遥控式智能牵引机研制

遥控式智能牵引机研制

刘建锋1，高晓莉1，景国明2，王刚2

1河南九域博大科技有限公司 河南郑州 451470

2河南送变电建设有限公司 河南郑州 450051

摘要：目前高压架线施工所用的牵引机，存在设备智能化不高、可靠性低、缺乏安全性等问题。为提高电力架线的施工安全和施工效率，增强电力施工设施基础设备，本文介绍一种新型智能牵引机。新型智能牵引机在机械结构、远程状态监测、设备异常情况报警等方面均有较大的创新与改进。

关键字：牵引机；远程；状态检测

1.引言

近几年牵引机多是针对特高压施工研制，吨位大，重量重，不适用于输变电施工。牵引机外观结构没有进行升级，国内同行抄袭仿造严重，公司牵引机在外观、结构上没有特点和优势，竞争力不明显。本文将介绍一种新型智能牵引机，在适应复杂多变的施工环境同时，可实时进行状态检测、安全检查提示等。

2.牵引机结构

牵引机主要是由牵引卷筒、动力部分、控制箱、尾绳盘、行走轮及辅助装置等部分组成，其具体结构如图2-1所示。简单介绍一下各部位的作用。

1-牵引卷筒；2-动力总成；3-控制箱；4-尾绳盘；5-行走轮

图2-1 牵引机整体机构图

（1）牵引卷筒：在实际的牵引操作中，牵引卷筒是工作中最重要的部分，其通过牵引卷筒上的钢丝绳产生的摩擦力矩来实现对扭矩输出的操作，所以牵引卷筒是牵引操作的主要执行机构[1]。

（2）动力总成：牵引机动力装置采用环保发动机动力源，用于驱动牵引轮和辅助机构进行牵引/送线作业。

（3）控制箱：里面包含各种控制元器件，PLC等。整个牵引机最核心的部分，控制整体机器的运行。

（4）尾绳盘：绳索的摆线和卷线。

（5）行走轮部分：在施工过程需要将设备进行转场转移时，便于设备的牵引运输。

3.控制系统

智能控制系统是新型智能张力机的核心技术，主要由发动机ECU、数传电台、主控制器、人机界面、GPS终端、预留遥控等几部分组成。

牵引机工作前智能控制系统进行安全检查提示、钢丝绳直径输入提示、牵引力预设提示，提高设备使用安全[2]。

开机前，牵引机显示屏显示开机前检查提示，钢丝绳直径输入指示、牵引力预设输入提示，并一一确定完成后方可启动设备。根据钢丝绳直径，限定牵引力预设最大值，避免预设值过大。

控制器通过采集操作手柄的前后偏移量信号控制变量泵的正反转，当手柄离开中位时，检测系统压力，当达到前一次手柄回位马达接近停止转动时的压力，释放刹车，确保带载启动无回溜、无冲击；当手柄回到中位时，通过编码器检测牵引轮转速，接近零转速时刹车制动，变量泵回中位，确保制动时无憋压；同时控制尾架随牵引轮同步动作[3]。

4.新型智能牵引机操控功能

参数显示

通过传感器采集牵引力、补油压力和牵引长度、速度、燃油油位、液压油温和发电机电压等参数，通过J1939总线采集发动机转速、发动机机油压力，冷却水温等参数，在本机10.4寸人机界面显示屏及远控端同时显示；可设置当前绳盘的绳长，当剩余绳长不足时给与报警提示[4]。

发动机、液压系统功率匹配和自动控制

智能牵引机采用三阶段电喷发动机，智能控制系统PLC通过CAN总线与发动机ECU通讯读取电子喷射柴油发动机ECU参数，获取发动机转速和发动机负荷率百分比，通过压力变送器检测液压系统的压力和变量泵排量来计算出液压系统的输入功率，并与发动机的当前负荷率进行对比，通过PID调节，PLC控制器控制发动机转速，使发动机的负荷率保持在95%-98%之间，实现功率匹配，保证不超载，提高发动机利用率。

图4-1 功率匹配原理图

数据互通

牵引场、张力场通过中继电台实现数据互通，当在施工中紧急情况时，牵张设备操作人员可同时对制牵引机、张力机发出紧急停机指令，使牵引机、张力机安全停机。

图4-2牵张场数据互通系统结构图

5.技术特点

智能牵张机与现有技术相比，其显著优点是：

（1）通过显示屏全天候监控牵引机的工作状态，以及参数显示，可以及时发现问题，便于进行维修保障。

（2）发动机功率匹配。智能控制发动机负荷率，使其与液压系统功率匹配，保证不超载，同时可根据液压系统功率，实时调整发动机油门大小，提高发动机利用率，节能减排。

（3）数据传输和智能控制。牵张设备可通过无线电进行数据、图片和视频电信号传输，在本地设备显示器上实时查看。实现牵张场数据传输互通，牵张机参数相互显示。

6.结语

这种新型智能牵引机结构设计新颖，使得牵引机更加智能化，更加符合时代的需求，能够贴合目前电力施工的实地应用，使得施工更规范、更安全，它的使用将对牵引机的技术进步起到一定的推动作用。

参考文献

［1］许立太．SAQ-150牵引机智能化改造［D］．兰州：兰州理工大学，2006

[2]李愿明. SAQ-250牵引机遥控器的设计研究[D].华南理工大学,2016.

［3］孙立州．架线施工中牵张设备远程智能化监测系统的研究［D］．兰州：兰州理工大学，2011

［4］陈惠贤，孙立州，刘文邦．牵张设备远程智能化状态监测系统的研究［J］．机床与液压，2011．



作者简介：刘建锋，河南九域博大科技有限公司，研究生、高级工程师