CN114843974A - 面向配网作业的相间间隔棒安装装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向配网作业的相间间隔棒安装装置，包括用于对相间间隔棒进行安装且镜像对称设置的两个单体工作单元以及设置在两个单体工作单元之间并与两个单体工作单元铰接的绝缘杆；两个单体工作单元之间还设置有间隔棒，间隔棒两端分别铰接一用于夹持导线的线夹，单体工作单元协调作业将两个线夹安装在配网的两相导线之间。本发明不仅能够承载相间间隔棒在导线上行走，同时能够在到达预定位置后完成相间间隔棒的安装作业，方便快捷、安全可靠。

Description

面向配网作业的相间间隔棒安装装置

技术领域

本发明涉及电力设备安装技术领域，特别是一种配电网作业过程中用于安装相间间隔棒的装置。

背景技术

配电网中，对于高原配网大档距线路，输电线路穿越山川河谷海拔落差大，且受局部地区季节性大风影响，大档距风偏放电、导线断线等故障频发。目前，大档距风偏放电问题治理的有效措施为安装间隔棒。但由于配网线路线径较细，工作人员无法上线进行间隔棒安装，对于地势环境不好的区域，高空车承载工作人员工作的方式也不适用。

目前，配网线路安装间隔棒尚无便捷、可靠、安全的安装装置，现场难以实施相间间隔棒的安装。因此，能提供一种便捷、可靠和操作方便的相间间隔棒安装装置，是现阶段本技术人员亟需解决的问题之一。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种面向配网作业的相间间隔棒安装装置，不仅能够承载相间间隔棒在导线上行走，同时能够在到达预定位置后完成相间间隔棒的安装作业，方便快捷、安全可靠。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

面向配网作业的相间间隔棒安装装置，包括用于对相间间隔棒进行安装且镜像对称设置的两个单体工作单元以及设置在两个单体工作单元之间并与两个单体工作单元铰接的绝缘杆；两个单体工作单元之间还设置有间隔棒，间隔棒两端分别铰接一用于夹持导线的线夹，单体工作单元协调作业将两个线夹安装在配网的两相导线之间。

上述面向配网作业的相间间隔棒安装装置，所述单体工作单元包括机架以及设置在机架上的运动系统、承载紧固系统和控制系统；

所述运动系统包括用于驱动相应单体工作单元行走的驱动轮、用于与驱动轮配合行走并兼顾导向作用的导向轮以及可上下运动实现与驱动轮和导向轮配合来保证运动可靠性的压紧轮；所述驱动轮和导向轮分别通过设置在机架上的第一驱动机构实现合抱与释放导线，压紧轮通过设置在机架上的顶紧机构将导线压紧在驱动轮和导向轮下方；

所述承载紧固系统包括用于定位并约束线夹的平台，所述平台通过垂直于机架的导轨滑动设置在机架上方，平台上设置有驱动平台上下移动的第二驱动机构、用于推动线夹对齐并夹紧导线的压紧机构以及用于拧紧线夹螺栓的紧固机构；

所述控制系统包括用于对相应单体工作单元进行控制的控制器、为控制器供电的电池模块以及与控制器通过无线方式通信的的地面站遥控设备。

上述面向配网作业的相间间隔棒安装装置，所述第一驱动机构包括驱动电机、驱动轮臂、导向轮臂、电机一、两个主动锥齿轮和两个从动锥齿轮；

所述机架上开设有两个上下贯通的通孔，且两个通孔与导线走向平行；

驱动轮臂穿过第一通孔并通过销轴铰接在第一通孔中，驱动电机固定在位于机架上方、且朝向驱动轮的驱动轮臂顶端，驱动电机的输出轴与驱动轮连接；

导向轮臂穿过第二通孔并通过销轴铰接在第二通孔中，导向轮通过转轴设置在机架上方的导向轮臂顶端，驱动轮臂和导向轮臂相对于电机一中心对称设置；

所述电机一固定设置在机架的底端面上，电机一输出轴通过水平设置的连杆连接两个主动锥齿轮，两个从动锥齿轮分别固定设置在驱动轮臂和导向轮的底端，主动锥齿轮和从动锥齿轮相啮合。

上述面向配网作业的相间间隔棒安装装置，所述顶紧机构包括垂直设置在机架顶端面的顶紧电机，顶紧电机的输出轴通过顶紧臂与压紧轮连接；所述压紧轮位于驱动轮和导向轮之间。

上述面向配网作业的相间间隔棒安装装置，所述导轨包括两根，平台两侧通过滑块滑动配装在导轨内侧壁上；所述第二驱动机构包括垂直设置在两导轨之间机架上的电机二，电机二输出端与平台底端固定连接。

上述面向配网作业的相间间隔棒安装装置，所述平台上方垂直设置两个支撑架，线夹托放在支撑架顶端的卡槽内；所述压紧机构包括垂直设置在平台上方的倒L型悬臂，旋臂横杆的底端面上固定设置有顶杆电机，顶杆电机的底端固定连接压紧线夹的顶杆。

上述面向配网作业的相间间隔棒安装装置，所述紧固机构包括固定设置在两个支撑架之间平台顶端面上的紧固电机，紧固电机的输出端连接内置螺栓的万能套筒；所述线夹上设置有穿过螺栓的螺纹孔。

上述面向配网作业的相间间隔棒安装装置，所述运动系统和承载紧固系统中均设置有监测各动作部件运动状态的传感器，传感器的输出端连接控制器的输入端，控制器的输出端分别与各动作部件的受控端连接。

由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步如下。

本发明利用远程控制与行走机构的优点设计而成，通过地面站遥控设备与控制器相互通讯来控制装置的运行状态，不仅能够承载相间间隔棒在导线上行走，同时能够在到达预定位置后完成相间间隔棒的安装作业，用来替代传统人工走线安装方式，减少了人工操作，避免了人工走线时的风险，提高了相间间隔棒的安装效率，具有很强的实际意义和实用性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的单体工作单元结构示意图；

图3为本发明的单体工作单元上线时轴测图；

图4为本发明的单体工作单元上线时侧正视；

图5为本发明的单体工作单元紧固线夹时轴测图；

图6为本发明的单体工作单元紧固线夹时侧视图；

图7为本发明的单体工作单元底面视图；

图8为本发明单体工作单元紧固时细节图；

其中：1.导线、2.顶杆、3.顶杆电机、4.悬臂、5.驱动轮、6.驱动电机、7.驱动轮臂、8.压紧轮、9.顶紧臂、10.导向轮、11.导向轮臂、12.吊耳、13.机架、14.顶紧电机、15.控制器、16.电池模块、17.绝缘杆、18.从动锥齿轮、19.主动锥齿轮、20.电机一、21.导轨、22.平台、23.线夹、24.间隔棒、25.电机二、26.力传感器一、27.角速度传感器一、28.角度传感器一、29.角度传感器二、30.角速度传感器二、31.位移传感器、32.力传感器二、33.万能套筒、34.紧固电机、35支撑架。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步详细说明。

一种面向配网作业的相间间隔棒安装装置，其结构如图1至图8所示，包括两个单体工作单元，两个单体工作单元镜像对称设置，且两个单体工作单元之间通过绝缘杆17铰接；此种结构不但便于拆卸安装，而且在安装装置跨在两相导线1运行过程中，铰接方法能解决两个单体工作单元在行走过程中的运动误差问题。

两个单体工作单元之间还设置有间隔棒24，间隔棒两端分别铰接一线夹23，线夹用于夹持导线，线夹23包括一端铰接连接的上夹体和下夹体，上夹体和下夹体的另一端通过螺栓紧固，来夹紧导线1。

本发明通过单体工作单元动作将两个线夹及两线夹间的相间间隔棒安装在配网的两相导线之间。

单体工作单元的结构如图1所示，包括机架13以及设置在机架13上的运动系统、承载紧固系统和控制系统，控制系统用于对运动系统和承载紧固系统进行协调控制，完成间隔棒的安装作业。

单体工作单元包括控制器15、为控制器供电的电池模块16以及与控制器15通过无线方式通信的的地面站遥控设备。

运动系统和承载紧固系统中均设置有监测各动作部件运动状态的传感器，传感器的输出端连接控制器的输入端，控制器的输出端分别与各动作部件的受控端连接。

运动系统用于驱动装置整体在导线上行走，包括驱动轮5、导向轮10、压紧轮8、第一驱动机构和顶紧机构，第一驱动机构包括驱动电机6、驱动轮臂7、导向轮臂11、电机一20、两个主动锥齿轮19和两个从动锥齿轮18；顶紧机构包括垂直设置在机架顶端面的顶紧电机14和顶紧臂9。

驱动轮5用于驱动相应单体工作单元在导线上行走；导向轮10用于与驱动轮5配合行走并兼顾导向作用；压紧轮8可上下运动，与驱动轮5和导向轮10配合来保证运动的可靠性。

机架上开设有两个上下贯通的通孔，且两个通孔与导线走向平行。

驱动轮臂7穿过第一通孔，并通过销轴铰接在第一通孔中；驱动电机6固定在位于机架上方驱动轮臂7的顶端，且朝向驱动轮5设置，驱动电机6的输出轴与驱动轮连接；驱动轮5外圆周面上设置有轮槽，轮槽用于在导线1上行走。

驱动电机6的输出轴端设置有角速度传感器一27，如图2所示，角速度传感器一27的输出端连接控制器的输入端，控制器的输出端连接驱动电机6的受控端。

角速度传感器一27用于收集驱动轮5的转动状态，便于控制器判断驱动轮是否打滑，另一方面可以通过收集的转动信息计算安装装置的实时位移。

在工作时，驱动电机6正转带动驱动轮5正转，实现相应单体工作单元的前行；驱动电机6反转带动驱动轮5反转，实现相应单体工作单元的后退，从而实现驱动相应单体工作单元在的导线上行走。

导向轮臂11穿过第二通孔，并通过销轴铰接在第二通孔中；导向轮10通过转轴设置在机架上方的导向轮臂11顶端，导向轮10为槽轮结构，用于在导线1上行走，从而起到与驱动轮5配合行走并兼顾导向的作用。

导向轮臂11上安装有角速度传感器二30，如图3所示，用于收集导向轮10的转动状态，便于控制器判断导向轮是否打滑。

驱动轮臂7和导向轮臂11相对于电机一20中心对称设置。

电机一20固定设置在机架的底端面上，电机一20输出轴通过水平设置的连杆连接两个主动锥齿轮19，两个从动锥齿轮18分别固定设置在驱动轮臂7和导向轮臂11的底端，主动锥齿轮19和从动锥齿轮18相啮合，如图1和图5和图7所示。

当电机一20正转，带动主动锥齿轮19正转，从动锥齿轮18转动，驱动轮臂7相对机架铰接处顺时针转，导向轮臂11相对机架铰接逆时针转，从而完成驱动轮臂7和导向轮臂11的合抱动作，抱住导线1；电机一20反转时，经过一系列传动，完成驱动轮臂7和导向轮臂11的张开动作，从而释放导线。

电机一20的输出轴端设置有角度传感器一28，如图7所示，角度传感器一28用于收集主动锥齿轮的转动角度。机架上与绝缘杆铰接的位置还设置有角度传感器二29，如图2所示，用于收集两个单体工作单元的行走误差；角度传感器一28和角度传感器二29的输出端分别与控制器的输入端连接，控制器的输出端与电机一的输出端连接。

顶紧电机14的输出轴通过顶紧臂9与压紧轮8连接，压紧轮8位于驱动轮5和导向轮10之间的下方，压紧轮8为槽轮结构；在合抱状态下，压紧轮8、驱动轮5、导向轮10和导线在同一竖直平面内。本发明中，顶紧电机为直线电机。

在工作时，顶紧电机14启动后，带动顶紧臂9向上运动，顶紧臂9带动压紧轮8向上运动，实现压紧轮8的压紧动作；顶紧电机14反转，驱动带动顶紧臂9向下运动，顶紧臂9向下运动带动压紧轮8向下运动，实现压紧轮8的放松动作。

当压紧轮8处在压紧状态时，压紧轮8的轮槽上缘与导线1、驱动轮5、导向轮10处在同一轴线上，驱动轮5、导向轮10和压紧轮8成三点受力，压紧轮8从导线1的底部压紧导线1，达到与驱动轮5和导向轮10配合来保证运动可靠性的目的。

承载紧固系统用于承载相间间隔棒，并完成相间间隔棒的安装。包含平台22、导轨21、第二驱动机构、压紧机构和紧固机构。

平台22用于定位并约束线夹23，机架上垂直设置有两根导轨21，平台22两侧通过滑块滑动配装在导轨内侧壁上。

第二驱动机构用于驱动平台上下移动，包括垂直设置有电机二25，电机二25位于两导轨之间的机架上，电机二25输出端与平台22底端固定连接。本发明中，电机二为直线电机。

电机二25启动，推动平台22沿导轨21上移，与导轨21连接配合的结构随动，线夹23与间隔棒也随之上行，线夹23与导线1配合，方便相间间隔棒的安装。

导轨21上嵌装有位移传感器31，如图3所示，用于收集平台22上下的位移变化，判断线夹23与导线1的接触配合状态、承载紧固系统与线夹23的接触配合状态。位移传感器31的输出端连接控制器的输入端，控制器的输出端连接电机二的受控端。

平台22上方垂直设置两个支撑架35，线夹23托放在支撑架顶端的卡槽内。支撑架35与线夹23相配合，其用途一是在运输过程中约束线夹23的自由度，避免线夹23与安装装置分离，二是在紧固过程中与压紧机构配合压紧线夹体，提高运输与紧固的可靠性。

压紧机构用于推动线夹23的上夹体和下夹体对齐，并夹紧导线。压紧机构包括垂直设置在平台上方的倒L型悬臂4，旋臂横杆的底端面上固定设置有顶杆电机3，顶杆电机的底端固定连接压紧线夹的顶杆2。

在工作时，顶杆电机3推动顶杆2向下运动，顶杆2向下运动，推动线夹23上两个铰接的夹体合并，从而夹住导线1。

顶杆2上嵌装有力传感器一26，如图2所示，用于收集顶杆的受力，来判断线夹23的顶紧状态。力传感器一26的输出端连接控制器的输入端，控制器的输出端连接顶杆电机的受控端。

紧固机构用于拧紧线夹23的螺栓；紧固机构包括紧固电机34和万能套筒33，紧固电机34固定设置在两个支撑架35之间的平台顶端面上，紧固电机34的输出端连接万能套筒33底端，如图8所示，万能套筒中内置有预装在线夹23上的螺栓。

线夹的上夹体和下夹体上均设置有穿过螺栓的螺纹孔，螺栓穿过螺纹孔后将上线夹和下线夹紧固在一起，从而实现导线的夹紧操作。

承载紧固系统在工作时，电机二25启动，推动平台22沿导轨21上移，线夹23随动，直至线夹23与导线1配合；此时顶杆电机3启动，顶杆2下移，将铰接的两个线夹体合并压紧；紧固电机34驱动万能套筒33转动，从而拧动螺栓来将线夹23的两个夹体紧固，完成相间间隔棒的安装。

安装完成后，紧固电机34停止转动，顶杆电机3启动，顶杆2上移，远离线夹23，此时电机二25启动下移，平台22沿导轨21下移，套筒与螺栓分离，支撑架35与线夹23分离，完成安装装置与线夹23分离。

紧固电机34与万能套筒33之间嵌装有力传感器二32，如图8所示，用于收集万能套筒的扭矩，来判断螺栓的紧固状态。力传感器二32输出端连接控制器的输入端，控制器的输出端连接紧固电机34的受控端。

控制器15上还设置有通信模块，控制器15通过通信模块与地面站遥控设备实现通讯，工作人员可通过地面站遥控设备远程接收各传感器收集的信息，从而实现远程操控控制器15完成对电机一20、电机二25、驱动电机6、顶紧电机14、顶杆电机3、紧固电机34的启停与正反转，进而执行所需要动作，从而完成对相应单体工作单元的控制。

机架13上还设置有电池模块16，电池模块16分别与控制器15、力传感器一26、角速度传感器一27、角度传感器一28、角度传感器二29、角速度传感器二30、力传感器二32、位移传感器31以及电机一20、电机二25、驱动电机6、顶紧电机14、顶杆电机3、紧固电机34连接，为安装装置的各电器元件供电。

机架13的两端设置有吊耳12，方便安装装置上下线过程中的吊装。

本发明中，单体工作单元以机架13为主体，单体工作单元的重心受相关零配件在空间布置约束后，处在导线1的正下方，从而进一步有利于安装装置运动的可靠性。

本发明使用时，通过吊耳12将负载相间间隔棒的安装装置吊装至压紧轮8与两相导线1配合状态，如图4所示。

启动电机一20，通过锥齿轮传动，驱动轮臂7与导向轮臂11从图3状态开始运动合抱导线1至图5状态；顶紧电机14启动，压紧轮8上移，与驱动轮5、导向轮10形成对导线1的三点受力，便可将装置稳定地放置在两相导线上。

启动驱动轮5，驱动装置行走至安装相间间隔棒的地点。

启动电机二25，推动平台22上移，上移至线夹23与导线1配合；线夹23与导线1接触前，上夹体和下夹体处于张开状态，当导线与线夹接触配合时，线夹内的压舌受导线压迫，上线夹转动并与下线夹扣合。

启动顶杆电机3，顶杆2下行，与支撑架35形成对线夹23的压紧配合，如图5、图6和图8所示。

启动紧固电机34正转，将螺栓穿过线夹的螺纹孔，螺栓将铰接的两个线夹23体紧固在一起。

顶杆电机3反向运行，顶杆2上行，顶杆2远离线夹23；启动，电机二25平台22下行，万能套筒33与螺栓分离，此时完成了间隔棒的安装。

相间间隔棒安装完成后，驱动电机6反向运转，驱动安装装置返回施放位置。

顶紧电机反转，压紧轮8下行；同时启动电机一20，驱动轮臂和导向轮臂反向运行，释放导线；通过吊装孔吊装，将安装装置下线。

Claims (8)

1.面向配网作业的相间间隔棒安装装置，其特征在于：包括用于对相间间隔棒进行安装且镜像对称设置的两个单体工作单元以及设置在两个单体工作单元之间并与两个单体工作单元铰接的绝缘杆(17)；两个单体工作单元之间还设置有间隔棒(24)，间隔棒两端分别铰接一用于夹持导线的线夹(23)，单体工作单元协调作业将两个线夹安装在配网的两相导线之间。

2.根据权利要求1所述的面向配网作业的相间间隔棒安装装置，其特征在于：所述单体工作单元包括机架(13)以及设置在机架(13)上的运动系统、承载紧固系统和控制系统；

所述运动系统包括用于驱动相应单体工作单元行走的驱动轮(5)、用于与驱动轮(5)配合行走并兼顾导向作用的导向轮(10)以及可上下运动实现与驱动轮(5)和导向轮配合来保证运动可靠性的压紧轮(8)；所述驱动轮和导向轮分别通过设置在机架(13)上的第一驱动机构实现合抱与释放导线，压紧轮(8)通过设置在机架上的顶紧机构将导线压紧在驱动轮(5)和导向轮(10)下方；

所述承载紧固系统包括用于定位并约束线夹(23)的平台(22)，所述平台(22)通过垂直于机架的导轨(21)滑动设置在机架上方，平台上设置有驱动平台上下移动的第二驱动机构、用于推动线夹(23)对齐并夹紧导线的压紧机构以及用于拧紧线夹(23)螺栓的紧固机构；

所述控制系统包括用于对相应单体工作单元进行控制的控制器(15)、为控制器供电的电池模块(16)以及与控制器(15)通过无线方式通信的的地面站遥控设备。

3.根据权利要求2所述的面向配网作业的相间间隔棒安装装置，其特征在于：所述第一驱动机构包括驱动电机(6)、驱动轮臂(7)、导向轮臂(11)、电机一(20)、两个主动锥齿轮(19)和两个从动锥齿轮(18)；

所述机架上开设有两个上下贯通的通孔，且两个通孔与导线走向平行；

驱动轮臂(7)穿过第一通孔并通过销轴铰接在第一通孔中，驱动电机(6)固定在位于机架上方、且朝向驱动轮(5)的驱动轮臂(7)顶端，驱动电机(6)的输出轴与驱动轮连接；

导向轮臂(11)穿过第二通孔并通过销轴铰接在第二通孔中，导向轮(10)通过转轴设置在机架上方的导向轮臂(11)顶端，驱动轮臂(7)和导向轮臂(11)相对于电机一(20)中心对称设置；

所述电机一(20)固定设置在机架的底端面上，电机一(20)输出轴通过水平设置的连杆连接两个主动锥齿轮(19)，两个从动锥齿轮(18)分别固定设置在驱动轮臂(7)和导向轮臂(11)的底端，主动锥齿轮(19)和从动锥齿轮(18)相啮合。

4.根据权利要求2所述的面向配网作业的相间间隔棒安装装置，其特征在于：所述顶紧机构包括垂直设置在机架顶端面的顶紧电机(14)，顶紧电机(14)的输出轴通过顶紧臂(9)与压紧轮(8)连接；所述压紧轮(8)位于驱动轮(5)和导向轮(10)之间。

5.根据权利要求2所述的面向配网作业的相间间隔棒安装装置，其特征在于：所述导轨(21)包括两根，平台(22)两侧通过滑块滑动配装在导轨内侧壁上；所述第二驱动机构包括垂直设置在两导轨之间机架上的电机二(25)，电机二(25)输出端与平台(22)底端固定连接。

6.根据权利要求2所述的面向配网作业的相间间隔棒安装装置，其特征在于：所述平台(22)上方垂直设置两个支撑架(35)，线夹(23)托放在支撑架顶端的卡槽内；所述压紧机构包括垂直设置在平台上方的倒L型悬臂(4)，旋臂横杆的底端面上固定设置有顶杆电机(3)，顶杆电机的底端固定连接压紧线夹的顶杆(2)。

7.根据权利要求6所述的面向配网作业的相间间隔棒安装装置，其特征在于：所述紧固机构包括固定设置在两个支撑架(35)之间平台顶端面上的紧固电机(34)，紧固电机(34)的输出端连接内置螺栓的万能套筒(33)；所述线夹上设置有穿过螺栓的螺纹孔。

8.根据权利要求2所述的面向配网作业的相间间隔棒安装装置，其特征在于：所述运动系统和承载紧固系统中均设置有监测各动作部件运动状态的传感器，传感器的输出端连接控制器的输入端，控制器的输出端分别与各动作部件的受控端连接。

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