一种电缆上架装置及方法与流程

1.本发明涉及电缆敷设设备领域，特别涉及一种电缆上架装置及方法。


背景技术：

2.目前电力电缆的敷设已经摆脱单纯依赖人工，逐渐采用了机械敷设的方式，如采用牵引机、电缆输送机等机械设备进行电缆的机械敷设，极大的提高了电缆敷设过程和效率，但是，由于目前电缆主要采用牵引机、电缆输送机等机械进行电缆的敷设，电缆敷设通道中采用的电缆输送机相对较多，通常在地面进行敷设，很难直接将电缆敷设通道设置在设计要求的敷设位置上，这样在一般情况下，电缆敷设通道一般设置在隧道的地面或距地面较近的位置，电缆处于沿地面或距地面较近位置上的电缆敷设通道敷设后，还存在将电缆从电缆敷设通道抬升至设计要求的支架位置上的过程，目前这个过程主要仍由人力进行抬升，尽管电缆采用了机械敷设，但由于电缆自重大，提升高度也有不同，其高度也有达到两米之高，因此电缆需要抬升至电缆支架上的效率较低，劳动强度大，因而电缆总的敷设过程实际效率仍然较低。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种电缆上架装置，可解决电缆上架效率低、劳动强度大的问题。本发明还提出一种电缆上架方法。
4.根据本发明第一方面实施例的一种电缆上架装置，包括：行走机构；第一电缆输送机，用于电缆敷设时夹紧电缆端头以及电缆上架时向上输送电缆；回转支承，安装于所述行走机构上，并通过支座支撑所述第一电缆输送机，以用于水平旋转所述第一电缆输送机；顶升机构，所述顶升机构的伸缩端连接所述第一电缆输送机的一侧，所述支座与所述第一电缆输送机的另一侧铰接；摆头旋转机构，安装于所述第一电缆输送机的前侧，并具有往前延伸出行走机构的摆头支架，所述摆头支架的前端具有第一引导轮；所述摆头支架上设有卸缆机构，用于将电缆从第一引导轮推入待安装的电缆支架；电控箱，设置于所述行走机构上，所述电控箱分别与所述行走机构、第一电缆输送机、回转支承、顶升机构、摆头旋转机构、卸缆机构电性连接以控制其工作。
5.根据本发明实施例的一种电缆上架装置，至少具有如下有益效果：通过在行走机构上设置可由顶升机构调节倾斜角度的第一电缆输送机和摆头支架，且摆头支架延伸出行走机构，可实现电缆连续上架的姿态，配合回转支承的粗转向调节与摆头旋转机构的精转向调节实现电缆快速定位到电缆支架上方，再由卸缆机构自动推入电缆支架完成电缆端头上架，之后行走机构反向行走、配合保持上架姿态的第一电缆输送机和摆头支架，实现电缆全段的连续式上架作业，省时省力效率高。
6.根据本发明的一些实施例，还包括设置于所述行走机构上的电池，所述电池与所述电控箱连接。
7.根据本发明的一些实施例，所述电控箱设置有与外界交互的无线通信模块。
8.根据本发明的一些实施例，所述行走机构上设置有电缆外观检测机构，所述电缆外观检测机构与所述电控箱连接。
9.根据本发明的一些实施例，所述第一电缆输送机的后侧设置有可升降的第二引导轮。
10.根据本发明的一些实施例，所述行走机构包括中间底架、前驱动轮组、后驱动轮组，所述前驱动轮组、后驱动轮组分别安装于所述中间底架的前后两侧，所述回转支承安装于所述中间底架上。
11.根据本发明的一些实施例，所述中间底架与底部两侧的前驱动轮组、后驱动轮组中间具有可越过电缆输送机的拱形通道。
12.根据本发明的一些实施例，所述中间底架设有轮式驱动电机，用于驱动所述前驱动轮组和/或后驱动轮组，并通过减速机或液压推杆控制所述前驱动轮组或后驱动轮组同步转动。
13.根据本发明第二方面实施例的一种电缆上架方法，应用于所述的一种电缆上架装置，所述电缆上架方法包括以下步骤：
14.将电缆上架装置与待上架的电缆运输至隧道的一端；
15.通过第一电缆输送机把电缆端头固定，行走机构启动，牵引电缆往隧道的另一端敷设；
16.行走机构运动到隧道的另一端时，启动第一电缆输送机将电缆导引至摆头支架上的第一引导轮；
17.控制顶升机构将第一电缆输送机与摆头支架顶升至合适的倾斜角度，再驱动回转支承、摆头旋转机构水平转动，使摆头支架、第一引导轮及其上面的电缆位于待安装的电缆支架上方；
18.电控箱驱动卸缆机构将电缆从第一引导轮推入待安装的电缆支架；
19.行走机构反向从隧道的另一端运动至隧道的一端，同时第一电缆输送机、摆头支架保持上架角度与导引，使电缆逐步导入待安装的电缆支架。
20.根据本发明实施例的一种电缆上架方法，至少具有如下有益效果：通过在行走机构上设置可由顶升机构调节倾斜角度的第一电缆输送机和摆头支架，且摆头支架延伸出行走机构，可实现电缆连续上架的姿态，配合回转支承的粗转向调节与摆头旋转机构的精转向调节实现电缆快速定位到电缆支架上方，再由卸缆机构自动推入电缆支架完成电缆端头上架，之后行走机构反向行走、配合保持上架姿态的第一电缆输送机和摆头支架，实现电缆全段的连续式上架作业，省时省力效率高。
21.根据本发明的一些实施例，所述电缆上架方法还包括以下步骤：在隧道内布置多个间隔排列的第二电缆输送机，行走机构可从第二电缆输送机上方越过，牵引电缆往隧道的另一端敷设时后段的电缆落入多个所述第二电缆输送机，第二电缆输送机提供水平方向的牵引力。
22.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
23.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
24.图1为本发明实施例的电缆上架装置立体图；
25.图2为本发明实施例的电缆上架装置侧视图；
26.图3为本发明实施例的电缆上架装置俯视图；
27.图4为本发明实施例的电缆上架装置顶升状态图；
28.图5为本发明实施例的电缆上架装置跨越第二电缆输送机示意图；
29.图6为本发明实施例的电缆上架装置隐藏第一电缆输送机示意图；
30.图7为本发明实施例的电缆输送机立体图；
31.图8为本发明实施例的电缆上架装置敷设电缆示意图；
32.图9为本发明实施例的电缆上架装置工作示意图；
33.图10为本发明实施例的电缆上架方法流程图。
34.附图标记：
35.电缆10、
36.行走机构100、中间底架110、前驱动轮组120、后驱动轮组130、拱形通道140、
37.第一电缆输送机200、第二引导轮210、
38.回转支承300、支座310、电机320、
39.顶升机构400、
40.摆头旋转机构500、摆头支架510、第一引导轮520、
41.电控箱600、
42.电池700、
43.电缆支架800、
44.第二电缆输送机900。
具体实施方式
45.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
46.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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发明和简化描述，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发明的限制。
47.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
48.现有隧道内的电缆敷设，是先将电缆通过电缆输送机、牵引机等设备敷设到隧道地面上，再利用人工将地面上的电缆10抬升到两侧的电缆支架800上，电缆支架800常常是具有不同高度的多个层级，如图9所示，对于较高的电缆支架800，单纯依赖人工抬升就显得
非常费时费力，工作效率低下。鉴于此，特提出以下技术方案来解决现有技术的不足。
49.如图1至图3所示，为本技术方案的一种电缆上架装置，包括：行走机构100、第一电缆输送机200、回转支承300、顶升机构400、摆头旋转机构500、电控箱600等主要组成部分；其中，行走机构100为整个电缆上架装置的移动构件和承载构件，能够带动安装在其上的部件进行前后移动与转向，第一电缆输送机200、回转支承300、顶升机构400、摆头旋转机构500分别实现各自属性的功能，电控箱600作为核心控制模块来控制各个部分的运转。
50.具体的，第一电缆输送机200用于电缆敷设时夹紧电缆端头以及电缆上架时向上输送电缆，结合图7所示，第一电缆输送机200为现有技术cn202121366026.x电缆智能敷设系统中的电缆输送机，或为现有技术cn202210424204.2一种电缆转弯半径可调的电缆敷设设备，能够通过两侧的履带摩擦传动来输送电缆10，也能够缩小两侧履带的间隙来夹紧电缆10，在此不再赘述。
51.回转支承300安装于行走机构100上，并通过支座310支撑第一电缆输送机200，用于水平旋转第一电缆输送机200以及安装在第一电缆输送机200上的其他部件，如摆头旋转机构500、摆头支架510及电缆10，具有载荷大的优点，但精细度不足；回转支承300为现有技术，通过电机320来驱动传动机构，传动机构带动回转底座内的支承部件转动，支座310固定在支承部件上面跟随同步转动，便可实现回转功能。
52.如图2、图4、图6所示，顶升机构400安装在支座310，顶升机构400的伸缩端连接第一电缆输送机200的一侧，支座310与第一电缆输送机200的另一侧铰接，顶升机构400的伸缩端伸出或缩回时，第一电缆输送机200便会以其与支座310的铰接处为转轴，相对支座310向上翻转或向下翻转，实现不同角度的倾斜状态，进而带动摆头支架510及其上面的电缆上抬或下压，实现不同的高度调节。其中，顶升机构400采用液压缸或大功率电动推杆来实现。
53.摆头旋转机构500安装于第一电缆输送机200的前侧，并具有往前延伸出行走机构100的摆头支架510，摆头支架510的前端具有第一引导轮520，第一引导轮520采用倒t型结构，可左右进行电缆限位，分别对应往左右两侧的电缆支架800去上架；摆头旋转机构500与第一电缆输送机200固定，因此能够跟随第一电缆输送机200回转与高度调节，同时摆头旋转机构500自身又具有动力机构，便可旋转摆头支架510及第一引导轮520，虽然本装置已经具有了回转支承300来调节水平角度，但只能实现粗调节，由于摆头支架510的长度较长，如果仅依赖精细度不足的回转支承300来调节，容易使摆头支架510及第一引导轮520撞到电缆支架800或隧道内侧壁，因此，摆头旋转机构500自身的动力机构能够对摆头支架510微调，使其精准到达电缆支架800的上方；电缆10跟随摆头支架510到达电缆支架800上方以后，不能自然落入电缆支架800上，因此，本方案的摆头支架510上设有卸缆机构(未示出)，用于将电缆10从第一引导轮520推入待安装的电缆支架800，从而避免作业人员还要爬到高处去推电缆入电缆支架800，进一步提高作业效率，卸缆机构可以采用现有的电动推杆或者气缸来实现。
54.如图1、图6所示，电控箱600设置于行走机构100上，电控箱600分别与行走机构100、第一电缆输送机200、回转支承300、顶升机构400、摆头旋转机构500、卸缆机构电性连接，作为控制核心，可以根据操作人员的按键指令或者设定的程序控制各个机构工作。
55.基于上述结构，可以看出，本实施例的电缆上架装置通过在行走机构100上设置可由顶升机构400调节倾斜角度的第一电缆输送机200和摆头支架510，且摆头支架510延伸出
行走机构100，可实现电缆连续上架的姿态，配合回转支承300的粗转向调节与摆头旋转机构500的精转向调节实现电缆10快速定位到电缆支架800上方，再由卸缆机构自动推入电缆支架800完成电缆端头上架，之后行走机构100反向行走、配合保持上架姿态的第一电缆输送机200和摆头支架510，实现电缆全段的连续式上架作业，省时省力效率高。
56.在本发明的一些实施例中，还包括设置于行走机构100上的电池700，电池700与电控箱600连接，利用电池700来进行供电，使本装置运动更加自如。需要指出的是，本技术方案也可以采用市电来代替电池700供电，避免电池700缺电又耗时充电的麻烦。
57.此外，在本发明的一些实施例中，电控箱600设置有与外界交互的无线通信模块，利用无线通信模块来接收外界的遥控指令，便可实现远程控制，减少人员隧道内施工的安全隐患，远程控制时配合视频采集装置能够更加便捷。
58.进一步，在本发明的一些实施例中，行走机构100上设置有电缆外观检测机构，电缆外观检测机构与电控箱600连接，电缆外观检测机构可以采用多个角度的摄像头连续拍摄输送中的电缆表面图像，识别并记录有缺陷或瑕疵的位置，便于以后故障时精准排查。
59.如图1、图6所述，在本发明的一些实施例中，第一电缆输送机200的后侧设置有可升降的第二引导轮210，第二引导轮210可以从电缆进入本装置时提供支撑和保护，其高度升降可以提供合适的上升角度，避免电缆过度弯曲变形甚至损坏，满足所导引移位电缆允许弯曲半径所确定的导引移位弧形曲线质量要求，以提高电缆上架敷设质量。
60.如图1、图2、图4、图6所示，在本发明的一些实施例中，行走机构100包括中间底架110、前驱动轮组120、后驱动轮组130，前驱动轮组120、后驱动轮组130分别安装于中间底架110的前后两侧，回转支承300安装于中间底架110上，中间底架110、前驱动轮组120、后驱动轮组130采用模块化组装，可与中间底架110进行快速组装，更好的便于设备的搬移和运输。
61.特别的，在本发明的一些实施例中，中间底架110与底部两侧的前驱动轮组120、后驱动轮组130中间具有可越过电缆输送机的拱形通道140，如图5所示，由于敷设的电缆10尺寸大且敷设距离长，单纯依赖行走机构100会存在负荷不足的情况，因此需要在敷设路径上布置多个第二电缆输送机900来辅助导引，而第二电缆输送机900是静止在隧道地面上的敷设路径，行走机构100在移动过程中会与第二电缆输送机900碰触，因此拱形通道140的设计可以保证行走机构100的无障碍同行，提升敷设效率。需要指出的是，第二电缆输送机900与前述的第一电缆输送机200结构相同，在此不再赘述。
62.另外，在本发明的一些实施例中，中间底架110设有轮式驱动电机，用于驱动前驱动轮组120和/或后驱动轮组130，前驱动轮组120和后驱动轮组130各由两个左右转向轮组成，并通过减速机或液压推杆控制前驱动轮组120或后驱动轮组130同步转动。
63.如图8-图10所示，为本发明第二方面实施例的一种电缆上架方法，应用于上述实施例的电缆上架装置，电缆上架方法包括以下步骤：
64.s100、将电缆上架装置与待上架的电缆10运输至隧道的一端；
65.s200、通过第一电缆输送机200把电缆端头固定，行走机构100启动，牵引电缆10往隧道的另一端敷设；
66.s300、行走机构100运动到隧道的另一端时，启动第一电缆输送机200将电缆10导引至摆头支架510上的第一引导轮520；
67.s400、控制顶升机构400将第一电缆输送机200与摆头支架510顶升至合适的倾斜
角度，再驱动回转支承300、摆头旋转机构500水平转动，使摆头支架510、第一引导轮520及其上面的电缆10位于待安装的电缆支架800上方；
68.s500、电控箱600驱动卸缆机构将电缆从第一引导轮520推入待安装的电缆支架800；
69.s600、行走机构100反向从隧道的另一端运动至隧道的一端，同时第一电缆输送机、摆头支架510保持上架角度与导引，使电缆10逐步导入待安装的电缆支架800。
70.可以看出，本技术方案通过在行走机构100上设置可由顶升机构400调节倾斜角度的第一电缆输送机200和摆头支架510，且摆头支架510延伸出行走机构100，可实现电缆连续上架的姿态，配合回转支承300的粗转向调节与摆头旋转机构500的精转向调节实现电缆快速定位到电缆支架800上方，再由卸缆机构自动推入电缆支架800完成电缆端头上架，之后行走机构100反向行走、配合保持上架姿态的第一电缆输送机200和摆头支架510，实现电缆全段的连续式上架作业，省时省力效率高。
71.进一步，在本发明的一些实施例中，电缆上架方法还包括以下步骤：在隧道内布置多个间隔排列的第二电缆输送机900，行走机构100可从第二电缆输送机900上方越过，牵引电缆往隧道的另一端敷设时后段的电缆落入多个第二电缆输送机，第二电缆输送机900提供水平方向的牵引力，提高输送效率，同时第二电缆输送机900又可以提供反作用力推送行走机构100，弥补行走机构100的动力问题。此外，第二电缆输送机900与行走机构100配合，可对电缆导引移位至设计确定的敷设位置上的电缆波形敷设余量进行控制及调节。
72.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
73.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。