CN113666310A - 高压输电线路维修用升降装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力系统技术领域，具体公开了一种高压输电线路维修用升降装置及控制方法。本发明提供的高压输电线路维修用升降装置，第一传动组件的设置能使一个驱动件驱动两个卷扬轮同步转动，使收放绳缆具有一致性，避免出现两根绳缆长度不同的问题，且简化了结构；第二传动组件的设置使两个卷扬轮的间距变大，提高了两个卷扬轮的容绳量，进而提高了升降装置的攀爬高度；本发明提供的升降装置代替了现有技术中通过体力攀爬的攀爬装置，实现了自动输送维修人员上升或下降，降低了维修人员的劳动强度，提高了维修人员作业的安全性。本发明提供的高压输电线路维修用升降装置的控制方法，提高了维修人员作业的安全系数，且降低了维修人员的劳动强度。

Description

高压输电线路维修用升降装置及控制方法

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种高压输电线路维修用升降装置及控制方法。

背景技术

随着现代科技的发展，有些场所如高压输电杆架的高空作业，需要人工攀爬至电杆架顶部进行维修作业，在进行高强度的攀爬工作后，继而又继续进行检测维修工作，对维修人员的身体状况是一个非常大的考验。现有的技术存在以下问题：1、维修人员在使用现有技术中的攀爬装置爬到电线杆上方，在进行维修作业时，容易存在安全隐患；2、维修人员在使用现有技术中的攀爬装置时，通常靠体力攀爬，需要维修人员有较好的体力，并且该攀爬装置也不便于使用。

因此，亟需提供一种高压输电线路维修用升降装置以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高压输电线路维修用升降装置及控制方法，降低了维修人员的非必要的体力活动，提高了维修人员的操作安全性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种高压输电线路维修用升降装置，包括：

本体，用于与座椅连接；

第一传动组件，设置于所述本体上，所述第一传动组件设有两个第一输出端，所述第一传动组件的第一输入端连接有驱动件，驱动件能驱动两个所述第一输出端同步运行；

第二传动组件，设有两个，两个所述第二传动组件间隔设置于所述本体上，两个所述第二传动组件的第二输入端与两个所述第一输出端对应连接，两个所述第二传动组件的第二输出端的间距大于两个所述第一输出端的间距；

卷扬轮，安装于所述第二输出端上，两个所述卷扬轮用于收放绳缆。

可选地，所述第一传动组件包括：

两个涡轮，每个所述涡轮上分别设有动力输出轴，所述动力输出轴与所述第二输入端连接；

蜗杆，与两个所述涡轮啮合，所述蜗杆的一端连接所述驱动件，所述蜗杆的另一端连接有手动转轮。

可选地，所述第二传动组件包括：

第一齿轮，所述第一齿轮与所述第一输出端连接；

第二齿轮，与所述第一齿轮啮合，所述第二齿轮上设有输出轴，所述输出轴上安装所述卷扬轮。

可选地，还包括称重传感器，所述称重传感器安装于所述输出轴上，用于称量所述本体承载的重量。

可选地，还包括加速度传感器，安装于所述本体上，用于检测所述本体升降的瞬时加速度。

可选地，还包括姿态传感器，安装于所述本体上，且设置于两个所述第二传动组件之间，所述姿态传感器用于检测所述本体倾斜的角度。

可选地，还包括卷扬绳里程计，设置于所述本体上，用于检测收放绳缆的长度。

可选地，还包括电晕检测传感器，设置于所述本体上，用于检测所述本体上方的高压电晕放电情况。

可选地，所述本体上还设有控制腔室，所述控制腔室内设有供电电源和所述驱动件。

一种高压输电线路维修用升降装置的控制方法，应用于上述任一项所述的高压输电线路维修用升降装置上，所述控制方法包括：

升降装置开启，判断所述升降装置是否能进入工作模式；

若所述升降装置能进入所述工作模式，则匹配驱动件的驱动功率，确定所述升降装置运行的速度；

所述升降装置在所述工作模式下运行；

判断所述升降装置是否存在运行故障，若存在所述运行故障，则判断所述升降装置是否能进入安全模式；

若所述升降装置不能进入安全模式，则所述升降装置停止运行，并进入手动操作模式。

可选地，获取本体承载的重量、供电电源剩余的电量及待维修杆塔上部的风速；

根据所述本体承载的重量、所述供电电源剩余的电量及所述风速确定所述升降装置是否能进入工作模式。

可选地，根据所述本体承载的重量和所述供电电源剩余的电量匹配所述驱动件的驱动功率，根据待维修杆塔上的所述风速确定所述升降装置运行的速度。

可选地，在所述安全模式下，所述升降装置以预设速度下降至地面。

可选地，所述运行故障包括所述升降装置倾斜角度大于预设角度、所述升降装置的升降的加速度大于预设加速度、所述升降装置的上方出现高压电晕和电气故障中的至少一种。

可选地，在所述手动操作模式下：

判断安全隐患是否消除；

若安全隐患消除，则手动解锁，所述升降装置继续运行；

若安全隐患未消除，则手动操作手动转轮，使所述升降装置下降至地面。

本发明的有益效果：

本发明提供的高压输电线路维修用升降装置，第一传动组件的设置能使一个驱动件驱动两个卷扬轮同步转动，使收放绳缆具有一致性，避免出现两根绳缆长度不同的问题，且简化了结构；第二传动组件的设置使两个卷扬轮的间距变大，提高了两个卷扬轮的容绳量，进而提高了升降装置的攀爬高度；本发明提供的升降装置代替了现有技术中通过体力攀爬的攀爬装置，实现了自动输送维修人员上升或下降，降低了维修人员的劳动强度，提高了维修人员作业的安全性。

本发明提供的高压输电线路维修用升降装置的控制方法，在升降装置升降过程中，实时检测升降装置是否存在运行故障，以确保维修人员的作业安全，提高了维修人员作业的安全系数，且降低了维修人员的劳动强度。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的高压输电线路维修用升降装置的第一视角的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的高压输电线路维修用升降装置的第二视角的结构示意图；

图3是本发明实施例一提供的控制腔室内的结构示意图；

图4是本发明实施例一提供的第一传动组件的结构示意图；

图5是本发明实施例一提供的第二传动组件的结构示意图；

图6是本发明实施例二提供的高压输电线路维修用升降装置的控制方法的主要步骤流程图；

图7是本发明实施例二提供的高压输电线路维修用升降装置的控制方法的详细步骤流程图。

图中：

1、本体；11、第一壳体；12、第二壳体；13、第三壳体；14、控制腔室；15、座椅连接耳；

21、第一输出端；22、第一输入端；23、涡轮；24、蜗杆；

31、第二输出端；32、第二输入端；33、第一齿轮；34、第二齿轮；

4、卷扬轮；

5、驱动件；

6、供电电源；

7、控制器；

8、手动转轮。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一

针对现有技术中维修人员使用攀爬装置且靠体力攀爬，需要维修人员有较好的体力，并且该攀爬装置也不便于使用，在维修作业时存在安全隐患的问题，本实施例提供了一种高压输电线路维修用升降装置以解决上述技术问题。

具体地，如图1-5所示，本实施例提供的高压输电线路维修用升降装置包括本体1、第一传动组件、第二传动组件和卷扬轮4。本体1用于与座椅连接，第一传动组件设置于本体1上，第一传动组件设有两个第一输出端21，第一传动组件的第一输入端22连接有驱动件5，驱动件5能驱动两个第一输出端21同步运行。第二传动组件设有两个，两个第二传动组件间隔设置于本体1上，两个第二传动组件的第二输入端32与两个第一输出端21对应连接，两个第二传动组件的第二输出端31的间距大于两个第一输出端21的间距。卷扬轮4安装于第二输出端31上，两个卷扬轮4用于收放绳缆。

本实施例提供的高压输电线路维修用升降装置，第一传动组件的设置能使一个驱动件5驱动两个卷扬轮4同步转动，使收放绳缆具有一致性，避免出现两根绳缆长度不同的问题，且简化了结构；第二传动组件的设置使两个卷扬轮4的间距变大，提高了两个卷扬轮4的容绳量，进而提高了升降装置的攀爬高度；本发明提供的升降装置代替了现有技术中通过体力攀爬的攀爬装置，实现了自动输送维修人员上升或下降，降低了维修人员的劳动强度，提高了维修人员作业的安全性。

结合图1、图2和图3，在本实施例中，本体1包括第一壳体11和第二壳体12，第一壳体11和第二壳体12连接形成封闭的空间，第一传动组件置于第一壳体11内，第二壳体12内间隔设置两个腔体，两个第二传动组件置于两个腔体内。第一壳体11的两侧还分别设有座椅连接耳15，座椅连接耳15用于与座椅连接。可选地，座椅连接耳15上开设有安装孔，通过连接件穿设安装孔与座椅连接，方便拆卸和安装座椅。

本体还包括第三壳体13，第三壳体13设置于第一壳体11和第二壳体12的下方，第三壳体13内有控制腔室14，驱动件5设置于控制腔室14内，驱动件5优选为伺服电机，控制精度高。控制腔室14内还设有供电电源6，供电电源6优选为充电电池，优选为可充电直流电池，其电池容量必须保证具有足够的续航能力，以完成单次工作任务。在第三壳体13上设有充电接口，以便于为充电电池充电。控制腔室14内还设有控制器7，驱动件5与控制器7电连接，控制器7输出控制信号控制驱动件5运行。

将第一传动组件设置于第一壳体11内，第二传动组件设置于第二壳体12内，控制器7、供电电源6和驱动件5设置于第三壳体13内，以保护各个部件不受损，提高使用的安全性。

在本实施例中，参照图4所示，第一传动组件包括两个涡轮23和蜗杆24，每个涡轮23上分别设有动力输出轴，动力输出轴与第二输入端32连接。蜗杆24与两个涡轮23啮合，蜗杆24的一端连接驱动件5，蜗杆24的另一端连接有手动转轮8。驱动件5驱动蜗杆24转动，蜗杆24带动两个涡轮23同时转动，进而两个动力输出轴同时转动。在实际组装中，蜗杆24的一端穿设第一壳体11与驱动件5的输出端连接，蜗杆24的另一端穿设第一壳体11与手动转轮8连接。在电动驱动失效时，还能通过操作手动转轮8控制蜗杆，进而驱动两个涡轮23转动，以实现升降装置的上升或下降。

参照图5所示，第二传动组件包括第一齿轮33和第二齿轮34，第一齿轮33与第一输出端21连接，第二齿轮34与第一齿轮33啮合，第二齿轮34上设有输出轴，输出轴上安装卷扬轮4。具体地，输出轴的一端穿设第二壳体12与卷扬轮4连接。

在本实施例中，输出轴上安装有称重传感器，称重传感器用于称量本体1承载的重量。为了确保作业安全，在本体1承载的重量超标时，将会禁止升降装置工作。称重传感器与控制器7电连接。

该升降装置还包括加速度传感器，加速度传感器安装于本体1上，具体安装于控制腔室14内，加速度传感器用于检测本体1升降的瞬时加速度，以避免在上升或下降过程中出现加速度超限时，升降装置继续运行而出现危险的情况。加速度传感器与控制器7电连接。

在两个第二传动组件之间还设有姿态传感器，姿态传感器安装于本体1上，具体地，姿态传感器设置于第二壳体12内，姿态传感器用于检测本体1倾斜的角度，避免在升降装置发生倾斜时还继续运行，确保维修人员的安全。姿态传感器与控制器7电连接。

本体1上还设有卷扬绳里程计，卷扬绳里程计用于检测收放线缆的长度，以实现间接计算得出升降装置上升的高度或下降的高度。为了提高维修人员乘坐的舒适性，在检测到升降装置上升至预设高度或下降至预设高度时，上升或下降的速度会降低，知道停车为止。卷扬绳里程计与控制器7电连接。

本体1上还设有电晕检测传感器，电晕检测传感器用于检测本体1上方的高压电晕放电情况。在出现不利于维修人员运维的高压电晕环境时，升降装置紧急停车，以确保维修人员的人身安全。电晕检测传感器与控制器7电连接。

在本实施例中，为了保证升降装置正常运行，在控制腔室14内还设有供电电源管理模块，用以检测供电电源6的电压、温度、电量显示、电量不足报警、充放电过充过放监测、过流监测和/或短路监测等。

控制器7还连接有无线通讯模块，用于接收安装于待维修杆塔上的风速传感器采集的风速信号。在自然风速超过预设风速值时，证明此时高空作业存在风险，因此不会启动升降装置，以确保维修人员的人身安全。

在使用本实施例提供的升降装置时，首先将卷绕于卷扬轮4上的绳缆的一端锁紧在杆塔顶部，该操作可以由无人机完成或者一次人工攀爬悬挂，然后维修人员将安全座椅与升降装置固定，即可开启使用进行维修工作。

实施例二

如图6所示，本实施例提供了一种高压输电线路维修用升降装置的控制方法，应用于实施例一提供的高压输电线路维修用升降装置上，该控制方法主要包括：

升降装置开启，判断升降装置是否能进入工作模式；

若升降装置能进入工作模式，则匹配驱动件5的驱动功率，确定升降装置运行的速度；

升降装置在工作模式下运行；

判断升降装置是否存在运行故障，若存在运行故障，则判断升降装置是否能进入安全模式；

若升降装置不能进入安全模式，则升降装置停止运行，并进入手动操作模式。

本实施例提供的高压输电线路维修用升降装置的控制方法，在升降装置升降过程中，实时检测升降装置是否存在运行故障，以确保维修人员的作业安全，提高了维修人员作业的安全系数，且降低了维修人员的劳动强度。

图7所示的是本实施例提供的高压输电线路维修用升降装置的控制方法的详细步骤流程图，下面结合图7详细介绍本实施例提供的控制方法。

高压输电线路维修用升降装置的控制方法包括：

步骤一、升降装置开启，获取本体1承载的重量、供电电源6剩余的电量及待维修杆塔上部的风速。

在本实施例中，通过称重传感器获取本体1承载的重量，通过电源管理模块获取供电电源6剩余的电量，设置在维修杆塔上部的风速传感器将采集的风速信号传输给控制器7。

步骤二、根据本体1承载的重量、供电电源6剩余的电量及风速确定升降装置是否能进入工作模式。

在本体1承载的重量超过预设重量值时，为了确保维修作业的安全性，在该情况下不允许升降装置运行。如果本体1承载的重量符合要求，那么需要检测供电电源6剩余的电量是否能满足一次作业需求，避免作业中途电量不足而影响维修作业。如果升降装置本身符合运行要求，那么还要判断设置在维修杆塔上部的风速传感器采集的风速值是否小于预设风速值，若是，升降装置可以运行，以确保维修人员的安全。

步骤三、若升降装置能进入工作模式，则匹配驱动件5的驱动功率，确定升降装置运行的速度。

在本实施例中，若是升降装置能运行，便可进入工作模式，即驱动件5驱动第一传动组件和第二传动组件，进而带动卷扬轮4转动收卷或放卷绳缆，以实现上升或下降。

在驱动件5启动前，需要根据实际情况匹配驱动件5的驱动功率，确定升降装置运行的速度。在本实施例中，根据本体1承载的重量和供电电源6剩余的电量匹配驱动件5的驱动功率，并传输给控制器7以控制驱动件5。根据待维修杆塔上的风速确定升降装置运行的速度，以提供最佳的运行模式。

步骤四、升降装置在工作模式下运行。

步骤五、判断升降装置是否存在运行故障，若存在运行故障，则判断升降装置是否能进入安全模式。

在本实施例中，运行故障包括升降装置倾斜角度大于预设角度、升降装置的升降的加速度大于预设加速度、升降装置的上方出现高压电晕和电气故障中的至少一种。运行故障还可以包括其他一些因外部因素引起升降装置不能正常运行的故障，在此不作具体限定。

具体地，升降装置倾斜角度如果大于预设角度，则说明座椅发生倾斜，或者升降装置在升降过程中突然出现加速度大于预设加速度，或者升降装置在上升过程中上方出现了高压电晕，或者升降装置本身出现一些电气故障，例如供电电源报警、运行程序出现错误等，上述的情况均会影响到维修人员的作业安全。

在本实施例中，在安全模式下，升降装置以预设速度下降至地面。一般预设速度值都会比较小，以确保维修人员安全落地。在上述的一些故障中，有些情况是适合进入安全模式的，有些是不适合进入安全模式的，因此，在确定发生运行故障后，还需要确定故障的种类，以判断升降装置是否适合进入安全模式。

示例性的，升降装置在上升过程中上方出现了高压电晕，或者升降装置本身出现一些电气故障时，升降装置进入安全模式，使维修人员下降至地面，确保安全。

在升降装置发生倾斜，或者升降装置在升降过程中突然出现加速度大于预设加速度时，升降装置则不能进入安全模式。

步骤六、若升降装置不能进入安全模式，则升降装置停止运行，并进入手动操作模式。

在升降装置发生倾斜，或者升降装置在升降过程中突然出现加速度大于预设加速度时，如果升降装置还继续运行，则会对维修人员的人身安全造成威胁。在上述情况下，需要升降装置停止运行，并进入手动操作模式。

步骤七、在手动操作模式下，判断安全隐患是否消除。

步骤八、若安全隐患消除，则手动解锁，升降装置继续运行；若安全隐患未消除，则手动操作手动转轮8，使升降装置下降至地面。

具体地，在维修人员选择手动操作模式后，升降装置自动判断安全隐患是否消除，若是消除了，则升降装置可以继续运行，若是没有消除，则维修人员可以根据个人需求手动操作手动转轮8，使升降装置下降到地面，以确保作业安全。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种高压输电线路维修用升降装置，其特征在于，包括：

本体(1)，用于与座椅连接；

第一传动组件，设置于所述本体(1)上，所述第一传动组件设有两个第一输出端(21)，所述第一传动组件的第一输入端(22)连接有驱动件(5)，驱动件(5)能驱动两个所述第一输出端(21)同步运行；

第二传动组件，设有两个，两个所述第二传动组件间隔设置于所述本体(1)上，两个所述第二传动组件的第二输入端(32)与两个所述第一输出端(21)对应连接，两个所述第二传动组件的第二输出端(31)的间距大于两个所述第一输出端(21)的间距；

卷扬轮(4)，安装于所述第二输出端(31)上，两个所述卷扬轮(4)用于收放绳缆。

2.根据权利要求1所述的高压输电线路维修用升降装置，其特征在于，所述第一传动组件包括：

两个涡轮(23)，每个所述涡轮(23)上分别设有动力输出轴，所述动力输出轴与所述第二输入端(32)连接；

蜗杆(24)，与两个所述涡轮(23)啮合，所述蜗杆(24)的一端连接所述驱动件(5)，所述蜗杆(24)的另一端连接有手动转轮(8)。

3.根据权利要求1所述的高压输电线路维修用升降装置，其特征在于，所述第二传动组件包括：

第一齿轮(33)，所述第一齿轮(33)与所述第一输出端(21)连接；

第二齿轮(34)，与所述第一齿轮(33)啮合，所述第二齿轮(34)上设有输出轴，所述输出轴上安装所述卷扬轮(4)。

4.根据权利要求3所述的高压输电线路维修用升降装置，其特征在于，还包括称重传感器，所述称重传感器安装于所述输出轴上，用于称量所述本体(1)承载的重量。

5.根据权利要求1所述的高压输电线路维修用升降装置，其特征在于，还包括加速度传感器，安装于所述本体(1)上，用于检测所述本体(1)升降的瞬时加速度。

6.根据权利要求1所述的高压输电线路维修用升降装置，其特征在于，还包括姿态传感器，安装于所述本体(1)上，且设置于两个所述第二传动组件之间，所述姿态传感器用于检测所述本体(1)倾斜的角度。

7.根据权利要求1所述的高压输电线路维修用升降装置，其特征在于，还包括卷扬绳里程计，设置于所述本体(1)上，用于检测收放绳缆的长度。

8.根据权利要求1所述的高压输电线路维修用升降装置，其特征在于，还包括电晕检测传感器，设置于所述本体(1)上，用于检测所述本体(1)上方的高压电晕放电情况。

9.根据权利要求1所述的高压输电线路维修用升降装置，其特征在于，所述本体(1)上还设有控制腔室(14)，所述控制腔室(14)内设有供电电源(6)和所述驱动件(5)。

10.一种高压输电线路维修用升降装置的控制方法，其特征在于，应用于权利要求1-9任一项所述的高压输电线路维修用升降装置上，所述控制方法包括：

升降装置开启，判断所述升降装置是否能进入工作模式；

若所述升降装置能进入所述工作模式，则匹配驱动件(5)的驱动功率，确定所述升降装置运行的速度；

所述升降装置在所述工作模式下运行；

判断所述升降装置是否存在运行故障，若存在所述运行故障，则判断所述升降装置是否能进入安全模式；

若所述升降装置不能进入安全模式，则所述升降装置停止运行，并进入手动操作模式。

11.根据权利要求10所述的高压输电线路维修用升降装置的控制方法，其特征在于，

获取本体(1)承载的重量、供电电源(6)剩余的电量及待维修杆塔上部的风速；

根据所述本体(1)承载的重量、所述供电电源(6)剩余的电量及所述风速确定所述升降装置是否能进入工作模式。

12.根据权利要求11所述的高压输电线路维修用升降装置的控制方法，其特征在于，根据所述本体(1)承载的重量和所述供电电源(6)剩余的电量匹配所述驱动件(5)的驱动功率，根据待维修杆塔上的所述风速确定所述升降装置运行的速度。

13.根据权利要求10所述的高压输电线路维修用升降装置的控制方法，其特征在于，在所述安全模式下，所述升降装置以预设速度下降至地面。

14.根据权利要求10所述的高压输电线路维修用升降装置的控制方法，其特征在于，所述运行故障包括所述升降装置倾斜角度大于预设角度、所述升降装置的升降的加速度大于预设加速度、所述升降装置的上方出现高压电晕和电气故障中的至少一种。

15.根据权利要求10所述的高压输电线路维修用升降装置的控制方法，其特征在于，在所述手动操作模式下：

判断安全隐患是否消除；

若安全隐患消除，则手动解锁，所述升降装置继续运行；

若安全隐患未消除，则手动操作手动转轮(8)，使所述升降装置下降至地面。

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