新型便携式电力绝缘修枝锯的研制_马登泽.pdf

新型便携式电力绝缘修枝锯的研制马登泽（云南电网有限责任公司文山供电分公司）摘要：为了促进林木种植与管理，本文研究了一种新型便携式电力绝缘修枝锯，对原有修枝锯灵活性不高、作业高度不足等问题进行了解决。本文介绍了新型便携式电力绝缘修枝锯的研制原理与作业开展情况，结果表明：个轴向上定位标准差均小于 ，定位精度与同类机械手水平一致，满足更高精度的树枝修剪作业要求，能够对 以下的高大树木完成修枝作业。在对树木的修枝作业过程中具有较高的相对定位精度，能够结合实际作业的要求，完成精准定位与具体作业，研制的新型便携式电力绝缘修枝锯具有较强的经济适用性。关键词：电力绝缘修枝锯；定位精度；修枝作业 引言在当前绿色环保理念逐渐深入的背景之下，很多人喜欢在田间地头、房前屋后种植树木。在树木生长到一定高度之后，可能与当地电力线路之间存在着一定的交叉。因此在树木生长过程中要求加强对林木树枝的管理，进行必要的修剪工作。为了更好地响应植树造林的号召，在种植树木的同时，要求加强树木修剪，及时清除不必要的树木枝节，加强对树木的修剪工作，保证电能传输正常。为电力线路安全运行提供保障，保证电力线路检修工作的顺利进行。新型便携式电力绝缘修枝锯工作原理设计的新型便携式电力绝缘修枝锯，在修剪作业完成过程中，要求测算锯头与修剪树枝之间的距离，针对收集的数据结果，对节臂动作方向与幅度进行调整，实现对修剪树枝的精准定位。在具体作业过程中，采用无线摄像头，实现对作业环节的精准测量与分析，在对距离进行精准测算的基础上，顺利完成树枝修剪作业。新型便携式电力绝缘修枝锯包括升降平台（）、人 机 界 面（）、回转转盘（）、第一节臂（）、第二节臂（）、第三节臂（）、无线摄像头（）、修 枝 锯（）、发 电 机（）、电动缸（）等部位 。对各个节臂的运动轨迹进行测算，通过精准分析之后得出树枝修剪时的位置区域，为运动提供基本的范围参考数值，一般设置一个球状区域，并与实际树枝生长情况相结合，以此增强修剪作业中的灵活性。同时结合树枝修剪时可能受到关节结构奇异性因素的影响，判断枝叶修剪中可能受到的范围限制，结合历史作业情况，综合判断新型便携式电力绝缘修枝锯实际可能到达的位置，并结合具体作业开展的要求，及时调整锯切定位、对准、修枝等相关作业工序。通过综合分析之后得出升降平台最大起升高度，以此促进整体作业设计达到理想的运用效果。修枝作业中，将修枝锯固定在升降平台回转台位置，由关节驱动节臂，在修枝作业绕轴心旋转，固定修枝锯，完成最终的修枝工作。整机修枝高度为 以下，能够满足绝大多数树木修枝工作的要求。树枝修剪中半径 ，最大修枝直径达到 ，能够满足多种修枝作业要求 。表 高枝修剪机各节臂参数参数第 节臂第 节臂第 节臂质量 .横截面积 .长度 .密度（）.新型便携式电力绝缘修枝锯的设计按照国家电网公司 电力安全作业规程（线路部分）中的相关规定，在线路带电时，砍剪靠近电力线路树木过程中，要求对全体作业方式进行广而告之，使得作业人员明晰电力线路有电，保证在修剪树枝过程中，人员、树木、绳索与导线保持一定的安全距离，保证修剪作业顺利进行。但是当前很多高枝绝缘剪剪口较小，主要完成 以下树枝的修剪工作，同时绝缘杆规格一般为 .，与实际使用要求电气技术与经济 产品与解决方案 之间存在着一定的出入。因此本文探索研制出一种新型便携式电力绝缘修枝锯，以此解决带电砍剪树木作业过程中人员、树木、绳索与导线安全距离的问题，同时修剪作业中的长度可以灵活调节，增强整体作业施工的针对性。新型便携式电力绝缘修枝锯的相关参数见表 。表 新型便携式电力绝缘修枝锯的研制参数表名称参数镜头 寸 （）电池內建 操作时间 照明白光 电源规格 摄像头质量 .（含电池 天线）接收器质量 .工作温度 图连接钢板打孔示意图在作业中去除修枝手锯的原装木柄，以一块长方形钢板替代，该钢板规格为 ，厚度 。结合修枝手锯手柄设置螺栓眼孔位置与大小，完成打孔，连接修枝手锯与钢板，结合绝缘操作杆头固定位置，于杆头横杆与立杆两侧位置使用 直径钻头打孔，使用 形螺栓连接钢板与绝缘操作杆，保证连接牢固，由此完成带绝缘手柄修枝锯的制作。连接好的绝缘修枝锯如图所示。新型便携式电力绝缘修枝锯三节臂协调控制方法结合修枝作业容易受到目标物体遮挡、且要求对齐修剪，需增强树枝修剪的整体作业效率。在作业过程中应当观察到各个节臂独立调整修枝臂能够更好地完成修枝作业。在作业过程中，对修枝锯与树木枝条之间的距离进行测算，与实际作业开展要求之间相结合，适时调整修枝的角度与高度，联合运用三个节臂，在三者之间的相互配合之下，共同实现修枝目的。基于特定的修枝目标，基于修枝臂动力学，综合分析得出伸缩量控制伺服电机，对作业过程中的坐标数值进行计算，从数学与动力学角度，对修枝臂的动作进行调整，按照既定的目标完成最终的修枝效果。实现修枝臂沿某方向上的协调控制 。机械臂锯切定位误差测量及补偿对锯切定位精度进行分析，分析修剪过程中可能出现的锯切定位误差，以此调整末端修枝锯的位置，得出修枝锯位置，实现对测量误差的有效处理，实现对机械臂的有效调节，通过机械臂联动，实现对树枝的有效修剪。对定位控制精确度进行进一步分析，基于测距设备分析修枝锯横向、纵向距离数值，对控制系统定位误差进行相应处理。结合修枝臂初始化姿态，开展进一步的运动 。使用逐点测量方法，调整机械臂横向、纵向方向的修剪作业，移动 ，测量移动后数值变动情况见表 。表 定位试验结果初始位置（，）设定位置（，）补偿前位置（，）补偿后位置（，）（.，.）（.，.）（.，.）（.，.）（.，.）（.，.）（.，.）（.，.）（.，.）（.，.）（.，.）（.，.）（.，.）（.，.）（.，.）（.，.）（.，.）（.，.）（.，.）（.，.）电气技术与经济 产品与解决方案 （续）初始位置（，）设定位置（，）补偿前位置（，）补偿后位置（，）（.，.）（.，.）（.，.）（.，.）（.，.）（.，.）（.，.）（.，.）（.，.）（.，.）（.，.）（.，.）（.，.）（.，.）（.，.）（.，.）（.，.）（.，.）（.，.）（.，.）新型便携式电力绝缘修枝锯修剪作业与杆件精度、关节间隙、装配工艺等之间具有一定的相关性，由于修剪机械臂臂展长、负载自重比大等因素的影响，使得在作业中出现定位误差，若处理不及时，容易影响最终的修剪效果。通过误差补偿，得出电动缸长度。对横向定位误差、纵向定位误差进行进一步分析，此次作业具有较高的作业精度，保证横向、纵向两个方向轴上定位标准差不超过 ，机械手作业效率较高，树木修剪作业具有一定的灵活性，能够满足更高精度的树枝修剪作业要求，包括作业高度 、作业半径 ，具有更高的相对定位精度，在树枝修剪过程中实现了精确定位与锯切作业 。结束语在树木修剪过程中经常容易遇到与导线安全距离不足的问题，影响了树木的正常砍伐作业。针对难以直接砍伐的树木，不必过于接近攀爬树木，在作业过程中首先运用新型便携式电力绝缘修枝锯把接近导线的树枝锯断，以此保证树木与导线之间的安全距离。在作业过程中结合需要锯截树枝高低添加 段绝缘操作杆，使得绝缘杆连接配合良好，此次作业方式操作方便，组装灵活，具有较强的便携性。在实际作业中，作业人员在地面即可完成修剪树木的相关操作，作业工具有较强的便捷性与安全性，对树木修剪提供了非常有利的设备支持，可促进树木生长。参考文献 陈秋敏，周建鑫，方腾，洪兵.涡轮叶片锯齿形叶冠异常磨损分析 .科技创新与应用，（）：-施静波，程帅，董会军，曾金盛，蔡家斌 厚斜叶桉锯材常规间歇干燥基准 北京林业大学学报，（）：-赵敏，李嫚，王风奇超硬刀具高速切削钛合金锯齿形切屑表征研究 现代机械，（）：-杨凯，曾庆生，王湘江乏燃料包壳切割装置锯切参数的计算与仿真 机械工程师，（）：-，郑科，曾奎，黄卓金刚石复合消音锯片点焊关键控制技术 石材，（）：-，（收稿日期：-）电气技术与经济 产品与解决方案