一种同步带轮驱动机构及电杆攀爬装置的制作方法

本发明涉及电杆攀爬设备技术领域，尤其涉及一种同步带轮驱动机构及电杆攀爬装置。

背景技术

在输配电领域，根据输电设备运维状况，设备运维管理经常需要对线路进行停电检修。接地线作为一种使作业人员免受突然来电或邻近、交叉高压带电设备产生的感应电压带来的伤害，是高压线路停电检修过程中保护作业人员安全的安全器具，主要起到泄放停电检修线路剩余电荷的作用。接地线应在线路停电检修作业开始前挂接，作业结束全体作业人员均撤离导线后进行拆除。安装和拆除临时接地线是线路停电检修作业前的一项重要步骤。目前接线线通过由作业人员攀爬上输电线塔或配电杆并挂设临时接地线，长时间挂设造成作业人员身体疲惫，且不利于检修作业人员的作业安全，危险因数也大幅增高，同时严重影响着作业效率。

因此，如何设计一种作业设备，可以代替人工挂设接地线，是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种同步带轮驱动机构及电杆攀爬装置，结构简单，安装方便，同步性好，成本低，可代替人工挂设接地线。

第一方面，本发明实施例提供的一种同步带轮驱动机构，包括：

支撑框架；

转轴，所述转轴数量为2，且分别转动设置于所述支撑框架上下两端；

同步轮，所述同步轮数量为2，且分别同心固定于两根所述转轴上；

摆臂，所述摆臂数量为2，且分别固定设置于两根所述转轴上；

同步带，所述同步带数量为2，用于传动连接两组所述同步轮；

线性驱动件，所述线性驱动件固定安装于所述支撑框架下方，所述线性驱动件的活动端固定连接所述同步带；所述线性驱动件用过通过伸缩动作带动所述同步带线性环绕所述同步轮运动，以驱动所述转轴和所述摆臂往复转动。

可选地，所述支撑框架包括：沿轴向设置的立板，固定设置于所述立板两端的基板，以及固定设置于所述基板两侧的固定臂，所述转轴转动设置于两侧的所述固定臂之间。

可选地，所述同步轮为张紧式同步轮，包括轮体、张紧套、固定螺栓和张紧螺栓，所述轮体转动设置于所述转轴上，所述张紧套环绕于所述转轴上，所述固定螺栓固定连接所述轮体和所述张紧套，所述张紧螺栓螺纹连接于所述张紧套上，转动所述张紧螺栓实现所述张紧套抱死或松开所述转轴；

所述同步带的线性运动段上设置有调紧组件，所述调紧组件包括：夹持固定所述同步带两端的调节板和第一压板，相向穿过所述调节板的调节螺栓，以及螺纹连接两侧所述调节螺栓的螺套；转动所述调节螺栓，用于旋进或旋出所述螺套，进而改变两侧所述调节螺栓的距离，实现所述同步带松紧的调节。

可选地，所述同步带轮驱动机构还包括：联动板；所述线性驱动件的活动段固定连接所述联动板，所述联动板通过两块第二压板分别夹持固定连接两条所述同步带，所述线性驱动件通过所述联动板驱动两条所述同步带同步移动，进而驱动四个所述同步轮和四个所述摆臂同步转动。

第二方面，本发明实施例提供了一种电杆攀爬装置，包括：沿杆体轴向设置的上支架和下支架，所述上支架和所述下支架之间设置有伸缩组件，所述伸缩组件用于通过可沿轴向伸展或收缩操作，改变所述上支架和所述下支架之间的距离；

所述上支架和所述下支架上均设置有翻转组件，所述翻转组件采用如第一方面提供的同步带轮驱动机构，两组所述摆臂上设置有两个同步运动的抱紧组件；所述抱紧组件动作，用于抱紧或松开电杆；所述翻转组件，用于改变所述抱紧组件与轴向的夹角；

所述上支架和所述下支架之间还设置有扭转组件，所述扭转组件用于择一驱动所述上支架或所述下支架围绕所述杆体转动。

可选地，所述伸缩组件为线性驱动机构，所述伸缩组件包括：从所述下支架上延伸出活塞杆，所述扭转组件固定设置于所述活塞杆顶端，所述上支架固定设置于所述扭转组件上。

可选地，所述下支架固定于同步带轮驱动机构的支撑框架上，所述扭转组件延伸出导向杆，所述导向杆沿轴向滑动设置于所述支撑框架上。

可选地，，所述抱紧组件包括：抱紧驱动件，固定设置于所述抱紧驱动件两侧的两个延伸板，以及固定设置于所述延伸板前端的两个抱箍；所述用于通过抱紧驱动件动作，驱动两个所述抱箍靠近或远离，以抱紧或松开所述电杆。

可选地，所述扭转组件包括底座、弧形滑块和扭转驱动件，所述底座固定设置于所述活塞杆顶端，所述底座上开设弧形滑槽，所述弧形滑槽的圆心位置靠近所述电杆的中心位置，所述弧形滑块滑动设置于所述弧形滑槽内，所述扭转驱动件安装于所述底座上并适于驱动所述弧形滑块滑动。

可选地，所述扭转组件还包括联动齿轮，所述扭转驱动件适于驱动所述联动齿轮转动，所述弧形滑块一侧设置有弧形齿，所述联动齿轮与所述弧形滑块啮合，所述联动齿轮的转动适于通过弧形齿驱动所述弧形滑块在所述弧形滑槽内滑动。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

本发明公开的一种同步带轮驱动机构，包括：支撑框架；转轴，所述转轴数量为2，且分别转动设置于所述支撑框架上下两端；同步轮，所述同步轮数量为2，且分别同心固定于两根所述转轴上；摆臂，所述摆臂数量为2，且分别固定设置于两根所述转轴上；同步带，所述同步带数量为2，用于传动连接两组所述同步轮；线性驱动件，所述线性驱动件固定安装于所述支撑框架下方，所述线性驱动件的活动端固定连接所述同步带；所述线性驱动件用过通过伸缩动作带动所述同步带线性环绕所述同步轮运动，以驱动所述转轴和所述摆臂往复转动。

通过同步带轮驱动机构将线性运动装换成转动，更好保证两个抱紧组件的同步带性；同时，其本身结构简单，安装方便，维护简单，成本低，能充分利用电杆攀爬装置的安装空间，适合作为电杆攀爬装置的翻转组件。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图；

图1为本发明的应用场景示意图；

图2为本发明的一种电杆攀爬装置实施例的立体结构示意图；

图3为本发明的一种电杆攀爬装置实施例的侧视图；

图4为本发明的一种电杆攀爬装置实施例中抱紧组件及同步带轮驱动机构安装立体结构示意图；

图5为本发明的一种电杆攀爬装置实施例中同步带轮驱动机构的立体结构示意图；

图6为本发明的一种电杆攀爬装置实施例中同步带轮驱动机构的侧视图；

图7为本发明的一种电杆攀爬装置实施例中转轴、同步轮、摆臂和固定臂的组合结构示意图；

图8为本发明的一种电杆攀爬装置实施例中转轴、同步轮、摆臂和固定臂的组合结构示意图的爆炸视图；

图9为本发明的一种电杆攀爬装置实施例中张紧套的结构示意图；

图10为本发明的一种电杆攀爬装置实施例中调紧组件的立体结构示意图；

图11为本发明的一种电杆攀爬装置实施例中调紧组件的调紧组件的半剖视图；

图12为本发明的一种电杆攀爬装置实施例中线性驱动件、联动板和第二压板的组合结构示意图；

图13为本发明的一种电杆攀爬装置实施例中线性驱动件、联动板和第二压板的组合结构示意图的爆炸视图；

图14为本发明的一种电杆攀爬装置实施例中扭转组件的立体结构示意图；

图15为本发明的一种电杆攀爬装置实施例中扭转组件的爆炸视图；

图16为本发明的一种电杆攀爬装置实施例中另一种可替换的扭转组件的立体结构示意图。

图中：100、高压线缆；200、电杆；300、变压器；400、横担；1、上支架；12、壳体；2、下支架；3、伸缩组件；31、活塞杆；4、翻转组件；41、支撑框架；411、立板；412、基板；413、固定臂；42、转轴；43、同步轮；431、轮体；432、张紧套；433、固定螺栓；434、张紧螺栓；44、摆臂；45、同步带；46、线性驱动件；47、调紧组件；471、调节板；472、第一压板；473、调节螺栓；474、螺套；48、联动板；481、第二压板；5、抱紧组件；51、抱紧驱动件；52、延伸板；53、抱箍；6、扭转组件；61、底座；611、弧形滑槽；62、弧形滑块；621、弧形齿；63、扭转驱动件；63’、线性气缸；64、联动齿轮；64’、联动齿条；7、导向杆；8、行走轮。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

请参阅图1-图3，图1为本发明的应用场景示意图，图2为本发明的一种电杆攀爬装置实施例的立体结构示意图，图3为本发明的一种电杆攀爬装置实施例的侧视图。本方案的一种电杆攀爬装置，搭载有同步带轮驱动机构，主要用于辅助或代替人工挂设接地线。

具体的，该电杆攀爬装置，包括：沿杆体轴向设置的上支架1和下支架2，所述上支架1和所述下支架2之间设置有伸缩组件3，所述伸缩组件3用于通过可沿轴向伸展或收缩操作，改变所述上支架1和所述下支架2之间的距离；

所述上支架1和所述下支架2上均设置有翻转组件4，所述翻转组件4采用同步带轮驱动机构，两组所述摆臂上设置有两个同步运动的抱紧组件5；所述抱紧组件5，用于抱紧或松开电杆200；所述翻转组件4，用于改变所述抱紧组件与轴向的夹角；

所述上支架1和所述下支架2之间还设置有扭转组件6，所述扭转组件6用于择一驱动所述上支架1或所述下支架2围绕所述杆体200转动。

在配电网中，高压线缆100多采用电杆200架设，在电杆200上往往需要安装变压器300、断路器等电力设备，这些电力设备多通过各种结构横担400安装于电杆200。本发明实施例中的的电杆攀爬装置除了要能在柱状的电杆200上升降，还要越过横担400等障碍物。为此，本发明实施例的电杆攀爬装置同时具有攀爬、越障和避障功能。

需要说明的是，本发明实施例的轴向均是指杆体或上支架1、下支架2的长度方向，也即攀爬方向。

进一步地，请参阅图4，图4为本发明的一种电杆攀爬装置实施例中抱紧组件及同步带轮驱动机构安装立体结构示意图，进一步地，所述伸缩组件3为线性驱动机构，所述伸缩组件3包括：从所述下支架2上延伸出活塞杆31，所述扭转组件6固定设置于所述活塞杆31顶端，所述上支架1固定设置于所述扭转组件6上。

此外，上支架1和下支架2后侧均包覆壳体12。

在本发明实施例中，伸缩组件3具有伸缩功能的同时，还具有结构支撑作用，可以实现一物多用，简化电杆攀爬装置整体结构，有利于降低其制造成本。

在本发明实施例中，伸缩组件3的伸缩协同上支架1、下支/2上的抱紧组件5的一松一紧，使得电杆攀爬装置能沿着杆体的长度方向进行步进式的攀爬，具有结构简单，控制方便的优点.

进一步地，请参阅图5和图6，图5为本发明的一种电杆攀爬装置实施例中同步带轮驱动机构的立体结构示意图，图6为本发明的一种电杆攀爬装置实施例中同步带轮驱动机构的侧视图，同步带轮驱动机构包括：

支撑框架41；

转轴42，所述转轴42数量为2，且分别转动设置于所述支撑框架41上下两端；

同步轮43，所述同步轮43数量为2，且分别同心固定于两根所述转轴42上；

摆臂44，所述摆臂44数量为2，且分别固定设置于两根所述转轴42上；

同步带45，所述同步带45数量为2，用于传动连接两组所述同步轮43；

线性驱动件46，所述线性驱动件46固定安装于所述支撑框架41下方，所述线性驱动件46的活动端固定连接所述同步带45；所述线性驱动件46用过通过伸缩动作带动所述同步带45线性环绕所述同步轮43运动，以驱动所述转轴42和所述摆臂44往复转动。

在本发明实施例中，同步带轮驱动机构可以将线性运动装换成转动，而且能保证两个抱紧组件5的同步带性；同时，其本身结构简单，安装方便，维护简单，成本低，能充分利用电杆攀爬装置的安装空间。

同时，翻转组件4的设置，使得松开的抱紧组件5能翻转远离电杆200，进而在伸缩组件3的协同作用下使得抱紧组件5越过障碍物，使得电杆攀爬装置在攀爬过程中具有越障功能，提高其适用性。

此外，上支架1和下支架2的分体设置，使得电杆攀爬装置整体呈模块化结构，方便标准生产及使用；而且上支架1和下支架2的设置能保证电杆攀爬装置的整体强度。

进一步地，所述支撑框架41包括：沿轴向设置的立板411，固定设置于所述立板411两端的基板412，以及固定设置于所述基板412两侧的固定臂413，所述转轴42转动设置于两侧的所述固定臂413之间。

请查阅图7-图11，图7为本发明的一种电杆攀爬装置实施例中转轴、同步轮、摆臂和固定臂的组合结构示意图，图8为本发明的一种电杆攀爬装置实施例中转轴、同步轮、摆臂和固定臂的组合结构示意图的爆炸视图，图9为本发明的一种电杆攀爬装置实施例中张紧套的结构示意图，图10为本发明的一种电杆攀爬装置实施例中调紧组件的立体结构示意图，图11为本发明的一种电杆攀爬装置实施例中调紧组件的调紧组件的半剖视图，进一步地，所述同步轮为张紧式同步轮，包括轮体431、张紧套432、固定螺栓433和张紧螺栓434，所述轮体431转动设置于所述转轴42上，所述张紧套432环绕于所述转轴42上，所述固定螺栓433固定连接所述轮体431和所述张紧套432，所述张紧螺栓433螺纹连接于所述张紧套432上，转动所述张紧螺栓433实现所述张紧套432抱死或松开所述转轴42；

所述同步带45的线性运动段上设置有调紧组件47，所述调紧组件47包括：夹持固定所述同步带45两端的调节板471和第一压板472，相向穿过所述调节板471的调节螺栓473，以及螺纹连接两侧所述调节螺栓473的螺套474；转动所述调节螺栓473，用于旋进或旋出所述螺套474，进而改变两侧所述调节螺栓473的距离，实现所述同步带45松紧的调节。

进一步地，请参阅图12和图13，图12为本发明的一种电杆攀爬装置实施例中线性驱动件、联动板和第二压板的组合结构示意图，图13为本发明的一种电杆攀爬装置实施例中线性驱动件、联动板和第二压板的组合结构示意图的爆炸视图，所述同步带轮驱动机构还包括：联动板48；所述线性驱动件46的活动段固定连接所述联动板48，所述联动板48通过两块第二压板481分别夹持固定连接两条所述同步带45，所述线性驱动件46通过所述联动板48驱动两条所述同步带45同步移动，进而驱动四个所述同步轮43和四个所述摆臂44同步转动。

进一步地，所述下支架2固定于同步带轮驱动机构的支撑框架41上，所述扭转组件6延伸出导向杆7，所述导向杆7沿轴向滑动设置于所述支撑框架41上。

进一步地，所述抱紧组件5包括：抱紧驱动件51，固定设置于所述抱紧驱动件51两侧的两个延伸板52，以及固定设置于所述延伸板52前端的两个抱箍53；所述用于通过抱紧驱动件51动作，驱动两个所述抱箍53靠近或远离，以抱紧或松开所述电杆200。

在本发明实施例中，另外上支架1和下支架2分别设置的两个抱紧组件5，起到多重抱紧的作用，使得电杆攀爬装置在轴向上具有更大的摩擦力，增加了电杆攀爬装置的负重能力。

请参阅图14和图15，图14为本发明的一种电杆攀爬装置实施例中扭转组件的立体结构示意图，图15为本发明的一种电杆攀爬装置实施例中扭转组件的爆炸视图，进一步地，所述扭转组件6包括底座61、弧形滑块62和扭转驱动件63，所述底座61固定设置于所述活塞杆31顶端，所述底座61上开设弧形滑槽611，所述弧形滑槽611的圆心位置靠近所述电杆200的中心位置，所述弧形滑块62滑动设置于所述弧形滑槽611内，所述扭转驱动件63安装于所述底座61上并适于驱动所述弧形滑块62滑动。

此外，扭转组件6还包括联动齿轮64，扭转驱动件63适于驱动联动齿轮64转动，弧形滑块62一侧设置有弧形齿621，联动齿轮64与弧形滑块62啮合，联动齿轮64的转动适于通过弧形齿621驱动弧形滑块62在弧形滑槽611内滑动。

在本发明实施例中，扭转组件6的设置，使得上支架1和下支架2可以依次扭转，并配合两侧的抱紧组件5的一松一紧，实现电杆攀爬装置围绕电杆200的圆周方向进行步进式的转动，从而使得电杆攀爬装置在攀爬过程中还具有避障功能，进一步提高其适用性。

请参阅图16，在一个可选实施例中，扭转组件6可用联动齿条64’代替联动齿轮64，并采用了线性气缸63’代替旋转运动的扭转驱动件63。

值得一提的是，上述结构中的伸缩组件3、抱紧驱动件51、线性驱动件46和扭转驱动件63、线性气缸63’均可以采用气缸结构，本实施例的电杆攀爬装置完全可以采用气动控制，同样具有结构简单、控制方便的优点。具体的，伸缩组件3可以采用伸缩行程较大且结构强度较大的普通气缸，抱紧驱动件51可以采用双活塞夹持气缸，线性驱动件46可以采用单出双头气缸，扭转驱动件63可以采用气动马达，线性气缸63’采用双出双头气缸。

针对该攀爬装置，其工作方法包括：

S1准备步骤：电杆攀爬装置展开至初始状态并抱紧电杆；初始状态下，伸缩组件处于收缩状态，上支架和下支架距离最近，多个抱紧组件分别与轴向呈90°的夹角，多个抱紧组件动作用于抱紧电杆。

S2攀爬步骤：包括以下步骤：S21、上支架上的抱紧组件松开电杆，伸缩组件沿轴向伸展，伸展到位后上支架上的抱紧组件抱紧组件再抱紧电杆；S22、下支架上的抱紧组件松开电杆，伸缩组件沿轴向收缩，收缩到位后下支架上的抱紧组件再抱紧电杆；S23、重复上述两个步骤S21和S22，使得电杆攀爬装置沿电杆的长度方向攀爬。

S3越障步骤：在电杆攀爬装置攀爬过程中遇到障碍物并判断障碍物可以越过时(此时为平行设置的横担400)，在上述S2攀爬步骤的基础上还包括以下步骤：S31、在上支架上的抱紧组件松开电杆之后，伸缩组件沿轴向伸展之前，上支架上的翻转组件动作使得对应的抱紧组件与轴向呈180°的夹角；S32、伸缩组件沿轴向伸展，使得一侧的抱紧组件越过障碍物；S33、该翻转组件再次动作使得对应的抱紧组件与轴向恢复呈90°的夹角，之后对应的抱紧组件再抱紧电杆，完成一侧的抱紧组件的越障；S34、下支架的抱紧组件利用对应的翻转组件重复上述三个步骤中的动作并结合攀爬步骤，完成另一侧的抱紧组件的越障，进而完成整个电杆攀爬装置的越障步骤。

S4避障步骤：在电杆攀爬装置攀爬过程中遇到障碍物并判断障碍物无法越过时(此时为垂直设置的横担400)，此时需要避开障碍物，可以进行以下步骤：S41、上支架或下支架上的抱紧组件松开电杆，扭转组件动作使得上支架或下支架扭转，扭转到位后上支架或下支架的抱紧组件再抱紧电杆；S42、下支架或上支架上的抱紧组件松开电杆，扭转组件动作使得具有下支架或上支架朝同一个方向扭转，扭转到位后下支架或上支架上的抱紧组件再抱紧电杆；S43，重复上述两个步骤S41和S42，使得电杆攀爬装置沿电杆的圆周方向运动90°，进而避开障碍物，再通过S3越障步骤越过障碍物。

当然，攀爬步骤、越障步骤和避障步骤可以单独进行，也可以协同进行，具体可以根据控制程序实现，本实施例不再重点描述。

作为智能化配置，本申请的电杆攀爬装置还可以安装摄像头、控制器、传感器等等电气部件，实现其自动攀爬、自动越障、自动避障等功能，上述电气部件的应用及工作原理可以采用现有技术，不是本申请讨论的重点，故本实施例不再具体描述。

需要说明的是，本申请的电杆攀爬装置可以安装各种功能部件，实现例如运输、挂线、清障等等功能，其实现的功能和具体结构不在本申请的讨论范围内。

值得一提的是，本申请的电杆攀爬装置不仅可以应用于电杆，还可以应用于旗杆、管道、树木等等各种柱状物体，其他领域的应用也必然落入本申请的保护范围。另外，本申请的电杆攀爬装置除了上下攀爬，还能横向攀爬，倾斜攀爬等等，其他方向的攀爬方式也必然属于本申请的保护范围。

本发明的一种微小型无人机坠落缓冲气囊系统，包括：安装于气闸控制装置中的姿态识别模块401、飞控模块402、通信模块403、电源模块404及保护气囊405；所述气闸控制装置安装于无人机的正下方；所述保护气囊405数量分为2，分别安装于所述气闸控制装置的正上方及正下方；所述姿态识别模块401，用于在所述飞控模块402的控制下，获取无人机的下落姿态及下落加速度；所述气闸控制装置，用于在所述下落加速度无法修正时，向所述保护气囊405注入气体；所述保护气囊405在完成所述注入气体操作后的形状为半空心圆球体；所述通信模块403，用于将所述无人机下落姿态及所述下落加速度发送至外部链接的检测终端；所述电源模块404，用于为所述系统提供电源。

如此，当姿态识别模块401识别出当前无人机处于坠落姿态且加速度无法修正时，则启动气闸控制装置，以使保护气囊405中注入保护气体，从而使保护气囊405膨胀，形成无人机全方位缓冲区域。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。