《500kV輸電線路四分裂導線行走裝置》是江蘇省電力公司無錫供電公司於2011年10月10日申請的發明專利，該專利的申請號為2011103070623，公布號為CN102354930A，公布日為2012年2月15日，發明人是蔡劍峰、陳虹君、潘志新、王建明、蔣文君、譚岳昌、周騰、沈昱。
《500kV輸電線路四分裂導線行走裝置》由主輪行走機構、擺桿升降機構、輔輪行走機構、剎車制動機構、吊臂側擺機構、吊籃等組成，其中主輪行走機構、擺桿升降機構、輔輪行走機構、剎車制動機構、吊臂側擺機構均有兩組，按照機構行走方向的左右邊各一組對稱分布，在主輪行走機構底部通過兩根吊臂與吊籃底梁鉸接形成整體。
2014年11月6日，《500kV輸電線路四分裂導線行走裝置》獲得第十六屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《500kV輸電線路四分裂導線行走裝置》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：500kV輸電線路四分裂導線行走裝置
- 公布號：CN102354930A
- 公布日：2012年2月15日
- 申請號：2011103070623
- 申請日：2011年10月10日
- 申請人：江蘇省電力公司無錫供電公司
- 地址：江蘇省無錫市濱湖區梁溪路12號
- 發明人：蔡劍峰、陳虹君、潘志新、王建明、蔣文君、譚岳昌、周騰、沈昱
- 分類號：H02G1/02（2006.01）I、B66F3/44（2006.01）I、B66C13/08（2006.01）I、F16D71/00（2006.01）I
- 代理機構：無錫市大為專利商標事務所
- 類別：發明專利
- 代理人：殷紅梅
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
2011年10月前，500千伏輸電線路網架巡檢主要以人工走線為主，在部分線路上使用人力腳踏式導線飛車，但這些方法都存在一些問題和不足。其一是500千伏線路導線懸掛較高，檔距較大，作業採用走線或腳踏式導線飛車等方式，作業人員的體力消耗很多，特別是在爬坡時操作人員更加費力。在整個輸電網架的巡檢和作業過程中，作業人員勞動強度增大，工作效率低；其二是作業人員不能在飛車上站立對導線的缺陷進行維修作業，消缺存在較大的空間限制問題；其三是在輸電線路上巡檢和作業都是依賴於人力來完成，作業人員攜帶的工具種類和數量都是有限的，當遇到一些特殊情況時不能及時解決；其四是作業人員走線或腳踏導線飛車，作業過程穩定性較差，難度和風險較大。
發明內容
專利目的
《500kV輸電線路四分裂導線行走裝置》的目的在於克服上述不足之處，從而提供一種500千伏輸電線路四分裂導線行走裝置，該行走裝置以高能鋰電池作為動力源、能夠自動行走和跨越電網中的間隔棒、防震錘、接續管、直線懸垂串等障礙物，能攜帶較多工具、幫助作業人員進行網架連續檔走線及消缺，提高工作效率、減輕勞動強度。
技術方案
《500kV輸電線路四分裂導線行走裝置》由主輪行走機構、擺桿升降機構、輔輪行走機構、剎車制動機構、吊臂側擺機構、吊籃組成，其中主輪行走機構、擺桿升降機構、輔輪行走機構、剎車制動機構、吊臂側擺機構均有兩組，按照機構行走方向的左右邊各一組對稱分布，吊臂側擺機構的吊臂上部與主輪行走機構、擺桿升降機構、輔輪行走機構、剎車制動機構相連，下部通過鉸鏈軸、吊籃底梁鉸接，最終將整個行走裝置連線為一體。
每組主輪行走機構、擺桿升降機構、輔輪行走機構、剎車制動機構、吊臂側擺機構結構相同。
每組主輪行走裝置由兩塊立柱板、主輪、主電機、錐齒輪組以及主輪軸組成；其中主輪通過主輪軸及軸承固定在兩塊立柱板下部之間的主輪槽內，主輪軸的外側一端安裝有錐齒輪組；主電機固定在靠外側的立柱板上，電機主軸垂直朝下並通過錐齒輪組與主輪軸連線，主電機通電轉動並通過錐齒輪組、主輪軸帶動主輪旋轉，從而帶動整個行走裝置在導線上行走。
每組擺桿升降機構由升降電機、兩根擺臂、絲桿、絲套、導輪、輔助輪、滑塊、升降齒輪組、絲套固定板組成；其中擺臂是按機構行進方向呈前後各安裝一根，兩擺臂上端與立柱板鉸接，前擺臂下端輪槽內安裝有導輪，後擺臂下端輪槽內安裝有輔助輪；導輪槽、輔助輪槽及主輪槽中心位於導線上方，並在同一垂直平面上；升降電機和絲桿安裝在滑塊內，升降電機通過升降齒輪組與絲桿連線，絲桿兩端螺紋旋向相反；滑塊安裝在由兩塊立柱板形成的槽當中，其可以做上下滑動；絲桿的兩端分別通過安裝在擺臂中部內的絲套、絲套固定板與前後兩根擺臂連線。
每組輔輪行走機構由輔助電機、輔助輪、輔助輪軸及聯軸器組成；通過輔助輪軸將輔助輪固定於擺臂的輔助輪槽內，輔助輪軸外側一端安裝有聯軸器，它將輔助電機的軸與輔助輪軸連成一體；輔助電機固定於擺臂下端外側。
每組剎車制動機構由吊臂、前剎車滾輪、後剎車滾輪、兩根槓桿、小纜繩、手柄、轉軸組成；槓桿由轉軸定位於吊臂中部，它們分布在吊臂的前後側，前側槓桿上安裝有前剎車滾輪，後側槓桿上安裝有後剎車滾輪，兩槓桿尾部是通過手柄連線成一體。吊臂上部通過長螺釘和短螺釘固定於立柱板之上，並與其對齊；前剎車滾輪和後剎車滾輪安裝在主輪和導線的下方。
所述槓桿與立柱板之間安裝有小纜繩，小纜繩一端固定於槓桿頭部，另一端與立柱板上的銷釘結為活扣。
每組吊臂側擺機構由吊臂、調節桿、螺釘、吊籃、豎桿、鉸鏈軸、吊籃底梁、手輪組成；吊臂上部連線絲桿擺臂越障行走機構的立柱板，吊臂下部通過鉸鏈軸與吊籃底梁鉸接，最終將整個行走機構連線為一體；吊籃底梁固定在吊籃底部；調節桿穿過吊臂中部小孔，其一端由螺釘壓緊於豎桿上，其另一端裝配有手輪，通過調節手輪的進退即可控制吊臂側擺的角度。
吊籃四周用美格鋁材料圍成一橢圓形形狀，其上下底分別有上底加強筋、下底加強筋連線固定；底部有吊籃底梁與吊臂鉸鏈；吊籃中設有坐凳。
改善效果
1、整體材料採用高強度鋁鎂合金，強度高，質量輕，降低了整個裝置的重量；
2、動力電源採用高能鋰電池，一次充電可持續運行1小時以上；
3、動力機構採用直流低速無刷電機，無極變速，前進倒退行走自如；
4、絲桿擺臂越障行走裝置的設計，導線行走裝置能順利跨越間隔棒、防震錘、接續管、直線懸垂串等障礙；
5、打開弔臂側擺機構，導線行走裝置能迅速在500千伏四分裂導線上安裝就位；
6、吊籃為美格鋁材料圍成橢圓形形狀，上底和下底採用加強筋固定，垂直方向也有四根加強筋連線固定；既美觀又保證了機械強度需求，滿足組合間隙的要求；可攜帶一定量的工具，能全方位、多角度的進行檢修消缺；
7、剎車減速機構的設計既能進行減速剎車，又能起到保險作用。
附圖說明
圖1為該發明結構主視圖。
圖2為該發明結構側視圖。
圖3為該發明側擺機構示意圖。
圖4為該發明剎車減速機構主視圖。
圖5為該發明剎車減速機構側視圖。
圖6為該發明吊籃結構主視圖。
圖7為該發明吊籃結構俯視圖。
圖8為該發明吊籃結構側視圖。
權利要求
1.《500kV輸電線路四分裂導線行走裝置》包括主輪行走機構、擺桿升降機構、輔輪行走機構；其特徵是：還包括剎車制動機構、吊臂側擺機構，其中主輪行走機構、擺桿升降機構、輔輪行走機構、剎車制動機構、吊臂側擺機構均設有兩組，按照機構行走方向的左右邊各一組對稱分布，吊臂側擺機構的吊臂上部與主輪行走機構、擺桿升降機構、輔輪行走機構、剎車制動機構相連線，下部通過鉸鏈軸與吊籃底梁鉸接，最終將整個行走裝置連線為一體；所述兩組主輪行走機構結構相同，所述主輪行走機構由兩塊立柱板（1）、主輪（3）、主電機（13）、錐齒輪組（16）以及主輪軸（36）組成；其中主輪（3）通過主輪軸（36）及軸承固定在兩塊立柱板（1）下部之間的主輪槽內，主輪軸（36）的外側一端安裝有錐齒輪組（16）；主電機（13）固定在靠外側的立柱板（1）上，電機主軸垂直朝下並通過錐齒輪組（16）與主輪軸（36）連線，主電機（13）通電轉動並通過錐齒輪組（16）、主輪軸（36）帶動主輪旋轉；所述兩組擺桿升降機構結構相同，所述擺桿升降機構由升降電機（2）、兩根擺臂（4）、絲桿（5）、絲套（6）、導輪（8）、輔助輪（9）、滑塊（14）、升降齒輪組（15）及絲套固定板（18）組成；其中擺臂（4）是按機構行進方向呈前後各安裝一根，前後兩根擺臂上端與立柱板（1）鉸接，前擺臂下端輪槽內安裝有導輪（8），後擺臂下端輔助輪槽內安裝有輔助輪（9）；導輪槽、輔助輪槽及主輪槽中心位於導線上方，並在同一垂直平面上；升降電機（2）和絲桿（5）安裝在滑塊（14）內，升降電機（12）通過升降齒輪組（15）與絲桿（5）連線，絲桿（5）兩端螺紋旋向相反；絲桿（5）的兩端分別通過安裝在擺臂中部內的絲套（6）、絲套固定板（18）與前後兩根擺臂連線；所述兩組輔輪行走機構結構相同，所述輔輪行走機構由輔助電機（7）、輔助輪（9）、輔助輪軸（19）及聯軸器組成；通過輔助輪軸（19）將輔助輪（9）固定於擺臂（4）的輔助輪槽內，輔助輪軸（19）外側一端安裝有聯軸器，它將輔助電機（7）的軸與輔助輪軸（19）連成一體；輔助電機（7）固定於擺臂（4）下端外側；所述兩組剎車制動機構結構相同，所述剎車制動機構由前剎車滾輪（21）、後剎車滾輪（22）、兩根槓桿（23）、小纜繩（25）、手柄（26）、轉軸（27）組成；兩根槓桿（23）由轉軸（27）定位於吊臂（20）中部，所述兩根槓桿（23）分布在吊臂的前後側，前槓桿上安裝有前剎車滾輪（21），後槓桿上安裝有後剎車滾輪（22），前後兩根槓桿尾部通過手柄（26）連線成一體；吊臂（20）上部通過長螺桿（37）和短螺桿（38）固定在立柱板（1）上；前剎車滾輪（21）和後剎車滾輪（22）安裝在主輪（3）和導線的下方。
2.如權利要求1所述的500千伏輸電線路四分裂導線行走裝置，其特徵是：所述槓桿（23）與立柱板（1）之間安裝有小纜繩（25），小纜繩（25）一端固定於槓桿（23）頭部，另一端與立柱板（1）的銷釘結為活扣。
3.如權利要求1所述的500千伏輸電線路四分裂導線行走裝置，其特徵是：所述兩組吊臂側擺機構結構相同，所述吊臂側擺機構由吊臂（20）、調節桿（11）、螺釘（29）、吊籃（10）、豎桿（35）、鉸鏈軸（28）、吊籃底梁（39）、手輪（12）組成；吊臂（20）通過鉸鏈軸（28）與吊籃底梁（39）鉸接，吊籃底梁（39）固定在吊籃（10）底部；調節桿（11）穿過吊臂中部孔，所述調節桿（11）一端由螺釘（29）壓緊於豎桿（35）上，另一端裝配有手輪（12），通過調節手輪的進退即控制吊臂側擺的角度。
4.如權利要求3所述的500千伏輸電線路四分裂導線行走裝置，其特徵是：所述吊籃（10）四周用美格鋁材料圍成一橢圓形形狀，上底加強筋（30）與下底加強筋（31）連線固定；吊籃（10）中設有坐凳（32），吊籃底梁（39）與吊臂（20）鉸鏈。
5.如權利要求38所述的500千伏輸電線路四分裂導線行走裝置，其特徵是：所述吊籃（10）頂面、底面分別用4毫米厚度的聚酯板（34）鋪設。
6.如權利要求4所述的500千伏輸電線路四分裂導線行走裝置，其特徵是：所述坐凳（32）選用鋁型材、人造革及海綿製成，其兩端與吊臂方向平行，凳面離吊籃底板400毫米；坐凳（32）下部用薄鋁板圍成一箱體。
實施方式
圖1～圖7所示，包括立柱1、升降電機2、主輪3、擺臂4、絲桿5、絲套6、輔助電機7、導輪8、輔助輪9、吊籃10、調節桿11、手輪12、主電機13、滑塊14、升降齒輪組15、錐齒輪組16、剎車保險裝置17、絲套固定板18、輔助輪軸19、吊臂20、前剎車滾輪21、後剎車滾輪22、槓桿23、導線24、小纜繩25、手柄26、轉軸27、鉸鏈軸28、螺釘29、上底加強筋30、下底加強筋31、坐凳32、操作台33、聚酯板34、豎桿35、主輪軸36、長螺桿37、短螺桿38及吊籃底梁39等。
《500kV輸電線路四分裂導線行走裝置》由主輪行走機構、擺桿升降機構、輔輪行走機構、剎車制動機構、吊臂側擺機構、吊籃及電控部分等組成，其中主輪行走機構、擺桿升降機構、輔輪行走機構、剎車制動機構、吊臂側擺機構均有兩組，他們是按照機構行走方向的左右邊各一組對稱分布的，最終在行走機構底部通過兩根吊臂與吊籃底梁鉸接形成一個整體。每組主輪行走機構、擺桿升降機構、輔輪行走機構、剎車制動機構、吊臂側擺機構結構相同。
每組主輪行走機構由兩塊立柱板1、主輪3、主電機13、錐齒輪組16以及主輪軸36等零件組成。其中主輪3是通過主輪軸36及軸承固定在兩塊立柱板1下部之間的主輪槽內，主輪軸36的外側一端安裝有錐齒輪組16。主電機13固定在靠外側的立柱板1上，電機主軸垂直朝下並通過錐齒輪組16與主輪軸連線。工作時，主電機13通電轉動並通過錐齒輪組16、主輪軸36帶動主輪旋轉，從而帶動整個行走裝置在導線上行走。
每組擺桿升降機構由升降電機2、兩根擺臂4、絲桿5、絲套6、導輪8、輔助輪9、滑塊14、升降齒輪組15、絲套固定板18組成。其中擺臂4是按機構行進方向呈前後各安裝一根，兩擺臂4上端與立柱板1鉸接，前擺臂下端輪槽內安裝有導輪8，後擺臂下端輪槽內安裝有輔助輪9。導輪槽、輔助輪槽及主輪槽中心位於導線上方，並在同一垂直平面上。升降電機2和絲桿5安裝在滑塊14內，升降電機2通過升降齒輪組15與絲桿5連線，絲桿5兩端螺紋旋向相反。滑塊14安裝在由兩塊立柱板形成的槽當中，其可以做上下滑動。絲桿5的兩端分別通過安裝在擺臂中部內的絲套6、絲套固定板18與前後兩根擺臂連線。當升降電機通電後，它通過升降齒輪組帶動絲桿旋轉，絲桿通過絲套和絲套固定板帶動前後擺臂繞其上端孔的軸芯擺動。當兩根擺臂同時向下擺動時，其下部的導輪和輔助輪壓在導線上並逐漸將主輪3抬起，使其能夠越過障礙。當兩根擺臂同時向兩側伸展時，導輪和輔輪離開導線、同時抬起一定高度，以便越過障礙。
每組輔輪行走機構由輔助電機7、輔助輪9、輔助輪軸19及聯軸器等零件組成。通過輔助輪軸19將輔助輪9固定於擺臂4的輪槽內，輔助輪軸19外側一端安裝有聯軸器，它將輔助電機7的軸與輔助輪軸19連成一體。輔助電機7固定於擺臂4下端外側。輔輪行走機構的作用是當主輪3被抬起需要越過障礙時，輔輪行走機構的輔助電機得電，它帶動輔助輪旋轉，從而動整個行走裝置前行。
每組剎車制動機構17由吊臂20、前剎車滾輪21、後剎車滾輪22、槓桿23為前後側兩根、小纜繩25、手柄26、轉軸27組成。槓桿23由轉軸27定位於吊臂20中部，它們分布在吊臂20的前後側，前側槓桿上安裝有前剎車滾輪21，後側槓桿上安裝有後剎車滾輪22，兩槓桿尾部是通過手柄26連線成一體。吊臂20上部通過長螺桿37和短螺桿38固定於立柱板1之上，並與其對齊。剎車制動機構的作用是防止行走裝置在上坡或下坡時發生溜坡，並能控制行走裝置的運行速度、對其進行制動。前剎車滾輪21和後剎車滾輪22安裝在主輪3和導線24的下方，當需要減速剎車時，將手柄26往下拉，通過槓桿的作用，前剎車滾輪和後剎車滾輪往上抬起，與主輪一起將導線夾緊，增加行走的阻力，從而起到減速的作用。當行走裝置要通過障礙時，將手柄往上抬起，此時前剎車滾輪和後剎車滾輪隨槓桿轉動至吊臂兩側，避免與障礙接觸。為了防止導線滑出主輪槽造成行走裝置墜落事故，在槓桿與立柱板之間安裝有小纜繩25，小纜繩一端固定於槓桿頭部，另一端與立柱板上的銷釘結為活扣，這樣既可保證行走安全，又能在行走裝置遇到障礙時剎車機構可以收迴避讓。
每組吊臂側擺機構由吊臂20、調節桿11、螺釘29、吊籃10、豎桿35、鉸鏈軸28、吊籃底梁39、手輪12等零件組成。吊臂20上部與主輪行走機構、擺桿升降機構、輔輪行走機構、剎車制動機構相連，下部通過鉸鏈軸28、吊籃底梁39鉸接，最終將整個行走機構連線為一體。吊籃底梁39固定在吊籃10底部。調節桿11穿過吊臂中部小孔，其一端由螺釘29壓緊於豎桿35上其另一端裝配有手輪12，通過調節手輪12的進退即可控制吊臂20側擺的角度。吊臂側擺機構的作用是在將行走機構吊裝到導線上時，為了避免機構的頂部觸碰導線、阻礙行走裝置升吊，可先將吊臂及主輪行走機構、擺桿升降機構、輔輪行走機構同時向兩側擺動一個角度，機構避開導線的位置後可繼續上升，當主輪底部超過導線高度時，再將吊臂角度復原，行走機構即可順利掛於四分裂導線的兩根上線之上。行走機構從導線上卸下時也需要通過吊臂側擺機構來完成。
吊籃10四周用美格鋁材料圍成一橢圓形形狀，其上下底分別有上底加強筋30、下底加強筋31連線固定。底部有吊籃底梁39與吊臂20鉸鏈。底面用4毫米厚度的聚酯板34鋪設。吊籃頂面也是採用聚酯板鋪設，當中挖成橢圓形孔，工作人員站立於其中，兩側用作操作台33，安裝電控按鈕。吊籃中設有坐凳32，坐凳選用鋁型材、人造革及海綿製成，其兩端與吊臂方向平行，凳面離吊籃底板400毫米。坐凳下部用薄鋁板圍成一箱體，行走機構的電源鋰電池、控制櫃等安裝於其中。
該發明導線行走裝置工作前需要用起吊設備將其吊裝於輸電線路網架的導線上。由於整個機構是垂直上升，為了將滾輪懸掛於導線之上，在絲桿擺臂越障行走機構上設計一個吊臂側擺機構。吊臂側擺機構是以吊臂20為主梁，吊臂20上部連線絲桿擺臂越障行走機構的立柱板1，其下部與吊籃10籃體底部的鋁合金型材鉸接，吊臂20中部通過鉸鏈軸28安裝有吊臂側擺機構的調節桿11及調節作用的螺釘29與手輪12。通過調節手輪移動的距離，可使擺臂向兩側擺動一點角度，保證機構的滾輪偏離導線兩側、有足夠的空間距離上升到導線24之上。行走裝置的吊裝是利用三角架來提升的。三角架頂角有滑輪，通過吊纜和動滑輪懸掛於輸電鐵架上。三角架兩端有吊鉤，它們分別鉤於行走裝置的兩根長螺桿37處。
該發明導線行走裝置的吊籃10主要用於承載作業人員和作業工具，它既要有足夠的強度，保證作業人員的安全，又要控制體積和重量。吊籃包括吊臂、籃體、操作台和座凳等部件。另設計遙控裝置，作為備用控制。為了減輕行走裝置整體的重量，吊籃10四周採用美格鋁材料圍成橢圓形形狀，吊籃10的左右兩側各設定有一根吊臂20，上底和下底採用加強筋固定，垂直方向也有四根加強筋連線固定。吊籃底部用4毫米高強度聚酯板34鋪設，吊籃頂面也是採用聚酯板鋪設，用作操作台33，其上面安裝有電控按鈕。在吊籃11中設定有坐凳32，坐凳材料選用鋁型材、人造革及海綿，其兩端與吊臂20方向平行，凳面離吊籃底板400毫米。坐凳下部用薄鋁板圍成一箱體，控制電器櫃等安裝於其中。
機構整體高度的確定。以操作人員坐姿狀態頭部離間隔棒中心相對距離100～150毫米為準，在此基礎上儘量減少行走裝置高度尺寸，保證過塔窗時不發生放電現象；同時也減輕機構的重量。
動力機構採用直流低速無刷電機，最大扭矩不小於36牛米，輸出功率不小於210瓦；整體重量≤80千克；許用工作載荷200千克；爬坡仰角≤15°；一次充電持續行走時間≥1小時；前進後退速度20米/分鐘，無級變速（倒車扭矩不變）。
該發明主要部件的作用與功能：
1、擺臂結構
擺臂是500千伏輸電線路四分裂導線行走裝置的一個重要零件，通過它與絲桿的配合，行走裝置實現了跨越障礙的功能。
在500千伏輸電線路四分裂導線行走裝置中，一共設計有四根擺臂。每兩根擺臂與立柱板、絲桿等零部件組成一組越障機構。因擺臂在工作中要承受整體機構的載荷，而且受到力矩的作用，故要求其具有較高的強度。另外，由於擺桿數量較多，為了控制裝置整體的重量、便於懸掛到電網上，需要儘量減少擺桿的重量。設計中為滿足上述對擺臂的要求，將擺臂兩側面設計成鏤空結構，使其截面成“工”字型，這樣既提高了擺臂的強度，又能夠大幅度地減輕了擺臂的重量。
另外，由於擺臂在工作中受到力矩的作用，為了提高擺臂的抗彎能力，將其外形設計成由數段凹凸圓弧構成。其中下部的凸圓弧提高了擺臂在收小夾角時受到力矩作用的抗彎能力；其中部的凹圓弧可以減小絲桿的工作長度，提高絲桿的剛性；而其上部的凸圓弧可以提高兩擺臂夾角之間的空間，便於安裝升降電機以及齒輪等零部件。
在擺臂的中部加工有一個方孔，方孔底部是一深度為15毫米的圓孔。與此對應處的側面加工有一個長方孔，內可裝鑲塊。該部分的作用是用於固定絲套固定板和絲套。
500千伏輸電線路四分裂導線行走裝置的設計載荷為200千克，因機構中有四根擺臂，因此每一根擺臂所受的力為50千克。擺臂在工作時要不斷改變它們之間的夾角，其受力的情況可按最小夾角和最大夾角來分析。
2、立柱板
在裝置中，立柱板有左右兩塊，它們通過螺釘連成一立柱體。其上部與擺臂鉸接，下部安裝有輪軸和主輪。立柱板採用LY12鋁合金材料製造，厚度為12毫米，為保證零件的強度、減輕其重量，將板面內銑除8毫米，四周留6毫米加強筋，孔邊凸起也保留一定的壁厚。
3、絲桿
絲桿在機構中主要用來調節擺臂的夾角、完成越障的功能。絲槓兩端有T型螺紋M14，其旋向相反，每段螺紋兩頭有圓桿過渡，防止絲桿與絲套脫出或擺臂夾角收攏過小，起到安全保險作用。桿絲在工作中主要是受到拉力。從上面的計算中可知，絲桿受到的最大拉力是F6，其大小為1.6千牛。為保證絲槓的強度，絲桿選用60號鋼經調質處理後加工製造，其抗拉強度為675兆帕，其可承受的最大拉力達54千牛，完全符合設計要求。
4、絲桿套與絲套固定板
絲桿套主要與絲桿配合工作，為了防止咬合，絲套採用青銅材料製造，內螺紋為M14。絲桿套安裝在絲套固定板內，用螺釘固定，並通過絲套固定板與擺臂連線在一起。
絲套固定板採用LY12鋁合金製造，其中心孔用於安裝絲桿套，兩者用螺釘壓緊。其兩側加工有轉軸，該軸與擺臂上的孔配合，使得擺臂調整角度時，絲套可以隨之做相應的轉動。
5、吊籃
導線行走裝置的吊籃主要用於承載作業人員和作業工具，它既要有足夠的強度，保證作業人員的安全，又要控制體積和重量。吊籃包括吊臂、籃體、操作台和座凳等部件。
5.1、吊臂
吊籃的左右兩側各有一根吊臂，其作用之一是將行走機構與吊籃相連線，作用二是在導線上承負作業人員和作業工具和籃體的重量。吊臂採用長度為2100毫米、壁厚為2毫米、截面尺寸為100×40毫米的LY12鋁合金型材製作，其長度決定了行走裝置的總體高度。吊臂上端通過螺釘與立柱板連線，下部通過鉸鏈與籃體連線，其中部安裝有吊臂側擺的螺栓和手輪。
單根吊臂能夠承受的最大拉力F臂為：F臂＝420×（100×40-96×36）＝228480牛，F臂大於裝置的總載荷2000牛，並有足夠的餘量，其強度完全符合安全要求。
6、滾輪
500千伏輸電線路四分裂導線行走裝置每組行走機構有三隻滾輪，他們分別為主輪、導輪和輔輪。其中主輪是機構主要的行走動力輪，它決定機構工作時行走的速度。而導輪沒有動力，它靠其它輪子推形或拉動，它的作用是幫助機構平衡和導向。輔輪上安裝有動力，其作用是當主動輪要越過障礙、離開導線時，裝置便依靠輔輪的動力前行或後退。
6.1主輪
（1）根據機構行走速度20米/分鐘的要求，結合選定的電機調速範圍，確定主動輪的外徑為Φ188毫米內孔加工鍵槽以便傳遞動力。
（2）按照導線直徑Φ30毫米、以及導線線距在自然狀態下發生的波動範圍以及機構在行走中發生的擺動情況，為保證滾輪在離線抬起後又能準確回到導線上，輪槽需要一定的導向寬度，確定滾輪的厚度為60毫米。
（3）根據導線直徑、導線所需導向寬度及輪槽包膠厚度確定出輪槽尺寸。
（4）為保證機構在15°斜坡的導線上行走不打滑，滾輪槽內進行包膠處理，包膠厚4毫米。
7、導輪與輔助輪
由於導輪和輔助輪與機構的行走速度沒有直接關係，為了較少機構的重量以及減少越障時擺臂抬起的高度，故導輪和輔助輪的直徑可以取小一些。根據輪槽的尺寸以及安裝電機等部件的需要，導輪和輔助輪的直徑選Φ115毫米。其它要求與主輪相同。兩者差別在於輔助輪內孔帶有鍵槽。
8、機構動力的設計與計算
8.1主電機功率的計算
按照行走裝置的結構和設計要求，行走裝置應由兩個主電機分別帶動兩則的主輪同時滾動，每個主輪承受的負荷為100千克。主輪行走的速度為V＝20毫米/分鐘，主輪槽內包膠，它與導線的摩擦係數μ＝0.25。當導線最大的傾角α＝15°時，行走裝置所需的最大功率為：
；
電機轉矩T＝mgcosα×μ×r＝100×10×cos15°×0.25×0.094＝22.7牛米；
電機轉速
；
則
。
8.2主電機的安裝與連線
主電機固定於立柱板上，它通過一組轉速比為2:1的錐齒輪將動力傳遞到主輪軸上、並帶動主輪行走。
8.3輔電機功率的計算
輔電機功率：
；
電機轉矩T＝mg×μ×r＝100×10×0.25×0.0575＝14.38牛米；
選用電機轉速n＝30轉/分鐘；
則
。
8.4升降電機功率的計算
升降電機功率：
；
絲桿螺母摩擦係數μ＝0.65；
絲桿小徑為Φ10，所受拉力F＝2×1600＝3200牛；
電機轉矩T＝F×μ×r＝1600×0.65×0.005＝5.2牛米；
選用電機轉速n＝80轉/分鐘；
則
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8.5升降電機的安裝與連線
升降電機固定於一滑塊內，通過一齒輪組帶動絲桿旋轉。工作時，升降電機隨擺臂、絲桿和滑塊一起上下移動。
行走裝置所用的電機均為行星齒輪減速直流電機，該電機輸出扭矩大，噪音小。電機選用鐵鋰電池供電，該電池存電量大，瞬間輸出電流大，使用安全，不爆炸。
9、剎車減速機構
由於導線行走裝置是在500千伏輸電線路網架上行走，網架檔距大、導線有繞度，所以該裝置基本是在上坡和下坡兩種狀態下工作。當下坡時，由於裝置自身的重力、或風力等外來力的作用，機構會加速下行。在上坡時，若機構動力不足或失去動力時，會發生倒溜。因此，為防止發生意外，行走裝置需要有剎車減速機構。
由於行走裝置的動力來自主輪，故剎車減速主要是制動主輪。在主輪下方設計一對前後剎車滾輪，該前後剎車滾輪安裝在一個帶有手柄的槓桿上，它可隨手柄的擺動而擺動。因主輪在導線上方，前後剎車滾輪在導線下方，當機構流坡時，工作人員將手柄朝下啦，向滾輪順著槓桿往上擺，並與主輪一起緊緊夾住導線，手柄的拉力越大，導線被夾得就越緊，主輪對導線的摩擦力也就越大，直至機構減速或停止。
10、吊臂側擺機構
行走裝置工作前需要用起吊設備將其吊裝於輸電線路網架的導線上。由於整個機構是垂直上升，為了將滾輪懸掛於導線之上，在行走裝置上設計一個打開側擺機構。
側擺機構是以吊臂為主梁，其上部連線行走機構，其下部與籃體底部的鋁合金型材鉸接，其中部安裝有調節作用的螺釘與手輪，通過調節手輪移動的距離，可使擺臂向兩側擺動一點角度，保證機構的滾輪偏離導線兩側、有足夠的空間距離上升到導線之上。
需要吊裝行走裝置時，先將手輪向兩側鬆開，推動吊臂繞鉸鏈軸向兩側擺動一定角度，然後將螺釘上的螺帽擰緊。用吊繩勾住頂部兩側的吊耳提升行走機構。當行走裝置的滾輪底部超過四分裂線的上線時，鬆開螺釘上的螺帽，旋轉手輪使吊臂向內側擺動直至輪槽對準導線後，輕輕放下吊繩，待輪槽著線後，行走機構即置於導線上。
11、控制系統
11.1、電源模組
為滿足行走裝置在電網中工作的安全要求，避免數位訊號與模組信號相互干擾控制部分DC-DC轉換電路採用開關電源穩壓技術與傳統線性穩壓技術相結合，設計了控制部分供電電路，擴大了恆壓範圍，降低紋波。
在驅動器方面採用自主設計大功率多路驅動器，滿足大功率直流電動機驅動要求，設計多重保護功能，保護驅動器及電機。
11.2限位開關
限位開關部分採用24伏高壓直流進行光電隔離與主CPU通訊。採用光電隔離可以很好的抗擊外部干擾可以實現外部開關與內部電路是全隔離，保護內部CPU安全穩定的運行。
11.3處理器
採用的是STM32系列32位快閃記憶體微控制器，使有來自於ARM公司具有突破性的Cortex-M3核心，該核心是專門設計於滿足集高性能、低功耗、具有競爭性價格於一體的嵌入式領域的要求。Cortex-M3在系統結構上的增強，讓STM32受益無窮；Thumb-2指令集帶來了更高的指令效率和更強的性能；通過緊耦合的嵌套矢量中斷控制器，對中事件的回響更迅速；所有這些又都融入了業界領先的功耗水準。
11.4控制程式
採用無級遙控變速，與按鍵平滑啟動兩種形式，兩種啟動方式互相獨立，兩者按鍵優先權高於遙控，有按鍵操作時，遙控操作自動失效，限位開關對上下升降極限做保護，保證機械部分安全。
其中讀取按鍵與遙控值的接收，電機運動處理由單偏激完成，按鍵與遙控同時控制時按鍵優先權高於遙控。按鍵操作自帶軟啟動功能，防止啟動過程中電機抖動。遙控操作全程無極調速，快慢由用戶手動操作，彩色液晶顯示當前動力輸出百分比，使操作人員實時觀察，緊急情況下可以判斷故障點。
該發明工作原理為：絲桿擺臂越障行走機構是將左右兩個行走機構同時掛於四分裂導線的兩根上線之上，使導線位於輪槽之內。行走時，以主輪著線，導輪與輔輪離線或僅靠線上上即可。由主電機帶動主輪轉動並線上上行走。當導輪遇到線路中的間隔棒或防震錘、接續管、直線懸垂串等障礙時，主電機暫停，主輪停止前行。此時升降電機帶動絲桿工作，絲桿轉動不斷擴大兩根擺臂的夾角，當擺臂下端的導輪抬起高度超過障礙物高度時，升降電機停止工作，主電機恢復工作，並帶動主輪前行，使導輪越過障礙。當主輪遇到線路中的障礙時，主電機停止工作，升降電機作反向旋轉，收小兩擺臂的夾角，此時主輪隨立柱板被逐漸抬起，當主輪抬起的高度超過障礙物的高度時，升降電機停止工作，輔助輪上的輔助電機開始工作，它帶動輔助輪轉動，並推動整個裝置前行，使主輪越過障礙。當輔輪遇到線路中的障礙時，輔助電機停止工作，其跨越障礙的過程與導輪跨越障礙的過程相似，即由升降電機帶動絲桿不斷地擴大擺臂的夾角，使主輪著線，當擺臂的夾角擴大到一定程度時，輔助輪抬起的高度超過障礙物的高度，由主電機帶動主輪前行，輔助輪越過障礙，整個機構完成了越障過程。當機構逆行時，其行走與越障過程與前述相同，區別僅在於輔助電機工作時，裝置由前行時的被推動變為被拖動前行。
榮譽表彰
2014年11月6日，《500kV輸電線路四分裂導線行走裝置》獲得第十六屆中國專利優秀獎。
