CN102354930B - 500kV输电线路四***导线行走装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种500kV输电线路四***导线行走装置，由主轮行走机构、摆杆升降机构、辅轮行走机构、刹车制动机构、吊臂侧摆机构、吊篮等组成，其中主轮行走机构、摆杆升降机构、辅轮行走机构、刹车制动机构、吊臂侧摆机构均有两组，按照机构行走方向的左右边各一组对称分布，在主轮行走机构底部通过两根吊臂与吊篮底梁铰接形成整体。本发明强度高，质量轻，大大降低了整个装置的重量；动力电源采用高能锂电池，一次充电可持续运行1小时以上；动力机构采用直流低速无刷电机，无极变速，前进倒退行走自如；导线行走装置能顺利跨越间隔棒、防震锤、接续管、直线悬垂串等障碍；刹车减速机构的设计既能进行减速刹车，又能起到保险作用。

Description

500kV输电线路四***导线行走装置

技术领域

本发明涉及一种500kV输电线路四***导线行走装置，它是用于500kV输电线路网架巡检的运输工具。

背景技术

目前，500kV输电线路网架巡检主要以人工走线为主，在部分线路上使用人力脚踏式导线飞车，但这些方法都存在一些问题和不足。其一是500kV线路导线悬挂较高，档距较大，作业采用走线或脚踏式导线飞车等方式，作业人员的体力消耗很多，特别是在爬坡时操作人员更加费力。在整个输电网架的巡检和作业过程中，作业人员劳动强度增大，工作效率低；其二是作业人员不能在飞车上站立对导线的缺陷进行维修作业，消缺存在较大的空间限制问题；其三是在输电线路上巡检和作业都是依赖于人力来完成，作业人员携带的工具种类和数量都是有限的，当遇到一些特殊情况时不能及时解决；其四是作业人员走线或脚踏导线飞车，作业过程稳定性较差，难度和风险较大。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种500kV输电线路四***导线行走装置，该行走装置以高能锂电池作为动力源、能够自动行走和跨越电网中的间隔棒、防震锤、接续管、直线悬垂串等障碍物，能携带较多工具、帮助作业人员进行网架连续档走线及消缺，提高工作效率、减轻劳动强度。

按照本发明提供的技术方案，500kV输电线路四***导线行走装置由主轮行走机构、摆杆升降机构、辅轮行走机构、刹车制动机构、吊臂侧摆机构、吊篮组成，其中主轮行走机构、摆杆升降机构、辅轮行走机构、刹车制动机构、吊臂侧摆机构均有两组，按照机构行走方向的左右边各一组对称分布，吊臂侧摆机构的吊臂上部与主轮行走机构、摆杆升降机构、辅轮行走机构、刹车制动机构相连，下部通过铰链轴、吊篮底梁铰接，最终将整个行走装置连接为一体。

每组主轮行走机构、摆杆升降机构、辅轮行走机构、刹车制动机构、吊臂侧摆机构结构相同。

每组主轮行走装置由两块立柱板、主轮、主电机、锥齿轮组以及主轮轴组成；其中主轮通过主轮轴及轴承固定在两块立柱板下部之间的主轮槽内，主轮轴的外侧一端安装有锥齿轮组；主电机固定在靠外侧的立柱板上，电机主轴垂直朝下并通过锥齿轮组与主轮轴连接，主电机通电转动并通过锥齿轮组、主轮轴带动主轮旋转，从而带动整个行走装置在导线上行走。

每组摆杆升降机构由升降电机、两根摆臂、丝杆、丝套、导轮、辅助轮、滑块、升降齿轮组、丝套固定板组成；其中摆臂是按机构行进方向呈前后各安装一根，两摆臂上端与立柱板铰接，前摆臂下端轮槽内安装有导轮，后摆臂下端轮槽内安装有辅助轮；导轮槽、辅助轮槽及主轮槽中心位于导线上方，并在同一垂直平面上；升降电机和丝杆安装在滑块内，升降电机通过升降齿轮组与丝杆连接，丝杆两端螺纹旋向相反；滑块安装在由两块立柱板形成的槽当中，其可以做上下滑动；丝杆的两端分别通过安装在摆臂中部内的丝套、丝套固定板与前后两根摆臂连接。

每组辅轮行走机构由辅助电机、辅助轮、辅助轮轴及联轴器组成；通过辅助轮轴将辅助轮固定于摆臂的辅助轮槽内，辅助轮轴外侧一端安装有联轴器，它将辅助电机的轴与辅助轮轴连成一体；辅助电机固定于摆臂下端外侧。

每组刹车制动机构由吊臂、前刹车滚轮、后刹车滚轮、两根杠杆、小缆绳、手柄、转轴组成；杠杆由转轴定位于吊臂中部，它们分布在吊臂的前后侧，前侧杠杆上安装有前刹车滚轮，后侧杠杆上安装有后刹车滚轮，两杠杆尾部是通过手柄连接成一体。吊臂上部通过长螺钉和短螺钉固定于立柱板之上，并与其对齐；前刹车滚轮和后刹车滚轮安装在主轮和导线的下方。

所述杠杆与立柱板之间安装有小缆绳，小缆绳一端固定于杠杆头部，另一端与立柱板上的销钉结为活扣。

每组吊臂侧摆机构由吊臂、调节杆、螺钉、吊篮、竖杆、铰链轴、吊篮底梁、手轮组成；吊臂上部连接丝杆摆臂越障行走机构的立柱板，吊臂下部通过铰链轴与吊篮底梁铰接，最终将整个行走机构连接为一体；吊篮底梁固定在吊篮底部；调节杆穿过吊臂中部小孔，其一端由螺钉压紧于竖杆上，其另一端装配有手轮，通过调节手轮的进退即可控制吊臂侧摆的角度。

吊篮四周用美格铝材料围成一椭圆形形状，其上下底分别有上底加强筋、下底加强筋连接固定；底部有吊篮底梁与吊臂铰链；吊篮中设有坐凳。

吊篮顶面、底面用4mm厚度的聚酯板铺设，当中挖成椭圆形孔，坐凳选用铝型材、人造革及海绵制成，其两端与吊臂方向平行，凳面离吊篮底板400mm；坐凳下部用薄铝板围成一箱体。

本发明与已有技术相比具有以下优点：

1、整体材料采用高强度铝镁合金，强度高，质量轻，大大降低了整个装置的重量；

2、动力电源采用高能锂电池，一次充电可持续运行1小时以上；

3、动力机构采用直流低速无刷电机，无极变速，前进倒退行走自如；

4、丝杆摆臂越障行走装置的设计，导线行走装置能顺利跨越间隔棒、防震锤、接续管、直线悬垂串等障碍；

5、打开吊臂侧摆机构，导线行走装置能迅速在500kV四***导线上安装就位；

6、吊篮为美格铝材料围成椭圆形形状，上底和下底采用加强筋固定，垂直方向也有四根加强筋连接固定；既美观又保证了机械强度需求，满足组合间隙的要求；可携带一定量的工具，能全方位、多角度的进行检修消缺；

7、刹车减速机构的设计既能进行减速刹车，又能起到保险作用。

附图说明

图1为本发明结构主视图。

图2为本发明结构侧视图。

图3为本发明侧摆机构示意图。

图4为本发明刹车减速机构主视图。

图5为本发明刹车减速机构侧视图。

图6为本发明吊篮结构主视图。

图7为本发明吊篮结构俯视图。

图8为本发明吊篮结构侧视图。

具体实施方式

下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：

图1～图7所示，包括立柱1、升降电机2、主轮3、摆臂4、丝杆5、丝套6、辅助电机7、导轮8、辅助轮9、吊篮10、调节杆11、手轮12、主电机13、滑块14、升降齿轮组15、锥齿轮组16、刹车保险装置17、丝套固定板18、辅助轮轴19、吊臂20、前刹车滚轮21、后刹车滚轮22、杠杆23、导线24、小缆绳25、手柄26、转轴27、铰链轴28、螺钉29、上底加强筋30、下底加强筋31、坐凳32、操作台33、聚酯板34、竖杆35、主轮轴36、长螺杆37、短螺杆38及吊篮底梁39等。

本发明由主轮行走机构、摆杆升降机构、辅轮行走机构、刹车制动机构、吊臂侧摆机构、吊篮及电控部分等组成，其中主轮行走机构、摆杆升降机构、辅轮行走机构、刹车制动机构、吊臂侧摆机构均有两组，他们是按照机构行走方向的左右边各一组对称分布的，最终在行走机构底部通过两根吊臂与吊篮底梁铰接形成一个整体。每组主轮行走机构、摆杆升降机构、辅轮行走机构、刹车制动机构、吊臂侧摆机构结构相同。

每组主轮行走机构由两块立柱板1、主轮3、主电机13、锥齿轮组16以及主轮轴36等零件组成。其中主轮3是通过主轮轴36及轴承固定在两块立柱板1下部之间的主轮槽内，主轮轴36的外侧一端安装有锥齿轮组16。主电机13固定在靠外侧的立柱板1上，电机主轴垂直朝下并通过锥齿轮组16与主轮轴连接。工作时，主电机13通电转动并通过锥齿轮组16、主轮轴36带动主轮旋转，从而带动整个行走装置在导线上行走。

每组摆杆升降机构由升降电机2、两根摆臂4、丝杆5、丝套6、导轮8、辅助轮9、滑块14、升降齿轮组15、丝套固定板18组成。其中摆臂4是按机构行进方向呈前后各安装一根，两摆臂4上端与立柱板1铰接，前摆臂下端轮槽内安装有导轮8，后摆臂下端轮槽内安装有辅助轮9。导轮槽、辅助轮槽及主轮槽中心位于导线上方，并在同一垂直平面上。升降电机2和丝杆5安装在滑块14内，升降电机2通过升降齿轮组15与丝杆5连接，丝杆5两端螺纹旋向相反。滑块14安装在由两块立柱板形成的槽当中，其可以做上下滑动。丝杆5的两端分别通过安装在摆臂中部内的丝套6、丝套固定板18与前后两根摆臂连接。当升降电机通电后，它通过升降齿轮组带动丝杆旋转，丝杆通过丝套和丝套固定板带动前后摆臂绕其上端孔的轴芯摆动。当两根摆臂同时向下摆动时，其下部的导轮和辅助轮压在导线上并逐渐将主轮3抬起，使其能够越过障碍。当两根摆臂同时向两侧伸展时，导轮和辅轮离开导线、同时抬起一定高度，以便越过障碍。

每组辅轮行走机构由辅助电机7、辅助轮9、辅助轮轴19及联轴器等零件组成。通过辅助轮轴19将辅助轮9固定于摆臂4的轮槽内，辅助轮轴19外侧一端安装有联轴器，它将辅助电机7的轴与辅助轮轴19连成一体。辅助电机7固定于摆臂4下端外侧。辅轮行走机构的作用是当主轮3被抬起需要越过障碍时，辅轮行走机构的辅助电机得电，它带动辅助轮旋转，从而动整个行走装置前行。

每组刹车制动机构17由吊臂20、前刹车滚轮21、后刹车滚轮22、杠杆23为前后侧两根、小缆绳25、手柄26、转轴27组成。杠杆23由转轴27定位于吊臂20中部，它们分布在吊臂20的前后侧，前侧杠杆上安装有前刹车滚轮21，后侧杠杆上安装有后刹车滚轮22，两杠杆尾部是通过手柄26连接成一体。吊臂20上部通过长螺杆37和短螺杆38固定于立柱板1之上，并与其对齐。刹车制动机构的作用是防止行走装置在上坡或下坡时发生溜坡，并能控制行走装置的运行速度、对其进行制动。前刹车滚轮21和后刹车滚轮22安装在主轮3和导线24的下方，当需要减速刹车时，将手柄26往下拉，通过杠杆的作用，前刹车滚轮和后刹车滚轮往上抬起，与主轮一起将导线夹紧，增加行走的阻力，从而起到减速的作用。当行走装置要通过障碍时，将手柄往上抬起，此时前刹车滚轮和后刹车滚轮随杠杆转动至吊臂两侧，避免与障碍接触。为了防止导线滑出主轮槽造成行走装置坠落事故，在杠杆与立柱板之间安装有小缆绳25，小缆绳一端固定于杠杆头部，另一端与立柱板上的销钉结为活扣，这样既可保证行走安全，又能在行走装置遇到障碍时刹车机构可以收回避让。

每组吊臂侧摆机构由吊臂20、调节杆11、螺钉29、吊篮10、竖杆35、铰链轴28、吊篮底梁39、手轮12等零件组成。吊臂20上部与主轮行走机构、摆杆升降机构、辅轮行走机构、刹车制动机构相连，下部通过铰链轴28、吊篮底梁39铰接，最终将整个行走机构连接为一体。吊篮底梁39固定在吊篮10底部。调节杆11穿过吊臂中部小孔，其一端由螺钉29压紧于竖杆35上其另一端装配有手轮12，通过调节手轮12的进退即可控制吊臂20侧摆的角度。吊臂侧摆机构的作用是在将行走机构吊装到导线上时，为了避免机构的顶部触碰导线、阻碍行走装置升吊，可先将吊臂及主轮行走机构、摆杆升降机构、辅轮行走机构同时向两侧摆动一个角度，机构避开导线的位置后可继续上升，当主轮底部超过导线高度时，再将吊臂角度复原，行走机构即可顺利挂于四***导线的两根上线之上。行走机构从导线上卸下时也需要通过吊臂侧摆机构来完成。

吊篮10四周用美格铝材料围成一椭圆形形状，其上下底分别有上底加强筋30、下底加强筋31连接固定。底部有吊篮底梁39与吊臂20铰链。底面用4mm厚度的聚酯板34铺设。吊篮顶面也是采用聚酯板铺设，当中挖成椭圆形孔，工作人员站立于其中，两侧用作操作台33，安装电控按钮。吊篮中设有坐凳32，坐凳选用铝型材、人造革及海绵制成，其两端与吊臂方向平行，凳面离吊篮底板400mm。坐凳下部用薄铝板围成一箱体，行走机构的电源锂电池、控制柜等安装于其中。

本发明导线行走装置工作前需要用起吊设备将其吊装于输电线路网架的导线上。由于整个机构是垂直上升，为了将滚轮悬挂于导线之上，在丝杆摆臂越障行走机构上设计一个吊臂侧摆机构。吊臂侧摆机构是以吊臂20为主梁，吊臂20上部连接丝杆摆臂越障行走机构的立柱板1，其下部与吊篮10篮体底部的铝合金型材铰接，吊臂20中部通过铰链轴28安装有吊臂侧摆机构的调节杆11及调节作用的螺钉29与手轮12。通过调节手轮移动的距离，可使摆臂向两侧摆动一点角度，保证机构的滚轮偏离导线两侧、有足够的空间距离上升到导线24之上。行走装置的吊装是利用三角架来提升的。三角架顶角有滑轮，通过吊缆和动滑轮悬挂于输电铁架上。三角架两端有吊钩，它们分别钩于行走装置的两根长螺杆37处。

本发明导线行走装置的吊篮10主要用于承载作业人员和作业工具，它既要有足够的强度，保证作业人员的安全，又要控制体积和重量。吊篮包括吊臂、篮体、操作台和座凳等部件。另设计遥控装置，作为备用控制。为了减轻行走装置整体的重量，吊篮10四周采用美格铝材料围成椭圆形形状，吊篮10的左右两侧各设置有一根吊臂20，上底和下底采用加强筋固定，垂直方向也有四根加强筋连接固定。吊篮底部用4mm高强度聚酯板34铺设，吊篮顶面也是采用聚酯板铺设，用作操作台33，其上面安装有电控按钮。在吊篮11中设置有坐凳32，坐凳材料选用铝型材、人造革及海绵，其两端与吊臂20方向平行，凳面离吊篮底板400mm。坐凳下部用薄铝板围成一箱体，控制电器柜等安装于其中。

机构整体高度的确定。以操作人员坐姿状态头部离间隔棒中心相对距离100～150mm为准，在此基础上尽量减少行走装置高度尺寸，保证过塔窗时不发生放电现象；同时也减轻机构的重量。

动力机构采用直流低速无刷电机，最大扭矩不小于36Nm，输出功率不小于210W；整体重量≤80kg；许用工作载荷200kg；爬坡仰角≤15°；一次充电持续行走时间≥1小时；前进后退速度20m/min，无级变速(倒车扭矩不变)。

本发明主要部件的作用与功能：

1、摆臂结构

摆臂是500kV输电线路四***导线行走装置的一个重要零件，通过它与丝杆的配合，行走装置实现了跨越障碍的功能。

在500kV输电线路四***导线行走装置中，一共设计有四根摆臂。每两根摆臂与立柱板、丝杆等零部件组成一组越障机构。因摆臂在工作中要承受整体机构的载荷，而且受到力矩的作用，故要求其具有较高的强度。另外，由于摆杆数量较多，为了控制装置整体的重量、便于悬挂到电网上，需要尽量减少摆杆的重量。设计中为满足上述对摆臂的要求，将摆臂两侧面设计成镂空结构，使其截面成“工”字型，这样既提高了摆臂的强度，又能够大幅度地减轻了摆臂的重量。

另外，由于摆臂在工作中受到力矩的作用，为了提高摆臂的抗弯能力，将其外形设计成由数段凹凸圆弧构成。其中下部的凸圆弧提高了摆臂在收小夹角时受到力矩作用的抗弯能力；其中部的凹圆弧可以减小丝杆的工作长度，提高丝杆的刚性；而其上部的凸圆弧可以提高两摆臂夹角之间的空间，便于安装升降电机以及齿轮等零部件。

在摆臂的中部加工有一个方孔，方孔底部是一深度为15mm的圆孔。与此对应处的侧面加工有一个长方孔，内可装镶块。该部分的作用是用于固定丝套固定板和丝套。

500kV输电线路四***导线行走装置的设计载荷为200KG，因机构中有四根摆臂，因此每一根摆臂所受的力为50KG。摆臂在工作时要不断改变它们之间的夹角，其受力的情况可按最小夹角和最大夹角来分析。

2、立柱板

在装置中，立柱板有左右两块，它们通过螺钉连成一立柱体。其上部与摆臂铰接，下部安装有轮轴和主轮。立柱板采用LY 12铝合金材料制造，厚度为12mm，为保证零件的强度、减轻其重量，将板面内铣除8mm，四周留6mm加强筋，孔边凸起也保留一定的壁厚。

3、丝杆

丝杆在机构中主要用来调节摆臂的夹角、完成越障的功能。丝杠两端有T型螺纹M14，其旋向相反，每段螺纹两头有圆杆过渡，防止丝杆与丝套脱出或摆臂夹角收拢过小，起到安全保险作用。杆丝在工作中主要是受到拉力。从上面的计算中可知，丝杆受到的最大拉力是F6，其大小为1.6KN。为保证丝杠的强度，丝杆选用60号钢经调质处理后加工制造，其抗拉强度为675MPa，其可承受的最大拉力达54KN，完全符合设计要求。

4、丝杆套与丝套固定板

丝杆套主要与丝杆配合工作，为了防止咬合，丝套采用青铜材料制造，内螺纹为M14。丝杆套安装在丝套固定板内，用螺钉固定，并通过丝套固定板与摆臂连接在一起。

丝套固定板采用LY12铝合金制造，其中心孔用于安装丝杆套，两者用螺钉压紧。其两侧加工有转轴，该轴与摆臂上的孔配合，使得摆臂调整角度时，丝套可以随之做相应的转动。

5、吊篮

导线行走装置的吊篮主要用于承载作业人员和作业工具，它既要有足够的强度，保证作业人员的安全，又要控制体积和重量。吊篮包括吊臂、篮体、操作台和座凳等部件。

5.1、吊臂

吊篮的左右两侧各有一根吊臂，其作用之一是将行走机构与吊篮相连接，作用二是在导线上承负作业人员和作业工具和篮体的重量。吊臂采用长度为2100mm、壁厚为2mm、截面尺寸为100×40mm的LY12铝合金型材制作，其长度决定了行走装置的总体高度。吊臂上端通过螺钉与立柱板连接，下部通过铰链与篮体连接，其中部安装有吊臂侧摆的螺栓和手轮。

单根吊臂能够承受的最大拉力F_臂为：

F_臂＝420×(100×40-96×36)＝228480N

F_臂大于装置的总载荷2000N，并有足够的余量，其强度完全符合安全要求。

6、滚轮

500kV输电线路四***导线行走装置每组行走机构有三只滚轮，他们分别为主轮、导轮和辅轮。其中主轮是机构主要的行走动力轮，它决定机构工作时行走的速度。而导轮没有动力，它靠其它轮子推形或拉动，它的作用是帮助机构平衡和导向。辅轮上安装有动力，其作用是当主动轮要越过障碍、离开导线时，装置便依靠辅轮的动力前行或后退。

6.1主轮

(1)根据机构行走速度20m/min的要求，结合选定的电机调速范围，确定主动轮的外径为

内孔加工键槽以便传递动力。

(2)按照导线直径以及导线线距在自然状态下发生的波动范围以及机构在行走中发生的摆动情况，为保证滚轮在离线抬起后又能准确回到导线上，轮槽需要一定的导向宽度，确定滚轮的厚度为60mm。

(3)根据导线直径、导线所需导向宽度及轮槽包胶厚度确定出轮槽尺寸。

(4)为保证机构在15°斜坡的导线上行走不打滑，滚轮槽内进行包胶处理，包胶厚4mm。

7、导轮与辅助轮

由于导轮和辅助轮与机构的行走速度没有直接关系，为了较少机构的重量以及减少越障时摆臂抬起的高度，故导轮和辅助轮的直径可以取小一些。根据轮槽的尺寸以及安装电机等部件的需要，导轮和辅助轮的直径选

其它要求与主轮相同。两者差别在于辅助轮内孔带有键槽。

8、机构动力的设计与计算

8.1主电机功率的计算

按照行走装置的结构和设计要求，行走装置应由两个主电机分别带动两则的主轮同时滚动，每个主轮承受的负荷为100KG。主轮行走的速度为V＝20mm/min，主轮槽内包胶，它与导线的摩擦系数μ＝0.25。当导线最大的倾角α＝15°时，行走装置所需的最大功率为：

电机转矩T＝mg cosα×μ×r＝100×10×cos15°×0.25×0.094＝22.7Nm

电机转速 $n=\frac{V}{\mathrm{\πd}}=\frac{20}{3.14\×0.188}=34r/\min$

则

8.2主电机的安装与连接

主电机固定于立柱板上，它通过一组转速比为2∶1的锥齿轮将动力传递到主轮轴上、并带动主轮行走。

8.3辅电机功率的计算

辅电机功率：

电机转矩T＝mg×μ×r＝100×10×0.25×0.0575＝14.38Nm

选用电机转速n＝30r/min

则

8.4升降电机功率的计算

升降电机功率：

丝杆螺母摩擦系数μ＝0.65

丝杆小径为

所受拉力F＝2×1600＝3200N

电机转矩T＝F×μ×r＝1600×0.65×0.005＝5.2Nm

选用电机转速n＝80r/min

则

8.5升降电机的安装与连接

升降电机固定于一滑块内，通过一齿轮组带动丝杆旋转。工作时，升降电机随摆臂、丝杆和滑块一起上下移动。

行走装置所用的电机均为行星齿轮减速直流电机，该电机输出扭矩大，噪音小。电机选用铁锂电池供电，该电池存电量大，瞬间输出电流大，使用安全，不***。

9、刹车减速机构

由于导线行走装置是在500kV输电线路网架上行走，网架档距大、导线有绕度，所以该装置基本是在上坡和下坡两种状态下工作。当下坡时，由于装置自身的重力、或风力等外来力的作用，机构会加速下行。在上坡时，若机构动力不足或失去动力时，会发生倒溜。因此，为防止发生意外，行走装置需要有刹车减速机构。

由于行走装置的动力来自主轮，故刹车减速主要是制动主轮。在主轮下方设计一对前后刹车滚轮，该前后刹车滚轮安装在一个带有手柄的杠杆上，它可随手柄的摆动而摆动。因主轮在导线上方，前后刹车滚轮在导线下方，当机构流坡时，工作人员将手柄朝下啦，向滚轮顺着杠杆往上摆，并与主轮一起紧紧夹住导线，手柄的拉力越大，导线被夹得就越紧，主轮对导线的摩擦力也就越大，直至机构减速或停止。

10、吊臂侧摆机构

行走装置工作前需要用起吊设备将其吊装于输电线路网架的导线上。由于整个机构是垂直上升，为了将滚轮悬挂于导线之上，在行走装置上设计一个打开侧摆机构。

侧摆机构是以吊臂为主梁，其上部连接行走机构，其下部与篮体底部的铝合金型材铰接，其中部安装有调节作用的螺钉与手轮，通过调节手轮移动的距离，可使摆臂向两侧摆动一点角度，保证机构的滚轮偏离导线两侧、有足够的空间距离上升到导线之上。

需要吊装行走装置时，先将手轮向两侧松开，推动吊臂绕铰链轴向两侧摆动一定角度，然后将螺钉上的螺帽拧紧。用吊绳勾住顶部两侧的吊耳提升行走机构。当行走装置的滚轮底部超过四***线的上线时，松开螺钉上的螺帽，旋转手轮使吊臂向内侧摆动直至轮槽对准导线后，轻轻放下吊绳，待轮槽着线后，行走机构即置于导线上。

11、控制***

11.1、电源模块

为满足行走装置在电网中工作的安全要求，避免数字信号与模块信号相互干扰控制部分DC-DC转换电路采用开关电源稳压技术与传统线性稳压技术相结合，设计了控制部分供电电路，扩大了恒压范围，降低纹波。

在驱动器方面采用自主设计大功率多路驱动器，满足大功率直流电动机驱动要求，设计多重保护功能，保护驱动器及电机。

11.2限位开关

限位开关部分采用24V高压直流进行光电隔离与主CPU通讯。采用光电隔离可以很好的抗击外部干扰可以实现外部开关与内部电路是全隔离，保护内部CPU安全稳定的运行。

11.3处理器

采用的是STM32系列32位闪存微控制器，使有来自于ARM公司具有突破性的Cortex-M3内核，该内核是专门设计于满足集高性能、低功耗、具有竞争性价格于一体的嵌入式领域的要求。Cortex-M3在***结构上的增强，让STM32受益无穷；Thumb-2指令集带来了更高的指令效率和更强的性能；通过紧耦合的嵌套矢量中断控制器，对中事件的响应更迅速；所有这些又都融入了业界领先的功耗水准。

11.4控制程序

采用无级遥控变速，与按键平滑启动两种形式，两种启动方式互相独立，两者按键优先级高于遥控，有按键操作时，遥控操作自动失效，限位开关对上下升降极限做保护，保证机械部分安全。

其中读取按键与遥控值的接收，电机运动处理由单偏激完成，按键与遥控同时控制时按键优先级高于遥控。按键操作自带软启动功能，防止启动过程中电机抖动。遥控操作全程无极调速，快慢由用户手动操作，彩色液晶显示当前动力输出百分比，使操作人员实时观察，紧急情况下可以判断故障点。

本发明工作原理为：

丝杆摆臂越障行走机构是将左右两个行走机构同时挂于四***导线的两根上线之上，使导线位于轮槽之内。行走时，以主轮着线，导轮与辅轮离线或仅靠在线上即可。由主电机带动主轮转动并在线上行走。当导轮遇到线路中的间隔棒或防震锤、接续管、直线悬垂串等障碍时，主电机暂停，主轮停止前行。此时升降电机带动丝杆工作，丝杆转动不断扩大两根摆臂的夹角，当摆臂下端的导轮抬起高度超过障碍物高度时，升降电机停止工作，主电机恢复工作，并带动主轮前行，使导轮越过障碍。当主轮遇到线路中的障碍时，主电机停止工作，升降电机作反向旋转，收小两摆臂的夹角，此时主轮随立柱板被逐渐抬起，当主轮抬起的高度超过障碍物的高度时，升降电机停止工作，辅助轮上的辅助电机开始工作，它带动辅助轮转动，并推动整个装置前行，使主轮越过障碍。当辅轮遇到线路中的障碍时，辅助电机停止工作，其跨越障碍的过程与导轮跨越障碍的过程相似，即由升降电机带动丝杆不断地扩大摆臂的夹角，使主轮着线，当摆臂的夹角扩大到一定程度时，辅助轮抬起的高度超过障碍物的高度，由主电机带动主轮前行，辅助轮越过障碍，整个机构完成了越障过程。当机构逆行时，其行走与越障过程与前述相同，区别仅在于辅助电机工作时，装置由前行时的被推动变为被拖动前行。

Claims (6)

1. 一种500kV输电线路四***导线行走装置，包括主轮行走机构、摆杆升降机构、辅轮行走机构；

其特征是：还包括刹车制动机构、吊臂侧摆机构，其中主轮行走机构、摆杆升降机构、辅轮行走机构、刹车制动机构、吊臂侧摆机构均设有两组，按照机构行走方向的左右边各一组对称分布，吊臂侧摆机构的吊臂上部与主轮行走机构、摆杆升降机构、辅轮行走机构、刹车制动机构相连接，下部通过铰链轴与吊篮底梁铰接，最终将整个行走装置连接为一体；

所述两组主轮行走机构结构相同，所述主轮行走机构由两块立柱板（1）、主轮（3）、主电机（13）、锥齿轮组（16）以及主轮轴（36）组成；其中主轮（3）通过主轮轴（36）及轴承固定在两块立柱板（1）下部之间的主轮槽内，主轮轴（36）的外侧一端安装有锥齿轮组（16）；主电机（13）固定在靠外侧的立柱板（1）上，电机主轴垂直朝下并通过锥齿轮组（16）与主轮轴（36）连接，主电机（13）通电转动并通过锥齿轮组（16）、主轮轴（36）带动主轮旋转；

所述两组摆杆升降机构结构相同，所述摆杆升降机构由升降电机（2）、两根摆臂（4）、丝杆（5）、丝套（6）、导轮（8）、辅助轮（9）、滑块（14）、升降齿轮组（15）及丝套固定板（18）组成；其中摆臂（4）是按机构行进方向呈前后各安装一根，前后两根摆臂上端与立柱板（1）铰接，前摆臂下端轮槽内安装有导轮（8），后摆臂下端辅助轮槽内安装有辅助轮（9）；导轮槽、辅助轮槽及主轮槽中心位于导线上方，并在同一垂直平面上；升降电机（2）和丝杆（5）安装在滑块（14）内，升降电机（12）通过升降齿轮组（15）与丝杆（5）连接，丝杆（5）两端螺纹旋向相反；丝杆（5）的两端分别通过安装在摆臂中部内的丝套（6）、丝套固定板（18）与前后两根摆臂连接；

所述两组辅轮行走机构结构相同，所述辅轮行走机构由辅助电机（7）、辅助轮（9）、辅助轮轴（19）及联轴器组成；通过辅助轮轴（19）将辅助轮（9）固定于摆臂（4）的辅助轮槽内，辅助轮轴（19）外侧一端安装有联轴器，它将辅助电机（7）的轴与辅助轮轴（19）连成一体；辅助电机（7）固定于摆臂（4）下端外侧；

所述两组刹车制动机构结构相同，所述刹车制动机构由前刹车滚轮（21）、后刹车滚轮（22）、两根杠杆（23）、小缆绳（25）、手柄（26）、转轴（27）组成；两根杠杆（23）由转轴（27）定位于吊臂（20）中部，所述两根杠杆（23）分布在吊臂的前后侧，前杠杆上安装有前刹车滚轮（21），后杠杆上安装有后刹车滚轮（22），前后两根杠杆尾部通过手柄（26）连接成一体；吊臂（20）上部通过长螺杆（37）和短螺杆（38）固定在立柱板（1）上；前刹车滚轮（21）和后刹车滚轮（22）安装在主轮（3）和导线的下方。

2.如权利要求1所述的500kV输电线路四***导线行走装置，其特征是：所述杠杆（23）与立柱板（1）之间安装有小缆绳（25），小缆绳（25）一端固定于杠杆（23）头部，另一端与立柱板（1）的销钉结为活扣。

3.如权利要求1所述的500kV输电线路四***导线行走装置，其特征是：所述两组吊臂侧摆机构结构相同，所述吊臂侧摆机构由吊臂（20）、调节杆（11）、螺钉（29）、吊篮（10）、竖杆（35）、铰链轴（28）、吊篮底梁（39）、手轮（12）组成；吊臂（20）通过铰链轴（28）与吊篮底梁（39）铰接，吊篮底梁（39）固定在吊篮（10）底部；调节杆（11）穿过吊臂中部孔，所述调节杆（11）一端由螺钉（29）压紧于竖杆（35）上，另一端装配有手轮（12），通过调节手轮的进退即控制吊臂侧摆的角度。

4.如权利要求3所述的500kV输电线路四***导线行走装置，其特征是：所述吊篮（10）四周用美格铝材料围成一椭圆形形状，上底加强筋（30）与下底加强筋（31）连接固定；吊篮（10）中设有坐凳（32），吊篮底梁（39）与吊臂（20）铰链。

5.如权利要求3所述的500kV输电线路四***导线行走装置，其特征是：所述吊篮（10）顶面、底面分别用4mm 厚度的聚酯板（34）铺设。

6.如权利要求4所述的500kV输电线路四***导线行走装置，其特征是：所述坐凳（32）选用铝型材、人造革及海绵制成，其两端与吊臂方向平行，凳面离吊篮底板400mm；坐凳（32）下部用薄铝板围成一箱体。

Images