一種架空輸電線用除冰機器人制造技術

本發明專利技術公開了一種架空輸電線用除冰機器人，包括上殼體與下殼體，在上殼體與下殼體處于同側的側壁上分別設有耳板，兩個耳板通過螺栓連接，在上殼體內設有支撐板，在支撐板底部設置有多個卡接板，卡接板上開有U形開口，在U形開口的底部設有兩個圓錐體，在下殼體內部設有兩個步進電機，在步進電機的輸出端設有連桿，在連桿外壁上設有螺旋，兩個螺旋分別與兩個圓錐體相配合；在支撐板底部還設有連接板，上套環固定連接板下端，沿除冰頭的周向在其外壁上設有齒帶，在驅動電機的輸出端上設有與齒帶配合的齒輪。本發明專利技術利用機械除冰替代傳統的人工敲打方式，在提高架空線除冰效率的同時，大大增加了架空線除冰的安全可靠度。

【技術實現步驟摘要】
一種架空輸電線用除冰機器人
本專利技術涉及電力領域，具體涉及一種架空輸電線用除冰機器人。
技術介紹
架空線路被廣泛采用，架空線路具有架設經濟，帶負荷能高、檢修方便的有點，但是在冬天時間會當導線冷卻在0℃及其以下的云中或霧中水滴與輸電線路導線表面碰撞并結凍時導線覆冰現象產生。這是由于水滴包圍的輸電線路導線與氣流中過冷卻水滴發生碰撞，并凍結在導線表面而形成覆冰。導線覆冰首先在迎風面上生長，如風向不發生急劇變化，迎風面上覆冰厚度就會繼續增加。當迎風面冰達到一定厚度，其重量足以使導線扭轉時，導線發生扭轉現象；導線再扭轉，覆冰就會繼續成長變大，終于在導線上形成圓形或橢圓形覆冰。導線覆冰所增加的機械荷載超過設計允許值到一定程度時，造成斷線、倒桿塔事故；上下或水平排列的導線，因導線覆冰脫落發生不同步跳躍舞動，造成上下或水平導線接近發生相間短路跳閘。目前高壓線的除冰工作大多采用人工進行。寒冷的天氣，高空作業給人工除冰帶來很大的安全隱患和施工難度，雖然目前已研制的一些機器人，用以高壓線除冰，但大多功率太低、續航時間短，因此現在主要依靠人力除冰，通過電力工人爬上高壓線塔用鐵錘、拉桿、竹棒沿線敲打使覆冰脫落，但是這種方法不僅效率低而且對電力工人的生命安全造成了極大的威脅。
技術實現思路
本專利技術目的在于提供一種架空輸電線用除冰機器人，保證在線纜上穩定行走的同時，快速將線纜上的覆冰所清除。本專利技術通過下述技術方案實現：一種架空輸電線用除冰機器人，包括相互鉸接的上殼體與下殼體，且在所述上殼體與下殼體處于同側的側壁上分別設有耳板，兩個所述耳板通過螺栓連接，在上殼體兩端分別開有半圓形的通孔，在下殼體兩端分別開有半圓形的小孔，且位于同一側的通孔與小孔分別構成供線纜進出的進口與出口，在所述上殼體內設有水平放置的支撐板，在支撐板底部間隔設置有多個卡接板，卡接板上開有供線纜通過的U形開口，且U形開口的朝向正對所述下殼體，在U形開口的底部設有兩個圓錐體，在所述下殼體內部設有兩個步進電機，且在步進電機的輸出端設有連桿，且沿連桿的軸向在其外壁上設有螺旋，兩個所述螺旋分別與位于U形開口底部的兩個圓錐體相配合，在所述U形開口的兩側壁上均設有橡膠材質的限位塊，在所述限位塊上端設有圓弧段，且兩個圓弧段與所述U形開口的彎曲段構成一個與線纜相匹配且呈優弧狀的夾持區域；在所述支撐板底部還設有連接板，半圓形的上套環固定連接板下端，在下殼體內固定有半圓形的下套環，在上套環以及下套環的內壁上均開有弧形槽，且兩個弧形槽合并構成一個封閉的環形槽，還包括除冰頭，所述除冰頭由兩個相互鉸接且截面呈半圓形的除冰板構成，且在除冰頭中部形成一個供線纜通過的柱狀區域，沿除冰頭的周向在其外壁上設有一圈齒帶，且在下套環底部開有一個與弧形槽連通的連接孔，在所述下殼體內固定有驅動電機，且在驅動電機的輸出端上連接有齒輪，所述齒輪貫穿連接孔后與齒帶配合。現有的電力網絡中，架空線在冬季容易出現覆冰的現象，專利技術人針對該問題設計出一種除冰機器人，利用機械除冰替代傳統的人工敲打方式，在提高架空線除冰效率的同時，大大增加了架空線除冰的安全可靠度；具體使用時，直接將上殼體扣入線纜上，即多個卡接板上的U形開口直接與線纜接觸，然后將下殼體與上殼體合攏，利用螺栓將上殼體與下殼體側壁上的耳板連接固定，同時啟動步進電機以及驅動電機，除冰頭開始在上套環與下套環之間快速旋轉，同時使得連桿上的螺旋直接與圓錐體發生相對運動，上殼體與下殼體則沿線纜軸線開始移動，高速旋轉的除冰頭對覆蓋在線纜外壁上的結冰進行旋轉切割，以實現機械除冰工序；并且，U形開口的彎曲段直接與線纜外壁接觸，并且在移動過程中會發生相對運動，而在U形開口的兩側壁上設置限位塊，增加線纜與機器人內部的接觸面積，以提高穩定性的同時，實現卡接板與線纜之間的柔性接觸，避免卡接板對線纜造成刮傷。其中，除冰頭作為線纜除冰的主要部件，由兩個相互鉸接的除冰板構成，在上殼體與下殼體固定連接后，上套環與下套環完成對中且形成一個密閉的柱狀區域，除冰工序開始之前，首先將兩個半圓形的除冰板套設在線纜外壁上，然后兩個除冰板的非鉸接端通過卡接的方式連接，以形成一個環狀的完整的除冰頭，除冰開始后，驅動電機輸出端處的齒輪穿過連接孔后與齒帶配合，帶動除冰頭進行圓周運動，以實現除冰目的；在支撐板底部均勻設置有多個卡接板，且卡接板上設置的U形開口的朝向正對下殼體底部，使得上殼體、下殼體與線纜之間的接觸點以及接觸面增加，能夠避免由除冰頭掠過的線纜外壁上的部分殘留冰渣引起上殼體跳動，以保證機器人穩定地沿線纜外壁移動，而將除冰頭放置在上套環與下套環所述構成的柱狀區域內，并且利用齒帶與弧形槽之間的相互限定，以減小除冰頭在沿線纜徑向上的跳動幅度；進一步地，由于機器人內部的驅動部件，同時自身重量較大的部件均設置在下殼體內，使得機器人的重心在線纜的軸心以下，即使在除冰過程中出現機器人的局部發生跳動或是遇到風力較大的情況時，仍舊能夠保證機器人整體不會發生過大的翻轉量，進而確保機器人的除冰效率，同時杜絕了機器人墜落以及墜落后引發的安全事故或是財產損失。所述除冰板包括本體以及與本體連接的延伸段，齒帶設置在本體的外圓周壁上，且沿線纜除冰的方向，所述延伸段外壁與本體軸線之間的間距遞減。兩個除冰板合圍構成除冰頭，其中，驅動電機帶動齒帶以及本體做圓周運動，而與本體端部連接的延伸段外壁與本體軸線之間的間距遞減，使得除冰板的端部形成一個尖銳部，該尖銳部能夠在旋轉的同時快速切入線纜外壁上的覆冰內，以加快線纜局部除冰的速度。沿線纜除冰的方向，在所述上殼體的側壁上設有破冰錐，且所述破冰錐位于除冰頭上方。針對結冰嚴重的線路段，在上殼體的側壁上設置破冰錐，且破冰錐位于除冰頭上方，使得破冰錐在除冰頭與覆冰接觸前直接與該覆冰接觸，并對該覆冰進行開縫處理，進而降低體型相對較大的覆冰的整體強度，以減小除冰頭的工作負荷，加快線纜除冰的進度。還包括位于線纜進口處的清掃機構，所述清掃機構包括兩個半圓形的尾殼，且兩個尾殼分別固定在所述上殼體以及下殼體同側的側壁上，在所述尾殼的內壁均勻設置有多個塑料材質的刷毛。由于機器人與線纜之間會進行相對運動，且在此過程中必須保證不能對線纜外壁造成任何損傷，使得在機器人設計過程中上殼體、下殼體以及除冰頭與線纜外圓周壁之間會留有間隙，同時因為冰晶在線纜外壁上的粘度較大，致使在除冰頭掠過的線纜外壁上仍舊殘留部分冰渣，而該殘留冰渣會在短時間內重新形成圓形或是橢圓形的覆冰，即形成線纜二次結冰，大大降低了機器人除冰的效果；對此，專利技術人在線纜的進口處設置有兩個尾殼，且在尾殼內壁上設有刷毛，在機器人移動的過程中，刷毛能夠對線纜外壁上殘留的冰渣進行清理，使得機器人掠過的架空線段上無任何冰渣殘留，徹底避免了線纜外壁在短時間內二次結冰的想象發生，實現一次性除冰的效益最大化。所述尾殼的厚度沿線纜除冰的方向遞增，且所述刷毛在尾殼徑向上的長度沿線纜除冰的方向遞減。進一步地，在線纜長時間使用后會出現局部老化，即在線纜的外圓周壁上會出現局部輕微浸蝕，局部線路段上出現凹凸不平的細微小孔，而冰渣附著在該小孔上后，除冰頭以及刷毛均無法將其清除干凈，對此，專利技術人將殼的厚度設置成沿線纜除冰的方向遞增，將刷毛在尾殼徑向上的長度設置成沿線纜除冰的方向遞減，使得最先接本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種架空輸電線用除冰機器人，包括相互鉸接的上殼體(1)與下殼體(10)，且在所述上殼體(1)與下殼體(10)處于同側的側壁上分別設有耳板(22)，兩個所述耳板(22)通過螺栓連接，在上殼體(1)兩端分別開有半圓形的通孔，在下殼體(10)兩端分別開有半圓形的小孔，且位于同一側的通孔與小孔分別構成供線纜(4)進出的進口與出口，其特征在于：在所述上殼體(1)內設有水平放置的支撐板(3)，在支撐板(3)底部間隔設置有多個卡接板(2)，卡接板(2)上開有供線纜(4)通過的U形開口(21)，且U形開口(21)的朝向正對所述下殼體(10)，在U形開口(21)的底部設有兩個圓錐體(14)，在所述下殼體(10)內部設有兩個步進電機(17)，且在步進電機(17)的輸出端設有連桿(13)，且沿連桿(13)的軸向在其外壁上設有螺旋(12)，兩個所述螺旋(12)分別與位于U形開口(21)底部的兩個圓錐體(14)相配合，在所述U形開口(21)的兩側壁上均設有橡膠材質的限位塊(23)，在所述限位塊(23)上端設有圓弧段，且兩個圓弧段與所述U形開口(21)的彎曲段構成一個與線纜相匹配且呈優弧狀的夾持區域；在所述支撐板(3)底部還設有連接板(5)，半圓形的上套環(6)固定連接板(5)下端，在下殼體(10)內固定有半圓形的下套環，在上套環(6)以及下套環的內壁上均開有弧形槽，且兩個弧形槽合并構成一個封閉的環形槽，還包括除冰頭(8)，所述除冰頭(8)由兩個相互鉸接且截面呈半圓形的除冰板構成，且在除冰頭(8)中部形成一個供線纜(4)通過的柱狀區域，沿除冰頭(8)的周向在其外壁上設有一圈齒帶(7)，且在下套環底部開有一個與弧形槽連通的連接孔，在所述下殼體(10)內固定有驅動電機(11)，且在驅動電機(11)的輸出端上連接有齒輪(16)，所述齒輪(16)貫穿連接孔后與齒帶(7)配合。...

【技術特征摘要】
1.一種架空輸電線用除冰機器人，包括相互鉸接的上殼體(1)與下殼體(10)，且在所述上殼體(1)與下殼體(10)處于同側的側壁上分別設有耳板(22)，兩個所述耳板(22)通過螺栓連接，在上殼體(1)兩端分別開有半圓形的通孔，在下殼體(10)兩端分別開有半圓形的小孔，且位于同一側的通孔與小孔分別構成供線纜(4)進出的進口與出口，其特征在于：在所述上殼體(1)內設有水平放置的支撐板(3)，在支撐板(3)底部間隔設置有多個卡接板(2)，卡接板(2)上開有供線纜(4)通過的U形開口(21)，且U形開口(21)的朝向正對所述下殼體(10)，在U形開口(21)的底部設有兩個圓錐體(14)，在所述下殼體(10)內部設有兩個步進電機(17)，且在步進電機(17)的輸出端設有連桿(13)，且沿連桿(13)的軸向在其外壁上設有螺旋(12)，兩個所述螺旋(12)分別與位于U形開口(21)底部的兩個圓錐體(14)相配合，在所述U形開口(21)的兩側壁上均設有橡膠材質的限位塊(23)，在所述限位塊(23)上端設有圓弧段，且兩個圓弧段與所述U形開口(21)的彎曲段構成一個與線纜相匹配且呈優弧狀的夾持區域；在所述支撐板(3)底部還設有連接板(5)，半圓形的上套環(6)固定連接板(5)下端，在下殼體(10)內固定有半圓形的下套環，在上套環(6)以及下套環的內壁上均開有弧形槽，且兩個弧形槽合并構成一個封閉的環形槽，還包括除冰頭(8)，所述除冰頭(8)由兩個相互鉸接且截面呈半圓形的除冰板構成，且在除冰頭(8)中部形成一個供線纜(4)通過的柱狀區域，沿除冰頭(8)的周向在其外壁上設有一圈齒帶(7)，且在下套環底部開有一個與弧形槽連通的連接孔，在所述下殼體(10)內固定有驅動...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊蒙蒙，
申請(專利權)人：成都中機盈科科技有限公司，
類型：發明
國別省市：四川,51