科学技术创新2020.01
一种伸缩式高枝剪防卡涩部件的研制
凌俊炜
（广东电网有限责任公司梅州供电局，广东梅州514021）
人们对对种植经济树
木的生产需要，
大量的高杆树木种植于配网架空
线路的周围，
高空树枝触碰带电导线引起线路跳
闸停电的事故频发；
在台风雨雪冰冻等恶劣天气，此问题更为突出。目前采用的主要措施：采用带电作业车带电作业方法来修剪树枝；但是带电作业
法受到道路、
地形、地质的条件的限制，
不少地方带电作业车无法到达；
停电作业法涉及大量的用户停电，停电计划安排较困难，总体效率低，
直接影响到居民的生产生活用电。所以在配网运维作业中，清理树障是最为常见的工作之一，伸缩式高枝剪是清障利器，极大地帮助配网运维人员清理高处树障。现有的一种伸缩式高枝剪主
要使用拉绳，利用省力滑轮原理，将树枝间断。但是摘要：本文主要介绍一种伸缩式高枝剪防卡涩部件的技术原理与研制过程。关键词：伸缩；高枝；防卡涩中图分类号:TB122文献标识码:A
文章编号:2096-4390(2020)01-0162-02
图1装置结构示意图图2装置A 处放大结构示意图图3装置B 处放大结构示意图
1、
摇把；2、螺纹块；3、第一支撑杆；4、剪刀；5、第一弹簧；6、第一滑轮；7、第二滑轮；8、第三滑轮；9、绳索；10、第一轴承；11、压杆；12、第二支撑杆；13、把手；14、调节杆；15、第二轴承；16、安装杆；17、旋钮；18、钢球；19、第二弹簧；20、第四滑轮；21、第一孔槽；22、固定块；23、安装块；24、第三
弹簧。
（转下页）本次设计运用Visual Basic 6.0对断开式转向梯形机构进行优化编程。优化后得到最佳底角γ=
650；梯形臂长度m=100mm ；转向横拉杆长度l 2=319.327mm ，在本次设计中，取得横拉杆长度l 2=320mm 。优化结果如下图7。图7转向梯形优化结果结果分析说明：（1）从优化结果可以看出来，
应用本次所建立的目标函数以及约束条件进行求解与车辆实际值很接近，说
明本次采用的数学模型是正确的。（2）从图7可以看出，
在自变角很小的范围内，实际转角和期望转角随自变角的变化曲线基
visual basic还有人用
本上重合，，但随着自变角的增大，
它们之间的误差也越来越大。由于在自变角小于20?的范围内是常用的转角角度，
所以本次优化是合适的。
4结论
本文对转向梯形机构的优化设计进行了研究，
以汽车内外轮作纯滚动的Ackerman 运动学为基础，对汽车梯形转向机构优
化设计进行了分析，得到转向梯形臂的优化长度、
梯形底角。本文优化结果合适。
参考文献
[1]罗中华，沈璐瑶，李奕锋.汽车梯形转向机构的优化设计[J].机械,2017,44(12):41-44.
[2]Reza N.Jazar.VehicleDynamics:Theory and Application [M].Springer,2009.
[3]王望予.汽车设计[M].北京：清华大学出版社,2002:188-190.[4]余志生.汽车理论[M].北京：机械工业出版社,2000.
作者简介：杨丽蓉(1994-)，女，汉族，四川广元，学生，硕士，汽车安全工程及道路交通事故分析
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2020.01科学技术创新
日常清障中，该类高枝剪经常存在拉线与滑轮卡涩的现象，极大影响清障作业效率。
一种伸缩式高枝剪防卡涩部件可解决上述问题，该新式防卡涩结构设计新颖、使用方便，改进拉绳与滑轮的配合关系，确保工作中拉绳不再与滑轮卡涩，保证作业人员安全，提高清障工作效率，确保及时清
障，大大提高配网安全运行水平，具有一定的经济效益和社会效益。
1研制内容
本文涉及一种伸缩式高枝剪防卡涩部件，包括伸缩杆组件、修剪组件、拉绳和手柄，伸缩杆组件包括大管、小管、第一锁紧螺栓和第二锁紧螺栓，小管的管壁向内凹陷形成有一沿小管长度方向延伸的凹槽，凹槽不与小管的两端部连通，大管的上端管壁上对应凹槽开设有第一螺孔和第二螺孔，第一锁紧螺栓和第二锁紧螺栓分别通过第一螺孔和第二螺孔伸入凹槽内并压紧小管的管壁，修剪组件包括剪刀和连接于剪刀上的弹簧，剪刀装设于小管的上端，手柄包括固定部和设置于固定部上的握把和闸把，固定部装设于大管的下端，拉绳的一端穿过大管和小管与剪刀连接，拉绳的另一端固定在手柄上。本实用新型的高枝剪，操作方便省力，伸缩结构稳定性好，改进了拉绳与滑轮的配合关系，确保工作中拉绳不再与滑轮卡涩，保证作业人员安全，提高清障工作效率，确保及时清障。
2结构原理
2.1结构构成
新型伸缩式高枝剪，如图1所示，包括伸缩杆组件、修剪组件、拉绳和手柄四个部件组成。伸缩杆分为3节可调伸缩部分，根据伸缩杆上打孔的数量实现有级可调，通过3部分杆件的伸缩配合可实现8种作业高
度，完全打开可以达到5m；如加上人的身高，最大作业范围可以达到6m。收纳后，杆子最短为1.8m，便于携带。调节部件用来控制伸缩杆的伸和缩，伸缩杆的3部分中间一节是固定不动的，其余两节分别以中间部分为基准向上、向下伸展(调节器a控制第1节向上伸展，调节器b控制第3节向下伸展)。传动杆在伸缩杆内部，连接手柄的拉线，也分为3部分以配合伸缩杆的伸缩，依靠手力捏合即可剪断高处的枝条。
刀片加装塑料齿状夹子，可在剪枝时夹住枝条，也可夹住采摘的果实。修剪刀头可以旋转，增加操作人员的可视角度。
2.2高度调节部件的设计
高度调节部件如图中14，是为调节杆，可调式高枝剪伸缩杆选用铝合金材质，进行了镀铬处理。铝合金材料密度小，强度与质量比高，在生产过程中加工成型方便，在便携式工具的研究中已经得到了广泛的应用。铝合金镀铬后，不仅可以有效提高其装饰性，还可以增强其防腐性和耐磨性，能极大地提高伸缩杆在现场复杂环境下的使用寿命。伸缩杆结构及3节伸缩杆的截面参数如图3所示。在每节伸缩杆上都冲压了1个半径3mm的凹槽，来作为伸缩杆伸缩运动的导轨和导槽，保证伸缩杆无相对旋转，从而便于各节伸缩杆在达到预定位置后实现全部约束。
2.3剪切部件的设计
高枝剪的主要作业目的是剪断枝条，所以关键部件是剪刀。握力式高枝剪的剪刀与普通剪刀不同的地方在于以下3点:
2.3.1刀片分为一动一静，握动手柄是带动动刀片的开合，定刀与伸缩杆在一条直线上保持不动;
2.3.2刀刃形状不是直线，而是圆滑的弧线，且刃口单面成楔形，能够实现滑切。因为滑切要比砍切省力[4]，所以这种刀刃可以更方便操作。
2.3.3两片刀片上分别有一个带有锯齿状的夹持件，在剪断枝条的同时可以夹住剪下来的枝条。这样，废弃的枝条就不会搭接在枝杈之间，提高清障工作效率，确保及时清障，大大提高配网安全运行水平，具有一定的经济效益和社会效益
3应用效果
新型伸缩式高枝剪包括连接杆及与连接杆联接的钩本体，外杆与连接杆远离钩本体的一端枢接，钩本体与锯片间配合形成防干涉间距。当转动伸缩杆组的角度使锯片与树枝切割时，避免挂钩与锯片发生碰撞干涉，影响装置正常使用。钩本体设有挂接部，挂接部沿钩本体的延伸方向间隔设置有多个防滑齿。因而通过在钩本体的挂接部设置多个防滑齿，可以提高挂钩与树枝的挂接稳固性，避免挂钩滑脱导致装置高空坠落而发生安全事故。夹具设置于内杆的端部、并与锯片夹持固定。因而通过在内杆的端部安装夹
具，并使夹具与锯片夹持固定，可以提高锯片的安装牢固性，同时也便于锯片的装拆更换。内杆的外壁面与外杆的内壁面间隙配合。可以减小内杆与外杆相对滑动时的摩擦力，不仅减小驱动组件的驱动负荷，同时也可以减小内杆和外杆的摩擦损耗，提高使用寿命。减磨套套装于内杆与外杆之间。因而通过在内杆与外杆之间的间隙套装减磨套，不仅可以对内杆的往复滑动起到较好的导向作用，同时也可以进一步减小内杆与外杆之间的摩擦磨损。外杆的内部设有容置腔室，驱动组件内置于容置腔室。因而通过将驱动组件内置于外杆的内部（容置腔室），可以避免驱动组件遭受雨水、灰层等侵害，提高使用可靠性和使用寿命。用于使挂钩脱离树枝的拉绳，连接杆远离钩本体的一端开设有通孔，拉绳的一端与通孔绑接。因而通过在连接杆端部的通孔绑接拉绳，当需要取下高枝锯时，通过拉拽拉绳的另一端使挂钩转动，从而便于从树枝上脱出，将高枝锯取下。外杆的外壁面上设有防滑结构。因而通过在外杆的外壁面上制作防滑结构，可以在使用高枝锯时起到良好的防滑效果，从而提升装置的使用可靠性和安全性。
4结论
使用本实用新型伸缩式高枝剪进行高空树枝修剪时，可先通过挂钩将装置挂接到树枝上，旋转伸缩杆组相对挂钩转动至修剪角度，之后启动驱动组件从而带动内杆相对外杆往复移动，进而可以通过锯片对树枝实现割断，不仅可以避免操作人员承担装置的所有重量，同时也可以免于操作人员手动修剪树枝，导致操作负荷过大，耗费体力过多，同时该装置的结构简单，操作方便，工作效率高，适用范围广，具有很好的推广价值。
项目支撑院本论文来源于广东电网有限责任公司职工技术创新项目，项目名称：伸缩式高枝剪防卡涩部件，项目编号：
031400KK52190042。
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