一种自牵引卷扬装置的制作方法

本发明涉及自动化机器人技术领域，特别涉及一种自牵引卷扬装置。

背景技术：

高压线缆作业属于高空作业，例如裸导线的绝缘层涂覆、电缆线的维护探伤和电缆线路周边的树障清理等，目前一般通过人工完成作业，需要将作业人员吊挂至电缆附近进行作业，而通过人工作业危险系数高，存在较高的安全隐患。

目前也有部分通过相应的机器人替代人工作业，如喷涂机器人和树障清理机器人等，而机器人一般是通过作业人员将机器人运送至电缆上，并实现吊装，但由于机器人设备重量大，运送难度大，作业人员在吊装机器人设备的过程中存在较大的安全风险。此外也有部分机器人设备通过卷扬装置进行自动吊装，但是卷扬装置在收卷的过程中容易出现吊绳缠绕混乱的问题，导致卷扬装置无法正常工作。

可见，现有技术还有待改进和提高。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种自牵引卷扬装置，其可消除吊绳在收卷和放线时发生绕线混乱的问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种自牵引卷扬装置，包括卷扬壳体、牵引机构、吊绳、挂具和走线臂，至少两个所述牵引机构分别设置在所述卷扬壳体内，所述挂具设置在所述卷扬壳体的上方，每个所述牵引机构对应有一条吊绳，所述吊绳的一端与所述卷扬壳体固连，所述吊绳的自由端绕过所述挂具后与所述牵引机构连接，并且所述吊绳的自由端往所述卷扬壳体的下方伸出，所述牵引机构用于沿所述吊绳上下移动，至少两个所述走线臂分布在所述卷扬壳体的顶部，所述走线臂用于将所述卷扬壳体吊装在电缆上。

所述的自牵引卷扬装置中，所述牵引机构之间通过支撑底架固连。

所述的自牵引卷扬装置中，所述牵引机构包括背板、轴承架、绕线轮组件、编码器和旋转装置，所述绕线轮组件设置在所述背板和所述轴承架之间，所述绕线轮组件分别与所述背板和所述轴承架转动连接，所述编码器设置在所述轴承架的外侧，并且所述编码器与所述绕线轮组件传动连接，所述旋转装置设置在所述背板的外侧，并且所述旋转装置与所述绕线轮组件传动连接；所述背板与所述支撑底架固连，所述吊绳与所述绕线轮组件传动连接。

所述的自牵引卷扬装置中，所述绕线轮组件包括第一从动齿轮、主动齿轮、第二从动齿轮、第三从动齿轮和第四从动齿轮，所述主动齿轮、所述第一从动齿轮、所述第二从动齿轮、所述第三从动齿轮和所述第四从动齿轮分布在所述轴承架上，并且与所述轴承架转动连接，所述第一从动齿轮、所述第二从动齿轮、所述第三从动齿轮呈倒三角分布在所述主动齿轮的外侧，所述主动齿轮分别与所述第一从动齿轮、所述第二从动齿轮和所述第三从动齿轮啮合，所述第三从动齿轮和所述第四从动齿轮啮合，所述吊绳依次穿过所述第一从动齿轮与所述主动齿轮之间、所述第二从动齿轮与所述主动齿轮之间、所述第三从动齿轮与所述主动齿轮之间和所述第三从动齿轮与所述第四从动齿轮之间，并且所述吊绳的自由端往所述第三从动齿轮和所述第四从动齿轮的下方伸出，所述旋转装置和所述编码器分别与所述主动齿轮传动连接。

所述的自牵引卷扬装置中，所述第一从动齿轮、所述主动齿轮、所述第二从动齿轮、所述第三从动齿轮和所述第四从动齿轮上分别开设有与所述吊绳配合连接的过线槽。

所述的自牵引卷扬装置中，所述背板上设置有张紧轮和若干导向环，所述张紧轮位于所述绕线轮组件的上方，若干所述导向环位于所述第三从动齿轮和所述第四从动齿轮的下方，所述吊绳绕过所述张紧轮后进入所述绕线轮组件，并且所述吊绳的自由端从所述第三从动齿轮和所述第四从动齿轮之间穿出后，再穿过若干所述导向环往所述卷扬壳体下方伸出。

所述的自牵引卷扬装置中，所述主动齿轮的两侧分别设置有卷扬挡板，所述卷扬挡板与所述背板固连。

所述的自牵引卷扬装置中，所述卷扬壳体的顶部设置有卷扬盖板，所述卷扬盖板上至少设置有两组导向架组，所述导向架组与所述牵引机构一一对应，所述导向架组包括两个导向架，所述吊绳的一端与任一导向架固连，所述吊绳的另一端绕过所述挂具后，依次穿过另一导向架和所述卷扬盖板与所述牵引机构连接。

所述的自牵引卷扬装置中，所述导向架的顶部设置有压轮，所述压轮的外侧设置有压杆，所述压杆的两侧分别与所述导向架固连，所述压杆用于固定和压紧所述吊绳。

所述的自牵引卷扬装置中，每组导向架组中任一导向架上设置有到位检测机构。

有益效果：

本发明提供了一种自牵引卷扬装置，当所述牵引装置爬升或爬落时，所述牵引装置沿所述吊绳的一端向上爬升，所述牵装置在爬升的过程中，所述牵引装置与电缆之间的吊绳会逐渐缩短或变长，而经过所述牵引装置后的吊绳则往所述卷扬壳体的下方延伸，无需收卷在所述牵引装置内，避免吊绳在收卷时发生绕线混乱的问题，同时，所述挂具与所述卷扬壳体之间的吊绳围成三角形状，两边的吊绳在使用时长度自适应调节，使三角形始终保持等腰，保持本装置在爬升或爬落时始终保持稳定。

附图说明

图1为本发明提供的自牵引卷扬装置的整体结构示意图一；

图2为本发明提供的自牵引卷扬装置的整体结构示意图二；

图3为本发明提供的自牵引卷扬装置中所述机器人本体的内部结构示意图一；

图4为本发明提供的自牵引卷扬装置中所述机器人本体的内部结构示意图二；

图5为本图3中a区域放大示意图。

主要元件符号说明：1-卷扬壳体、2-牵引机构、3-导向架、4-吊绳、5-挂具、6-走线臂、7-到位检测机构、8-主控机构、9-供电机构、11-卷扬盖板、12-散热槽、21-背板、22-轴承架、23-绕线轮组件、24-编码器、25-旋转装置、26-张紧轮、27-导向环、28-卷扬挡板、31-压轮、32-压杆、61-推拉机构、231-第一从动齿轮、232-主动齿轮、233-第二从动齿轮、234-第三从动齿轮、235-第四从动齿轮。

具体实施方式

本发明提供一种自牵引卷扬装置，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中部”、“内侧”、“外侧”等指示的方位或位置关系为本发明基于附图的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述。另外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。

请参阅图1至图5，包括卷扬壳体1、牵引机构2、吊绳4、挂具5和走线臂6，至少两个所述牵引机构2分别设置在所述卷扬壳体1内，所述挂具5设置在所述卷扬壳体1的上方，每个所述牵引机构2对应有一条吊绳4，所述吊绳4的一端与所述卷扬壳体1固连，所述吊绳4的自由端绕过所述挂具5后与所述牵引机构2连接，并且所述吊绳4的自由端往所述卷扬壳体1的下方伸出，所述牵引机构2用于沿所述吊绳4上下移动，至少两个所述走线臂6分布在所述卷扬壳体1的顶部，所述走线臂6用于将所述卷扬壳体1吊装在电缆上。

在实际应用时，作业人员通过无人机将所述挂具5吊挂在待作业电缆线附近的其他电缆线，优选地，吊挂在待作业电缆线上方的电缆线，待所述挂具5定位完成后，若干所述牵引装置启动，所述牵引装置沿所述吊绳4的一端向上爬升，所述牵装置在爬升的过程中，所述牵引装置与电缆之间的吊绳4会逐渐缩短，而多余的吊绳4则经过所述牵引装置后往所述卷扬壳体1的下方延伸，无需收卷在所述牵引装置内，避免吊绳4在收卷时发生绕线混乱的问题，同时，所述挂具5与所述卷扬壳体1之间的吊绳4围成三角形状，两边的吊绳4在使用时长度自适应调节，使三角形始终保持等腰，待所述走线臂6靠近待作业电缆线后，所述走线臂6完成抱合动作，使本装置整体吊挂在待作业电缆线上，并完成卷扬上线工作；而当本装置完成作业，需进行回收下挂时，若干所述牵引装置启动，所述牵引装置向上爬升一定高度，使若干所述走线臂6可向两侧分离，完成脱挂动作，待所述走线臂6脱离电缆后，所述牵引机构2沿所述吊绳4的一端向下爬落，所述牵装置在爬落的过程中，所述卷扬壳体1下方的吊绳4会逐渐缩短，而多余的吊绳4则经过所述牵引装置后往所述卷扬壳体1的上方延伸，而所述挂具5与所述卷扬壳体1之间的吊绳4长度自适应调节，所述吊绳4无需收卷在所述牵引装置内，避免吊绳4在放线时发生绕线混乱的问题。

若所述卷扬壳体1在爬升或爬落的过程中无法保持水平状态，则可分别单独控制任意所述牵引机构2爬升或爬落相对应的吊绳4，从而使所述卷扬壳体1始终保持水平的状态，避免出现重量不平衡导致侧翻的问题。

进一步地，如图3至图4所示，所述牵引机构2之间通过支撑底架固连；所述支撑底架通过若干型材组合而成，呈镂空状结构，极大的减轻了本装置的重量，减少所述牵引机构2的载重，并且通过所述支撑底架将所述牵引机构2架空，增强所述牵引机构2的散热。

其中，如图3至图4所示，所述支撑底架上还设置有主控机构8，所述主控机构8分别与所述牵引机构2和所述走线臂6电性连接；通过所述主控机构8与地面控制站通讯连接，实现作业人员远程控制本装置。

在本实施方式中，所述牵引机构2有两个，两个所述牵引机构2之间还设置有供电机构9，所述供电机构9分别与所述主控机构8、所述牵引机构2和所述走线臂6电性连接；所述供电机构9为所述主控机构8、所述牵引机构2和所述走线臂6提供动力源。

进一步地，如图3至图5所示，所述牵引机构2包括背板21、轴承架22、绕线轮组件23、编码器24和旋转装置25，所述绕线轮组件23设置在所述背板21和所述轴承架22之间，所述绕线轮组件23分别与所述背板21和所述轴承架22转动连接，所述编码器24设置在所述轴承架22的外侧，并且所述编码器24与所述绕线轮组件23传动连接，所述旋转装置25设置在所述背板21的外侧，并且所述旋转装置25与所述绕线轮组件23传动连接；所述背板21与所述支撑底架固连，所述吊绳4与所述绕线轮组件23传动连接。所述编码器24用于控制所述旋转装置25工作。在使用时，根据所述编码器24的控制信号驱动所述旋转装置25工作，所述旋转装置25驱动所述绕线轮组件23工作，使所述绕线轮组件23沿所述吊绳4爬升或爬落，所述绕线轮组件23在爬升或爬落过程中，所述吊绳4无需收卷在所述绕线轮组件23内，通过将所述吊绳4直接往所述卷扬壳体1下方延伸，使所述卷扬壳体1上下的吊绳4自调节长度，不存在吊绳4因收卷发生绕线混乱的问题。

在本实施方式中，所述旋转装置25可以为伺服电机。

如图3至图5所示，进一步地，所述绕线轮组件23包括第一从动齿轮231、主动齿轮232、第二从动齿轮233、第三从动齿轮234和第四从动齿轮235，所述主动齿轮232、所述第一从动齿轮231、所述第二从动齿轮233、所述第三从动齿轮234和所述第四从动齿轮235分布在所述轴承架22上，并且与所述轴承架22转动连接，所述第一从动齿轮231、所述第二从动齿轮233、所述第三从动齿轮234呈倒三角分布在所述主动齿轮232的外侧，所述主动齿轮232分别与所述第一从动齿轮231、所述第二从动齿轮233和所述第三从动齿轮234啮合，所述第三从动齿轮234和所述第四从动齿轮235啮合，所述吊绳4依次穿过所述第一从动齿轮231与所述主动齿轮232之间、所述第二从动齿轮233与所述主动齿轮232之间、所述第三从动齿轮234与所述主动齿轮232之间和所述第三从动齿轮234与所述第四从动齿轮235之间，并且所述吊绳4的自由端往所述第三从动齿轮234和所述第四从动齿轮235的下方伸出，所述旋转装置25和所述编码器24分别与所述主动齿轮232传动连接。所述吊绳4通过所述第一从动齿轮231、所述主动齿轮232、所述第二从动齿轮233、所述第三从动齿轮234和所述第四从动齿轮235增强摩擦力，防止所述吊绳4在使用时发生打滑的问题，并且所述第一从动齿轮231、所述第二从动齿轮233、所述第三从动齿轮234呈倒三角分布使所述吊绳4在所述绕线轮组件23内的绕线长度增长，从而增大摩擦力，此外，所述绕线轮组件23在爬升或爬落的过程中，所述吊绳4会经过四次传动，经过所述第一从动齿轮231与所述主动齿轮232之间时为一次传动，经过所述第二从动齿轮233与所述主动齿轮232之间时为二次传动，经过所述第三从动齿轮234与所述主动齿轮232之间时为三次传动，经过所述第三从动齿轮234与所述第四从动齿轮235之间时为四次传动，从而极大的提高了传动效率和旋转装置25的利用率，所述主动齿轮232每转动一次即可带动第一从动齿轮231、第二从动齿轮233、第三从动齿轮234和第四从动齿轮235各完成一次传动。

其中，在本实施方式中，所述第一从动齿轮231、所述主动齿轮232、所述第二从动齿轮233、所述第三从动齿轮234和所述第四从动齿轮235上分别开设有与所述吊绳4配合连接的过线槽；通过所述过线槽防止所述吊绳4在牵引过程中出现压扁或压断的问题，并且有效增强了所述吊绳4与所述第一从动齿轮231、所述主动齿轮232、所述第二从动齿轮233、所述第三从动齿轮234和所述第四从动齿轮235之间的摩擦力，防止所述牵引机构2在爬行所述吊绳4时出现打滑的问题。

如图3至图5所示，进一步地，所述背板21上设置有张紧轮26和若干导向环27，所述张紧轮26位于所述绕线轮组件23的上方，若干所述导向环27位于所述第三从动齿轮234和所述第四从动齿轮235的下方，所述吊绳4绕过所述张紧轮26后进入所述绕线轮组件23，并且所述吊绳4的自由端从所述第三从动齿轮234和所述第四从动齿轮235之间穿出后，再穿过若干所述导向环27往所述卷扬壳体1下方伸出；通过所述张紧轮26使进入所述绕线轮组件23的吊绳4可处在张紧状态，保证吊绳4可流畅通过所述绕线轮组件23，此外，所述吊绳4穿出所述绕线轮组件23后通过所述导向环27保证吊绳4可垂直延伸出所述卷扬壳体1，避免所述吊绳4在所述卷扬壳体1内发生相互缠绕的问题。

如图5所示，进一步地，所述主动齿轮232的两侧分别设置有卷扬挡板28，所述卷扬挡板28与所述背板21固连；通过所述卷扬挡板28止挡所述吊绳4，避免吊绳4脱离所述主动齿轮232。

如图1至图4所示，进一步地，所述卷扬壳体1的顶部设置有卷扬盖板11，所述卷扬盖板11上至少设置有两组导向架组，所述导向架组与所述牵引机构2一一对应，所述导向架组包括两个导向架3，所述吊绳4的一端与任一导向架3固连，所述吊绳4的另一端绕过所述挂具5后，依次穿过另一导向架3和所述卷扬盖板11与所述牵引机构2连接。通过所述导向架3便于所述吊绳4完成安装定位，并且对所述吊绳4起到导向作用，使所述牵引机构2的移动更滑顺畅。

其中，所述导向架3的顶部设置有压轮31，所述压轮31的外侧设置有压杆32，所述压杆32的两侧分别与所述导向架3固连，所述压杆32用于固定和压紧所述吊绳4。所述吊绳4的一端绑定在任一压杆32上，所述吊绳4的另一端绕过挂具5后穿过另一压轮31和另一压杆32之间，通过压轮31和压杆32夹紧吊绳4，避免本装置在移动过程中与吊绳4发生相对偏移的问题。

如图2所示，进一步地，所述卷扬壳体1的底部设置有散热槽12，所述吊绳4从所述散热槽12中穿出，并往所述卷扬壳体1的下方延伸。通过所述散热槽12加强所述卷扬壳体1的内部散热。

如图1所示，进一步地，每组导向架组中任一导向架3上设置有到位检测机构7；所述到位检测机构7用于检测电缆的位置；在本装置上升时，当所述到位检测机构7检测到电缆线时，则控制所述牵引机构2关闭，并启动所述走线臂6向电缆线抱合，使机器人悬挂在电缆线上；在一个实施方式中，所述到位检测机构7可以为红外传感器。

如图1和图2所示，在本实施方式中，所述走线臂6的底部与所述卷扬盖板11铰接，所述走线臂6的底部设置有推拉机构61，所述推拉机构61的底部与所述卷扬盖板11的底部铰接，所述推拉机构61的自由端与所述走线臂6的底部铰接；所述推拉机构61通过伸缩自由端驱使所述走线臂6摆动，从而完成抱合的动作；在一个实施方式中，所述推拉机构61可以为伸缩气缸。

综上所述，当所述牵引装置爬升或爬落时，所述牵引装置沿所述吊绳4的一端向上爬升，所述牵装置在爬升的过程中，所述牵引装置与电缆之间的吊绳4会逐渐缩短或变长，而经过所述牵引装置后的吊绳4则往所述卷扬壳体1的下方延伸，无需收卷在所述牵引装置内，避免吊绳4在收卷时发生绕线混乱的问题，同时，所述挂具5与所述卷扬壳体1之间的吊绳4围成三角形状，两边的吊绳4在使用时长度自适应调节，使三角形始终保持等腰，保持本装置在爬升或爬落时始终保持稳定。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。