地下电缆隧道电缆提升装置的制作方法

1.本发明属于高新技术改造传统产业领域，具体涉及一种地下电缆隧道电缆提升装置。


背景技术：

2.地下电缆隧道由于施工区域狭小无法展开重型机械设备，现在主要依靠人力来完成电缆在电缆隧道的提升和就位，部分电缆由于重量过大，在施工过程中会给施工人员带来较大的负担，极易给施工人员造成损伤。随着施工场地的增多，单独依靠人力来完成这种工作效率也越来越低，所以急需自动或者半自动设备来完成电缆的提升和就位。
3.目前电缆的提升和就位基本靠人力完成，所以地下电缆隧道电缆提升装置能释放劳动力，并且减少施工人员的不必要的损伤。国内基本没有类似设备使用。


技术实现要素：

4.本发明提出一种地下电缆隧道电缆提升装置，以解决电缆在不同高度电缆支架的就位问题。
5.为达上述目的，本发明提出技术方案如下：
6.一种适用于电缆隧道内工作的电缆提升装置，包括三台起吊装置、一号导缆机和二号导缆机；
7.所述三台起吊装置、一号导缆机和二号导缆机依次横跨在隧道底部凸出来的步道上。
8.优选的，起吊装置包括起吊装置主框架横梁和起吊装置主框架立梁；起吊装置主框架横梁上焊接有一号结构件，起吊装置主框架立梁通过螺栓连接一号结构件；起吊装置主框架立梁底部设有起吊装置地脚轮，起吊装置地脚轮通过螺栓连接起吊装置主框架立梁；
9.起吊装置地脚轮的宽度宽于隧道底部凸出来的步道宽度。
10.优选的，起吊装置主框架立梁通过螺栓连接第二结构件，第二结构件上设有起吊装置支撑脚，起吊装置主框架横梁通过起吊装置主框架立梁和起吊装置支撑脚支撑。
11.优选的，起吊装置主框架横梁两端设有支撑用电动推杆，支撑用电动推杆通过螺栓连接起吊装置主框架横梁。
12.优选的，支撑用电动推杆上装设有支撑用电动推杆防滑垫；支撑用电动推杆防滑垫通过螺栓与支撑用电动推杆的活动端连接。
13.优选的，起吊装置主框架横梁上设有丝杠，丝杠安装在起吊装置主框架横梁，丝杠用电机通过螺栓连接起吊装置主框架横梁，丝杠用电机的输出端连接所述丝杠。
14.优选的，丝杠上设有钢缆收缩电机，钢缆收缩电机的安装座通过螺栓与丝杠连接；所述安装座与丝杠构成丝杠螺母机构。
15.优选的，钢缆收缩电机连接钢缆。
16.优选的，拉力传感器通过螺栓连接钢缆，拉力传感器的下端通过栓扣连接动滑轮组；起吊装置主框架立梁上安装有水平推杆，水平推杆的前端安装有水平推杆前爪；水平推杆前爪设置于靠近动滑轮组处。
17.优选的，一号导缆机和二号导缆机底部设有导缆机地脚轮，导缆机两侧导缆机地脚轮的宽度宽于隧道底部凸出来的步道的宽度。
18.本发明的有益之处在于：
19.通过两个导缆机与三台起吊装置适应了不同高度的电缆支架就位，三台起吊装置独立移动，带动力输出的导缆机可以根据需要实现不同高度的电缆输送功能。
20.起吊装置的支撑用电动推杆可以伸缩以达到将起吊装置顶在地下隧道的侧壁上，可以适应不同宽度的地下隧道。
21.在动滑轮组上装有拉力传感器，可以监控起吊装置的受力情况，防止起吊力量过大损伤电缆。
附图说明
22.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
23.图1为本发明的正视结构示意图。
24.图2为本发明的俯视结构示意图。
25.图3是本发明的右视结构示意图。
26.图4为地下电缆隧道电缆提升装置示意图。
27.图5为小孔成像的原理示意图。
28.1为支撑用电动推杆，100为起吊装置，101为起吊装置主框架横梁，102为一号结构件，103为起吊装置主框架立梁，104为二号结构件；
29.2为拉力传感器，3为动滑轮组，4为一号导缆机，5为二号导缆机，6为导缆机动力轮，7为起吊装置地脚轮，8为导缆机地脚轮，9为支撑用电动推杆防滑垫，10为丝杠，11为丝杠用电机，12为钢缆，13为水平推杆，14为水平推杆前爪，15为钢缆收缩电机，16为起吊装置支撑脚，17为丝杠安装板。
具体实施方式
30.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
31.以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本发明所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
32.实施例1：
33.如图1至图4，一种适用于电缆隧道内工作的电缆提升装置，包括起吊装置100、一号导缆机4和二号导缆机5；一号导缆机4履带倾斜度与二号导缆机5相等，一号导缆机4履带下端接触二号导缆机5履带上端；一号导缆机4履带上端接触起吊装置。
34.其中导缆机有两种高度，分别称为一号导缆机4和二号导缆机5。为了便于拆装，一号导缆机4和二号导缆机5之间不存在任何物理连接，当需要将电缆放置到不同高度时，可以根据起吊高度选择二号导缆机5或者一号导缆机4和二号导缆机5的组合来完成，若需求高度不高，也可选择单个导缆机完成任务。左边的起吊装置100为电缆托举和起吊的设备，起吊设备一共由3套起吊装置100组成，3套设备同时完成电缆的垂直和水平移动。起吊设备有3个同样的起吊装置100，在动作时，三个设备完成相同的动作，将放在三套动滑轮组3的电缆同时吊起和放下，三套设备均分了电缆的重量，单个设备可以做到轻量化。
35.起吊装置100与导缆机的中轴线在一条直线上，起吊装置100与导缆机跨过隧道中间的凸出来的步道。
36.支撑用电动推杆1在起吊装置100顶部，为了能安全起吊电缆，需要将起吊装置100的伸出部分顶住墙壁，这部分拟采用支撑用电动推杆1来完成。选定大推力电动推杆，电动推杆驱动器采用带电流保护电路的h桥驱动器。为了让支撑用电动推杆1适应不同宽度的隧道，采用了推杆的驱动电流监控技术，当驱动电流大于设定阈值，则认为推杆已经完全顶住墙壁，无需工作人员确认，保证了电动推杆使用的便捷性。
37.起吊装置100包括起吊装置主框架横梁101、一号结构件102、起吊装置主框架立梁103、二号结构件104、支撑用电动推杆1、拉力传感器2、动滑轮组3、起吊装置地脚轮7、支撑用电动推杆防滑垫9、丝杠10、丝杠用电机11、钢缆12、水平推杆13、水平推杆前爪14、钢缆收缩电机15、起吊装置支撑脚16和丝杠安装板17。
38.起吊装置主框架横梁101上焊接有一号结构件102，起吊装置主框架立梁103通过螺栓连接一号结构件102；起吊装置主框架立梁103上焊接有第二结构件104，起吊装置支撑脚16通过螺栓连接第二结构件104。
39.起吊装置主框架横梁101两端设有支撑用电动推杆1，支撑用电动推杆1通过螺栓连接起吊装置主框架横梁101。
40.支撑用电动推杆防滑垫9通过螺栓与支撑用电动推杆1连接，由于墙面平整性的限制，为了在起吊过程中起吊装置不会因为物体过重，造成倾覆，所以需要顶住隧道侧墙的设备需要防滑，由于支撑用电动推杆1为刚性结构，所以需要在支撑用电动推杆1两端加装支撑用电动推杆防滑垫9，支撑用电动推杆防滑垫9就是为了防滑而设计的。
41.起吊装置地脚轮7通过螺栓连接起吊装置主框架立梁103，起吊装置地脚轮7宽度略宽于隧道底部凸出来的步道宽度。
42.起吊装置在完成某点的起吊任务之后，需要能够移动到下一点，所以起吊装置需要有地脚轮，能够能在隧道内自由移动，起吊装置地脚轮7就是为起吊装置移动所设计。导缆机要随着起吊装置一起移动，所以也需要地脚轮，二号导缆机上的地脚轮8就是为导缆机移动而设计。
43.丝杠10通过螺栓连接起吊装置主框架横梁101，丝杠用电机11通过螺栓连接起吊装置主框架横梁101，水平推杆13通过螺栓与起吊装置主框架立梁103连接，水平推杆前爪14通过螺栓与水平推杆13连接。
44.要想将电缆放入到指定支架，必须要经过两个步骤，垂直上升然后是水平移动，或者是同时完成水平移动和垂直移动的复合运动，垂直移动利用钢缆收缩电机即可完成，水平移动拟采用丝杠10和水平推杆13来完成，水平推杆13前部装有半圆形挡板，水平推杆13
移动时带动挡板前后移动。当需要将电缆向墙壁侧移动时，则水平推杆13伸长。伸长量根据隧道的宽度进行动态修正，实际伸长量利用图像识别的方法来完成测量，利用单目摄像头对半圆形挡板后部的标定物进行识别，根据标定物在图像中的大小来计算支撑用电动推杆1的实际伸长量。
45.起吊装置主框架横梁101上设有丝杠安装板17，丝杠10通过铆接或者螺接的方式连接丝杠安装板17。
46.电缆的水平移动是由丝杠10、丝杠用电机11及水平推杆13来完成，首先由丝杠10和丝杠用电机11将电缆水平移动到一定位置，再由水平推杆13继续将电缆进行水平移动，直至移动到位。水平推杆13前端为杆状，不利于推动电缆进行移动，所以还需要在电动推杆13前端加一个装置保证能推动电缆移动，水平推杆前爪14就作为电动推杆13的前端推动机构。
47.丝杠10可根据电缆重量进行调整，可通过增设丝杠10来进行水平移动。
48.钢缆收缩电机15通过螺栓与丝杠10连接。
49.钢缆收缩电机15连接并控制钢缆12，拉力传感器2通过螺栓连接钢缆，拉力传感器2、动滑轮组3和钢缆12组成了电缆的悬吊装置，其中拉力传感器2可以测量拉力是否超出设计范围，实时监控拉力大小。拉力传感器2通过栓扣与动滑轮组3相连，动滑轮组3为托着电缆装置，电缆需要前后移动，动滑轮组3可以最大限度的减少电缆前后移动的阻力。
50.由于起吊装置需要上下移动，采用钢缆收缩电机15来作为起吊装置上下移动的动力装置。由于整个起吊装置需要起吊电缆较重，因此需要有一个稳固的支脚才能保证起吊装置能在起吊过程中承受所吊重物的重量。起吊装置支撑脚16就是整个起吊装置的支撑部分，是整个起吊装置能否正常使用的关键。
51.一号导缆机4和二号导缆机5底部设有导缆机地脚轮8，导缆机两端导缆机地脚轮8宽度略宽于隧道底部凸出来的步道宽度。
52.一号导缆机4和二号导缆机5为电缆导缆的组合，低层电缆展放只需要二号导缆机5即可。导缆机动力轮6为将电缆向上输送的动力装置，由于电缆从低处输送到高处，有导缆机的存在可以支撑电缆，加上起吊装置的拉力，可以较好的将电缆展放到合适的高度。
53.电缆从低处到高处需要有一个自带动力的输送装置，该输送装置就是导缆机，动力由导缆机动力轮6，通过动力轮的转动带着电缆向上运动。故导缆机的两个作用为：一是为电缆提供部分支撑力，二是向上输送电缆。
54.起吊装置地脚端装有abs流利条，起到了防撞和减小设备与电缆支架之间的摩擦力的作用。
55.实施例2：
56.本提升装置工作流程为：
57.将电缆从放缆机上卸下，将电缆端头推到导缆机动力轮6处，当导缆动力轮6转动之后，同时起吊装置地脚轮7、导缆机地脚轮8同步向前移动，此时电缆会顺着导缆机的斜坡向上运动，当电缆运动到指定高度之后，将电缆穿入动滑轮组3内。
58.电缆起吊过程一共需要3台起吊装置100同时工作，当电缆穿过第三台起吊装置100时，此时停止导缆机动力轮6的转动，电缆已经由三台起吊装置100和导缆机托住，此时起吊装置100的钢缆收缩电机15开始动作，在3台起吊装置100同步控制下，将电缆提升至指
定高度。然后丝杠用电机11旋转带动丝杠10旋转，带动钢缆收缩电机15水平运动，将电缆水平移动到靠近电缆支架的地方，由于隧道支架上电缆和槽盒的影响，钢缆收缩电机15不宜靠近墙壁，故此时电缆离隧道侧墙还有一定的距离，如果需要将电缆展放到紧贴隧道侧墙的地方，则还需要水平推杆13去推动电缆以保证电缆可以放至靠近墙壁的位置。
59.通过图4可以看到正常情况下需要三台起吊装置100同时操作，三台起吊装置100间隔需要保持一致，要求控制在1.5m左右，这就需要有测距工作。
60.考虑到设备的安装空间等问题，一般采用单目相机来完成测距。
61.通过图5可以知道利用典型的小孔成像的原理就能利用单目镜头完成测距工作。普通单目相机可视范围小，故不能获得尽可能多的视觉信息，识别效果不够理想。由于施工隧道内不是完全的水平，而鱼眼镜头拥有超大视角，所拍照片信息量丰富，适合在电缆施工隧道内工作。但鱼眼镜头虽然具有超大视角，但所拍摄的图片会产生畸变，所以需要对所拍图片进行处理才能得到所测距离。
62.测距主要是根据标定物在图片中的大小来完成测距处理，施工隧道中光照环境不太理想，因此该测距算法的标定物自带光源，由于光照条件不恒定，为了保证识别效果，需要保证标定物的光照稳定，因此标定物的自带光源需要能够随着环境光进行自适应调节，光源的驱动电流需要为恒流电源。在光源的主回路中串联进一个检流电阻，控制器测量检流电阻两端的电压差就可以得到光源的驱动电流数值，为了保证数值的准确性，控制器需要利用改进卡尔曼滤波算法对测量值进行滤波，滤除采样过程中的白噪声。准确获得光源驱动电流之后，控制器将驱动电流大小与设定电流大小进行比较以确定光源驱动电流的控制信号。当设定电流大小与驱动电流大小基本一致，则控制器对光源驱动电路的控制信号基本保持不变，由此可以保证光源的恒流驱动。
63.鱼眼镜头的测距利用卷积神经网络(cnn)来完成，cnn是神经网络中的一种，它的权值共享网络结构使之更类似于生物神经网络，降低了网络模型的复杂度，减少了权值的数量。该优点在网络的输入是多维图像时表现的更为明显，使图像可以直接作为网络的输入，避免了传统识别算法中复杂的特征提取和数据重建过程。在二维图像处理上有众多优势，将不同距离下标定物在相机中的成像图片作为cnn的输入，cnn输出为距离。利用大量样本对此网络进行训练，得到cnn的网络结构，成为后续的测距算法基础。
64.由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
65.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。