CN113797504A - 通信检测用的柔性绳索攀爬器及其攀爬方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了通信检测用的柔性绳索攀爬器及其攀爬方法，属于通信维修技术领域。包括壳体，设于所述壳体顶端的通孔，上下排列且中心对称安装在所述壳体内的一对攀爬机构，安装在所述壳体内且与所述电源电连接的伺服电机，传动连接在所述伺服电机上的齿轮，安装在所述壳体顶端且与所述通孔连通的卡紧机构，所述卡紧机构包裹在钢绳上，在紧急情况下，利用卡紧机构对钢绳进行锁紧，防止壳体下坠。本发明在伺服电机与齿轮相互配合下，通过钢绳缠绕在攀爬机构上，使攀爬机构在钢绳上进行移动，带动壳体进行上下移动，给维修人员在攀爬通信塔的过程中一个向上的拉力，减少维修人员在上下爬行的过程中体力的消耗。

Description

通信检测用的柔性绳索攀爬器及其攀爬方法

技术领域

本发明属于通信维修技术领域，具体涉及通信检测用的柔性绳索攀爬器及其攀爬方法。

背景技术

通信塔主要是利用钢管为塔柱材料搭建完成的无线信号发射装置，但由于通信塔高度非常高，一旦发生故障，需要维修人员攀爬至通信塔的顶部进行检测维修。

但现有的绳索攀爬器在维修人员攀爬的过程中，只能对维修人员起到保护作用，而无法给予维修人员上爬过程中辅助力，维修人员在上下爬行过程中需要消耗很多体力，而在上下爬行的过程中，一旦出现下坠的情况，绳索攀爬器会在绳索上同步的下滑，无法很好的保护攀爬中的维修人员。

发明内容

发明目的：提供通信检测用的柔性绳索攀爬器及其攀爬方法，解决了现有技术存在的上述问题。

技术方案：通信检测用的柔性绳索攀爬器，包括壳体，设于所述壳体顶端的通孔，设于所述壳体上的锁扣，以及设置在所述壳体内的电源；

至少两个攀爬机构，上下排列且中心对称安装在所述壳体内，安装在所述壳体内且与所述电源电连接的伺服电机，传动连接在所述伺服电机上的齿轮；所述攀爬机构位于所述齿轮上下两端且与所述齿轮啮合连接，利用伺服电机与齿轮相互配合带动攀爬机构进行转动，将钢绳缠绕在所述攀爬机构上，利用攀爬机构在钢绳上进行移动，带动壳体在钢绳上进行移动。

卡紧机构，安装在所述壳体顶端且与所述通孔连通，包裹在钢绳上，在紧急情况下，利用卡紧机构对钢绳进行锁紧，防止壳体下坠。

采用上述技术方案：在伺服电机与齿轮相互配合下，通过钢绳缠绕在攀爬机构上，使攀爬机构在钢绳上进行移动，带动壳体进行上下移动，给维修人员在攀爬通信塔的过程中一个向上的拉力，减少维修人员在上下爬行的过程中体力的消耗，在钢绳攀爬过程中，一旦发生打滑或下坠等意外情况，利用卡紧机构对钢绳进行锁紧固定，避免攀爬器从高空下滑坠落发生意外伤害。

优选的，所述攀爬机构包括可拆卸安装在所述壳体内的固定座，设于所述固定座上的异形支撑板，通过转动轴转动安装在所述异形支撑板上的滚轮，以及设置在所述异形支撑板上的J型滑道；所述J型滑道用于包裹钢绳，所述转动轴与所述齿轮啮合连接，通过伺服电机和齿轮相互配合，驱动转动轴转动带动滚轮转动，将钢绳穿入下端攀爬机构的J型滑道后缠绕在滚轮上，在缠绕在上端攀爬机构的滚轮后穿入J型滑道，利用滚轮在钢绳上进行攀爬。

优选的，所述滚轮与钢绳接触面的面为凹面，设置在所述凹面上若干弧形槽；所述弧形槽圆周阵列排布在所述滚轮的凹面上，所述弧形槽的两端不在同一直线上，所述弧形槽包裹在所述钢绳单股钢丝上，增加滚轮与钢绳表面之间的摩擦力，使滚轮能够稳步的在钢绳上进行移动，防止滚轮在钢绳上移动时出现打滑的现象。

优选的，所述攀爬机构还包括安装在所述异形支撑板上的电动推杆，固定安装在所述电动推杆上定位块，以及与所述电动推杆电连接的控制开关；所述定位块位于所述J型滑道的上部滑道内，所述控制开关与所述伺服电机电连接，一旦攀爬机构发生下滑坠落的情况时，通过控制开关控制电动推杆进行通电，带动定位块进行移动，将钢绳夹紧固定在J型滑道内，使攀爬机构停止下滑坠落。

优选的，还包括设置在所述定位块与所述钢绳接触面上的若干锯齿，所述定位块利用金属材料制成，增加定位块对钢绳的压力，降低定位块形变。

优选的，所述卡紧机构包括安装在所述壳体顶部且与所述通孔连通的柱体，设在所述柱体内壁上且圆周阵列排布在所述柱体内壁上的若干凹槽，转动安装在每个所述凹槽内卡板，以及安装在每个所述卡板上的弹性件；所述柱体的内部为中空结构，所述弹性件铰接在所述卡板上且原料卡板与柱体铰接端，所述卡板顶部与所述凹槽连接的面为斜面，使卡板之间形成上口大下口小的腔体，所述弹性件的另一端安装在所述柱体内壁上，一旦攀爬机构发生下滑坠落时，卡板插入钢绳内，对钢绳卡死固定，制止攀爬机构下滑坠落。

优选的，所述卡紧机构还包括滑动安装在所述柱体内的支撑环，固定安装在所述支撑环外壁上的握持部，以及设于所述柱体上的匚型通孔；所述匚型通孔纵向设置在所述柱体臂上且所述匚型通孔的上端与所述凹槽位于同一高度，所述握持部位于所述匚型通孔内，所述支撑环直径大于钢绳直径小于卡板下端形成的圆形容纳腔直径，利用握持部使支撑环在柱体内进行上下移动，使卡板悬空的端部可以呈现张开和收紧两个状态，当攀爬机构在钢绳上向上爬行时，卡板悬空端处于收紧状态，便于攀爬机构在下滑坠落时对钢绳进行卡紧固定，当攀爬机构在钢绳上向下爬行时，卡板悬空端处于张开状态，以防在攀爬机构下移过程中，卡板卡在钢绳内无法下移。

优选的，还包括固定安装在所述壳体上的防护机构，所述防护机构包括固定安装在所述壳体两侧至少两个的定位板，设于每个所述定位板上的护板，每个护板上均设有锁扣，以及固定安装在所述护板上且与所述护板之间形成容纳腔的背板，利用设置在护板上和壳体上的锁扣，来卡接安全绳，维修人员在攀爬钢绳时，对维修人员进行保护，并利用护板和背板对维修人员进行包裹，使维修人员处于护板与背板形成的容纳腔内，对维修人员背部进行保护。

通信检测用的柔性绳索攀爬器的攀爬方法，包括以下步骤：

第一步、将钢绳穿过卡紧机构后，进入壳体内上端攀爬机构的J型滑道内，并顺时针缠绕在辊轮上，同时使钢绳其中一股钢丝卡在滚轮的弧形槽内，利用滚轮转动，带动整个上端攀爬机构在钢绳上进行移动；

第二步、将缠绕在上端攀爬机构上的钢绳逆时针缠绕在下端攀爬机构的滚轮上，并使钢绳其中一股钢丝卡在滚轮的弧形槽内，并将钢绳下端穿入下端攀爬机构的J型滑道内，在上端攀爬机构移动的同时，下端攀爬机构与上端攀爬机构同步在钢绳上进行移动；

第三步、当绳索攀爬器向上爬行时，支撑环上的握持部卡在匚型通孔的上端，使卡板呈现下端向内收缩的状态，当绳索攀爬器在绳索上攀爬的过程中出现打滑的情况时，由于卡板下端呈向内倾斜的状态，使卡板下端插入绳索内，使绳索攀爬器将绳索卡紧锁死，避免绳索攀爬器下坠，同时利用控制开关使电动推杆通电，带动定位块对钢绳进行挤压固定，进一步的对钢绳进行锁紧；

第四步、当绳索攀爬器向下爬行时，支撑环上的握持部卡在匚型通孔的下端，使卡板呈现下端向外张开的状态，当绳索攀爬器在绳索上攀爬的过程中出现打滑的情况时，利用控制开关使电动推杆通电，带动定位块对钢绳进行挤压固定，对钢绳进行锁紧，同时手动移动握持部，将握持部移动至匚型通孔的上端，使卡板下端向内收紧，一旦绳索攀爬器再次下滑时，使卡板插入钢绳内，对钢绳进一步卡紧固定。

有益效果：本发明涉及通信检测用的柔性绳索攀爬器及其攀爬方法，利用设置在壳体内的一对攀爬机构带动壳体在钢绳上进行移动，为了避免对钢绳产生磨损导致钢绳断裂，攀爬机构中采用滚轮的形式在钢绳上进行攀爬，但由于维修人员需要借助攀爬器在钢绳上进行移动，仅仅利用钢绳缠绕在滚轮上带动攀爬器进行移动，容易出现下滑坠落的情况发生，为了避免在攀爬的过程中出现下滑坠落的情况发生，在滚轮与钢绳接触面上设置了若干弧形槽，利用弧形槽对钢绳单股钢丝进行包裹，增加滚轮多钢绳的抓力，避免在攀爬的过程中发生下发坠落的情况，同时在壳体顶部设置了卡紧机构，一旦在攀爬的过程中发生下滑坠落的情况时，利用卡紧机构对钢绳卡紧锁死，使攀爬器停留在钢绳上，避免维修人员发生坠落的情况。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的卡紧机构示意图；

图3为本发明的攀爬机构示意图；

图4为本发明的攀爬机构示意图；

图5为本发明的滚轮结构示意图。

图1至图5中附图标记为：壳体1、攀爬机构2、卡紧机构3、防护机构4、固定座21、异形支撑板22、滚轮23、J型滑道24、弧形槽25、电动推杆26、定位块27、柱体31、卡板32、弹性件33、支撑环34、握持部35、匚型通孔36、定位板41、护板42、背板43。

具体实施方式

在实际的应用中，申请人发现：现有的绳索攀爬器在维修人员攀爬的过程中，只能对维修人员起到保护作用，而无法给予维修人员上爬过程中辅助力，维修人员在上下爬行过程中需要消耗很多体力，而在上下爬行的过程中，一旦出现下坠的情况，绳索攀爬器会在绳索上同步的下滑，无法很好的保护攀爬中的维修人员，针对这些问题，所以发明了通信检测用的柔性绳索攀爬器及其攀爬方法，能够有效的解决上述问题。

如图1至图5所示，通信检测用的柔性绳索攀爬器，以下简称“该装置”。该装置性包括壳体1、攀爬机构2和卡紧机构3三个部分。

其中攀爬机构2有两个，分别安装在壳体1内，且呈中心对称的方式上下放置在壳体1内部，所述卡紧机构3安装在壳体1的顶部，利用攀爬机构2带动壳体1在钢绳上进行移动，在攀爬机构2在钢绳上爬行的过程中发生下滑坠落时，利用卡紧机构3对钢绳进行卡紧锁死，避免攀爬器下滑坠落，确保维修人员的安全。

其中，所述壳体1内安装有电源，所述壳体1内装有伺服电机，所述伺服电机与所述电源电连接，所述伺服电机上传动连接齿轮，所述攀爬机构2位于所述齿轮上下两端且与所述齿轮啮合连接，利用伺服电机与齿轮相互配合带动攀爬机构2进行转动，将钢绳缠绕在所述攀爬机构2上，利用攀爬机构2在钢绳上进行移动，带动壳体1在钢绳上进行移动，给维修人员在攀爬通信塔的过程中一个向上的拉力，减少维修人员在上下爬行的过程中体力的消耗。

所述攀爬机构2包括固定座21，固定座21可拆卸安装在所述壳体1内，所述固定座21上安装有的异形支撑板22，通过转动轴转动安装在所述异形支撑板22上的滚轮23，所述异形支撑板22上设置有J型滑道24，所述J型滑道24用于包裹钢绳，所述转动轴与所述齿轮啮合连接，通过伺服电机和齿轮相互配合，驱动转动轴转动带动滚轮23转动，将钢绳穿入下端攀爬机构2的J型滑道24后缠绕在滚轮23上，在缠绕在上端攀爬机构2的滚轮23后穿入J型滑道24，利用滚轮23在钢绳上进行攀爬，由于利用滚轮23在钢绳上年滚轮23带动攀爬器在钢绳上进行移动的过程中，由于滚轮23与钢绳之间的摩擦力不够，导致攀爬的过程中会出现下滑坠落的情况发生，为了降低攀爬过程中下滑坠落的情况发生，所述滚轮23与钢绳接触面的面为凹面，所述凹面设置有若干弧形槽25，所述弧形槽25圆周阵列排布在所述滚轮23的凹面上，所述弧形槽25的两端不在同一直线上，所述弧形槽25包裹在所述钢绳单股钢丝上，增加滚轮23与钢绳表面之间的摩擦力，使滚轮23能够稳步的在钢绳上进行移动，防止滚轮23在钢绳上移动时出现打滑的现象，所述壳体1上固定安装防护机构4，所述防护机构4包括，定位板41，在该实施例中，定位板采用两个且分别固定安装在所述壳体1两侧，每个所述定位板41上设有护板42，每个护板42上均设有锁扣，所述护板42上固定安装有背板43，所述背板43与所述护板42之间形成容纳腔，利用设置在护板42上和壳体1上的锁扣，来卡接安全绳，维修人员在攀爬钢绳时，对维修人员进行保护，并利用护板42和背板43对维修人员进行包裹，使维修人员处于护板42与背板43形成的容纳腔内，对维修人员背部进行保护。

在进一步实施例中，所述异形支撑板22上安装电动推杆26，所述电动推杆26上固定安装定位块27，所述定位块27与所述钢绳接触面上设置有若干锯齿，所述定位块27利用金属材料制成，增加定位块27对钢绳的压力，降低定位块27形变，所述电动推杆26电连接有控制开关，所述定位块27位于所述J型滑道24的上部滑道内，所述控制开关与所述伺服电机电连接，一旦攀爬机构2发生下滑坠落的情况时，通过控制开关控制电动推杆26进行通电，带动定位块27进行移动，将钢绳夹紧固定在J型滑道24内，使攀爬机构2停止下滑坠落。

在进一步实施例中，所述卡紧机构3柱体31，柱体31的内部为中空结构，所述柱体31安装在所述壳体1顶部且与通孔相互连通，所述柱体31内壁上设有若干凹槽，所述凹槽圆周阵列排布在所述柱体31内壁上，每个所述凹槽内转动安装卡板32，每个所述卡板32上安装弹性件33，所述弹性件33可采用弹簧、橡胶弹性柱等，所述弹性件33铰接在所述卡板32上，且所述弹性件33位于卡板32远离卡板32与环形主体31的铰接端，所述卡板32顶部与所述凹槽连接的面为斜面，使卡板32之间形成上口大下口小的腔体，所述弹性件33的另一端安装在所述柱体31内壁上，一旦攀爬机构2发生下滑坠落时，卡板32插入钢绳内，对钢绳卡死固定，制止攀爬机构2下滑坠落。

在进一步实施例中，由于攀爬器需要在钢绳上进行上下移动，为了能够让攀爬器能够顺利的在钢绳上进行下移，所述柱体31内滑动安装支撑环34所述支撑环34外壁上，固定安装握持部35，所述柱体31上设有匚型通孔36，所述匚型通孔36纵向设置在所述柱体31臂上且所述匚型通孔36的上端与所述凹槽位于同一高度，所述握持部35位于所述匚型通孔36内，所述支撑环34直径大于钢绳直径小于卡板32下端形成的圆形容纳腔直径，利用握持部35使支撑环34在柱体31内进行上下移动，使卡板32悬空的端部可以呈现张开和收紧两个状态，当攀爬机构2在钢绳上向上爬行时，卡板32悬空端处于收紧状态，便于攀爬机构2在下滑坠落时对钢绳进行卡紧固定，当攀爬机构2在钢绳上向下爬行时，卡板32悬空端处于张开状态，以防在攀爬机构2下移过程中，卡板32卡在钢绳内无法下移。

通过上述技术方案，本发明能够实现如下工作过程：

首先，将钢绳从穿过卡紧机构3后，进入壳体1内上端攀爬机构2的J型滑道24内，并顺时针缠绕在辊轮上，同时使钢绳其中一股钢丝卡在滚轮23的弧形槽25内，利用滚轮23转动，带动整个上端攀爬机构2在钢绳上进行移动，将缠绕在上端攀爬机构2上的钢绳逆时针缠绕在下端攀爬机构2的滚轮23上，并使钢绳其中一股钢丝卡在滚轮23的弧形槽25内，并将钢绳下端穿入下端攀爬机构2的J型滑道24内，在上端攀爬机构2移动的同时，下端攀爬机构2与上端攀爬机构2同步在钢绳上进行移动。

当绳索攀爬器向上爬行时，支撑环34上的握持部35卡在匚型通孔36的上端，使卡板32呈现下端向内收缩的状态，当绳索攀爬器在绳索上攀爬的过程中出现打滑的情况时，由于卡板32下端呈向内倾斜的状态，使卡板32下端插入绳索内，使绳索攀爬器将绳索卡紧锁死，避免绳索攀爬器下坠，同时利用控制开关使电动推杆26通电，带动定位块27对钢绳进行挤压固定，进一步的对钢绳进行锁紧。

当绳索攀爬器向下爬行时，支撑环34上的握持部35卡在匚型通孔36的下端，使卡板32呈现下端向外张开的状态，当绳索攀爬器在绳索上攀爬的过程中出现打滑的情况时，利用控制开关使电动推杆26通电，带动定位块27对钢绳进行挤压固定，对钢绳进行锁紧，同时手动移动握持部35，将握持部35移动至匚型通孔36的上端，使卡板32下端向内收紧，一旦绳索攀爬器再次下滑时，使卡板32插入钢绳内，对钢绳进一步卡紧固定。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.通信检测用的柔性绳索攀爬器，其特征在于，包括：

壳体，设于所述壳体顶端的通孔，设于所述壳体上的锁扣，以及设置在所述壳体内的电源；

至少两个攀爬机构，上下排列且中心对称安装在所述壳体内，安装在所述壳体内且与所述电源电连接的的伺服电机，传动连接在所述伺服电机上的齿轮；所述攀爬机构位于所述齿轮上下两端且与所述齿轮啮合连接，利用伺服电机与齿轮相互配合带动攀爬机构进行转动，将钢绳缠绕在所述攀爬机构上，利用攀爬机构在钢绳上进行移动，带动壳体在钢绳上进行移动；

卡紧机构，安装在所述壳体顶端且与所述通孔连通，包裹在钢绳上，在紧急情况下，利用卡紧机构对钢绳进行锁紧，防止壳体下坠。

2.根据权利要求1所述的通信检测用的柔性绳索攀爬器，其特征在于，所述攀爬机构包括：

固定座，可拆卸安装在所述壳体内；

异形支撑板，设于所述固定座上；

滚轮，通过转动轴转动安装在所述异形支撑板上；所述转动轴与所述齿轮啮合连接，通过伺服电机和齿轮相互配合，驱动转动轴转动带动滚轮转动；

J型滑道，设于在所述异形支撑板上；所述J型滑道用于包裹钢绳。

3.根据权利要求2所述的通信检测用的柔性绳索攀爬器，其特征在于，所述滚轮与钢绳接触面的面为凹面，设置在所述凹面上若干弧形槽；所述弧形槽圆周阵列排布在所述滚轮的凹面上，所述弧形槽的两端不在同一直线上，所述弧形槽包裹在所述钢绳单股钢丝上，防止滚轮在钢绳上移动时出现打滑的现象。

4.根据权利要求2所述的通信检测用的柔性绳索攀爬器，其特征在于，所述攀爬机构还包括：

电动推杆，安装在所述异形支撑板上；

定位块，固定安装在所述电动推杆上；

控制开关，电连接在所述电动推杆电连接；所述定位块位于所述J型滑道的上部滑道内。

5.根据权利要求4所述的通信检测用的柔性绳索攀爬器，其特征在于，还包括设置在所述定位块与所述钢绳接触面上的若干锯齿，所述定位块采用金属材料制成。

6.根据权利要求1所述的通信检测用的柔性绳索攀爬器，其特征在于，

所述卡紧机构包括：

柱体，安装于所述壳体的顶部且与通孔相通；所述柱体的内部为中空结构；

若干个安装槽，呈圆周陈列分布于所述柱体的内壁处；

若干个卡板，对应铰接于所述安装槽内；

数量和位置与所述卡板一致的弹性件，所述弹性件的一端铰接于卡板，另一端铰接于柱体的内壁；其中，弹性件与卡板的连接处位于卡板上远离柱体内壁的一端。

7.根据权利要求6所述的通信检测用的柔性绳索攀爬器，其特征在于，所述卡紧机构还包括：

支撑环，滑动安装在所述柱体内；

握持部，固定安装在所述支撑环外壁上；

匚型通孔，设于所述柱体上且贯穿所述柱体；所述匚型通孔纵向设置在所述柱体臂上且所述匚型通孔的上端与所述凹槽位于同一高度，所述握持部位于所述匚型通孔内，所述支撑环直径大于钢绳直径小于卡板下端形成的圆形容纳腔直径。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的通信检测用的柔性绳索攀爬器，其特征在于，还包括：防护机构，固定安装在所述壳体上；

防护机构包括：

至少两个定位板，呈镜像排布在所述壳体两侧；

护板，设于每个所述定位板上，每个护板上均设有锁扣；

背板，设于所述护板上，所述背板与所述护板之间形成容纳腔。

9.通信检测用的柔性绳索攀爬器的攀爬方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将钢绳穿过卡紧机构后，进入壳体内上端攀爬机构的J型滑道内，并顺时针缠绕在辊轮上，同时使钢绳其中一股钢丝卡在滚轮的弧形槽内；

S2、将缠绕在上端攀爬机构上的钢绳逆时针缠绕在下端攀爬机构的滚轮上，并使钢绳其中一股钢丝卡在滚轮的弧形槽内，并将钢绳下端穿入下端攀爬机构的J型滑道内；

S3、当绳索攀爬器向上爬行时，支撑环上的握持部卡在匚型通孔的上端，使卡板呈现下端向内收缩的状态，当绳索攀爬器在绳索上攀爬的过程中出现打滑的情况时，由于卡板下端呈向内倾斜的状态，使卡板下端插入绳索内，使绳索攀爬器将绳索卡紧锁死，避免绳索攀爬器下坠，同时利用控制开关使电动推杆通电，带动定位块对钢绳进行挤压固定，进一步的对钢绳进行锁紧；

S4、当绳索攀爬器向下爬行时，支撑环上的握持部卡在匚型通孔的下端，使卡板呈现下端向外张开的状态，当绳索攀爬器在绳索上攀爬的过程中出现打滑的情况时，利用控制开关使电动推杆通电，带动定位块对钢绳进行挤压固定，对钢绳进行锁紧，同时手动移动握持部，将握持部移动至匚型通孔的上端，使卡板下端向内收紧，一旦绳索攀爬器再次下滑时，使卡板插入钢绳内，对钢绳进一步卡紧固定。

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