CN212182967U - 人机协同爬塔装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种人机协同爬塔装置，装置包括爬架、防坠机构和拉板；爬架包括上防坠器、下防坠器和连板，两防坠器呈上、下装配于防坠轨道上、外侧通过连板相连；防坠机构包括防坠座和防坠卡爪，防坠座包括滑槽和防坠槽，防坠槽的底面与滑槽的顶面连通，防坠座以滑槽安装于防坠轨道外位于上防坠器与下防坠器之间，防坠座通过伸缩构件与上防坠器相连，防坠卡爪铰接于防坠槽内能够绕铰接轴相对转动以与防坠轨道锁死或分离，防坠卡爪的顶端通过伸缩构件与上防坠器相连；拉板包括主动段和从动段，主动段顶部外连拉绳、中部与上防坠器相连、底部与从动段相连，从动段的底部与连板相连。降低登塔作业强度，起到防高空坠落的作用。

Description

人机协同爬塔装置

技术领域

本实用新型属于输电线路爬塔技术领域，特别是涉及一种人机协同爬塔装置。

背景技术

输电线路主要由导线、绝缘子、杆塔、避雷线和接地装置组成。杆塔主要起到支撑作用，输电线路杆塔按材料分为铁塔和砼塔，铁塔在输电线路上的使用占比高达80％以上，特别是500kV及以上线路目前占到100％。

在线路运维检修中，触电与高空坠落是危害人身安全的两大主要因素。随着电网建设的迅速发展，铁塔的呼高越来越高，特高压线路的平均呼高达到70米以上，上塔作业时爬塔需耗费大量的体力和时间，使作业人员体力越来越难以满足作业需求，如何节省爬塔耗费的体力以及保证爬塔安全成为了作业过程中至关重要的环节。

铁塔一般分为角钢塔和钢管塔两种，传统的登高方式，靠在角钢两侧设计脚钉或在钢管塔装设爬梯上手攀爬，易发生高空坠落，危及作业人员生命安全。机器人载人上塔，就必须找寻到不同铁塔的特征，提高机器人作业效率，角钢塔由主材、斜材、横材、连接螺栓、联板组成。不同的角钢塔其结构难以找到共同的特征来适用机器人的运动规划，创新难度极大。而一部分铁塔上，特别是高呼高的铁塔上装设有防坠轨道，此类型的铁塔可为机器人设计研究提供了另一种选择攀爬方式，可有效提高机器人的效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种既能降低作业人员爬塔强度又能防止高空坠落的人机协同爬塔装置。

本实用新型提供的这种人机协同爬塔装置，包括爬架、防坠机构和拉板；爬架包括上防坠器、下防坠器和连板，两防坠器呈上、下装配于防坠轨道上、外侧通过连板相连；防坠机构包括防坠座和防坠卡爪，防坠座包括滑槽和防坠槽，防坠槽的底面与滑槽的顶面连通，防坠座以滑槽安装于防坠轨道外位于上防坠器与下防坠器之间，防坠座通过伸缩构件与上防坠器相连，防坠卡爪铰接于防坠槽内能够绕铰接轴相对转动以与防坠轨道锁死或分离，防坠卡爪的顶端通过伸缩构件与上防坠器相连；拉板包括主动段和从动段，主动段顶部外连拉绳、中部与上防坠器相连、底部与从动段相连，从动段的底部与连板相连。

所述防坠座为C型座，包括封闭顶板、底板和侧板；封闭顶板为工字型板，其中部设有通槽作为防坠槽，防坠槽两侧分设一对耳板用以安装所述防坠卡爪；底板为C型板，一对底板以其开口向外相对布置，两底板之间留有间距；侧板的两端外凸用以安装侧滑轮。

所述防坠卡爪为圆弧爪，其顶端外设弹簧挂耳、底端设有用与与防坠轨道抱死的摩擦齿，中部设有通孔用以与所述耳板铰接。

所述上防坠器、下防坠器与所述防坠机构结构相同，以其侧壁与连板相连。

所述连板为条形板，其长度方向中心设有外凸的限位槽，槽壁上设安装孔，其两端设有通孔，上防坠器和下防坠器分别通过销轴连接于通孔处、位于两连板之间。

所述连板外设有置物架，置物架包括水平杆和斜撑，水平杆的一端连接于连杆顶端外、另一端与斜撑的顶端相连，斜撑的底端与连板底端相连。

所述主动段为矩型板，其顶端设有圆孔用以安装拉绳；所述从动段为门型板，其两开口端设有通孔；主动段以其底端固接于从动段的宽度方向中心；拉板以其从动段的侧壁贴合于连板限位槽内通过穿过安装孔和通孔的连接件相连。

所述连板的中部通过伸缩构件与上防坠器的防坠卡爪相连。

所述伸缩构件为弹簧。

本实用新型在投入使用时，通过地面作业人员手动操控拉绳开始爬塔，爬塔时拉板下拉至防坠机构处，从动段压迫防坠卡爪与防坠轨道锁死，继续下拉，爬架以防坠机构为支点向上移动，移动至最高点时，上防坠器的防坠卡爪在弹簧作用下倾倒与防坠轨道锁死，下防坠器的防坠卡爪在拉板压迫下倾倒与防坠轨道锁死；然后地面电工松开绳索，弹簧将拉板牵引至初始角度，接触对防坠机构中防坠卡爪的下压，接触锁紧状态，防坠机构由弹簧牵引上提，完成一个爬塔动作；重复此动作即可完成爬塔。无需爬塔人员耗费体力，降低爬塔作业的强度，又能为登塔人员全程提供后备保护，起到防止高空坠落的作用。

附图说明

图1为本实用新型一个优选实施例的爬塔状态示意图。

图2为本优选实施例的主视放大示意图。

图3为本优选实施例中爬架的立体放大示意图。

图4为本优选实施例中上防坠器的立体放大示意图。

图5为图4的左视放大示意图。

图6为本优选实施例中防坠卡爪的立体放大示意图。

图7为本优选实施例中连板的立体放大示意图。

图8为本优选实施例中拉板的立体放大示意图。

图示序号：

1—爬架，11—上防坠器，12—下防坠器，13—连板，14—置物架；

2—防坠机构；

3—拉板，31—主动段，32—从动段；

4—防坠弹簧；5—牵引拉簧；6—拉板弹簧；7—防坠轨道；

a—防坠座，a1—封闭顶板、a2—底板、a3—侧板、a4—耳板，

b—防坠卡爪，b1—弹簧挂耳、b2—摩擦齿，

c—侧滑轮。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实施例公开的这种人机协同爬塔装置，适用于沿防坠轨道7进行攀爬，爬塔装置包括爬架1、防坠机构2和拉板3。

如图3所示，爬架1包括上防坠器11、下防坠器12、连板13和置物架14。

如图4、图5所示，上防坠器11由防坠座a、防坠卡爪b和侧滑轮c组装而成。防坠座a为C型座，包括封闭顶板a1、底板a2和侧板a3；封闭顶板为工字型板，其中部设有通槽作为防坠槽，防坠槽两侧分设一对耳板a4，其端板设有安装孔；底板为C型板，一对底板以其开口向外相对布置，两底板之间留有间距；侧板的两端外凸。

如图6所示，防坠卡爪b为圆弧爪，其顶端外设弹簧挂耳b1、底端设有用与与防坠轨道抱死的摩擦齿b2，中部设有通孔。上防坠器11装配时，将防坠卡爪插入防坠槽内，并通过穿过耳板和通孔的销轴铰接，将侧滑轮c置于侧板的外凸段内、轮轴安装于顶板安装孔中。

下防坠器12与上防坠器11结构相同，两防坠器均安装完成后通过连板13组装。

如图7所示，连板13为条形板，其长度方向中心设有外凸的限位槽，槽壁上设安装孔，其两端设有通孔，上防坠器和下防坠器分别通过销轴连接于通孔处、位于两连板之间。连板外设置物架14以便携带工器具爬塔，置物架包括水平杆和斜撑，水平杆的一端连接于连杆顶端外、另一端与斜撑的顶端相连，斜撑的底端与连板底端相连。完成整个爬架1的装配，爬架装配完成后与防坠机构2进行装配。

如图1所示，防坠机构2的结构与上防坠器相同，安装时，将防坠机构的防坠卡爪与上防坠器11的防坠座a通过一对防坠弹簧4相连，一对防坠弹簧对称设置于防坠卡爪的两侧。将防坠机构的防坠座与上防坠器11的防坠座a通过一对牵引弹簧5相连，一对牵引弹簧对称布置于防坠座的两侧。

如图8所示，拉板3包括主动段31和从动段32。主动段为矩型板，其顶端设有圆孔用以安装拉绳，其中部设有拉板弹簧6，拉板弹簧的另一端与上防坠器的防坠卡爪相连。从动段为门型板，其两开口端设有通孔。主动段以其底端固接于从动段的宽度方向中心；拉板以其从动段的侧壁贴合于连板限位槽内通过穿过安装孔和通孔的连接轴相连，使拉板下拉时，爬架能够在反力的作用下上行。

本实施例在安装完成后投入使用爬塔时，按如下步骤进行：

步骤一、检查防坠轨道安装状况，确定是否满足机器人作业；

步骤二、将安装好载人椅的爬塔装置安装于防坠轨道外；

步骤三、在下防坠器的防坠卡爪外连接保护绳；

步骤四、拉动拉绳使爬塔装置上行至一定位置并锁止；

步骤五、对机器人进行冲击试验，合格后，作业人员进入载人椅并连接保护绳；

步骤六、地面作业人员手动操控拉绳开始爬塔，爬塔包括以下两个动作：

1)、拉升，拉板下拉至防坠机构处，从动段压迫防坠卡爪，防坠卡爪向下转动至摩擦齿与防坠轨道上表面接触锁死，继续下拉，主动段以防坠机构为支点向下转动，从动段向上转动，带动爬架以防坠机构为支点向上移动，移动至最高点时，上防坠器的防坠卡爪在防坠弹簧作用下倾倒与防坠轨道锁死，下防坠器的防坠卡爪在拉板压迫下倾倒与防坠轨道锁死；

2)、牵引上提，地面电工松开绳索，拉板弹簧将拉板牵引至初始角度，接触对防坠机构中防坠卡爪的下压，接触锁紧状态，防坠机构由牵引弹簧牵引上提，完成一个爬塔动作；

步骤七、重复步骤六即可完成爬塔。

通过本实用新型的投入使用，爬塔时通过地面作业人员手动操控拉绳开始爬塔，爬塔时拉板下拉至防坠机构处，从动段压迫防坠卡爪与防坠轨道锁死，继续下拉，爬架以防坠机构为支点向上移动，移动至最高点时，上防坠器的防坠卡爪在防坠弹簧作用下倾倒与防坠轨道锁死，下防坠器的防坠卡爪在拉板压迫下倾倒与防坠轨道锁死；然后地面电工松开绳索，拉板弹簧将拉板牵引至初始角度，接触对防坠机构中防坠卡爪的下压，接触锁紧状态，防坠机构由牵引弹簧牵引上提，完成一个爬塔动作；重复此动作即可完成爬塔。无需爬塔人员耗费体力，降低爬塔作业的强度，又能为登塔人员全程提供后备保护，起到防止高空坠落的作用。并能通过置物架携带工器具、绝缘子等上塔，大大节省地面电工的人力；整个装置造价低廉，推广应用性强。

Claims (9)

1.一种人机协同爬塔装置，其特征在于：本装置包括爬架、防坠机构和拉板；

爬架包括上防坠器、下防坠器和连板，两防坠器呈上、下装配于防坠轨道上、外侧通过连板相连；

防坠机构包括防坠座和防坠卡爪，防坠座包括滑槽和防坠槽，防坠槽的底面与滑槽的顶面连通，防坠座以滑槽安装于防坠轨道外位于上防坠器与下防坠器之间，防坠座通过伸缩构件与上防坠器相连，防坠卡爪铰接于防坠槽内能够绕铰接轴相对转动以与防坠轨道锁死或分离，防坠卡爪的顶端通过伸缩构件与上防坠器相连；

拉板包括主动段和从动段，主动段顶部外连拉绳、中部与上防坠器相连、底部与从动段相连，从动段的底部与连板相连。

2.如权利要求1所述的人机协同爬塔装置，其特征在于：所述防坠座为C型座，包括封闭顶板、底板和侧板；封闭顶板为工字型板，其中部设有通槽作为防坠槽，防坠槽两侧分设一对耳板用以安装所述防坠卡爪；底板为C型板，一对底板以其开口向外相对布置，两底板之间留有间距；侧板的两端外凸用以安装侧滑轮。

3.如权利要求2所述的人机协同爬塔装置，其特征在于：所述防坠卡爪为圆弧爪，其顶端外设弹簧挂耳、底端设有用于与防坠轨道抱死的摩擦齿，中部设有通孔用以与所述耳板铰接。

4.如权利要求3所述的人机协同爬塔装置，其特征在于：所述上防坠器、下防坠器与所述防坠机构结构相同，以其侧壁与连板相连。

5.如权利要求4所述的人机协同爬塔装置，其特征在于：所述连板为条形板，其长度方向中心设有外凸的限位槽，槽壁上设安装孔，其两端设有通孔，上防坠器和下防坠器分别通过销轴连接于通孔处、位于两连板之间。

6.如权利要求1所述的人机协同爬塔装置，其特征在于：所述连板外设有置物架，置物架包括水平杆和斜撑，水平杆的一端连接于连杆顶端外、另一端与斜撑的顶端相连，斜撑的底端与连板底端相连。

7.如权利要求4所述的人机协同爬塔装置，其特征在于：所述主动段为矩型板，其顶端设有圆孔用以安装拉绳；所述从动段为门型板，其两开口端设有通孔；主动段以其底端固接于从动段的宽度方向中心；拉板以其从动段的侧壁贴合于连板限位槽内通过穿过安装孔和通孔的连接件相连。

8.如权利要求7所述的人机协同爬塔装置，其特征在于：所述连板的中部通过伸缩构件与上防坠器的防坠卡爪相连。

9.如权利要求8所述的人机协同爬塔装置，其特征在于：所述伸缩构件为弹簧。

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