李璐 劉富榮 蘭琦

摘 要：目前電力行業(yè)作業(yè)工程中需要幾種設備聯(lián)合作業(yè)，需要運輸車把相應設備運輸?shù)街付ㄎ恢?，需要起重機將設備起吊到指定高度，然后還需要高空作業(yè)車載人進行安裝和維護作業(yè)等等，配合相對復雜。另外受限于施工現(xiàn)場空間狹小，多種設備協(xié)同作業(yè)就會受到更大的影響。因此，組合式起重機械的智能化和多功能將是今后的發(fā)展趨勢，向功能越來越完善、操作越來越可靠等方面發(fā)展，且能夠?qū)崿F(xiàn)遙控操作和遠程控制，安全性也大大提高。

關鍵詞：仿生學支腿；高壓檢修；組態(tài)式起重機；超高壓狹窄空間

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.11.044

1 概述

隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模和電網(wǎng)投資的日益增長，超高壓變電站數(shù)量也不斷增加。目前我國高壓、超高壓變電設備檢修水平滯后于電網(wǎng)發(fā)展水平，作業(yè)機械無法相對落后，無法滿足電網(wǎng)大檢修的發(fā)展需求，為保證電力系統(tǒng)常態(tài)化運行，與時俱進同時引入新理念、新技術，仿生學設計具有體積小、功能強的新型組合式起重機械[1]，即超高壓變電站狹窄空間組合式起重機。能夠解決滿足周圍環(huán)境帶電要求的狹窄空間升降平臺、狹窄空間起吊機械、狹窄空間運輸平臺這三類需求，即使緊湊狹小的空間也能夠正常施工，效率大大提升，實現(xiàn)文明高效作業(yè)。

2 仿生學設計組合式起重機

高壓、特高壓變電設備之間由于空間距離狹窄，大、中型起重機械很難進去施工現(xiàn)場，因此，真?zhèn)€組合式起吊機械[2]在設計的過程中既要滿足其起吊、運輸功能，又要滿足狹窄空間條件下的通過性能。圖1為：方案路線圖。

仿生學設計蛙型支腿：

蛙型支腿由一級支腿、二級支腿、三級支腿、旋轉(zhuǎn)支架、支撐板及液壓系統(tǒng)、鎖緊機構等組成。其中，二、三級支腿通過兩側分布的有特定配合位置的銷孔，用銷釘分別連接在一、二級支腿上，從而實現(xiàn)支腿的折疊收縮，并可以在狹窄空間靈活調(diào)整支腿的長度。一級支腿末端連接在旋轉(zhuǎn)支架上，在豎直空間內(nèi)，在支腿液壓系統(tǒng)的作用下，可實現(xiàn)一定角度的旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)支架通過大圓錐銷連接在機架上，并可以此銷為軸做一定角度的旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)支腿的方向調(diào)節(jié)，同時，旋轉(zhuǎn)支架還為液壓系統(tǒng)提供支撐。支撐板則銷接于三級支腿末端，作為支腿最終的支撐結構。三維設計圖如圖2所示。

支腿分三節(jié)，第二、三節(jié)手動拉出，放到合適位置，用銷子鎖緊，支腿支撐地面，如果松開上下車架鎖緊機構，啟動動力，伸出支腿油缸，支腿將上裝起重部分撐起一定高度，上裝與底盤行走部分分離，可各行其是。若不松開鎖緊機構，則副車架起重部分與底盤行走機構不分離，只用起吊功能，當收起支腿油缸，把第二、第三節(jié)去掉銷子，收進第一節(jié)內(nèi)，第一節(jié)自動回到原始位置，手動鎖定旋轉(zhuǎn)支架，起重機構可重新移動，到達指定位置，完成新的任務。蛙型起重機外形結構圖如圖3所示。

3 主要功能

仿生學設計的超高壓變電站狹窄空間組合式起重機主要由履帶式運輸平臺和起吊平臺組成。采用蜘蛛型外觀設計[3]，吊裝平臺采用蛙型支腿設計，不僅減小整個組合式起吊機械的外形尺寸，而且能都最大限度利用零部件的力學特性。整個設備可適用于超高壓特高壓變電站內(nèi)狹窄空間內(nèi)設備的安裝調(diào)試、檢修、更換等工作。

仿生學設計的超高壓變電站狹窄空間組合式起重機。在進行作業(yè)時，由履帶式運輸平臺帶動上裝起吊部分行走到合適位置，支起支腿，將履帶式運輸平臺與上裝起吊部分分離，形成兩個獨立工作單元。上裝起吊部分單獨工作，能將設備吊送到指定工作位置。如需要高空作業(yè)，加裝上吊籃，可作為高空作業(yè)車使用，非常方便。其中履帶底盤可以作為運輸車，在狹小空間內(nèi)外運送設備或配件，運到起吊位置，也可把拆下來的廢舊物品運出到指定位置，遙控操作即可，省力減少人工搬運，速度快效率高，降低綜合成本。

4 結論

仿生學設計的超高壓變電站狹窄空間組合式起重機械具有結構緊湊，具有體積小、機動靈活、路面適應性廣、操作性強等性能，解決大中型起吊、運載機械等常規(guī)檢修車輛無法進入檢修現(xiàn)場無法進入狹窄空間的問題。能夠滿足超高壓、特高壓變電站設備區(qū)間隔的狹小空間現(xiàn)的安裝、調(diào)試、運維[4]等工作，同樣適用于其它電壓等級主變設備區(qū)的狹小空間的作安裝、調(diào)試、運維等工作，做到了所有電壓等級的全覆蓋。滿足電網(wǎng)大發(fā)展、大檢修的房展需求，推動電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]趙文濤，李軍，劉志強.四足仿生機器人單腿機構工作空間的優(yōu)化設計[J].機械與電子，2011（07）：57-61.

[2]張臧紅彬.一種新型的多足仿生機器人的機構設計與研究[J].機械設計與制造，2010（08）：103-105.

[3]MOSTAFA G，AMIR Z.Direct kinematic analysis of a bexapod spider

-like mobile robit [J].Advanced Materials Research ，2011，403-408：5053-5060.

[4]Knowledge Map of Information Science[J].THE AMERICAN SOCIETY FOR INFORMATION SCIENCE AND TECHNOLOGY-February，2007

（04）：527-535.

作者簡介：李璐（1980-），男，河南鄭州人，研究生，正高級工程師，主要從事電力系統(tǒng)檢修管理工作。