放線機器人的製作方法

2023-05-30 23:48:41 1

專利名稱：放線機器人的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於光纜、線纜的架設和敷設設備，特別是一种放線機器人。
背景技術：
隨著電網智能化發展，IlOkV及以下電壓等級變電站實施的無人值守通信項目都需要架設ADSS光纜，以供智能設備的通信使用，考慮到施工設計要求和施工成本，架設路徑大多選擇在原線路導線下方。現有技術中，大多採用兩种放線方式:一是採用無人直升機來放線，其特別適用於在展放跨越樹林段；另一個是採用人工走線，由工作人員帶著線沿著布設線路放線。然而，IlOkV以下線路很大部分是運行時間比較久遠的水泥杆線路，線路下方樹木比較茂密，人工展放牽引繩難度較大，經常需要砍伐樹木，不但破壞環境，且往往遇到砍伐樹木報批困難的難題，嚴重影響正常施工；而跨越大溪、大河等展放牽引繩人工則根本無法進行。現有技術中的兩种放線方式的不足之處在於:1、無人直升機放線設備複雜，成本也高，而且需要地面大量人員配合，施工時間長，因此線路停電時間必須增加，在展放跨越大溪、大河段Φ4的尼龍繩極易被水流衝走，給施工帶來很大的不便。2、人工走線方式中，因為很多線路是運行時間久遠的線路，掛線金具、導線都存在不同程度的老化現象，人工方法出線展放就存在很大的安全風險，特別是遇到大跨越段，爬線的工作人員容易出現身體疲勞，易發生人身事故。

實用新型內容本實用新型的目的在於根據現有技術的不足之處而提供一種施工簡單、方便，成本低廉、節省人力物力的放線機器人。本實用新型所述的放線機器人的目的是通過以下途徑來實現的:放線機器人，其結構要點在於，包括有動力控制裝置、主動輪、一個以上的承重輪、帶有U型開口槽的箱體和推桿組件；動力控制裝置包括有電源、電動機和控制電路，電源分別連接電動機和控制電路，控制電路為一種遙控控制電路，其與一手持遙控器無線連接，遙控控制電路的控制輸出端與電動機連接，電動機的輸出軸端與主動輪連接；動力控制裝置安裝在帶有U型開口槽的箱體內腔一側，主動輪則安裝在U型開口槽中；推桿組件安裝在帶有U型開口槽的箱體內腔另一側，其包括有推桿電機、推桿構件和導杆構件，推桿電機由動力控制裝置中的電源供電，其控制端與遙控控制電路連接，推桿電機的轉動軸通過推桿構件連接到導杆構件；導杆構件中有導杆，導杆上端通過箱體上端面提供的孔槽凸露在箱體上方，並與承重輪的輪軸固定連接；承重輪位於主動輪的上方，且承重輪下方的輪槽軸面與主動輪上方的輪槽軸面在同一平面上，兩輪槽在垂直面上的距離與輸電線路導線直徑相匹配。下面結合該放線機器人在IlOkV線路架設光纜上的應用闡述其工作原理。放線機器人在IlOkV線路架設光纜上的應用，其要點在於，包括如下步驟:[0012]提供一種如上所述的放線機器人，將連接有光纜的杜邦絲繩綁紮在放線機器人上，將該放線機器人帶到線路兩端中的一端A杆塔上，地面人員通過手持遙控器啟動動力控制裝置中的遙控控制電路，首先控制推桿電機啟動，帶動推桿構件和導杆構件上升，從而帶動與導杆構件連接的承重輪上升，使得承重輪遠離主動輪；將杆塔側的導線嵌入放線機器人承重輪下方的輪槽中，從而將放線機器人掛到IlOkV線路導線中；再次通過手持遙控器啟動動力控制裝置中的遙控控制電路，控制電路發出控制指令給推桿電機，推桿電機帶動推桿構件和導杆構件相對箱體下降，從而帶動與導杆構件連接的承重輪向主動輪靠近，直到承重輪下方的輪槽與主動輪上方的輪槽之間的空間與置放其中的線路導線呈緊配合；通過手持遙控器啟動動力控制裝置中的遙控控制電路，控制電路發出控制指令給電動機，電動機啟動並帶動主動輪轉動，依靠導線和主動輪之間的摩擦轉動使得放線機器人在導線上行走；A杆塔上配合放線機器人的速度放出杜邦絲繩，放線機器人帶動杜邦絲繩沿著IlOkV線路導線前進；當放線機器人到達線路另一端B杆塔時，通過手持遙控器啟動動力控制裝置中的遙控控制電路，控制電路發出控制指令依序給電動機和推桿電機，電動機停止轉動，推桿電機啟動，帶動推桿構件和導杆構件上升，從而帶動與導杆構件連接的承重輪上升，使得承重輪遠離主動輪；從導線上取下放線機器人。這樣，通過放線機器人沿著舊的線路導線牽引所要架設的光纜初級導引繩(杜邦絲繩)進行牽放，之後再利用已架設好的杜邦絲繩牽引尼龍繩直至將光纜牽引到位。由於所述線路導線是原來就已經架設好的，作業人員無需再面對線路走廊上的樹木和跨越的溪流等障礙，可有效解決線路下方樹木茂密，砍伐樹木報批困難導致無法展放導引繩的難題，並可廣泛應用於跨越大溪、大河展放導引繩施工中，大大減少放線人員施工強度，增加施工安全性。且放線機器人的結構簡單，製作容易，操作相對現有技術的施工方法也更為方便，因此施工成本極低，施工效率很高，施工時間大大減少，同時也減少了線路停電時間，方便了線路上的用電用戶，提高了電網運行的可靠性。本實用新型所述放線機器人可以進一步具體為:控制電路包括有無線通訊單元、數據處理單元、第一信號觸發單元和第二信號觸發單元；其中無線通訊單元與數據處理單元的數據輸入接口連接，第一信號觸發單元和第二信號觸發單元分別與數據處理單元的數據輸出接口連接，同時，第一信號觸發單元和第二信號觸發單元分別與電動機和推桿電機的控制端連接；手持遙控器包括有依序電連接的按鍵輸入模塊、信息處理模塊和無線通信模塊，無線通信模塊與放線機器人控制電路中的無線通訊單元無線連接。手持遙控器通過按鍵輸入模塊輸入需要控制的設備信息和指令信息，經由信息處理模塊處理後，再由無線通信模塊以無線載波的方式發送給控制電路的無線通訊單元。控制電路的無線通訊單元接收到指令信息和設備信息後，經由數據處理單元判斷後，根據設備信息選擇第一信號觸發單元或者第二信號觸發單元，再根據指令信息控制指定設備(電動機或者推桿電機)的操作。考慮到在線路杆塔上空間有限，也不容許有過多的人員配合操作，因此採用遙控控制的方式配合杆塔上作業人員對放線機器人進行操作，在地面人員根據手持遙控器的操作可以控制放線機器人的兩輪槽的啟閉和停走，因此杆塔上的作業人員只需配合將放線機器人掛到導線上和從導線上取下放線機器人即可，無需在杆塔上對放線機器人進行操作，可降低作業人員的工作強度，提高作業效率。另外，放線機器人在使用過程中，大多是在導線上的，只要一離開杆塔，就無法直接控制，因此採用遙控的方式能夠使得放線機器人在到達目的時能夠預先得到控制，避免設備與杆塔發生碰撞事故。所述的帶有U型開口槽的箱體包括有四個側板、一個底板以及U型開口槽和以U型開口槽為中部的兩肩上蓋板。也就是說U型開口槽及其兩肩上連接的上蓋板組成箱體的上底板，與四個側板、一個底板構成一個箱體，箱體採用鋁材質，通過緊固連接的方式進行拼接。還包括有承重連杆，所述的承重輪為兩個，兩個承重輪的輪軸分別連接在承重連杆的兩端部，通過承重連杆與導杆構件連接，兩個承重輪與主動輪呈倒「品」字形布置。承重輪以兩個為優，可以增加機體在導線上的穩定性，有助於放線機器人在導線上行走，承重輪的輪槽採用V型輪槽，V型輪槽可以減少運動時發生導線滑脫、跳槽現象。主動輪的輪槽內側固定貼附有橡膠墊。橡膠墊可以增加摩擦力，同時也可以保護舊的線路導線不會因為放線機器人的運動而導致的磨損。推桿構件包括有起升連板和插銷構件，起升連板通過插銷構件與推桿電機的軸件連接，同時起升連板通過螺母構件與導杆構件固定連接。也就是說推桿電機通過起升連板與導杆構件連接。導杆構件包括有兩根導杆、限位螺母和彈簧，兩根導杆凸露在箱體上方的上端部通過一種連杆進行連接，再通過該連杆與承重輪輪軸連接；每根導杆均套有彈簧，彈簧位於導杆靠近箱體上端面的位置，彈簧的一端與箱體上端面的下側面觸接或連接，另一端與安裝在導杆中部的限位螺母觸接，彈簧呈壓縮預緊狀態。這樣，在彈簧的壓縮應力作用下，導杆便可帶動承重輪處於一種向下的彈性預緊力作用下，使得承重輪相對主動輪有一種夾緊力，進一步確保了放線機器人在導線上運動時不發生滑脫、跳槽現象。所述電動機為一種潤輪減速電動機，或者為一種迴轉電機。優選渦輪減速電動機，控制電路可以通過相應的繼電器觸點動作，進而控制渦輪減速電機正反轉。本實用新型所述放線機器人在IlOkV線路架設光纜上的應用可以進一步具體為:所述的杜邦絲通過一種尼龍繩與光纜連接。即採用尼龍繩進行過渡，以便在展放線時能夠更好的牽引到位。綜上所述，本實用新型提供了 一种放線機器人，通過放線機器人沿著舊的線路導線牽引所要架設的光纜進行展放，由於所述線路導線是原來就已經架設好的，解除線路走廊上的樹木和跨越的溪流等影響，並可廣泛應用於跨越大溪、大河展放導引繩施工中，大大減少放線人員施工強度，增加施工安全性。且放線機器人的結構簡單，製作容易，操作相對現有技術的施工方法也更為方便，因此施工成本極低，施工效率很高，施工時間大大減少，同時也減少了線路停電時間，方便了線路上的用電用戶，提高了電網運行的可靠性。

圖1所示為本實用新型所述放線機器人的結構示意圖；圖2所示為圖1的A-A向剖面示意圖；圖3所示為本實用新型所述放線機器人控制電路的框架示意圖。下面結合實施例對本實用新型做進一步描述。
具體實施方式
最佳實施例:參照附圖1和附圖2，放線機器人，包括有動力控制裝置、主動輪1、兩個承重輪2、帶有U型開口槽的箱體3和推桿組件。動力控制裝置包括有電源4、電動機5和控制電路(圖中未示意出)；電源4採用鋰電池提供設備所需電能，其分別為電動機5和控制電路供電；電動機5為一種渦輪減速電機；控制電路為一種遙控控制電路，其與一手持遙控器無線連接，遙控控制電路的控制輸出端與電動機5連接，電動機5的輸出軸端與主動輪I連接；箱體3包括有四個側板31、一個底板32以及U型開口槽33和以U型開口槽為中部的兩肩上蓋板34。箱體採用鋁材質，通過螺紋連接的方式進行拼接。動力控制裝置安裝在帶有U型開口槽的箱體3內腔左側，主動輪I則安裝在U型開口槽中，主動輪軸架設在U型開口槽的兩側壁上；推桿組件安裝在帶有U型開口槽的箱體內腔右側，其包括有推桿電機(圖中未示出)、推桿構件和導杆構件，推桿電機由動力控制裝置中的電源供電；推桿構件包括有起升連板6和插銷構件7，起升連板6通過插銷構件7與推桿電機的軸件8連接；導杆構件包括有兩根導杆9、限位螺母10和彈簧11，兩根導杆9凸露在箱體上方的上端部通過承重連杆12進行連接，再通過該承重連杆12與承重輪2輪軸連接，即兩個承重輪2的輪軸分別連接在承重連杆12的兩端部；兩根導杆9的下方分別通過螺母與起升連板6固定連接(見附圖2)。每根導杆9均套有彈簧11，彈簧11位於導杆9靠近箱體3右側上蓋板34的位置，彈簧11的一端與箱體上蓋板34的下側面連接，另一端與安裝在導杆9中部的限位螺母10觸接，彈簧11呈壓縮預緊狀態。 兩個承重輪2位於主動輪I的上方，與主動輪呈倒「品」字形布置，且承重輪下方的輪槽軸面與主動輪上方的輪槽軸面在同一平面上，兩輪槽在垂直面上的距離可變，使其能適應各種規格的書店線路導線。承重輪的輪槽採用V型輪槽，主動輪為一種尼龍滾輪，其輪槽內側固定貼附有橡膠墊。所述的控制電路與手持遙控器可選用現有技術中的遙控控制電路，所不同的是控制過程，具體電路框架圖見附圖3，控制電路包括有無線通訊單元、數據處理單元、第一信號觸發單元和第二信號觸發單元；其中無線通訊單元與數據處理單元的數據輸入接口連接，第一信號觸發單元和第二信號觸發單元分別與數據處理單元的數據輸出接口連接，同時，第一信號觸發單元和第二信號觸發單元分別與電動機和推桿電機的控制端連接；手持遙控器包括有依序電連接的按鍵輸入模塊、信息處理模塊和無線通信模塊，無線通信模塊與放線機器人控制電路中的無線通訊單元無線連接。具體的，放線機器人在IlOkV線路架設光纜上的應用，包括如下步驟:提供一種如上所述的放線機器人，光纜以尼龍繩為過渡連接到杜邦絲上，杜邦絲即杜邦線(Dupont Line)，是美國杜邦公司生產的有特殊效用的縫紉線，是一種極具韌性的線；考慮到放線機器人設備整體重量以及其與現有舊導線的結合，其無法為尼龍繩和光纜提供足夠的綁紮空間，為使放線能夠更為順利，故採用杜邦絲作為牽引繩。將連接有光纜的杜邦絲綁紮在放線機器人上，可以在承重連杆上鑽孔，用於綁紮杜邦絲，或者在箱體的側面上提供圓環構件供綁紮用。然後將該放線機器人帶到跨越檔線路兩端中的一端A杆塔上，地面人員通過手持遙控器啟動動力控制裝置中的遙控控制電路，首先控制推桿電機啟動，帶動推桿構件和導杆構件上升，從而帶動與導杆構件連接的承重輪上升，使得承重輪遠離主動輪；將杆塔側的導線嵌入放線機器人承重輪下方的輪槽中，從而將放線機器人掛到IlOkV線路導線中；再次通過手持遙控器啟動動力控制裝置中的遙控控制電路，控制電路發出控制指令給推桿電機，推桿電機帶動推桿構件和導杆構件相對箱體下降，從而帶動與導杆構件連接的承重輪向主動輪靠近，直到承重輪下方的輪槽與主動輪上方的輪槽之間的空間與置放其中的線路導線呈緊配合；通過手持遙控器啟動動力控制裝置中的遙控控制電路，控制電路發出控制指令給電動機，電動機啟動並帶動主動輪轉動，依靠承重輪和主動輪之間的摩擦轉動使得放線機器人在導線上行走；A杆塔上配合放線機器人的速度放出杜邦絲，放線機器人帶動杜邦絲沿著IlOkV線路導線進行運動；當放線機器人到達線路另一端B杆塔時，通過手持遙控器啟動動力控制裝置中的遙控控制電路，控制電路發出控制指令依序給電動機和推桿電機，電動機停止轉動，推桿電機啟動，帶動推桿構件和導杆構件上升，從而帶動與導杆構件連接的承重輪上升，使得承重輪遠離主動輪；在B杆塔上的工作人員從導線上取下放線機器人。之後再利用已架設好的杜邦絲繩牽引尼龍繩直至將光纜牽引到位。重複上述動作，直到線路全擋放通。 本實用新型未述部分與現有技術相同。
權利要求1.放線機器人，其特徵在於，包括有動力控制裝置、主動輪、一個以上的承重輪、帶有U型開口槽的箱體和推桿組件；動力控制裝置包括有電源、電動機和控制電路，電源分別連接電動機和控制電路，控制電路為一種遙控控制電路，其與一手持遙控器無線連接，遙控控制電路的控制輸出端與電動機連接，電動機的輸出軸端與主動輪連接；動力控制裝置安裝在帶有U型開口槽的箱體內腔一側，主動輪則安裝在U型開口槽中； 推桿組件安裝在帶有U型開口槽的箱體內腔另一側，其包括有推桿電機、推桿構件和導杆構件，推桿電機由動力控制裝置中的電源供電，其控制端與遙控控制電路連接，推桿電機的轉動軸通過推桿構件連接到導杆構件；導杆構件中有導杆，導杆上端通過箱體上端面提供的孔槽凸露在箱體上方，並與承重輪的輪軸固定連接；承重輪位於主動輪的上方，且承重輪下方的輪槽軸面與主動輪上方的輪槽軸面在同一平面上，兩輪槽在垂直面上的距離與輸電線路導線直徑相匹配。
2.根據權利要求1所述的放線機器人，其特徵在於，控制電路包括有無線通訊單元、數據處理單元、第一信號觸發單元和第二信號觸發單元；其中無線通訊單元與數據處理單元的數據輸入接口連接，第一信號觸發單元和第二信號觸發單元分別與數據處理單元的數據輸出接口連接，同時，第一信號觸發單元和第二信號觸發單元分別與電動機和推桿電機的控制端連接；手持遙控器包括有依序電連接的按鍵輸入模塊、信息處理模塊和無線通信模塊，無線通信模塊與放線機器人控制電路中的無線通訊單元無線連接。
3.根據權利要求1所述的放線機器人，其特徵在於，所述的帶有U型開口槽的箱體包括有四個側板、一個底板以及U型開口槽和以U型開口槽為中部的兩肩上蓋板。
4.根據權利要求1所述的放線機器人，其特徵在於，還包括有承重連杆，所述的承重輪為兩個，兩個承重輪的輪軸分別連接在承重連杆的兩端部，通過承重連杆與導杆構件連接，兩個承重輪與主動輪呈倒「品」字形布置。
5.根據權利要求1所述的放線機器人，其特徵在於，承重輪和主動輪的輪槽內側固定貼附有橡膠墊。
6.根據權利要求1所述的放線機器人，其特徵在於，推桿構件包括有起升連板和插銷構件，起升連板通過插銷構件與推桿電機的軸件連接，同時起升連板通過螺母構件與導杆構件固定連接。
7.根據權利要求1所述的放線機器人，其特徵在於，導杆構件包括有兩根導杆、限位螺母和彈簧，兩根導杆凸露在箱體上方的上端部通過一種連杆進行連接，再通過該連杆與承重輪輪軸連接；每根導杆均套有彈簧，彈簧位於導杆靠近箱體上端面的位置，彈簧的一端與箱體上端面的下側面觸接或連接，另一端與安裝在導杆中部的限位螺母觸接，彈簧呈壓縮預緊狀態。
8.根據權利要求1所述的放線機器人，其特徵在於，所述電動機為一種渦輪減速電動機，或者為一種迴轉電機。
專利摘要本實用新型涉及一種用於光纜、線纜的架設和敷設設備，特別是一种放線機器人，通過放線機器人沿著舊的線路導線牽引所要架設的光纜進行展放，由於所述線路導線是原來就已經架設好的，解除線路走廊上的樹木和跨越的溪流等影響，並可廣泛應用於跨越大溪、大河展放導引繩施工中，大大減少放線人員施工強度，增加施工安全性。且放線機器人的結構簡單，製作容易，操作相對現有技術的施工方法也更為方便，因此施工成本極低，施工效率很高，施工時間大大減少，同時也減少了線路停電時間，方便了線路上的用電用戶，提高了電網運行的可靠性。
文檔編號G02B6/48GK203037913SQ20122069472
公開日2013年7月3日 申請日期2012年12月17日 優先權日2012年12月17日
發明者嚴仲武, 陳弘, 黃志強, 鄭燕敏 申請人:福建省電力有限公司, 國家電網公司, 福建省送變電工程公司