一种使牵引绳能自动滑入滑车轮槽机构的研发.pdf
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1、:./.一种使牵引绳能自动滑入滑车轮槽机构的研发张剑伟卢伟星李正发汪新伟黄林柯任振阳冯小倩(.国网甘肃省电力公司建设分公司甘肃 兰州 .甘肃诚信电力科技有限责任公司甘肃 兰州)摘 要:对输电线路架线施工导线展放环节进行研究主要进行了传统放线滑车的设计改造 该设计可以使由升空无人机携带的牵引绳直接从滑车框架外部穿过滑车吊板改造侧进入滑车框架内部并自动准确地将牵引绳滑入放线滑车相应轮槽内实现导线展放无人化施工 经过实际应用验证了机构的功能完整性该机构的成功研发对提高施工效率、降低人工成本、降低安全风险有重要意义关键词:输电线路导线展放无人机飞绳人工上塔高空作业施工效率中图分类号:文献标识码:文章编
2、号:()(.):.:引 言在架空输电线路施工中铁塔组立完成后便可进入导线展放环节 导线展放施工时首先要将滑车悬挂于铁塔上然后再将事先放通的钢丝绳放进滑车的轮槽内使钢丝绳在滑车上沿着铁塔方向形成一条牵引通路 当施工中使用的钢丝绳直径过大时还需要通过迪尼玛绳或强力丝逐级由小到大带动钢丝绳完成最终钢丝绳通路 按照目前的施工方法完成上述悬挂滑车和将钢丝绳放进滑车内两道工序均需要作业人员爬上铁塔进行且两道工序无法衔接进行所以需要作业人员登塔两次才能完成随着无人机在迪尼玛绳展放中的大量应用现场具备了不需要人工登塔使用无人机就可以带动迪尼玛绳升空进行牵引绳展放的条件 因此在现有滑车基础上研制一种能够使牵引绳
3、自动滑入滑车轮槽的机构十分必要 当无人机在高空带动迪尼玛绳触碰到该机构时使迪尼玛绳自动滑入滑车轮槽该方式不需人员登塔减少了人员登塔次数笔者基于架空输电线路施工导线展放环节无人化施工的需求提出了一种使牵引绳能自动滑入滑车轮槽机构的研发项目 重点进行了该项目解决方案、机构组成和应用效果的说明达到了架空输电线路导线展放环节无人化放线的目的 方案技术要求及实现.技术要求在现有滑车基础上研制一种能够使牵引绳自动滑入滑车轮槽的机构 当无人机在高空带动牵引绳触碰到该机构时使导线自动滑入滑车轮槽 起到提高施工效率、降低安全风险的效果 为实现上述目的该机构需具备四个主要结构:捕获并引导牵引绳的引导结构通过牵引绳
4、的碰触而触发机构的触发开关实现牵引绳从滑车吊板外侧转入内侧的旋转结机械研究与应用 年第 期(第 卷总第 期)电力与装备收稿日期:作者简介:张剑伟()男 江苏常熟人硕士研究生 高级工程师研究方向:电气工程构引导滑车吊板内侧的牵引绳继续进入滑轮中槽的中槽引导结构四种结构主要说明如下()导向结构该装置应具备某种长尺寸结构的导向结构 由于操作人员在地面遥控高空中的无人机距离远控制难度大因此当无人机携带牵引绳到达滑车吊板外侧时应能轻松被该导向结构捕获并沿该导向结构继续滑向该装置核心因此该导向装置需要有一定的长度尺寸以满足地面的无人机操控人员目视观察的要求 该导向装置表面应光滑、笔直满足牵引绳在其上滑动顺
5、畅的要求()触发开关该装置应具备某种触发开关当牵引绳沿引导结构继续滑向该装置核心结构时最终应到达该触发开关位置继而在牵引绳力的作用下触发开关被触发该装置才可进行动作触发开关在未被触发时应能保证可靠的锁止触发时所需来自牵引绳上的触发力应低于无人机所能施加的最大力()旋转结构该装置应具备某种旋转机构当触发开关被触发时牵引绳应同时被该旋转结构捕获旋转机构携带牵引绳发生旋转完成牵引绳位移实现牵引绳从滑车吊板外侧进入内侧的目的为实现上述目的该旋转机构的旋转轴心应偏心于其质心 初始状态时装置重心在高位触发开关锁止装置保持稳定 当触发开关被牵引绳触发后旋转机构获得自由度在滑车自重作用下发生旋转()中槽引导结
6、构该装置应具备某种中槽引导机构 由于滑车有 轮、轮等不同型号而导引绳展放必须将绳置入滑车中槽当牵引绳进入到滑车吊板内侧后可沿该中槽引导机构滑入滑车中槽.机构关键点该项目的关键在于研究一种可旋转的盘形凸轮机构将滑车的一侧吊板由原来的一体结构分为两段中间通过该凸轮机构连接 吊板的上部分与凸轮机构轴连接固定吊板的下部分与凸轮上设计的凹槽接触并悬挂通过可旋转的凸轮机构实现牵引绳从吊板外侧进入吊板内侧凸轮上开槽槽宽根据要滑入的牵引绳直径设计需方便牵引绳进入槽内 槽深需要有一定深度以保证在凸轮旋转时槽内牵引绳能够随凸轮旋转而顺利从吊板外侧转入吊板内侧凸轮轴应偏心于凸轮质心 偏心凸轮可在滑车重力作用下自发旋
7、转旋转约 后凸轮上的开槽携带已进入槽内的牵引绳从吊板外侧转入内侧导向结构的尺寸应足够大且醒目以方便地面操控人员操控无人机携带牵引绳与该导向结构接触在无人机的牵引和牵引绳的自重共同作用下牵引绳顺该导向结构向下滑动最后准确滑入凸轮上的开槽.方案实现该机构主要包括四个结构功能模块:捕获并引导牵引绳的“导向结构”、直接实现牵引绳从吊板外侧进入内侧的“旋转凸轮结构”、锁止装置的“触发机构”以及末端引导的“中槽引导结构”四个结构模块有机结合实现牵引绳导入、结构触发、牵引绳翻转直至最终进入滑轮中槽的整个过程()旋转凸轮结构 凸轮结构是该机构的核心其旋转轴偏心于其质心在其朝向吊板外的一侧开槽 该凸轮机构既要保
8、证灵活旋转还要能可靠传递拉力 拟采用 钢线切割加工 该凸轮机构与吊板下部配合滑动的凹槽加工完成后必须研磨达到较高精度 凸轮机构上用来携带牵引绳旋转的开槽其形状尺寸和位置尺寸必须精确 为保证牵引绳能顺利进入需要对凸轮机构半径和开槽角度做准确计算并且需经过多次试验来验证设计的可靠性 凸轮机构上滑槽的宽度及吊板下部分嵌入滑槽的结构的尺寸应大于凸轮机构上牵引绳进入的开槽的尺寸以保证吊板滑过开槽时顺利无卡滞且不会从滑槽滑出 盘形凸轮结构如图 所示凸轮结构的设计目标及难点是其轴心位置的选择依据轴心位置确定开口槽的位置和角度再依据开口槽位置和角度确定锁止缺口的位置为使该凸轮结构在触发后能在滑车自重的作用下发
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