攀爬输电铁塔安全绳输送器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种攀爬输电铁塔安全绳输送器，其特点是：包括自动攀爬系统、机械触发系统、牵引保护系统和程序控制系统,利用自动攀爬系统实现输送器对脚钉的自动攀爬；利用机械系统实现输送器的固定和承受坠落时冲击力；利用牵引保护系统实现对作业人员意外坠落时的保护；利用程序控制系统实现对自动攀爬系统、机械触发系统和牵引保护系统协同控制。具有实用性强，安全可靠，结构合理，性能、工作效率高等优点。
【专利说明】
攀爬输电铁塔安全绳输送器
技术领域
[0001]本发明涉及输电铁塔防坠安全领域，具体涉及一种攀爬输电铁塔安全绳输送器。
【背景技术】
[0002]随着电力工业的迅速发展，我国已建成多条超高压、特高压输电线路，电压等级的提高导致架空输电线路铁塔的高度大幅增加，作业人员在攀登铁塔时面临的高空风压较大、体力消耗严重等问题日益严重，一旦出现踩空、滑跌等意外情况，将对作业人员的生命安全造成巨大威胁。
[0003]常规的高空作业人员安全防护有安全带、安全绳和滑道防坠装置。但安全带和安全绳仅局限于塔上作业才能使用，滑道防坠装置则面临建设成本较高，卡阻现象严重的问题，目前输电线路铁塔更多的使用脚钉进行爬塔作业，因此滑道防坠装置具有很大的局限性。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种操作简单，安全可靠，实用性强的攀爬输电铁塔安全绳输送器。
[0005]本发明的目的是通过以下的技术方案来实现的:一种攀爬输电铁塔安全绳输送器，其特征是:它包括自动攀爬系统、机械触发系统、牵引保护系统和程序控制系统，所述机械触发系统、牵引保护系统、程序控制系统均固定在动攀爬系统上。
[0006]所述自动攀爬系统的结构是，包括:装置骨架、右固定挡板、左固定挡板、右链条、左链条、钉、右前转轮、左前转轮、右中转轮、左中转轮、右后转轮、左后转轮、电机、锂蓄电池、传动滑轮组、右限制挡板、左限制挡板、激光测距传感器和信号发射器，电机固定在装置骨架上，锂蓄电池固定在装置骨架上，右前转轮、左前转轮、右中转轮、左中转轮、右后转轮、左后转轮铰接在装置骨架上，右固定挡板、左固定挡板固定在装置骨架上，右限制挡板、左限制挡板固定在装置骨架上，激光测距传感器固定在装置骨架上，信号发射器固定在装置骨架上，电机与锂蓄电池相连，传动滑轮组与电机相连，传动滑轮组与右前转轮、左前转轮相连，右链条绕接在右前转轮、右中转轮、右后转轮上，左链条绕接在左前转轮、左中转轮、左后转轮上，钉焊接在右链条、左链条上。所述机械触发系统的结构是，包括:电磁铁、弹簧、机械手臂组、连动骨架、左控制挡板、右控制挡板、前触发接头、中触发接头、后触发接头、触发套管组、弹簧片组，弹簧固定在机械手臂组上，触发套管组铰接在机械手臂组上，弹簧片组安装在触发套管组内，机械手臂组固定在左控制挡板、右控制挡板上，连动骨架安装在左控制挡板、右控制挡板内，前触发接头、中触发接头、后触发接头固定在连动骨架和机械手臂组上，电磁铁与连动骨架相连。
[0007]所述牵引保护系统的结构是，包括:防坠绳、单向轮、弹簧圈、保护外壳、轴承、信号接收装置、提示灯，轴承固定在单向轮内部，轴承铰接在保护外壳上，弹簧圈固定在单向轮上，防坠绳与弹簧圈相连，信号接收装置固定于地面，提示灯安装在信号接收装置内。
[0008]所述程序控制系统的结构是，包括:第一继电器、第一二极管、第五三极管和第一上拉电阻与单片机的第一输出端连接;第二继电器、第二二极管、第四三极管和第二上拉电阻与单片机的第二输出端连接;第三继电器、第三二极管、第三三极管和第三上拉电阻与单片机的第三输出端连接;第四继电器、第四二极管、第二三极管和第四上拉电阻与单片机的第四输出端连接;第五继电器、第五二极管、第一三极管和第五上拉电阻与单片机的第五输出端连接;第一继电器的第一动触合点控制电机正转;第二继电器的转换触点控制电机反转;第三继电器的第二动触合点控制激光测距传感器;第四继电器的第三动触合点控制电磁铁;第五继电器的第四动触合点控制信号发射器。
[0009]本发明的工作过程为:通过自动攀爬系统搭载机械触发系统、牵引保护系统和程序控制系统自动攀爬至瓶口处，激光测距传感器检测到瓶口斜率倾角后自动攀爬系统停止工作，启动机械触发系统，锁住主角钢，同时信号发射器将信号传递给信号接收装置，指示灯亮，允许作业人员在牵引保护系统的保护下攀爬铁塔。
[0010]本发明的攀爬输电铁塔安全绳输送器应用结构动力学、机电一体化、电气控制等综合技术之结合，其具有的优点体现在:利用自动攀爬系统实现输送器对脚钉的自动攀爬；利用机械系统实现输送器的固定和承受坠落时冲击力;利用牵引保护系统实现对作业人员意外坠落时的保护;利用程序控制系统实现对自动攀爬系统、机械触发系统和牵引保护系统协同控制。具有实用性强，安全可靠，结构合理，性能、工作效率高等优点。
【附图说明】
[0011]图1为本发明的攀爬输电铁塔安全绳输送器立体示意图；
图2为图1的1-1iflj视不意图；
图3为图2中A局部放大示意图；
图4为图1的侧视不意图；
图5为图1中联动装置主视示意图；
图6为图5的侧视不意图；
图7为图5的俯视图；
图8为图1中牵引保护系统结构示意图；
图9为图1中程序控制系统电路原理图。
[0012]图中:5装置骨架、6右固定挡板、7左固定挡板、8右链条、9左链条、10钉、11右前转轮、12左前转轮、13右中转轮、14左中转轮、15右后转轮、16左后转轮、17电机、18锂蓄电池、19传动滑轮组、20右限制挡板、21左限制挡板、22激光测距传感器、23信号发射器、24电磁铁、25弹簧、26机械手臂组、27连动骨架、28左控制挡板、29右控制挡板、30前触发接头、31中触发接头、32后触发接头、33触发套管组、34弹簧片组、35防坠绳、36单向轮、37弹簧圈、38保护外壳、39轴承、40信号接收装置、41提示灯、42第一继电器、43第二继电器、44第三继电器、45第四继电器、46第五继电器、47第一动触合点、48转换触点、49第二动触合点、50第三动触合点、51第四动触合点、52第一三极管、53第二三极管、54第三三极管、55第四三极管、56第五三极管、57第一上拉电阻、58第二上拉电阻、59第三上拉电阻、60第四上拉电阻、61第五上拉电阻、62第一二极管、63第二二极管、64第三二极管、65第四二极管、66第五二极管、67第一吸收电容、68第二吸收电容、69第三吸收电容、70第一电阻、71第一电容、72第二电阻、73第二电容、74第一输出端、75第二输出端、76第三输出端、77第四输出端、78第五输出端、79单片机。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和具体实例对本发明做更详细的描述。
[0014]参照图1一9，本发明的攀爬输电铁塔安全绳输送器，包括自动攀爬系统、机械触发系统、牵引保护系统和程序控制系统。所述机械触发系统、牵引保护系统、程序控制系统均固定在动攀爬系统上。
[0015]参照图1一7，本发明的攀爬输电铁塔安全绳输送器的牵引保护系统固定在装置骨架5上;程序控制系统固定在装置骨架5上；电机17固定在装置骨架5上;锂蓄电池18固定在装置骨架5上;右前转轮11、左前转轮12、右中转轮13、左中转轮14、右后转轮15、左后转轮16铰接在装置骨架5上；右固定挡板6、左固定挡板7固定在装置骨架5上；右限制挡板20、左限制挡板21固定在装置骨架5上;激光测距传感器22固定在装置骨架5上;信号发射器23固定在装置骨架5上。电机17与锂蓄电池18相连。传动滑轮组19与电机17相连。传动滑轮组19与右前转轮11、左前转轮12相连;右链条8绕接在右前转轮11、右中转轮13、右后转轮15上，左链条9绕接在左前转轮12、左中转轮14、左后转轮16上。钉10焊接在右链条8、左链条9上。本发明的攀爬输电铁塔安全绳输送器的机械触发系统固定在自动攀爬系统上。机械触发系统的弹簧25固定在机械手臂组26上;触发套管组33铰接在机械手臂组26上;弹簧片组25安装在触发套管组33内，机械手臂组26固定在左控制挡板28、右控制挡板29上，连动骨架27安装在左控制挡板28、右控制挡板29内，前触发接头30、中触发接头31、后触发接头32固定在连动骨架27和机械手臂组26上，电磁铁24与连动骨架27相连。其中，由连动骨架27、左控制挡板28、右控制挡板29、前触发接头30、中触发接头31、后触发接头32组成联动系统。
[0016]参照图8，本发明的攀爬输电铁塔安全绳输送器的牵引保护系统的结构是，包括:防坠绳35、单向轮36、弹簧圈37、保护外壳38、轴承39、信号接收装置40、提示灯41。牵引保护系统3固定在自动攀爬系统上，轴承39固定在单向轮36内部，轴承39铰接在保护外壳38上，弹簧圈37固定在单向轮36上，防坠绳35与弹簧圈37相连，信号接收装置40固定于地面，提示灯41安装在信号接收装置40内。
[0017]参照图9，本发明的攀爬输电铁塔安全绳输送器的程序控制系统的结构是，包括:第一继电器42、第二继电器43、第三继电器44、第四继电器45、第五继电器46、第一动触合点47、转换触点48、第二动触合点49、第三动触合点50、第四动触合点51、第一三极管52、第二三极管53、第三三极管54、第四三极管55、第五三极管56、第一上拉电阻57、第二上拉电阻58、第三上拉电阻59、第四上拉电阻60、第五上拉电阻61、第一二极管62、第二二极管63、第三二极管64、第四二极管65、第五二极管66、第一吸收电容67、第二吸收电容68、第三吸收电容69、第一电阻70、第一电容71、第二电阻72、第二电容73、第一输出端74、第二输出端75、第三输出端76、第四输出端77、第五输出端78、单片机79。第一继电器42的第一动触合点47控制电机17正转;第二继电器43的转换触点48控制电机17反转;第三继电器44的第二动触合点49控制激光测距传感器22;第四继电器45的第三动触合点50控制电磁铁24;第五继电器46的第四动触合点51控制信号发射器23。控制信号分别由单片机79的第一输出端74、第二输出端75、第三输出端76、第四输出端77、第五输出端78输出。当第五输出端78为高电平时，第一三极管52饱和，第五继电器46吸合，动合触点47闭合，电机17正转。当第四输出端77、第五输出端78均为低电平时，第一三极管52、第二三极管53均截止，第一动触合点47、动触合点48处于释放状态，电机17不得电而停止。第四输出端77输出高电平时，第二三极管53导通，动触合点48吸合，使电机17反向运转。电路中，用转换触点48与第一动触合点47实现互锁，保证电机17的正反转两个接线端不会同时接通电源。动合触点49控制激光测距传感器22开关、动合触点50控电磁铁24、动合触点51控制信号发射器23原理与此相同。电路中与第一继电器42并联的第一二极管62、与第二继电器43并联的第二二极管63、与第三继电器44并联的第三二极管64、与第四继电器45并联的第四二极管65、与第五继电器46并联的第五二极管66、分别保护第五三极管56、第四三极管55、第三三极管54、第二三极管53、第一三极管52，防止继电器线圈中的自感电动势将晶体管击穿。与触点47、48并联的RC电路可以消除触点转换时的火花。第一吸收电容67、第二吸收电容68、第三吸收电容69、分别保护激光测距传感器22、电磁铁24、信号发射器23，吸收由于触点转换、电流突变而在电磁线圈中产生的瞬间高压。
[0018]下面利用图1一图8简述自动攀爬系统、机械触发系统、牵引保护系统的工作过程:首先将牵引保护系统中防坠绳35取出，弦紧弹簧圈37，将整个系统置于输电铁塔脚钉上，启动自动攀爬系统，电机17带动传动滑轮组19转动，传动滑轮组19带动前右转轮11、前左转轮12转动，进而带动中右转轮13、中左转轮14、后右转轮15、后左转轮16转动，系统接近瓶口位置时，激光测距传感器22检测到距离瓶口 20cm单片机79控制电机17停止工作，启动机械触发系统2，电磁铁24带动连动骨架27向下运动，前触发接头30、中触发接头31、后触发接头32撞击弹簧片组34，机械手臂组26弹开抱住主角钢，启动牵引保护系统3，信号发射器10发出信号，信号接收装置40接收信号提示灯41闪烁，操作人员将防坠绳系在腰间攀登铁塔。
[0019]下塔时将防坠绳系在腰间，启动电磁铁24带动连动骨架27向上运动，触发套管23对接，机械手臂组26张开，松开主角钢，电机17反转，人随系统同时下塔。
[0020]下面利用图9简述程序控制系统工作过程:程序控制系统的单片机79控制自动攀爬系统、机械触发系统、牵引保护系统协同工作，当单片机79的第五输出端78为高电平时，第一三极管52饱和，第五继电器46吸合，动合触点47闭合，电机17正转。当第四输出端77、第五输出端78均为低电平时，第一三极管52、第二三极管53均截止，第一动触合点47、动触合点48处于释放状态，电机17不得电而停止。第四输出端77输出高电平时，第二三极管53导通，动触合点48吸合，使电机17反向运转。电路中，用转换触点48与第一动触合点47实现互锁，保证电机17的正反转两个接线端不会同时接通电源。动合触点49控制激光测距传感器22开关、动合触点50控电磁铁24、动合触点51控制信号发射器23原理与此相同。电路中与第一继电器42并联的第一二极管62、与第二继电器43并联的第二二极管63、与第三继电器44并联的第三二极管64、与第四继电器45并联的第四二极管65、与第五继电器46并联的第五二极管66、分别保护第五三极管56、第四三极管55、第三三极管54、第二三极管53、第一三极管52，防止继电器线圈中的自感电动势将晶体管击穿。与触点47、48并联的RC电路可以消除触点转换时的火花。第一吸收电容67、第二吸收电容68、第三吸收电容69、分别保护激光测距传感器22、电磁铁24、信号发射器23，吸收由于触点转换、电流突变而在电磁线圈中产生的瞬间高压。
[0021 ]所述装置骨架5:钛合金材料，矩形结构，长度2米，宽度10厘米，厚度I厘米。固定挡板6:钛合金材料，矩形结构，长度20厘米，厚度0.5厘米。右限制挡板20和左限制挡板21:钛合金材料，矩形结构，长度2米，宽度10厘米，厚度I厘米。右链条8和左链条9: SHMANO喜玛诺/IG51钛合金链条。钉10:钛合金材料，长度10厘米，直径0.5厘米。右前转轮11、左前转轮
12、右中转轮13、左中转轮14、右后转轮15、左后转轮16:钛合金材料，间距I米。电机17:YY713-4-0.55KW。
[0022]锂蓄电池18:12V/60AH。激光测距传感器22:GMK18-4D-4CM-J。电磁铁24:ZYE1-P30/22。连动骨架27:钛合金材料，长度2米，宽度5厘米，厚度I厘米。左控制挡板28和右控制挡板29:钛合金材料，长度2米，宽度5厘米，厚度I厘米。
[0023]单向轮36:CKB(B200)。本发明的攀爬输电铁塔安全绳输送器所用电元器件均为市售产品。
[0024]本发明的特定实施例已对本发明的内容作出了详尽的说明，但不局限本实施例，本领域技术人员根据本发明的启示所做的任何显而易见的改动，都属于本发明权利保护的范围。
【主权项】
1.一种攀爬输电铁塔安全绳输送器，其特征是:它包括自动攀爬系统、机械触发系统、牵引保护系统和程序控制系统，所述机械触发系统、牵引保护系统、程序控制系统均固定在自动攀爬系统上。2.根据权利要求1所述的攀爬输电铁塔安全绳输送器，其特征是:所述自动攀爬系统的结构是，包括:装置骨架、右固定挡板、左固定挡板、右链条、左链条、钉、右前转轮、左前转轮、右中转轮、左中转轮、右后转轮、左后转轮、电机、锂蓄电池、传动滑轮组、右限制挡板、左限制挡板、激光测距传感器和信号发射器，电机固定在装置骨架上，锂蓄电池固定在装置骨架上，右前转轮、左前转轮、右中转轮、左中转轮、右后转轮、左后转轮铰接在装置骨架上，右固定挡板、左固定挡板固定在装置骨架上，右限制挡板、左限制挡板固定在装置骨架上，激光测距传感器固定在装置骨架上，信号发射器固定在装置骨架上，电机与锂蓄电池相连，传动滑轮组与电机相连，传动滑轮组与右前转轮、左前转轮相连，右链条绕接在右前转轮、右中转轮、右后转轮上，左链条绕接在左前转轮、左中转轮、左后转轮上，钉焊接在右链条、左链条上。3.根据权利要求1所述的攀爬输电铁塔安全绳输送器，其特征是:所述机械触发系统的结构是，包括:电磁铁、弹簧、机械手臂组、连动骨架、左控制挡板、右控制挡板、前触发接头、中触发接头、后触发接头、触发套管组、弹簧片组，弹簧固定在机械手臂组上，触发套管组铰接在机械手臂组上，弹簧片组安装在触发套管组内，机械手臂组固定在左控制挡板、右控制挡板上，连动骨架安装在左控制挡板、右控制挡板内，前触发接头、中触发接头、后触发接头固定在连动骨架和机械手臂组上，电磁铁与连动骨架相连。4.根据权利要求1所述的攀爬输电铁塔安全绳输送器，其特征是:所述牵引保护系统的结构是，包括:防坠绳、单向轮、弹簧圈、保护外壳、轴承、信号接收装置、提示灯，轴承固定在单向轮内部，轴承铰接在保护外壳上，弹簧圈固定在单向轮上，防坠绳与弹簧圈相连，信号接收装置固定于地面，提示灯安装在信号接收装置内。5.根据权利要求1所述的攀爬输电铁塔安全绳输送器，其特征是:所述程序控制系统的结构是，包括:第一继电器、第一二极管、第五三极管和第一上拉电阻与单片机的第一输出端连接;第二继电器、第二二极管、第四三极管和第二上拉电阻与单片机的第二输出端连接;第三继电器、第三二极管、第三三极管和第三上拉电阻与单片机的第三输出端连接;第四继电器、第四二极管、第二三极管和第四上拉电阻与单片机的第四输出端连接;第五继电器、第五二极管、第一三极管和第五上拉电阻与单片机的第五输出端连接;第一继电器的第一动触合点控制电机正转;第二继电器的转换触点控制电机反转;第三继电器的第二动触合点控制激光测距传感器;第四继电器的第三动触合点控制电磁铁;第五继电器的第四动触合点控制信号发射器。
【文档编号】A62B35/00GK105879267SQ201610511833
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年7月3日
【发明人】祝贺, 刘程, 何旭, 严俊韬, 于卓鑫, 李映桥, 牛丽娜, 王潇, 王基琛, 李秋澎, 刘阳, 崔晓彤
【申请人】东北电力大学