脚扣控制方法、装置、设备及存储介质与流程

1.本发明实施例涉及电网作业设备控制技术，尤其涉及一种脚扣控制方法、装置、设备及存储介质。


背景技术：

2.杆塔是架空输电线路中用来支撑输电线的支撑物。杆塔多由钢材或钢筋混凝土制成，是架空输电线路的主要支撑结构。其中，对于钢筋混凝土制成的杆塔，在现场工作中，工作人员需要借助脚扣攀爬在水泥电杆上进行线路检修作业。
3.常见的脚扣包括脚扣支架、脚踏架、脚扣前掌和脚扣后掌，脚扣支架采用伸缩式设计，便于将脚扣悬挂到水泥电杆上，脚扣前掌设置在脚扣支架的前端部，脚扣后掌设置在脚扣支架的后端部，脚扣前掌与脚扣后掌的掌面相对，依靠脚扣前掌与脚扣后掌上的橡胶材料与水泥电杆之间的摩擦力将脚扣牢固悬挂在水泥杆上，从而实现工作人员借助脚扣攀爬到水泥电杆上进行作业。
4.但是，水泥电杆整体结构为锥形结构，上小下大，在向上攀爬的过程中水泥电杆的杆径在不断减小，在向下攀爬的过程中水泥电杆的杆径在不断增大，而脚扣在攀爬的过程中脚扣前掌与脚扣后掌之间的距离并没有变化，使得脚扣与水泥电杆之间所成的角度也在不断的变化，使得脚扣与水泥电杆之间的接触面积在不断的变化，但脚扣与水泥电杆之间只有在角度呈30
°
左右时，脚扣与水泥电杆之间的接触面积最大，摩擦力才能够得到保证，并且使工作人员的脚踩踏在脚扣的踏板上处于舒适的角度。


技术实现要素：

5.本发明提供一种脚扣控制方法、装置、设备及存储介质，以实现对脚扣的开度的自适应调节，保证脚扣的使用安全性。
6.第一方面，本发明实施例提供了一种脚扣控制方法，脚扣包括踏板、前掌、后掌、推杆和电机，所述踏板与所述后掌固定连接，所述电机安装于所述后掌上，所述推杆与所述电机的输出轴连接，所述前掌与所述推杆连接，所述电机转动可带动所述推杆转动使所述前掌与所述后掌的距离减小或增大；
7.所述方法包括：
8.获取踏板压力和位移数据，所述踏板压力为工作人员作用在所述踏板上的压力值，所述位移数据为所述脚扣在电杆上移动的位移数据；
9.获取所述电杆的杆径，所述杆径为所述脚扣的所述后掌所处位置的所述电杆的杆径；
10.基于所述踏板压力、所述杆径和所述位移数据调整所述脚扣。
11.可选的，所述获取所述电杆的杆径，包括：
12.获取所述电杆的锥度；
13.基于所述位移数据和所述锥度计算所述电杆的杆径。
14.可选的，基于所述位移数据和所述锥度计算所述电杆的杆径，包括：
15.通过以下公式计算所述电杆的当前杆径l：
[0016][0017]
其中，l
′
表征所述电杆的前次杆径，x表征所述脚扣的位移值，表征所述电杆的锥度。
[0018]
可选的，所述基于所述踏板压力、所述杆径和所述位移数据调整所述脚扣，包括：
[0019]
基于所述位移数据计算所述脚扣的移动速度；
[0020]
判断所述脚扣的踏板压力是否小于预设的压力阈值；
[0021]
若所述踏板压力小于所述压力阈值，则判断所述移动速度是否大于预设的速度阈值；
[0022]
若所述移动速度大于所述速度阈值，则控制所述脚扣锁紧所述电杆；
[0023]
若所述移动速度小于或等于所述速度阈值，则基于所述杆径计算脚扣调节量，调整所述脚扣的开度。
[0024]
可选的，所述控制所述脚扣锁紧所述电杆，包括：
[0025]
获取所述前掌与所述后掌之间的距离值；
[0026]
控制所述脚扣收紧至所述距离值小于或等于所述杆径。
[0027]
可选的，所述基于所述杆径计算脚扣调节量，调整所述脚扣的开度，包括：
[0028]
利用以下公式计算所述脚扣的脚扣调节量δk：
[0029][0030]
其中，k为所述脚扣的目标开度，k
′
为所述脚扣的当前开度，l为当前杆径，l
′
为前次杆径，θ为所述脚扣的倾斜角度；
[0031]
基于所述脚扣调节量δk调整所述脚扣。
[0032]
可选的，所述基于所述脚扣调节量δk调整所述脚扣，包括：
[0033]
利用以下公式计算所述电机的转动周数n：
[0034][0035]
其中，s为所述电机转动一圈所述脚扣的调整量。
[0036]
第二方面，本发明实施例还提供了一种脚扣控制装置，脚扣包括踏板、前掌、后掌、推杆和电机，所述踏板与所述后掌固定连接，所述电机安装于所述后掌上，所述推杆与所述电机的输出轴连接，所述前掌与所述推杆连接，所述电机转动可带动所述推杆转动使所述前掌与所述后掌的距离减小或增大；
[0037]
所述装置包括：
[0038]
第一获取模块，用于获取踏板压力和位移数据，所述踏板压力为工作人员作用在所述踏板上的压力值，所述位移数据为所述脚扣在电杆上移动的位移数据；
[0039]
第二获取模块，用于获取所述电杆的杆径，所述杆径为所述脚扣的所述后掌所处位置的所述电杆的杆径；
[0040]
计算模块，用于基于所述踏板压力、所述杆径和所述位移数据调整所述脚扣。
[0041]
第三方面，本发明实施例还提供了一种脚扣控制设备，所述设备包括：
[0042]
一个或多个处理器；
[0043]
存储装置，用于存储一个或多个程序；
[0044]
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如第一方面所述的脚扣控制方法。
[0045]
第四方面，本发明实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如第一方面所述的脚扣控制方法。
[0046]
本发明通过对工作人员作用在脚扣上的踏板压力、脚扣的后掌所处位置的杆径和脚扣的位移数据的获取，然后基于踏板压力、杆径和位移数据对脚扣的开度进行调整，可有效的保证在工作人员攀爬过程中脚扣的开度与电杆的杆径匹配，使得脚扣能够始终与电杆保持特定的角度，使脚扣能够始终与电杆之间保持较大的接触面积，保证工作人员在使用脚扣进行作业时的作业安全性。
附图说明
[0047]
图1为本发明实施例一提供的脚扣控制方法的流程图；
[0048]
图2为本发明实施例二提供的一种脚扣控制装置的结构图；
[0049]
图3为本发明实施例三提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0050]
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
[0051]
脚扣是套在鞋上爬电线杆子用的一种弧形铁制工具。脚扣适用于电力、邮电线路混凝土杆、钢管、水泥杆登杆。利用杠杆作用，借助人体自身重量，使另一侧紧扣在电线杆上，产生较大的摩擦力，从而使人易于攀登；而抬脚时因脚上承受重力减小，扣自动松开。利用力学中的自锁现象保持工作人员稳定的停留在电杆上。如果作用于物体的主动力的合力q的作用线在摩擦角之内，则无论这个力怎样大，总有一个全反力r与之平衡，物体保持静止；反之，如果主动力的合力q的作用线在摩擦角之外，则无论这个力多么小，物体也不可能保持平衡。这种与力大小无关而与摩擦角有关的平衡条件称为自锁条件，现象叫自锁现象。
[0052]
在本发明实施例中，主要针对的是可借助电机调节开度的脚扣，其可包括踏板、前掌、后掌、推杆和电机。其中，踏板与后掌固定连接，踏板主要用于为工作人员提供踩踏区域。前掌与后掌相对设置，并且前掌与后掌之间通过推杆连接，在后掌上还设置有电机，电机的输出轴与推杆连接。当电机转动时可带动推杆转动使前掌与后掌的距离减小或增大。
[0053]
实施例一
[0054]
图1为本发明实施例一提供的脚扣控制方法的流程图，本实施例可适用于对脚扣的开度自适应调节的情况，该方法可以由脚扣控制装置来执行，该脚扣控制装置可以由软件和/或硬件实现，可配置在计算机设备中，例如，服务器、工作站、个人电脑，等等，该方法具体包括如下步骤：
[0055]
步骤110、获取踏板压力和位移数据。
[0056]
其中，踏板压力为工作人员作用在踏板上的压力值，位移数据为脚扣在电杆上移动的位移数据。也就是说，在本发明实施例中，需要采集工作人员踩踏在踏板上的压力值大小。该压力值的大小随着工作人员在攀爬电杆的过程不断在改变，例如在工作人员借助脚扣停留在电杆上时，其检测到的压力值大小处于一个稳定的范围内。当工作人员在借助脚扣进行攀爬时，离开电杆的脚扣，检测到的压力值相对较小，甚至为零；停留在电杆上的脚扣上检测到的压力约等于工作人员的体重。
[0057]
位移数据可以是工作人员在电杆上的移动距离信息，具体可包括每次移动时的移动高度、移动时间，或者是工作人员在电杆上的移动速度等。
[0058]
在具体实现中，对于踏板压力的获取可通过在踏板上设置压力传感器进行采集，对于位移数据可在踏板上设置位移传感器进行获取。
[0059]
步骤120、获取电杆的杆径。
[0060]
在本发明实施例中，除了前述步骤中获取的踏板压力信息和脚扣的位移数据之外，还需要获取脚扣当前所处位置的电杆的杆径。由于电杆的杆径通常为随高度的递增呈递减的状态，在不同的高度需要保持相当脚扣扣紧角度，则需要对应的调整脚扣的开度大小，对不同大小的杆径进行适应。
[0061]
在具体实现中，杆径的获取方式有很多，例如通过测量脚扣的前掌与后掌之间的距离，然后换算得到脚扣作用位置的杆径；或者是通过测量脚扣所处的高度，通过杆径的变化规律换算得到对应位置的杆径大小；又或者是设置特定的传感器对杆径进行直接拍获取。在本发明实施例中并不具体的限定杆径的获取方式，只要是能够实现满足本发明实施例对于杆径的获取即可。
[0062]
步骤130、基于踏板压力、杆径和位移数据调整脚扣。
[0063]
在本发明实施例中，在获取踏板压力、杆径和位移数据之后，可基于所处的杆径大小调整脚扣的前掌与后掌之间的开度，从而实现在攀爬的过程中保持脚扣与电杆所成的角度始终处于舒适且安全的角度附近，避免在电杆的杆径变大或变小之后脚扣与电杆的作用角度发生变化，使得脚扣与电杆之间的接触面积变化带来的摩擦力变化，从而保证脚扣与电杆之间的作用角度，保证脚扣与电杆之间的接触面积始终处于较大范围内，保证脚扣与电杆之间的摩擦力大小，保证工作人员在使用脚扣进行作业时的作业安全性。
[0064]
本实施例的技术方案，通过对工作人员作用在脚扣上的踏板压力、脚扣的后掌所处位置的杆径和脚扣的位移数据的获取，然后基于踏板压力、杆径和位移数据对脚扣的开度进行调整，可有效的保证在工作人员攀爬过程中脚扣的开度与电杆的杆径匹配，使得脚扣能够始终与电杆保持特定的角度，使脚扣能够始终与电杆之间保持较大的接触面积，保证工作人员在使用脚扣进行作业时的作业安全性。
[0065]
在本发明的一个可选实施例中，通过获取脚扣位移和电杆的锥度，然后通过换算得到电杆的杆径。具体可包括以下步骤：
[0066]
步骤121、获取电杆的锥度。
[0067]
在具体实现中，获取电杆的锥度的方式有很多，例如通过获取电杆的预设参数进行获得，或者现场测量电杆的杆径变化数据换算获得。在此不对具体的获取手段进行限制，只要能够实现对电杆的锥度获取即可。
[0068]
在一个可选的实施例中，获取电杆的顶部直径和底部直径，以及电杆的高度，通过
一下公式换算电杆的锥度
[0069][0070]
其中，d为电杆的底径，d为电杆的顶径，h为电杆的高度。
[0071]
在其他实施例中，还可以量取电杆指定长度的两端的杆径，然后将指定的长度替换高度，两端的杆径分别替换底径和顶径利用公式(1)进行计算。
[0072]
步骤122、基于位移数据和锥度计算电杆的杆径。
[0073]
在获取电杆的锥度和脚扣的位移数据之后可基于三角函数计算获得电杆的杆径。
[0074]
具体可通过以下公式(2)计算电杆的当前杆径l：
[0075][0076]
其中，l
′
表征电杆的前次杆径，x表征脚扣的位移值，表征电杆的锥度。对于位移值，当工作人员向上移动时，获取的位移值为正，向下移动时，获取的位移值为负。
[0077]
在本发明实施例中，基于踏板压力、杆径和位移数据调整脚扣可包括：
[0078]
步骤131、基于位移数据计算脚扣的移动速度。在本发明实施例中，当获取的位移数据为位移距离时，需要转换为移动速度。当然不将位移距离转换为移动速度也可以，在判断的时候则采用单次采集的位移量判断是否发生意外滑落的情况。
[0079]
步骤132、判断脚扣的踏板压力是否小于预设的压力阈值。
[0080]
在具体实现中，需要提前预设压力阈值，该压力阈值的设定主要用于区分脚扣是否在电杆上滑行以及是否处于攀爬状态下。当发生意外脚扣在电杆上滑动时，工作人员作用在踏板上的压力将小于工作人员正常踩踏时的压力；当工作人员正在攀爬时，脚扣将被带动上行或下行，此时工作人员作用在踏板上的压力也将小于工作人员正常踩踏时的压力，因此可通过提前设定压力阈值对脚扣所处的状态进行判断。
[0081]
当踏板的压力大于压力阈值时，则代表着工作人员此时处于停止状态，此时不作出响应。
[0082]
步骤133、若踏板压力小于压力阈值，则判断移动速度是否大于预设的速度阈值。
[0083]
此时，工作人员可能存在两种工作状态，一种是意外下滑，另一种则是工作人员正在向上或向下攀爬。因此，可通过对脚扣的移动速度行检测，从而判断当前处于意外下滑还是攀爬状态。
[0084]
在本发明实施例中，对意外下滑和攀爬状态的判断是通过的移动速度与速度阈值的比较判断。在其他实施例中，还可以直接使用位移数据，当单次位移大于预设的阈值时判断为下滑。
[0085]
步骤134、若移动速度大于速度阈值，则控制脚扣锁紧电杆。
[0086]
当移动速度大于速度阈值，则判定此时为意外下滑状态，需要采取对应的安全措施，即控制脚扣锁紧电杆，也就是说控制电机转动使前掌与后掌之间的距离收紧，使脚扣主动锁紧电杆，避免工作人员继续下滑。
[0087]
在一个实施例中，控制脚扣锁紧电杆可包括：
[0088]
步骤1341、获取前掌与后掌之间的距离值；
[0089]
步骤1342、控制脚扣收紧至距离值小于或等于杆径。
[0090]
在该实施例中，通过将脚扣的前掌与后掌之间距离收紧至小于或等于电杆的杆
径，以使脚扣锁紧电杆，而不至于使得电机不停的工作但又因脚扣已锁紧电杆而无法继续转动造成电机的损坏。
[0091]
步骤135、若移动速度小于或等于速度阈值，则基于杆径计算脚扣调节量，调整脚扣的开度。
[0092]
当移动速度小于或等于速度阈值，则代表此时处于攀爬状态，则可基于杆径计算脚扣调节量，调整脚扣的开度。
[0093]
在一个可选的实施例中，基于杆径计算脚扣调节量，调整脚扣的开度，包括：
[0094]
步骤1351、利用以下公式计算脚扣的脚扣调节量δk：
[0095][0096]
其中，k为脚扣的目标开度，k
′
为脚扣的当前开度，l为当前杆径，l
′
为前次杆径，θ为脚扣的倾斜角度。
[0097]
对于脚扣的踏板的倾斜角度可基于设计条件进行设定，使脚扣的踏板的倾斜角度处于合理的范围内，使得工作人员能够较为舒适的使用。可选的，倾斜角度选定为25
°‑
35
°
，优选30
°
。
[0098]
步骤1352、基于脚扣调节量δk调整脚扣。
[0099]
进一步的，基于脚扣调节量δk调整脚扣，可利用以下公式计算电机的转动周数n：
[0100][0101]
其中，s为电机转动一圈脚扣的调整量。
[0102]
实施例二
[0103]
图2为本发明实施例二提供的一种脚扣控制装置的结构图。该装置包括：第一获取模块21、第二获取模块22和计算模块23。其中：
[0104]
脚扣包括踏板、前掌、后掌、推杆和电机，踏板与后掌固定连接，电机安装于后掌上，推杆与电机的输出轴连接，前掌与推杆连接，电机转动可带动推杆转动使前掌与后掌的距离减小或增大。
[0105]
脚扣控制装置包括：
[0106]
第一获取模块21，用于获取踏板压力和位移数据，踏板压力为工作人员作用在踏板上的压力值，位移数据为脚扣在电杆上移动的位移数据；
[0107]
第二获取模块22，用于获取电杆的杆径，杆径为脚扣的后掌所处位置的电杆的杆径；
[0108]
计算模块23，用于基于踏板压力、杆径和位移数据调整脚扣。
[0109]
第二获取模块22包括：
[0110]
锥度获取单元，用于获取所述电杆的锥度；
[0111]
杆径计算单元，用于基于所述位移数据和所述锥度计算所述电杆的杆径。可选的，杆径计算单元可通过以下公式计算电杆的杆径l：
[0112][0113]
其中，l
′
表征电杆的前次杆径，x表征脚扣的位移值，表征电杆的锥度。
[0114]
计算模块23包括：
[0115]
移动速度计算单元，用于基于位移数据计算脚扣的移动速度；
[0116]
压力比较单元，用于判断脚扣的踏板压力是否小于预设的压力阈值；
[0117]
速度比较单元，用于若踏板压力小于压力阈值，则判断移动速度是否大于预设的速度阈值；
[0118]
锁紧单元，用于若移动速度大于速度阈值，则控制脚扣锁紧电杆；
[0119]
调节单元，用于若移动速度小于或等于速度阈值，则基于杆径计算脚扣调节量，调整脚扣的开度。
[0120]
锁紧单元包括：
[0121]
距离获取子单元，用于获取前掌与后掌之间的距离值；
[0122]
控制子单元，用于控制脚扣收紧至距离值小于或等于杆径。
[0123]
调节单元包括：
[0124]
计算子单元，用于利用以下公式计算脚扣的脚扣调节量δk：
[0125][0126]
其中，k为脚扣的目标开度，k
′
为脚扣的当前开度，l为当前杆径，l
′
为前次杆径，θ为脚扣的倾斜角度；
[0127]
调节子单元，用于基于脚扣调节量δk调整脚扣。
[0128]
调节子单元可利用以下公式计算电机的转动周数n：
[0129][0130]
其中，s为电机转动一圈脚扣的调整量。
[0131]
本发明实施例所提供的脚扣控制装置可执行本发明任意实施例所提供的脚扣控制方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
[0132]
实施例三
[0133]
图3为本发明实施例三提供的一种电子设备的结构示意图。如图3所示，该电子设备包括处理器30、存储器31、通信模块32、输入装置33和输出装置34；电子设备中处理器30的数量可以是一个或多个，图3中以一个处理器30为例；电子设备中的处理器30、存储器31、通信模块32、输入装置33和输出装置34可以通过总线或其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。
[0134]
存储器31作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本实施例中的一种脚扣控制方法对应的模块(例如，一种脚扣控制装置中的第一获取模块21、第二获取模块22和计算模块23)。处理器30通过运行存储在存储器31中的软件程序、指令以及模块，从而执行电子设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的一种脚扣控制方法。
[0135]
存储器31可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据电子设备的使用所创建的数据等。此外，存储器31可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少
一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器31可进一步包括相对于处理器30远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至电子设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
[0136]
通信模块32，用于与显示屏建立连接，并实现与显示屏的数据交互。输入装置33可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与电子设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。
[0137]
本实施例提供的一种电子设备，可执行本发明任一实施例提供的脚扣控制方法，具体相应的功能和有益效果。
[0138]
实施例四
[0139]
本发明实施例四还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种脚扣控制方法，脚扣包括踏板、前掌、后掌、推杆和电机，踏板与后掌固定连接，电机安装于后掌上，推杆与电机的输出轴连接，前掌与推杆连接，电机转动可带动推杆转动使前掌与后掌的距离减小或增大；
[0140]
该方法包括：
[0141]
获取踏板压力和位移数据，踏板压力为工作人员作用在踏板上的压力值，位移数据为脚扣在电杆上移动的位移数据；
[0142]
获取电杆的杆径，杆径为脚扣的后掌所处位置的电杆的杆径；
[0143]
基于踏板压力、杆径和位移数据调整脚扣。
[0144]
当然,本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上的方法操作,还可以执行本发明任一实施例所提供的一种脚扣控制方法中的相关操作。
[0145]
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(read
‑
only memory,rom)、随机存取存储器(random access memory,ram)、闪存(flash)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机电子设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络电子设备等)执行本发明各个实施例的方法。
[0146]
值得注意的是，上述脚扣控制装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
[0147]
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。