一种旋转开合式防坠机构、电力登高系统及作业方法与流程

本发明涉及输电线路运维检修，尤其是一种旋转开合式防坠机构、电力登高系统及作业方法。

背景技术：

1、在电力行业中，登高塔是电网的重要组成部分，其维护作业往往需要在高空进行。为了确保作业人员的安全，防坠设备是必不可少的装备。然而，传统的人工安装和拆卸防坠设备的方法存在诸多不便和风险，如安装时间长、工作效率低、人员安全难以保障等。

2、当前通常采用两种设备或装置来实现需求：一是使用人工携带的各种后备保护装置，例如防坠落双延长绳、双钩防坠器、平安环等。

3、二是对杆塔本身进行改造，加装防坠爬梯、防坠导轨、防坠钢绞线等。

4、但是现有设备或装置都存在着缺陷：各类人工携带的防坠工具使用过程中，会改变原有登塔习惯，对作业人员体能消耗较大，无形中增大了登塔的坠落风险，不仅安全性差、效率低，故实际推广时的难度也较大。

5、对杆塔进行改造加装防坠装置，需要停电加装，不仅成本高、投资大，而且效率低、后期维护难度大，也存在一定的安全风险，不利于大范围推广。

6、因此，开发一种新的防坠机构、电力登高系统及作业方法，对于提升电力作业的安全性和效率至关重要。

技术实现思路

1、本发明为了解决现有技术中的问题，提供一种旋转开合式防坠机构、电力登高系统及作业方法。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、一种旋转开合式防坠机构，包括挂钩架，挂钩架为倒u型结构，包括左侧架体、右侧架体和水平架体；挂钩架通过下方开口可将挂钩架的水平架体搭在角钢上；右侧架体上水平转动连接有旋转杆；旋转杆具有0°位置、90度位置和180°位置，90度位置时，旋转杆闭合挂钩架的下方开口；0°位置和180°位置时，旋转杆打开挂钩架的下方开口；

4、水平架体上方固定设有竖向向上延伸的外部支撑管，外部支撑管上端固定连接有外杆支撑件；

5、外部支撑管内设有与其在上下方向滑动配合的内部支撑杆，内部支撑杆下端通过联动机构与旋转杆联动；内部支撑杆上端固定设有内杆端盖，内杆端盖的直径大于外部支撑杆，并向下罩设在外部支撑管上端部；

6、外杆支撑件延伸到内杆端盖的上方并形成竖直部，内杆端盖上固定设有向上延伸的插销卡扣，插销卡扣与外杆支撑件的竖直部相对设置；插销卡扣上设有上小下大的葫芦口，外杆支撑件的竖直部上设有水平穿设的弹簧插销，弹簧插销与葫芦口位置对应，从而形成第一连接结构；

7、内杆端盖与外部支撑杆之间形成第二连接结构。

8、进一步的，所述联动机构包括在水平架体位置设置的旋转压板，旋转压板的左端与水平架体转动连接，旋转压板的中间位置与内部支撑杆的下端转动连接，旋转压板的右端设有与其转动连接并指向下方的上下压块；

9、水平架体的下侧设有避让槽，使旋转压板可以向下超出水平架体；

10、上下压块的下半部沿前后方向依次为前凸出块、中间镂空区和后凸出块；后凸出块向下凸出的高度低于前凸出块向下凸出的高度；上下压块的下方设有与右侧架体固定连接的限位块，限位块上设有与上下压块配合的限位卡槽；内部支撑杆上下移动可带动上下压块在限位卡槽内上下移动；

11、环绕限位块设有弹簧，弹簧的一端与旋转杆连接，弹簧的另一端与限位块连接；

12、旋转杆以转动连接点为界分为限位部分和闭合部分，闭合部分的长度大于限位部分的长度；闭合部分用于打开或闭合挂钩架的下方开口， 限位部分用于同上下压块配合确定旋转杆的位置；

13、旋转杆在0°位置时，弹簧被旋转杆拉伸，此时旋转杆限位部分被中间镂空区以上位置的上下压块抵接；

14、当上下压块向上移动，直至中间镂空区位置上移过旋转杆限位部分的顶面后，上下压块解除对旋转杆限位部分的限位，旋转杆在弹簧的作用下旋转90°，然后上下压块的后凸出块限制旋转杆继续旋转，此时旋转杆被确定在90°位置；

15、当上下压块继续向上移动，直至后凸出块底面比旋转杆限位部分的顶面高时，上下压块解除对旋转杆限位部分的限位，旋转杆在弹簧的作用下旋转90°，然后上下压块的前凸出块限制旋转杆继续旋转，此时旋转杆被确定在180°位置。

16、进一步的，所述左侧架体的竖向长度大于右侧架体的竖向长度，在左侧架体的下端设有安全绳连接件。

17、进一步的，所述内部支撑杆上设有上下方向延伸的长槽，外部支撑管上与长槽对应位置固定穿过有防转轴，防转轴从长槽内伸出并与其在上下方向滑动配合。

18、本发明还公开一种电力登高系统，包括所述的旋转开合式防坠机构，还包括无人机、吊具机构和取放料机构，其中：

19、无人机作为运载工具；

20、吊具机构上端与无人机相连，下端与取放料机构相连；

21、取放料机构包括放料部分和取料部分；向高塔放置防坠机构作业时，放料部分与防坠机构配合；从高塔取下防坠机构作业时，取料部分与防坠机构配合；

22、旋转开合式防坠机构，用于实现对电塔上角钢的自动锁定及取下。

23、进一步的，所述取放料机构包括安装座，安装座的下侧固定有两组挂钩支撑件，两组挂钩支撑件之间固定连接有挂钩轴，形成放料部分；放料部分与第一连接结构配合；

24、安装座的左右两侧对称设有左、右取料夹臂，左、右取料夹臂均沿水平方向向前延伸，且在左、右取料夹臂的对应位置均设有单向摆杆安装位，在单向摆杆安装位处均设有单向摆杆机构，形成取料部分；取料部分与第二连接结构配合；

25、左、右取料夹臂在单向摆杆机构的后侧形成取料部分的夹持区。

26、进一步的，所述单向摆杆机构包括摆杆，以及在单向摆杆安装位处开设的沿前后方向延伸的避让槽；

27、避让槽的前端固定设有安装板，安装板上设有竖向的转轴；摆杆的一端与转轴转动连接，且两者之间设有扭簧，摆杆的另一端穿过避让槽；初始状态，摆杆与左、右取料夹臂呈垂直状态并指向左、右取料夹臂的中线。

28、进一步的，所述左、右取料夹臂的前半部分分别向外倾斜，形成扩口结构；所述单向摆杆安装位位于左、右取料夹臂的后半部分。

29、进一步的，所述吊具机构由若干个连接管依次连接而成，连接管之间通过万向接头连接，连接管的最上端与无人机连接，连接管的最下端设有连接块，连接块用于同取放料机构的安装座连接。

30、本发明还公开一种电力登高作业方法，基于所述的电力登高系统，其特征在于包括以下步骤：

31、（1）登塔前，人工先将挂钩轴穿入外杆支撑件的竖直部和插销卡扣之间，然后在弹簧插销插入葫芦口的下口，在保持外部支撑管不动的情况下，向下移动内部支撑杆，带动插销卡扣向下移动，使弹簧插销插入葫芦口的上口，完成对挂钩轴的锁定；

32、同时在内部支撑杆向下移动的过程中，带动旋转压板向下移动直至旋转压板向下超出水平架体，旋转压板带动上下压块向下移动到初始位置，并且旋转杆处在0°位置打开挂钩架的下方开口，弹簧被旋转杆拉伸，此时旋转杆限位部分被中间镂空区以上位置的上下压块抵接；

33、然后无人机通过吊具机构及取放料机构带着此状态下的防坠机构起飞；

34、（2）无人机起飞，带动整个防坠机构飞到需要攀登的电塔前，通过遥控控制选择电塔上合适的角钢，无人机下降，使得挂钩架通过下方开口钩搭在角钢上，旋转压板底部与角钢接触；

35、无人机继续下降，旋转压板被角钢顶升；旋转压板在向上旋转的过程中带动内部支撑杆上移，从而带动内杆端盖、插销卡扣及葫芦口上移，从而使葫芦口下口与弹簧插销对齐，弹簧插销在弹簧的动力下缩回外杆支撑件内，解开对挂钩轴的锁定；此时无人机可以返回至地面等待人工检修作业；

36、同时上下压块在旋转压板带动下向上移动，当上下压块中间镂空区位置上移过旋转杆限位部分的顶面后，上下压块解除对旋转杆限位部分的限位，旋转杆在弹簧的作用下旋转90°，然后上下压块的后凸出块限制旋转杆继续旋转，此时旋转杆被确定在90°位置闭合挂钩架的下方开口，完成对电塔上角钢的锁定；

37、（3）待人工登高检修作业完成后，无人机通过吊具机构带着取放料机构移动到防坠机构位置；左、右取料夹臂对准外部支撑管，外部支撑管进入左、右取料夹臂并经过单向摆杆机构进入取料部分的夹持区，定位完成后无人机向上提升；

38、在提升过程中，内杆端盖与左、右取料夹臂接触带动内杆端盖上移，从而使得内部支撑杆上移，带动旋转压板上移，进而带动上下压块上移；当上下压块向上移动直至后凸出块底面比旋转杆限位部分的顶面高时，上下压块解除对旋转杆限位部分的限位，旋转杆在弹簧的作用下旋转90°，然后上下压块的前凸出块限制旋转杆继续旋转，此时旋转杆被确定在180°位置打开挂钩架的下方开口，防坠机构解除对角钢的锁定；

39、然后无人机继续提升，带动防坠机构脱离电塔并顺利降落到地面上。

40、本发明的有益效果：

41、（1）降低安全风险：通过使用无人机进行防坠机构的安装和拆卸，避免了工作人员在没有保护的状态下工作，从而大大降低了安全风险。

42、（2）提高工作效率：通过自动化的安装和拆卸过程，减少了人工操作的步骤和时间，提高了工作效率。

43、（3）适应性强：本发明适用于不同结构和尺寸的电力登高塔，具有较强的适应性和通用性。