动，保证在无人机飞行过程中，导引绳51不发生紊乱。当抛绳动作发生，阻尼线轴挂架536脱离常闭鳄鱼夹535后，在沙包重锤538的牵引下，线轴537就能克服阻尼阻力转动放线，完成从承载点到地面的导引绳51展放。

将上述柔性轨道电梯应用于登塔作业时，具体方法为：

(1)在塔身上部选择一构件或者固定设置承载梁121作为承载绳挂点12，并确保其垂直下方直到地面有一截面大于800×800的垂直通道；

(2)利用无人机52携带抛绳桥架53飞行至承载点的上方，调整好方位，遥控抛放导引绳51，使得导引绳51双头在沙包重锤538的牵引下落至地面；

(3)解除导引绳51一端的沙包重锤538，系接承载绳11，并处理连接接头至平滑状态；曳引导引绳51的另一端，牵引承载绳11绕过承载点至地面，加载测试承载绳11的稳定性，完成承载绳11的布设；

(4)将承载绳11的两端与提篮式轿厢2连接：腰鼓轮25绕绳两圈以上，再穿过稳定孔21，调整轿厢水平位置并保证轿厢以上的承载绳11处于一般张紧状态；

(5)在承载绳11的两个自由头系结背牵物4；其中，背牵物4系结完毕必须离地，且其重量完全由承载绳承担；

(6)提篮式轿厢2载人或者载物，启动爬升至一米高位置，观察轿厢状态及稳定性；调整轿厢平衡，将提篮式轿厢2内的锁链23扣合，登塔人员将安全带与提篮式轿厢2上的安全带挂环24连接，做好安全保护；继续启动爬升至工作位置；

(7)解除锁链23，并将锁链23系挂在高空转仓123的耳袢上，固定轿厢，登杆人员将后备保护绳系挂在高空转仓123上的转仓安全带挂环上，解除安全带与提篮式轿厢2上安全带挂环24的连接；

(8)登塔人员进入高空转仓123，通过高空转仓123中爬梯进入工作面；

(9)完成工作面工作后，作业人员再次进入高空转仓123，步入提篮式轿厢2；系挂好安全带，启动提篮式轿厢2，解除高空转仓123的锁链23连接，并相互扣接，然后解除后备保护绳与转仓安全带挂环的连接；

(10)启动提篮式轿厢2并下行直至地面，解除承载绳11与背牵物4和轿厢的连接，直接抽回盘绕妥放，完成工作流程；

其中，对于多人登塔作业，利用遥控操作提篮式轿厢的上或下行程即可。

实施例2

本实施例的一种柔性轨道电梯，结构与实施例1基本相同，主要不同之处在于：本实施例用于登线作业，在本实施例中，承载绳挂点12为登线作业挂点，且具体包括架空地线、架空导线或耐张绝缘子串。架设本实施例电梯时，架空地线、架空导线或耐张绝缘子串上的任一点构成供承载绳11挂接的空间，架空地线、架空导线、耐张绝缘子与其下方地面之间的垂直空间形成第二垂直通道，第二垂直通道内配合有提篮式轿厢2。

基于本实施例用于登线作业，具体应用方法如下：

(1)利用无人机52携带抛绳桥架53飞行至导线工作点上方的架空避雷线位置；调整好方位，遥控抛放导引绳51，使得导引绳51双头在避雷线两侧由沙包重锤538的牵引下落至地面；

(2)解除导引绳51一端的沙包重锤538，系接承载绳11，并处理连接接头至平滑状态；曳引导引绳51的另一端，牵引承载绳11绕过承载点时，在承载绳11地面点卡接地线夹钳；继续曳引导引绳51至地线夹钳卡跨于地线上(保证轿厢作业不会发生滑移)，加载测试承载绳11的稳定性，完成承载绳11的布设；

(3)将承载绳11的两端与提篮式轿厢2连接：腰鼓轮25绕绳两圈以上，再穿过稳定孔21，调整轿厢水平位置并保证轿厢以上的承载绳11处于一般张紧状态；

(4)在承载绳11的两个自由头系结背牵物4；其中，背牵物4系结完毕必须离地，且其重量完全由承载绳承担；

(5)提篮式轿厢2载人或者载物，启动爬升至一米高位置，观察轿厢状态及稳定性；调整轿厢平衡，将提篮式轿厢2内的锁链23扣合，登塔人员将安全带与提篮式轿厢2上的安全带挂环24连接，做好安全保护；继续启动爬升至工作位置；

(6)待提篮式轿厢2到达要工作的导线位置时，使用绝缘拉钩勾住导线，将提篮式轿厢2摆动到导线边，解开锁链23，并将锁链23勾住导线，固定住提篮式轿厢2；收回绝缘拉钩，开始导线点工作；

(7)完成导线点工作，利用绝缘拉钩勾住导线，解除锁链23并相互扣合，松开绝缘拉钩，将提篮式轿厢2送回爬升位置，继续上升或者下降，开始下一步工作或者结束工作。

实施例3

本实施例用以说明上述实施例中柔性轨道电梯的承载设计原理。

鉴于输电线路柔性轨道电梯除了利用欧拉公式实现工作过程外的其它力学及结构知识都比较简单，在此故只做承载、腰鼓轮、背牵物之间的力学分析。

设定前提条件如下：承载张力为S_载，背牵物张力为S_背，腰鼓轮表面与承载绳的摩擦系数为μ，腰鼓轮绕绳圈数为n。

满足符合欧拉公式的轿厢稳定运行条件为：

S_载/S_背≤e^2πnμ

假如轿厢与人的重量为120kg，腰鼓轮绕绳圈数为2圈，摩擦系数为0.2，需要系结的背牵物重量：

S_背≥120/2.71828^2x3.14x2x0.2

S_背≥120/2.71828^2.5

S_背≥10(kg)

由于背牵物是双绳头系结，故每个背牵系物重量为5kg即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种柔性轨道电梯，其特征在于，包括：

承载结构，所述承载结构包括承载绳和承载绳挂点；所述承载绳挂接于承载绳挂点上，承载绳的两头自承载绳挂点的两端向下垂落；

提篮式轿厢，所述提篮式轿厢布置在承载绳挂点下方，提篮式轿厢的两侧设有稳定孔，供所述承载绳向下穿过；

动力机构，所述动力机构安装在提篮式轿厢顶部；所述动力机构与提篮式轿厢以及承载绳相配合，用于提篮式轿厢的升降；

背牵物，所述背牵物设置有一对，分别设置在承载绳的两头底端；

导引绳展放系统，所述导引绳展放系统布置在承载绳挂点上方，包括无人机以及卡接布置在无人机下端的抛绳桥架，所述抛绳桥架用于向下展放导引绳；所述导引绳到达承载绳挂点位置，并且挂接在所述承载绳挂点上，导引绳的两头自承载绳挂点的两端向下垂落；所述导引绳的一端系接承载绳，曳引导引绳的另一端，在所述导引绳的牵引下，所述承载绳达到承载绳挂点位置，并挂接在承载绳挂点上。

2.根据权利要求1所述的柔性轨道电梯，其特征在于，所述承载绳挂点具体为登塔作业挂点或登线作业挂点；

当承载绳挂点为塔身作业挂点时，其具体包括承载梁以及设置在承载梁上的前后导向桥，承载梁与前后导向桥之间构成供所述承载绳挂接的空间；所述前后导向桥后方的承载梁底端还设置有高空转仓，所述高空转仓与前后导向桥下方以及地面之间形成第一垂直通道，所述第一垂直通道内配合有所述提篮式轿厢；

当承载绳挂点为登线作业挂点时，其具体包括架空地线、架空导线或耐张绝缘子串；所述架空地线、架空导线或耐张绝缘子串上的任一点构成供所述承载绳挂接的空间，架空地线、架空导线、耐张绝缘子与其下方地面之间的垂直空间形成第二垂直通道，所述第二垂直通道内配合有所述提篮式轿厢。

3.根据权利要求1所述的柔性轨道电梯，其特征在于，所述提篮式轿厢包括轿厢框架、锁链、稳定孔和安全带挂环；所述轿厢框架具体为顶部连接有提篮结构的轿厢框架，其中，轿厢框架的两侧外壁上设有稳定孔，轿厢框架的内壁上设有安全带挂环与锁链。

4.根据权利要求1所述的柔性轨道电梯，其特征在于，所述动力机构具体为两个直流驱动机构；两个所述直流驱动机构分别安装在提篮式轿厢的顶部两侧，其输出端分别与提篮式轿厢两侧另设的腰鼓轮相连，腰鼓轮上缠绕有承载绳；在所述直流驱动机构的驱动下，所述腰鼓轮进行正转、反转或停止动作，实现提篮式轿厢的升降与停止。

5.根据权利要求4所述的柔性轨道电梯，其特征在于，两个所述直流驱动机构之间通过同步器相连；并且，所述同步器上还安装有一自救轮。

6.根据权利要求4所述的柔性轨道电梯，其特征在于，所述直流驱动机构包括直流电动机、与直流电动机相连的蜗轮蜗杆减速器以及与直流电动机控制配合的控制系统、遥控接收系统；所述控制系统包括手动控制系统、遥控控制系统，其中，所述手动控制系统直接与直流电动机相连以控制其运行，所述遥控控制系统则通过遥控接收系统远程控制直流电动机运行；在所述控制系统的控制下，直流电动机与腰鼓轮相连，驱动其正转、反转或停止。

7.根据权利要求1所述的柔性轨道电梯，其特征在于，所述抛绳桥架具体包括铝质燕尾槽支架、无人机连接器、遥控松夹电机、电动松夹绳、常闭鳄鱼夹、阻尼线轴挂架、线轴和沙包重锤；所述铝质燕尾槽支架横向设置在无人机下方，其上端通过无人机连接器与无人机卡接；所述遥控松夹电机安装在铝质燕尾槽支架的槽座中，遥控松夹电机的输出转轴上设有通孔，通孔内穿设有电动松夹绳；所述电动松夹绳沿铝质燕尾槽支架的长度方向横向延伸布置，至延伸到铝质燕尾槽支架的左右两端；所述常闭鳄鱼夹设置有一对，分别布置在铝质燕尾槽支架的左右两端，且分别为两片夹板式结构；所述常闭鳄鱼夹的一片夹板固定在铝质燕尾槽支架的一端端部，另一片自由夹板与对应端部上的电动松夹绳相接，每个所述常闭鳄鱼夹的夹口中还分别夹设有一个阻尼线轴挂架；所述阻尼线轴挂架夹设在常闭鳄鱼夹的下端，阻尼线轴挂架上分别安装有一线轴和沙包重锤；所述铝质燕尾槽支架两端的阻尼线轴挂架构成一对，成对的两阻尼线轴挂架的线轴上共同缠绕有同一导引绳；其中，在所述遥控松夹电机的驱动下，所述电动松夹绳在电机转轴上缠绕并拉动常闭鳄鱼夹的自由夹片，打开常闭鳄鱼夹的夹口，实现阻尼线轴挂架上导引绳的向下展放。

8.一种如权利要求1-7任一所述的柔性轨道电梯的应用方法，其特征在于，当所述柔性轨道电梯应用于登塔作业时，具体应用方法为：

(1)在塔身上部选择一构件或者固定设置承载梁作为承载绳挂点，并确保其垂直下方直到地面有一截面大于800×800的垂直通道；

(2)利用无人机携带抛绳桥架飞行至承载点的上方，调整好方位，遥控抛放导引绳，使得导引绳双头在沙包重锤的牵引下落至地面；

(3)解除导引绳一端的沙包重锤，系接承载绳，并处理连接接头至平滑状态；曳引导引绳的另一端，牵引承载绳绕过承载点至地面，加载测试承载绳的稳定性，完成承载绳的布设；

(4)将承载绳的两端与提篮式轿厢连接：腰鼓轮绕绳两圈以上，再穿过稳定孔，调整轿厢水平位置并保证轿厢以上的承载绳处于张紧状态；

(5)在承载绳的两个自由头系结背牵物；其中，背牵物系结完毕必须离地，且其重量完全由承载绳承担；

(6)提篮式轿厢载人或者载物，启动爬升至一米高位置，观察轿厢状态及稳定性；调整轿厢平衡，将提篮式轿厢内的锁链扣合，登塔人员将安全带与提篮式轿厢上的安全带挂环连接，做好安全保护；继续启动爬升至工作位置；

(7)解除锁链，并将锁链系挂在高空转仓的耳袢上，固定轿厢，登杆人员将后备保护绳系挂在高空转仓上的转仓安全带挂环上，解除安全带与提篮式轿厢上安全带挂环的连接；

(8)登塔人员进入高空转仓，通过高空转仓中爬梯进入工作面；

(9)完成工作面工作后，作业人员再次进入高空转仓，步入提篮式轿厢；系挂好安全带，启动提篮式轿厢，解除高空转仓的锁链连接，并相互扣接，然后解除后备保护绳与转仓安全带挂环的连接；

(10)启动提篮式轿厢并下行直至地面，解除承载绳与背牵物和轿厢的连接，直接抽回盘绕妥放，完成工作流程；

其中，对于多人登塔作业，利用遥控操作提篮式轿厢的上或下行程即可；

当所述柔性轨道电梯应用于登线作业时，具体应用方法为：

(1)利用无人机携带抛绳桥架飞行至导线工作点上方的架空避雷线位置；调整好方位，遥控抛放导引绳，使得导引绳双头在避雷线两侧由沙包重锤的牵引下落至地面；

(2)解除导引绳一端的沙包重锤，系接承载绳，并处理连接接头至平滑状态；曳引导引绳的另一端，牵引承载绳绕过承载点时，在承载绳地面点卡接地线夹钳；继续曳引导引绳至地线夹钳卡跨于地线上，加载测试承载绳的稳定性，完成承载绳的布设；

(3)将承载绳的两端与提篮式轿厢连接：腰鼓轮绕绳两圈以上，再穿过稳定孔，调整轿厢水平位置并保证轿厢以上的承载绳处于张紧状态；

(4)在承载绳的两个自由头系结背牵物；其中，背牵物系结完毕必须离地，且其重量完全由承载绳承担；

(5)提篮式轿厢载人或者载物，启动爬升至一米高位置，观察轿厢状态及稳定性；调整轿厢平衡，将提篮式轿厢内的锁链扣合，登塔人员将安全带与提篮式轿厢上的安全带挂环连接，做好安全保护；继续启动爬升至工作位置；

(6)待提篮式轿厢到达要工作的导线位置时，使用绝缘拉钩勾住导线，将提篮式轿厢摆动到导线边，解开锁链，并将锁链勾住导线，固定住提篮式轿厢；收回绝缘拉钩，开始导线点工作；

(7)完成导线点工作，利用绝缘拉钩勾住导线，解除锁链并相互扣合，松开绝缘拉钩，将提篮式轿厢送回爬升位置，继续上升或者下降，开始下一步工作或者结束工作。