CN114105024B - 一种四轮多功能牵引机 - Google Patents

Abstract

本发明属于输电线路工程机械领域，具体涉及一种四轮多功能牵引机及控制系统。其包括牵引机本体，第一尾绳轮架，控制箱，驱动机构，牵引机构，散热器，第二尾绳轮架，所述的驱动机构、牵引机构以及散热器均安装与牵引机本体的上部，所述的牵引机本体的前端设有牵引架，所述的牵引机构的底部设有蓄电池，所述的第一尾绳轮架直接安装于牵引机本体的后端，所述的第二尾绳轮架与牵引机本体采用分体形式；所述的牵引机构包括四套完全独立的卷扬装置。本发明是一种操作简单、整个施工现场安全维护方便的四轮多功能牵引机及控制系统。

Description

一种四轮多功能牵引机

技术领域

本发明属于输电线路工程机械领域，具体涉及一种四轮多功能牵引机及控制系统。

背景技术

输电线路立塔工序中，大型铁塔多采用落地双摇臂抱杆组立，在这种情况下，需要对根牵引绳进行卷扬控制，其中根牵引绳用于重物的起吊或下降，另外根牵引绳用于两个摇臂的转动控制，当前主要采用多台绞磨协同作业来完成，不仅需要大量的操作人员通过单人单机、人不离机的方式来操作，而且彼此之间需要很好的协调配合，存在着很大的安全隐患。

为此，我们提出一种四轮多功能牵引机及控制系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种四轮多功能牵引机，以解决现有的牵引机施工现场大多以单轮绞磨做牵引机构，因此在某些工况使用起来工况复杂，操作人员较多，安全保障性差的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种四轮多功能牵引机，包括牵引机本体，第一尾绳轮架，控制箱，驱动机构，牵引机构，散热器，第二尾绳轮架，所述的驱动机构、牵引机构以及散热器均安装与牵引机本体的上部，所述的牵引机本体的前端设有牵引架，所述的牵引机构的底部设有蓄电池，所述的第一尾绳轮架直接安装于牵引机本体的后端，所述的第二尾绳轮架与牵引机本体采用分体形式；所述的牵引机构包括四套完全独立的卷扬装置。

进一步地，所述的控制箱采用收纳结构，控制箱内包括第一控制箱以及第二控制箱，第二控制箱嵌与第一控制箱内，在需要时可将第二控制箱解锁后抽出，第一控制箱内安装有电缆收纳装置，电缆收纳装置用于收纳电缆。

进一步地，所述的驱动机构包括驱动机箱体，柴油机，主泵，双联泵；柴油机位于驱动机箱体内侧，主泵与柴油机连接，双联泵与主泵连接；且牵引机本体底部设有柴油机邮箱，柴油机邮箱为柴油机提供能源供给。

进一步地，所述的牵引机本体的尾部的上部设有光杆摆线器。

进一步地，所述的牵引机构包括第一牵引轮，第二牵引轮，第三牵引轮，第三牵引轮，减速机，主马达以及平衡阀组；所述马达连接减速机，减速机调速后通过齿轮驱动卷筒工作，从而实现导线或牵引绳的收、放；平衡阀组集成在主马达油口处；所述减速机、平衡阀组以及主马达均设有四个，四个主马达分别与第一牵引轮、第二牵引轮、第三牵引轮和第三牵引轮连接，且四个主马达与液压系统连接。

进一步地，所述的液压系统包括液压油箱，多路阀，回流阀，插装阀块，所述的插装阀块位于牵引机本体的底部，所述插装阀块内设有压力传感器，多路阀共4个工作联，分别对应第一牵引轮、第二牵引轮、第三牵引轮以及第三牵引轮，多路阀采用电比例阀控形式，平衡阀组集成在主马达油口处。

进一步地，所述的液压系统主回路采用恒功率负载敏感多路阀系统，辅助回路采用基于螺纹插装阀组系统进行集成。

进一步地，所述的第一尾绳轮架以及第二尾绳轮架均包括2个辅泵(双联齿轮泵)、分流阀以及尾架马达，辅泵一侧与液压油箱连接，辅泵的另一侧与插装阀块连接，辅泵从液压油箱吸油后经分流阀将油液均分为路，每2路进入个插装阀块，油液经插装阀块驱动尾架马达旋转；插装阀块同时也驱动光杠摆线马达旋转，带动光杠摆线器工作，实现排线功能；所有换向动作均采用集成在插装阀组上的电磁换向阀来实现，每个插装阀块实现组尾架和摆线工作的控制以及起升油缸的控制，4组尾架及摆线卷扬和排线功能以及主机起升油缸的控制。

进一步地，所述散热器7的顶部设有散热器马达，散热器马达采用直流电动机型式，散热器马达根据温度传感器测得的液压油温度自动工作和停止，确保液压系统油温始终处于合理范围。

本发明还公开了一种四轮多功能牵引机的控制系统；所述的控制系统包括控制箱和本机仪表箱；所述的控制箱包括控制面板，可编程控制器2以及显示器；所述的本机仪表箱包括可编程控制器1 ,4G模板，控制面板以及无线模块；所述控制箱通过CAN总线和本机仪 表箱电连接。

进一步地，所述的4G模板用于将所有的参数信息和定位信息可以上传至云平台，实现互联网端的实时监控和管理。

进一步地，所述控制系统还配置了接收模块，接收模块通过CAN总线接入本机电气控制系统；接收模块采用LORA方式可以接收例如角度传感器的无线信号，通过该信号的接入，可以在该设备进行抱杆组立铁塔作业时实时计算和显示抱杆的偏载情况，当出现偏载时予以弹窗报警或自动保护。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1 .配备了4套完全独立的卷扬装置，每套装置主要包括卷筒和与其配合的尾绳轮架，尾绳轮架包含了卷扬和排线功能；4套卷筒和2套尾绳轮架集成于主机架，另外2套尾绳轮架采用分体形式；设备集成了四组牵引轮，将四个单轮绞磨集成，最多可牵引四根导线或钢丝绳，对施工场地多个绞磨进行了整合，使得施工现场布置整洁，有效提高了操作人员的人身安全和整个施工现场的安全性。

2 .液压系统主回路采用恒功率负载敏感多路阀系统，确保了不受负载变化影响的 恒速牵引，辅助回路采用基于螺纹插装阀组系统进行集成，保证了系统的高效率的同时，最 大程度简化了管路联结，方便后期的维护保养。

3、控制系统基于可编程控制器开发，主机的控制器实现对所有执行部件的精确控制，包括基于CAN总线和柴油机的通讯及控制，此外基于CAN总线实现控制箱内控制器和主机控制器的可靠通讯，以此来实现控制箱和设备本体在远程分离情况下的远程控制。具有标准化、高可靠性，快速安全等特点。

附图说明

图1为发明的立体结构示意图；

图2为发明主视图；

图3为发明图二的右侧示意图；

图4为发明图二的左侧示意图；

图5为发明图二的俯视图；

图6为发明控制系统的控制原理图；

图中：牵引机本体1，第一尾绳轮架3，控制箱4，驱动机构5，牵引机构6，散热器7，第二尾绳轮架8，驱动机箱体9，柴油机10，主泵11，双联泵12，柴油机邮箱13，第一牵引轮14，第二牵引轮14-1，第三牵引轮15，第四牵引轮15-1，尾架马达16，第一控制箱17，第二控制箱18，液压油箱19，散热器马达20，蓄电池21，多路阀22，回流阀23，插装阀块24，光杆摆线器25，减速机26，主马达27。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1一种四轮多功能牵引机，包括牵引机本体1，第一尾绳轮架3，控制箱4，驱动机构5，牵引机构6，散热器7，第二尾绳轮架8，所述的驱动机构5、牵引机构6以及散热器7均安装与牵引机本体1的上部，所述的牵引机本体1的前端设有牵引架2，所述的牵引机构6的底部设有蓄电池21，所述的第一尾绳轮架3直接安装于牵引机本体1的后端，所述的第二尾绳轮架8与牵引机本体1采用分体形式；所述的牵引机构6包括四套完全独立的卷扬装置。

所述的控制箱4采用收纳结构，控制箱4内包括第一控制箱17以及第二控制箱18，第二控制箱18嵌与第一控制箱17内，在需要时可将第二控制箱18解锁后抽出，第一控制箱17内安装有电缆收纳装置，电缆收纳装置用于收纳电缆。

所述的驱动机构5包括驱动机箱体9，柴油机10，主泵11，双联泵12；柴油机10位于驱动机箱体9内侧，主泵11与柴油机10连接，双联泵12与主泵11连接；且牵引机本体1底部设有柴油机邮箱13，柴油机邮箱13为柴油机10提供能源供给。

所述的牵引机本体1的尾部的上部设有光杆摆线器25。

所述的牵引机构6包括第一牵引轮14，第二牵引轮14-1，第三牵引轮15，第三牵引轮15-1，减速机26，主马达27以及平衡阀组；所述马达27连接减速机26，减速机26调速后 通过齿轮驱动卷筒工作，从而实现导线或牵引绳的收、放；平衡阀组集成在主马达27油口 处；所述减速机26、平衡阀组以及主马达27均设有四个，四个主马达27分别与第一牵引轮 14、第二牵引轮14-1、第三牵引轮15和第四牵引轮15-1连接，且四个主马达27与液压系统连接。

所述的液压系统包括液压油箱19，多路阀22，回流阀23，插装阀块24，所述的插装阀块24位于牵引机本体1的底部，所述插装阀块24内设有压力传感器，多路阀22共4个工作联，分别对应第一牵引轮14、第二牵引轮14-1、第三牵引轮15以及第四牵引轮15-1，多路阀22采用电比例阀控形式，因此多路阀22能够根据控制电流的改变来调节通过的液压流量，以此控制牵引轮速度，且通过流量和马达负向负载，以此来保证负载变化时牵引速度保持稳定；平衡阀组集成在主马达27油口处，既能控制制动器的开启和关闭，也能够在主马达承受负向负载(重物下落)时速度可控，不会出现失速下落的情况，通过这种安装方式，在起吊重物时即使液压管爆裂，也不会导致安全风险。

所述的液压系统主回路采用恒功率负载敏感多路阀系统，辅助回路采用基于螺纹插装阀组系统进行集成。

所述的第一尾绳轮架3以及第二尾绳轮架8均包括2个辅泵(双联齿轮泵)、分流阀以及尾架马达16，辅泵一侧与液压油箱19连接，辅泵的另一侧与插装阀块24连接，辅泵从液压油箱吸油后经分流阀将油液均分为4路，每2路进入1个插装阀块24，油液经插装阀块24驱动尾架马达16旋转，通过齿轮副带动线盘转动，实现线、绳收纳；插装阀块24同时也驱动光杠摆线马达25旋转，带动光杠摆线器工作，实现排线功能。所有换向动作均采用集成在插装阀块24上的电磁换向阀来实现，每个插装阀块24实现2组尾架和摆线工作的控制以及起升油缸的控制，4组尾架及摆线卷扬和排线功能以及主机起升油缸的控制。

所述散热器7的顶部设有散热器马达20，散热器马达20采用直流电动机型式，散热器马达20根据温度传感器测得的液压油温度自动工作和停止，确保液压系统油温始终处于合理范围。

本发明还公开了一种四轮多功能牵引机的控制系统；所述的控制系统包括控制箱和本机仪表箱；所述的控制箱包括控制面板，可编程控制器2以及显示器；所述的本机仪表箱包括可编程控制器1 ,4G模板，控制面板以及无线模块；所述控制箱通过CAN总线和本机仪 表箱电连接；所述的4G模板用于将所有的参数信息和定位信息可以上传至云平台，实现互 联网端的实时监控和管理；所述控制系统还配置了接收模块，接收模块通过CAN总线接入本 机电气控制系统；接收模块采用LORA方式可以接收例如角度传感器的无线信号，通过该信 号的接入，可以在该设备进行抱杆组立铁塔作业时实时计算和显示抱杆的偏载情况，当出 现偏载时予以弹窗报警或自动保护。

本机电气控制系统控制核心采用1块控制器1，整机使用的温度、压力、转速等传感器均接入该控制器1，作为系统的输入信号。同时所有电磁换向阀、比例电磁阀均接入该控制器1，以此来实现基于控制器的所有执行元件的控制。通过本机控制器1控制软件的开发，可以最大程度的提升设备的自动化程度和安全可靠性。实现主牵引系统和尾架卷绕系统的联动，除此之外，当关键参数处于异常状态时，也能实现设备的自动保护。仪表箱电气控制系统采用1块控制器2、1件彩色数字显示器和控制元件组成。所有控制元件均接入控制器2，控制系统通过控制电缆中集成的CAN总线将信号传输至本机控制器1，通过控制软件实现设备的所有控制，两个控制器上的所有信号根据需要发送至显示器上进行集中显示。显示信号主要包括且不限于、系统关键位置压力、柴油机参数、液压油温度、柴油油位、牵引速度等等。

设备操作

1、设备固定

设备主机固定：尽量将牵引机摆放在所需牵引方向上，抽出后支腿销将牵引机后支腿放到合适的位置，插入支腿销，操作前支腿的机械摇臂将牵引机前支腿置于合适位置，用拉线将牵引机锚固，并适当调整锚线张力。

船型尾架固定：将两个船型尾架置于本机两侧后方适宜位置，安装好尾绳线盘后用拉线将船型尾架锚固，并适当调整锚线张力。

2、设备启动和停机

启动：牵引机固定后，打开电源总开关，对显示器、指示灯进行检查；将控制手柄置于中间位置，所有三位开关置于“停止”位置，发动机油门控制手柄置于最小或较小位置；待“启动指示”灯熄灭后，顺时针扳动起动钥匙至“启动”，发动机起动后，松开启动钥匙。

停机：对控制面板上的所有元件进行检查，确保控制手柄位于中位，柴油机所有的电位计设置在合理位置；将油门设置在较小位置；将“启动钥匙”向左扳动至“停止”位置，柴油机停机。

3、尾绳盘安装

本机尾绳盘安装：启动牵引机，将尾绳起升节流阀调节至较小位置，将“起升-停止-旋转”三位开关切换至“停止”位置，通过尾架自身重力，慢慢降下尾架(下落速度可由节流阀调节)；打开尾架压轴板；将安装好线盘轴的线盘放到尾绳轮架上；将“起升-停止-旋转”三位开关切换至“起升”位置，配合尾绳压力调节，慢慢升起尾绳轮架支撑架，直至可以将机械支撑就位为止；将“起升-停止-旋转”三位开关切换至“停止”位置；压紧尾绳轮压轴板；拧紧锁定销。完成就位后应进行检查，确保已经可靠锁定。

船型尾架尾绳盘安装：打开线盘轴卡槽压轴板；将船型尾架由抬起至一定位置；使安装好线盘轴的线盘滚动至尾架卡槽中；放平船型尾架；压紧尾架压轴板；拧紧锁定螺栓。完成就位后应进行检查，确保已经可靠锁定。

4、具体操作程序

将钢丝绳按照上进上出，里进外出的方式缠绕在牵引轮上，通过通过导向轮后固定缠绕在尾绳轮上后启动牵引机；

将“起升-停止-旋转”三位开关切换至“旋转”位置；

将控制箱锁切换至“开”位置时，控制箱解锁，可拉出控制箱至适宜位置(最远可至20米)，进行人机分离的远程控制；

通过油门控制手柄调节发动机转速，再根据实际需要通过“尾架调节”电位计调节尾绳张力；

注意：尾绳张力的大小以不使缠绕在牵引轮上的钢丝绳打滑为宜；若尾绳压力不足导致钢丝绳打滑，除了有一定安全风险外，会造成卷筒磨损。

切换牵引轮选择开关至不同位置，可分别选择控制手柄1控制1或3牵引轮，控制手柄2控制2或4牵引轮；

根据实际需要通过“牵引力设定”电位计调节预设牵引力大小；

操作控制手柄使牵引轮转动，可通过切换显示器不同页面查看工况参数、故障等信息；

需要使用摆线功能时，“摆线控制”应置于工作位置；摆线速度通过摆线器支架下方的摆线调速阀进行调节；

注意：控制手柄的位置确定牵引轮的速度，偏离中位越多，其速度越快。当控制手柄返回到中位时，可自动恢复到制动器结合位置，此时牵引机制动；当控制手柄进入牵引位置时，可自动处于制动器脱开位置，此时牵引机可以进行正常牵引工作。

需要进行同步操作时，将同步开关至于“同步位置”，此时只需操作手柄1，即可对手柄1、2同时控制.

以上所述为本发明的较佳实施例，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 (1)

1.一种四轮多功能牵引机，包括牵引机本体(1)，第一尾绳轮架(3)，控制箱(4)，驱动机构(5)，牵引机构(6)，散热器(7)，第二尾绳轮架(8)，所述的驱动机构(5)、牵引机构(6)以及散热器(7)均安装于牵引机本体(1)的上部，所述的牵引机本体(1)的尾部的上部设有光杆摆线器(25)；所述的牵引机本体(1)的前端设有牵引架(2)，所述的牵引机构(6)的底部设有蓄电池(21)；

其特征在于：还包括控制系统,所述的第一尾绳轮架(3)直接安装于牵引机本体(1)的后端，所述的第二尾绳轮架(8)与牵引机本体(1)采用分体形式；所述的牵引机构(6)包括四套完全独 立的卷扬装置；

所述的控制箱(4)采用收纳结构，控制箱(4)内包括第一控制箱(17)以及第二控制箱(18)，第二控制箱(18)嵌于第一控制箱(17)内，在需要时可将第二控制箱(18)解锁后抽出，第一控制箱(17)内安装有电 缆收纳装置，电缆收纳装置用于收纳电缆；

所述的驱动机构(5)包括驱动机箱体(9)，柴油机(10)，主泵(11)，双联泵(12)；柴油机(10)位于驱动机箱体(9)内侧，主泵(11)与柴油机(10)连接，双联泵(12)与主泵(11)连接；且牵引机本体(1)底部设有 柴油机油箱(13)，柴油机油箱(13)为柴油机(10)提供能源供给；

所述的牵引机构(6)包括第一牵引轮(14)，第二牵引轮(14-1)，第三牵引轮(15)，第四牵引轮(15-1)，减速机(26)，主马达(27)以及平衡阀组；所述主马达(27)连接减速机(26)，减速机(26)调速后通过齿 轮驱动卷筒工作，从而实现导线或牵引绳的收、放；平衡阀组集成在主马达(27)油口 处；所述减速机(26)、平衡阀组以及主马达(27)均设有四个，四个主马达(27)分别与第一牵引轮(14)、第二牵引轮(14-1)、第三牵引轮(15)和第四牵引轮(15-1)连接，且四个主马 达(27)与液压系统连接；

所述的液压系统包括液压油箱(19)，多路阀(22)，回流阀(23)，插装阀块(24)，所述的插装阀块(24)位于牵引机本体(1)的底部，所述插装阀块(24)内设有压力传感器，多路阀(22)共四个工作联，分别对应 第一牵引轮(14)、第二牵引轮(14-1)、第三牵引轮(15)以及第四牵引轮(15-1)，多路阀(22) 采用电比例阀控形式，平衡阀组集成在主马达(27)油口处；

所述的液压系统主回路采用恒功率负载敏感多路阀系统，辅助回路采用基于螺纹插装阀组系统进行集成；

所述的第一尾绳轮架(3)以及第二尾绳轮架(8)均包括2个辅泵、分流阀以及尾架马达(16)，辅泵一侧与液压油箱 (19)连接，辅泵的另一侧与插装阀块(24)连接，辅泵从液压油箱吸油后经分流阀将油液均 分为4路，每2路进入1个插装阀块(24)，油液经插装阀块(24)驱动尾架马达(16)旋转； 插装阀块(24)同时也驱动光杠摆线马达旋转，带动光杆摆线器工作，实现排线功能；所 有换向动作均采用集成在插装阀块(24)上的电磁换向阀来实现，每个插装阀块(24)实现2 组尾架和摆线工作的控制以及起升油缸的控制，4组尾架及摆线卷扬和排线功能以及主机起升油缸的控制；

所述散热器(7)的顶部 设有散热器马达(20)，散热器马达(20)采用直流电动机型式，散热器马达(20)根据温度传感器测得的液压油温度自动工作和停止，确保液压系统油温始终处于合理范围；

所述的控制系统包括控制箱和本机仪表箱；所述的控制箱包括控制面板，可编程控制器(2)以及显示器；所述的本机仪表箱包括可编程控制器1 ,4G模板，控制面板以及无线模块；所述控制箱通过CAN总线和本机仪表箱电连接；所述的4G模板用于将所有的参数信息和定位信息可以上传至云平台，实现互联网端的实时监控和管理；

所述控制系统还配置了接收模块，接收模块通过CAN总线接入本机电气控制系统；接收模块采用LORA 方式可以接收例如角度传感器的无线信号，通过所述牵引机信号的接入，可以在该设备进行抱杆组立铁塔作业时实时计算和显示抱杆的偏载情况，当出现偏载时予以弹窗报警或自动保护。