林世忠，吳維國(guó)，尚文迪，梅 佳，周立民，衛(wèi)曉東，李 易，趙義海

(1.安徽送變電工程有限公司，安徽 合肥 230022；2.北京國(guó)網(wǎng)富達(dá)科技發(fā)展有限責(zé)任公司，北京 100070)

0 引言

為保障輸電線路正常運(yùn)行，需對(duì)鐵塔及線路進(jìn)行定期維護(hù)，而特高壓輸電線路電壓等級(jí)高，鐵塔高度高，檢修人員攜帶相應(yīng)的工器具進(jìn)行登塔檢修作業(yè)對(duì)人員的體力消耗極大，特別是在高海拔地區(qū)，對(duì)檢修人員來說是一項(xiàng)更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

傳統(tǒng)研究主要側(cè)重于將檢修人員和工器具一起運(yùn)輸至作業(yè)點(diǎn)，但相對(duì)工器具而言，一般人員自身重量較大，會(huì)出現(xiàn)設(shè)備功率大、重量大、體積大、攜帶不便等問題。

為有效解決檢修人員上塔過程中攜帶的工器具等載荷運(yùn)輸問題，使檢修人員可以輕裝上塔，有更多的體力與精力專注于技術(shù)性檢修作業(yè)，在鐵塔的防墜落裝置導(dǎo)軌應(yīng)用基礎(chǔ)上，研制了一種鐵塔用便攜式升降設(shè)備，自重輕，便攜可靠，能夠有效解決檢修人員作業(yè)工器具的運(yùn)輸問題。

1 設(shè)備方案

便攜式升降設(shè)備主要適用于鐵塔應(yīng)用場(chǎng)景，作為檢修人員高空作業(yè)時(shí)的工器具專用運(yùn)輸設(shè)備，自重不大于11 kg，額定載荷30 kg，可覆蓋大部分檢修工器具的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸需求。

便攜式升降設(shè)備主要包含吸附結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、電池、控制系統(tǒng)等模塊。

(1) 電池。采用24 V直流電池。

(2) 傳動(dòng)模塊。主要由直流電機(jī)、減速機(jī)等組成，直流電機(jī)通過減速機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備執(zhí)行升降運(yùn)動(dòng)。

(3) 吸附模塊。能夠解決設(shè)備在防墜落裝置導(dǎo)軌上的附著問題。

(4) 控制模塊。主要作用是讓設(shè)備擁有自身的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，可以在檢修人員的控制下，執(zhí)行相應(yīng)的高空升降作業(yè)。

便攜式升降設(shè)備的吸附模塊和控制模塊結(jié)構(gòu)及功能簡(jiǎn)要概括如下。

1.1 吸附模塊

傳統(tǒng)高空作業(yè)設(shè)備主要有真空吸附、磁力吸附及機(jī)械壓緊3種吸附方式。

(1) 真空吸附方式。不受被吸附面材料的限制，但要求表面光滑，具有良好的光潔度，且吸附平面面積盡量大，以保持足夠的吸附力，否則容易因吸盤漏氣導(dǎo)致吸附力下降。

(2) 磁力吸附方式。包括永磁吸附和電磁吸附，要求被吸附面是鐵磁類材料，吸附力相對(duì)真空吸附方式較大，對(duì)吸附面的不平整度要求較低，但是對(duì)吸附表面的機(jī)械摩擦破壞性較大。

(3) 機(jī)械壓緊方式。采用機(jī)械預(yù)先壓緊的方式，要求導(dǎo)軌吸附表面具有相對(duì)較好的光潔度，結(jié)構(gòu)可靠，不易脫離壓緊表面，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單。

防墜落裝置導(dǎo)軌工作面尺寸相對(duì)較小，不便于采用真空吸附壓緊方式。而磁力吸附對(duì)導(dǎo)軌工作面破壞較為明顯，造成導(dǎo)軌維護(hù)成本提升，因此，便攜式升降設(shè)備采用機(jī)械壓緊方式壓緊雙側(cè)導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。

便攜式升降設(shè)備主體上固定有固定輪，位于防墜落裝置導(dǎo)軌左側(cè)；滑動(dòng)桿固定在設(shè)備主體結(jié)構(gòu)上，滑動(dòng)桿一端設(shè)計(jì)有螺紋，對(duì)設(shè)備另一側(cè)的連接板、移動(dòng)輪等起連接作用；右側(cè)的2個(gè)移動(dòng)輪通過連接板連接，連接板可沿著滑動(dòng)桿沿著左右方向滑動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)移動(dòng)輪左右移動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)輪與固定輪共同作用壓緊防墜落裝置導(dǎo)軌后，將鎖緊螺母擰緊固定在鎖緊位置，即可使便攜式升降設(shè)備有效吸附在防墜落裝置導(dǎo)軌上。

便攜式升降設(shè)備的吸附模塊結(jié)構(gòu)如圖1所示，相較傳統(tǒng)吸附方式，優(yōu)勢(shì)明顯。

圖1 便攜式升降設(shè)備吸附模塊構(gòu)成

1.2 控制模塊

便攜式升降設(shè)備控制模塊由遙控模塊和運(yùn)動(dòng)控制模塊組成，如圖2所示。

圖2 設(shè)備控制模塊構(gòu)成

(1) 遙控模塊。設(shè)有3個(gè)設(shè)備工作狀態(tài)控制按鈕，對(duì)應(yīng)便攜式升降設(shè)備的上、下、停3種工作狀態(tài)。

(2) 運(yùn)動(dòng)控制模塊。通過433 MHz頻段接收遙控模塊遙控信號(hào)，在模塊內(nèi)部通過計(jì)算對(duì)遙控信號(hào)進(jìn)行解析，經(jīng)電機(jī)指令轉(zhuǎn)換程序，轉(zhuǎn)換為設(shè)備直流電機(jī)的控制信號(hào)，輸出到電機(jī)驅(qū)動(dòng)器上達(dá)到控制直流電機(jī)運(yùn)動(dòng)的目的。

2 應(yīng)用試驗(yàn)

為實(shí)現(xiàn)對(duì)便攜式升降設(shè)備樣機(jī)的測(cè)試驗(yàn)證，研究人員在試驗(yàn)架上固定安裝試驗(yàn)用防墜落裝置導(dǎo)軌，在該導(dǎo)軌上進(jìn)行設(shè)備連續(xù)運(yùn)行試驗(yàn)。在設(shè)備下方吊裝配重載荷，采用遙控模塊控制設(shè)備運(yùn)動(dòng)。試驗(yàn)表明，便攜式升降設(shè)備可實(shí)現(xiàn)30 kg載荷連續(xù)運(yùn)動(dòng)，滿足設(shè)備設(shè)計(jì)要求，有效解決了設(shè)備在防墜落裝置導(dǎo)軌的吸附問題。

3 結(jié)束語

便攜式升降設(shè)備作為一種創(chuàng)新的專業(yè)作業(yè)設(shè)備，其自重低，便于攜帶，檢修人員單人可攜帶至鐵塔下端開展相關(guān)運(yùn)輸作業(yè)，可有效協(xié)助檢修人員進(jìn)行登塔作業(yè)，提高檢修效率，讓檢修人員有更多的時(shí)間專注于專業(yè)性檢修作業(yè)，同時(shí)為檢修人員創(chuàng)造了良好的作業(yè)條件。