防磨损展线防护装置的制作方法

本实用新型涉及工程施工设备，具体说是一种防磨损展线防护装置。

背景技术：

在高速电气化铁路接触网工程施工中，附加导线展放施工是线上部分第一步关键的施工工序，也是高速铁路牵引供电系统中非常重要的一环，且附加导线均为铝包钢芯铝绞线材质，外部铝材质不耐磨易受损，为保证附加导线展放的施工质量，需要严格控制附加导线在展放过程中零磨损目标的环节控制。在以往的附加导线展放施工过程中，尤其在展放线缆需要变向的情况下，采用传统的放线滑轮等工具难以保证附加导线在展放的路径中不被磨损，且使用比较繁琐，不便携。为解决此关键施工技术难点，亟待研发附加线展放防磨损装置。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是解决上述问题，提供一种防磨损展线防护装置，在展线和展开线变向中起到对线缆的保护作用，提高线揽展放的效率，同时具备防止倾倒的稳定性和便携性。

所述防磨损展线防护装置，其特征在于：包括展线护圈、调高支架和行走架，其中，

所述展线护圈由转轮组在一个竖向平面内围成环状，转轮组设有至少三个转轮，相邻转轮之间的间隙小于所穿过线缆直径的1/3；

所述调高支架包括竖向设置的外支架管和套设于所述外支架管内的调高管，在外支架管和调高管的侧壁均竖向排列设置有调高孔，通过调高销钉同时穿设于外支架管和调高管竖向重合的调高孔设定调高管的顶面高度；在外支架管的底部固定连接有水平设置的支架底板；

所述行走架设有至少三支固定于支架底板底面的行走支杆，行走支杆的底部设有带刹车装置的行走轮；

所述展线护圈通过轮架与展线护圈底部的轮座固定连接，所述轮座通过轴承与调高管的顶部连接。

进一步地，在支架底板围绕外支架管设置有一周支撑脚，每一支支撑脚可以伸缩改变长度，一周支撑脚展开后的外径是一周行走支杆外径的2～5倍，支撑脚通过支脚转轴与支架底板连接，支撑脚绕支脚转轴向下旋转展开作为防倾倒的支撑，绕支脚转轴向上旋转收拢支撑脚；

在外支架管外套设有卡圈，支撑脚展开时卡圈移动到外支架管底部，通过将卡圈与外支架管固定使支撑脚展开固定；支撑脚收拢时卡圈移动到外支架管上部，通过将卡圈与外支架管固定使支撑脚收拢固定，卡圈通过与外支架管螺纹连接或通过与调高支架的卡销与外支架管固定。

其中通过卡销固定的结构为，调高支架的最低位置调高孔设置于紧邻所述卡圈上方的最低位置，所述卡圈通过穿设于调高支架最低位置调高孔的卡销使调高支架固定并固定展开的支撑脚；支撑脚收拢时外轮廓在下大上小的圆台形轮廓外侧面上，所述调高支架设置有收拢支撑脚时对应的调高孔，设置于紧邻所述卡圈在支撑脚收拢时套设在支撑脚外卡圈上方的最低位置，所述卡圈通过穿设于调高支架收拢支撑脚时对应调高孔的卡销使调高支架固定并固定收拢的支撑脚。

转轮组至少设有一个主动轮，所述主动轮的一端与轮架固定设有助力电机；主动轮由内向外依次设有中心轴重合的传动轴、棘轮和轮筒，助力电机的输出转轴与传动轴同轴固定连接，传动轴与棘轮通过键嵌套连接或与棘轮固定连接；轮筒的内侧面对应棘轮位置设有一周传动挡齿，使棘轮受到传动轴驱动的正向钮力大于轮筒阻力时带动轮筒同步正向转动，轮筒受到外力或惯性使正向转速大于棘轮时超越棘轮转动。

进一步地，所述传动挡齿嵌设于轮筒内侧的导向槽内，仅有径向活动的自由度，在传动挡齿与轮筒之间设有将传动挡齿外推的挡齿弹簧，传动挡齿靠近棘轮一侧的形状与棘轮齿贴合，使挡齿弹簧被压缩时传动挡齿能够退出棘轮齿的牙顶之外，挡齿弹簧伸展时传动挡齿与棘轮齿贴合。

所述轮架设有一对与转轮两端的转轴连接的支杆，一对支杆通过连杆固定为一体，连杆和支杆设于转轮的外侧；顶部转轮的轮架与相邻转轮的轮架之间通过锁片固定连接。

转轮组至少设有一个动滑轮，动滑轮两侧的支杆与锁片通过限位夹固定，限位夹中部设有中轴线与动滑轮转轴的中点径向平行的腰圆孔，动滑轮的转轴垂直穿过腰圆孔，在动滑轮转轴的两端部固定设有限位帽，动滑轮轮架的连杆两端下侧面固定设有中心线与该动滑轮的转轴垂直的限位筒，限位筒内设有缓冲弹簧，缓冲弹簧的下端与限位帽连接，缓冲弹簧对动滑轮转轴施加向展线护圈中心方向的推力，使得动滑轮能够向内贴合线缆，并在受到线缆振动冲力时能够沿腰圆孔向外移动消除振动能量。

在调高管内的支架底板上设有电池和控制器，电池为控制器内的用电器件供电，用于控制助力电机在展线时转动，为展线提供助力。

转轮组至少设有一个定滑轮，定滑轮的转轴与轮架固定连接，定滑轮的外侧与轮架固定设有滚轮和转速传感器，滚轮与定滑轮接触，转速传感器与滚轮连接，以通过滚轮测量定滑轮的转速。

定滑轮的内部设有与转轴连接的齿轮组和发电机，发电机的输出引线连接到位于调高管内支架底板上的整流桥交流输入端，整流桥的直流输出端通过电池充电管理模块与所述电池连接，用于将定滑轮的转动通过齿轮组带动发电机转动，发电机产生的电能给电池充电；所述转速传感器的输出端连接到所述控制器的输入端，控制器的输出端通过驱动器连接所述助力电机，用于在控制器接收到转速传感器的转速信号过程中驱动助力电机主动旋转，助力展线。

本实用新型结合了便携性和可适用性强等特点，可有效地运用在各种情况下需要附加导线展放防止磨损的施工，避免了施工过程中一些不可控因素带来的物理损伤，且较大程度的提升了施工效率，保证后期施工的质量。

本实用新型由于综合考虑了通过环状的转轮组防磨损，通过加大支撑脚直径防止受力倾倒，同时降低了重心，从而更加稳定；通过带轴承的轮座自动适应缆线的受力方向；利用展现护圈限制线缆的晃动；通过助力电机使展现更加省力和提高线展效率；通过支撑脚的折叠和对调高支架的复用减小体积，以便于携带。

轮架针对每一个转轮独立设置，并且通过锁片连接成环状，不仅可以限制线缆的晃动范围，而且便于通过松卸一个螺帽实现随时可以将线缆从线缆中部移入展线护圈或从展现护圈中移出，还使轮架便于维护，易于更换。

高速电气化铁路接触网工程施工中的附加导线展放的施工过程中，仅需将本附加线展放防磨损装置人工移动至附加导线在展放中可能存在磨线的位置将线索穿进可转动封闭滑轮组，通过人为移动附加线展放防磨损装置就可以轻松克服在展放过程磨线的难题；同时，附加线展放防磨损装置可以防止附加线在展放过程中产生大幅度的晃动，避免安全隐患。相较于以往，本专利极大地提升了施工质量，大大减少了施工人员的劳力及劳动强度，需人工少、省力，使用方便，施工安全

附图说明

图1是本实用新型展开使用状态示意图，

图2是本实用新型收叠状态示意图，

图3是图1中A处放大图，

图4是主动轮横截面结构示意图，

图5是图4中B处放大图，

图6是展线护圈结构放大图，

图7是控制系统原理框图。

图中：1-动滑轮，2-轮架，3-限位筒，4-缓冲弹簧，5-锁片，6-定滑轮，7-滚轮，8-转速传感器，9-助力电机，10-调高支架，11-卡销，12-卡圈，13-支撑脚，14-行走轮，15-行走支杆，16-调高销钉，17-调高孔，18-轮座，19-主动轮，20-展线护圈，21-支架底板，22-支脚转轴，23-挡齿弹簧，24-传动挡齿，25-棘轮，26-传动轴，27-轮筒，28-导向槽，29-腰圆孔，30-限位夹，31-限位帽，32-轮轴，33-行走架，34-外支架管，35-棘轮齿，36-支杆，37-连杆，38-齿轮组，39-发电机，40-整流桥，41-电池充电管理模块，42-控制器，43-驱动器，44-电池，45-最低位置调高孔。

具体实施方式

下面结合附图和较佳实施例对本实用新型进一步说明：如图1、2中所示防磨损展线防护装置，由上而下设有结合为一体的展线护圈20、调高支架10和行走架33，其中，所述展线护圈20由转轮组在一个竖向平面内围成环状，转轮组设有至少三个转轮，本实用新型以三个转轮为实施例进行说明。相邻转轮之间的间隙小于所穿过线缆直径的1/3，实际应用时线缆穿过展线护圈20进行线缆展放，由于转轮组围成一个封闭的环状，穿于展线护圈中的被展线电缆无法脱出。

所述调高支架10包括竖向设置的外支架管34和套设于所述外支架管34内的调高管，调高管可以相对外支架管轴向移动，在外支架管和调高管的侧壁均竖向排列设置有贯穿侧壁的调高孔17，通过调高销钉16同时穿设于外支架管和调高管竖向重合的调高孔17设定调高管的顶面高度，从而调整展线护圈的高度，调节高度有利于避让外部环境障碍或者减小与展线辊出线的高度差。

从图2可见，在外支架管34的底部固定连接有水平设置的支架底板21，支架底板也与下方的行走支杆15固定。优选地，支架底板还连接有一周支撑脚13。

所述行走架33设有至少三支行走支杆15，行走支杆15的底部设有带刹车装置的行走轮14。行走轮使展现装置便于携带，在定点放置于地面时，通过刹车止动设置将展现装置稳定放置。在作业时，放下支撑脚13还可以大为加强展现装置的稳定度。

所述展线护圈20通过轮架2与展线护圈底部的轮座18固定连接，所述轮座18通过轴承与调高管的顶部连接。轮架2是转轮固定的基础，轮架固定安装于轮座18上，轮座通过轴承与调高管的顶部连接后，展线护圈20可以360度旋转，可以自动选择与展线阻力最小的方向。

每一支支撑脚可以伸缩改变长度，一周支撑脚展开后的外径是一周行走支杆外径的2～5倍，支撑脚拉伸后用紧固钉固定，还可以调节水平度，可以防止展现装置受力倾翻。支撑脚13通过支脚转轴22与支架底板21连接，支撑脚13绕支脚转轴22向下旋转展开作为防倾倒的支撑，绕支脚转轴向上旋转收拢支撑脚。

如图1，在外支架管34外套设有卡圈12，卡圈可以沿外支架管34上下移动。支撑脚展开时卡圈12移动到外支架管34底部，通过将卡圈12与外支架管34固定使支撑脚展开固定，卡圈的下边缘抵在支撑脚上方，使支撑脚被固定。

支撑脚收拢时围绕外支架管34分布，卡圈12移动到外支架管34上部后将支撑脚的伸缩脚收入，如图2所示，通过将卡圈12下移与外支架管34固定使支撑脚收拢固定。

卡圈12可以通过与外支架管34螺纹连接与外支架管34固定，在卡圈12内侧壁设置内螺纹，外支架管34的上部和下部设置外螺纹，卡圈通过螺纹拧紧后将卡圈和支撑脚固定。

或者通过与调高支架的卡销11与外支架管34固定，通过卡销固定的结构为，调高支架10的最低位置调高孔45设置于紧邻所述卡圈12在最低位置的上方，在支撑脚展开状态，所述卡圈12通过穿设于调高支架10的最低位置调高孔45的卡销11使调高支架10固定并固定展开的支撑脚13。支撑脚13收拢时外轮廓在下大上小的圆台形轮廓上，所述调高支架10设置有收拢支撑脚配套调高孔，设置于紧邻所述卡圈12在支撑脚收拢时套设在支撑脚外最低位置的卡圈上方，所述卡圈12通过穿设于调高支架10收拢支撑脚时对应调高孔的卡销11使调高支架10固定并固定收拢的支撑脚13。支撑脚是由可伸缩杆组成，放下时展开使支撑脚范围大为增大。卡圈固定的巧妙之处在于复用了调高支架10，利用同样的体积和部件完成多项功能，而各功能之间不会相互干扰。使用卡圈在将支撑脚放下展开时可以降低装置的重心，同时支撑脚的支撑半径大，增强了在线缆变向时对装置施加侧向压力后即使调高支架升高时仍可防止倾倒的性能。

转轮组至少设有一个主动轮19，如图1、2，所述主动轮19的一端与轮架固定设有助力电机9。如图4、5，主动轮由内向外依次设有中心轴重合的传动轴26、棘轮25和轮筒27，助力电机的输出转轴与传动轴26同轴固定连接，传动轴26与棘轮通过键嵌套连接或与棘轮固定连接。棘轮外周的齿向一个方向倾斜，使得倾斜方向转动可以带动负载运转，反方向可以独立运转。

如图5，轮筒27的内侧面对应棘轮25位置设有一周传动挡齿24，使棘轮受到传动轴驱动的正向钮力大于轮筒阻力时带动轮筒同步正向转动，轮筒受到外力或惯性使正向转速大于棘轮时超越棘轮转动。

图5是实现这一功能的结构实施例，所述传动挡齿24嵌设于轮筒内侧的导向槽28内，导向槽径向设置，传动挡齿24仅可沿导向槽28移动，仅有径向活动的自由度。在传动挡齿24与轮筒27之间设有将传动挡齿24外推的挡齿弹簧23，传动挡齿24靠近棘轮一侧的形状与棘轮齿35贴合，使挡齿弹簧23受到棘轮齿反向转动的推动而被压缩时传动挡齿24能够退出棘轮齿35的牙顶之外，棘轮与轮筒相对静止或棘轮相对轮筒正向转动时，挡齿弹簧23伸展，传动挡齿被挡齿弹簧23推动与棘轮齿贴合。

如图6，所述轮架2设有一对与转轮两端的转轴连接的支杆36，一对支杆通过连杆37固定为一体，连杆和支杆设于转轮的外侧。图6中支杆36为直杆且与转轴垂直，顶部转轮的轮架2与相邻转轮的轮架之间通过锁片5固定连接。锁片的两端部各穿过一个转轮转轴并通过一个螺母与两侧的转轮转轴连接，轮架配合锁片5的连接结构使每一个转轮可以模块化，便于维护和更换，尤其是，电缆经常需要在线缆中部穿入展线护圈20，或者中途从展线护圈移出，不可能截断电缆，本展线装置中将锁片5的一个螺母松卸取下即可将锁片绕另一个螺母转动，从而将展线护圈留出一个缺口，将电缆线可以移出或移入展线护圈。

转轮组至少设有一个动滑轮1，附图中的动滑轮为顶部转轮，顶部转轮的轮架与顶部转轮的转轴不固定。锁片与顶部转轮之间的连接螺母在此为限位帽31，限位帽不可拆下，需要转动锁片时需要取下另一端的螺母。

如图3所示，动滑轮1可以在垂直于动滑轮的方向在缓冲弹簧4的作用下收到电缆线的冲击力而移动。动滑轮1两侧的支杆36与锁片5通过限位夹30固定，支杆36与锁片5叠合，并通过限位夹夹持固定，限位夹中部设有中轴线与动滑轮转轴的中点径向平行的腰圆孔29，支杆36与锁片5均为片状时，支杆36与锁片5均叠合设有腰圆孔，动滑轮的转轴垂直穿过腰圆孔29，在动滑轮转轴的两端部固定设有限位帽31，动滑轮轮架2的连杆37两端下侧面固定设有中心线与该动滑轮的转轴垂直的限位筒3，限位筒内设有缓冲弹簧4，缓冲弹簧的下端与限位帽31连接，缓冲弹簧对动滑轮转轴施加向展线护圈中心方向的推力，使得动滑轮1能够向内贴合线缆，并在受到线缆振动冲力时能够沿腰圆孔向外移动消除振动能量。由于缓冲弹簧的作用，动滑轮也保持与线缆的接触，也使线缆保持与主动轮19和定滑轮6的接触，使主动轮能够带动线缆，使线缆被助力展线，也使定滑轮能够实时贴合转动而能够测量到转速。

转轮组中定滑轮6的转轴与轮架固定连接，定滑轮的外侧与轮架固定设有滚轮7和转速传感器8，滚轮与定滑轮接触，转速传感器8与滚轮连接，可以使用编码器作为转速传感器，通过滚轮带动编码器转轴测量定滑轮的转速。

定滑轮6的内部设有与转轴连接的齿轮组38和发电机39，由于转轴固定连接在轮架上，定滑轮的轮筒转动时转轴与轮筒之间可以带动齿轮组运转，轮筒与转轴之间通过轴承连接，齿轮组可以是行星齿轮组，齿轮组将轮筒的转动加速后带动发电机发电，发电机的输出引线连接到位于调高管内支架底板21上的整流桥40交流输入端。

在调高管内部的支架底板21上设有电池44和控制器42，由于调高管是可移动的，实际电池44和控制器42固定设置在支架底板的中部，不阻挡调高管的底部与支架底板的接触。电池为控制器内的用电器件供电，用于控制助力电机9在展线时转动，为展线提供助力。

如图7为电路原理框图，整流桥40的直流输出端通过电池充电管理模块41与所述电池44连接，用于将定滑轮的转动通过齿轮组带动发电机转动，发电机产生的电能给电池充电，从而回收电能，延长电池的使用时间。所述转速传感器8的输出端连接到所述控制器42的输入端，控制器读取转速传感器的输出信号，判断定滑轮被带动旋转后启动主动轮旋转助力展线，控制器的输出端通过驱动器43连接所述助力电机9，使得在控制器接收到转速传感器的转速信号超过主动轮的转速时驱动助力电机主动旋转，在定时间隔测量到定滑轮转速超过主动轮转速时会启动主动轮定时主动旋转。