CN101478135B - 电线除冰装置 - Google Patents
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Abstract
电线除冰装置属于电力辅助设备领域,能在电线上自动行走、清除电线上的结冰;具有机架,机架墙板的一侧具有电线进出通道(5);电机(9)通过主动轴(10)输出动力,带动前骑线轮(25)及后骑线轮(20)驱动机体在电线(54)上行进,同时通过相互啮合的7#齿轮(29)与8#齿轮(31)上的1#拐轴(32)和2#拐轴(33)驱动执行机构,该机构具有周期开合的上铲架(39)和下铲架(40),其前端分别装有配套的上冰铲(41)和下冰铲(42),行进中上、下冰铲周期性开合,实现切割、划裂并除去结冰;还具有自动控制系统,由以无线方式配套的地面控制部分和机体上控制部分组成,能依据冰雪天气状况自动控制运行模式,保障输电线及架线塔、架的安全,避免发生事故;能适用于多种不同的线径,轻便灵活,使用方便,运行稳定可靠,使用寿命长,便于维护,易制做。
Description
技术领域
本发明属于电力辅助设备领域,涉及电线除冰装置。
电线特别是高压远距离输电线,遇寒冷冰雪天气,电线上很容易积雪结冰,从而骤然增大架线塔、架的负荷,对安全输电有极大的影响,严重时,塔架倒塌,电线毁损,而且难以及时恢复;对此,现有技术中,有的采用绝缘电热线,缚在高压输电线上,以220伏电源供电,利用电热线发热除冰,显然实用性很有限;还有一种是用两根导线对高压输电线通电,使之产生电磁脉冲,利用脉冲震荡产生的震动,震碎结冰而除冰,由于电磁脉冲震荡产生的力是有限的,对严重结冰的电线作用不大,而且应用时还必需有一定的条件配合,很不方便。因此,目前还没有理想的办法解决电线除冰这一问题。
解决的技术问题:
提供电线除冰装置,能在输电线上自动行走,同时自动清除输电线上的结冰,保障输电线及架线塔、架的安全,避免事故发生;能适用于多种不同的线径,运行稳定可靠,使用寿命长,并且容易制做。
采用的技术方案:
电线除冰装置,具有机架、传动及控制系统,其特征在于:
机架由两面墙板通过定距杆固定连接在一起组成,其中一面墙板为整体式,另一面墙板由上、下两副板组成,上、下两副板之间具有电线进出通道;
传动系统通过相应的转轴装在机架上,电机驱动的主动轴的端部装有主动齿轮,该齿轮位于整体式墙板的外侧,并通过主链条带动装在从动轴的端部的从动齿轮,从动轴上还装有1#、2#齿轮;1#齿轮通过1#链条带动装在行走主动轴上的3#齿轮,行走主动轴上还装有后骑线轮和4#齿轮;4#齿轮通过3#链条带动装在行走从动轴上的5#齿轮,行走从动轴上还装有与后骑线轮配套对应的前骑线轮;2#齿轮通过2#链条带动装在执行主动轴上的6#齿轮,该齿轮具有与其一体化加工而成的同心7#齿轮,7#齿轮与装在执行从动轴上的8#齿轮互相啮合在一起;7#、8#齿轮规格参数配套,并分别装有与驱动执行机构互相配套的1#、2#拐轴;
还具有执行机构,该机构通过对夹主臂的上、下夹臂铰接在1#、2#拐辅上,上、下夹臂的后端部位通过小轴相互铰接在一起,上、下夹臂的前端部位通过定距柱分别固定装有配套的上、下辅臂,构成配套对应的上、下铲架,上、下铲架的前端头上可卸性的分别装有配套对应的上、下冰铲;
机架上还装有电源和开关。
有益效果:
电线除冰装置,能在电线上自动行走,同时自动清除输电线上的积雪结冰,能保障输电线及架线塔、架的安全,避免事故发生;轻便灵活,使用方便,能适用于多种不同线径,运行稳定可靠,使用寿命长,便于维护,易制做。
附图说明
图1、整体总装结构俯视示意图;
图2、按图1所示的A-A剖视图;
图3、按图1所示的B-B剖视图;
图4、按图1所示的A向视图;
图5、按图1所示的C-C局部剖视图;
图6、传动系统结构示意图;
图7、骑线轮的结构示意图,(a)按(b)所示的D-D剖视图;(b)主视图;
图8、冰铲,(c)上、下冰铲41、42的齿型安装配位图,(d)按(c)所示的B向视图;
图9、自动控制系统的电路方框图;
图10、地面控制部分的电路图;
图11、机体上控制部分的电路图;
图12、自动控制系统的电源电路图;
具体实施方式
结合附图进一步详加说明;
图中54-示为电线,7-示为电机9的电源,8-示为开关,5-示为电线进出通道,6-示为提手。
如图1、2、5、6所示,传动系统结构组成为,装在下副板3上的电机9驱动的主动轴10穿过整体式墙板1之后,于其端部装有主动齿轮11,该轮通过主链条12带动装在从动轴13端部的从动齿轮14,从动轴13上还装有1#齿轮15和2#齿轮16,从动轴13的两端部分别装在下副板3和整体式墙板1上;1#齿轮15通过1#链条17带动装在行走主动轴18上的3#齿轮19,行走主动轴18上还装有后骑线轮20和4#齿轮21,行走主动轴18的两端部分别装在上副板2和整体式墙板1上;4#齿轮21通过3#链条22带动装在行走从动轴23上的5#齿轮24,行走从动轴23上还装有与后骑线轮20配套对应的前骑线轮25,行走从动轴23装在上副板2上;2#齿轮16通过2#链条26带动装在执行主动轴27上的6#齿轮28,该齿轮具有与其一体化加工而成的同心7#齿轮29;7#齿轮29与装在执行从动轴30上的8#齿轮31互相啮合在一起,并分别装有驱动执行机构并互相配套的1#、2#拐轴32、33,执行主动轴27和执行从动轴30均装在整体式墙板1上。
定距杆4具有可调可卸性结构,电源7固定在定位柱4上,开关8装在整体式墙板1上。
如图1、2、7所示,前、后骑线轮25、20的结构为,如图(a)所示,在两个对夹型槽壁45之间具有电线导槽44,如图(b)所示,槽壁45上还具有豁齿46;机体在前、后骑线轮25、20的共同作用下,在电线54上自动行走,行走中豁齿46能清除电线上的残冰。
如图1、3、4、5所示,上铲架39中的上辅臂37和上夹臂35共同铰接在1#拐轴32上,下铲架40中的下辅臂38和下夹臂36共同铰接在2#拐轴33上;定距柱43所决定的间距的中心线与前、后骑线轮25、20上的电线导槽44的中心线一致,并与冰铲的齿函的中心线一致。
如图4、8所示,上冰铲41具有上铲体47、刀刃型上冰齿49及上齿函51,下冰铲42具有下铲体48、与刀刃型上冰齿49配套对应的钝型下冰齿50及下齿函52;上铲体47及下铲体48上具有定位孔53,通过紧固钉分别装在上铲架39及下铲架40的前端头上。齿函必须保证上铲架39与下铲架40夹合到位后,不损伤电线54。
如图1、9所示,控制系统为自动控制系统,由相互配套的两部分组成,地面控制部分和机体上控制部分,地面控制部分由输入控制器55、显示器56和无线电发射器57组成,装在集中控制室或流动工作站,负责输入选择运行模式和控制状态,其中运行模式包括:模式1-暴雪、模式2-中雪、模式3-小雪,控制状态包括:启动、停止,并实时显示当前运行模式,同时以无线方式对机体上控制部分发送相应信息;机体上控制部分由配套的无线电接收器58、1#光电传感器59、2#光电传感器60及执行控制器61组成,装在机体上,以无线方式接收地面控制部分发送的信息并执行,同时执行1#光电传感器59和/或2#光电传感器60传入的信息,倒车或停车、间隔启动;1#光电传感器59和2#光电传感器60分别装在整体式墙板1的前、后端面上(机体前进时的前进方为前)。
间隔启动是指机体在一定运行模式下,往复运行过程中,每次自动往返退至起点自动停车后,经间隔时间T时的自动启动;间隔启动的间隔时间,是指于地面控制时,选择并输入某运行模式后,按启动键,机体即开始由起点在电线54上前进,到达端点后,即自动倒车后退,退至起点后即自动停车,经一定时间T后,即自动启动——称间隔启动,机体随即再次前进,到达端点后,则再次自动倒车后退,并退至起点后自动停车,再经一定时间T后,仍自动间隔启动前进,如此往复,时间T即为间隔启动的间隔时间,不同的运行模式具有不同的间隔启动的间隔时间T,间隔时间T的长短,人为予先予以设定并存入2#单片机中自动执行,2#单片机位于机体上控制部分中。
如图9、10所示,自动控制系统地面控制部分的电路如下:输入控制器55具有型号为AT89S52的单片机PC1,其脚①~⑧分别经串联的电阻R1~8后接+5V电源,同时脚③接型号为SJC49860T的无线电发射器57的脚②,脚 接地,脚 脚 分别经串联的电容C1、电容C2后接地,同时这两脚之间串联晶振YD1,脚 分别经串联的电阻 R9~16后接+5V电源,脚 接+5V电源,脚 分别经串联的输入键AN1~5后接+5V电源,所述串联的输入键AN1~3分别为模式1~3,AN4为启动,AN5为停止;无线电发射器57的脚①接+5V电源,脚③接地;显示器56为型号为BD05011AS-10的八段数码管,其脚 脚 接地,脚 脚 脚 脚 脚 脚 脚 分别经串联的电阻R17~24后接单片机PC1的脚
如图9、11所示,自动控制系统机体上控制部分的电路如下:执行控制器61具有型号为AT89S52的单片机PC2,其脚⑨经串联的电阻R25接地,同时经先后串联的电阻R26和复位键AN6接+5V电源,并通过电容C5接+5V电源,脚 脚 分别经串联的电容C3、电容C4接地,同时这两脚之间串联晶振YD2,脚 接地,脚 接型号为S215001T的无线电接收器58的脚②,并与无线电发射器57配套,脚 接+5V电源,脚 分别经串联的电阻R27~34接+5V电源,脚 接+5V电源,脚 分别经串联的电阻R35~42接+5V电源,同时脚 接型号为PZ-M31的2#光电传感器60的脚③,脚 接型号为PZ-M31的1#光电传感器59的脚③;单片机PC2的脚 接三级管BG1的基极b,该管的发射极e经串联电阻R43接地,集电极C接型号为JQX-13F的双掷式1#继电器ZJ1的线圈,并经线圈后接地,该继电器接在电机9的并带开关8的电源7的即E0的回路中,能直接自动控制电机9的正、反转,同时带动机体自动前进或后退,单片机PC2的脚 接三级管BG2的基极b,该管的发射级e经串联的电阻R44接地,集电极C接型号为JQX-13F的双掷式2#继电器ZJ2的线圈,并经线圈后接地,该继电器接在电机9的供电电路中,能直接控制电机9同时带动机体自动停车或间隔启动;无线电接收器58的脚①接+5V电源,脚③接地;1#光电传感器59及2#光电传感器60的脚①、脚②均分别接地及接+12V电源。
如图10、11、12所示,自动控制系统的电源电路图如下:具有稳压器IC,直流电源E1的正极接稳压器IC的输入脚①,负极接稳压器IC的接地脚③并引出公共接地端,输出脚②对外输出为正极端,直流电源E1先后分别经电容C6、串联的二极管D和电容C7滤波接地,稳压器IC选用型号为L7805,直流电源E1为+12V,对外输出+5V;稳压器IC选用型号为L7812,直流电源E1为+24V时,对外输出+12V,专供光电传感器用。
工作原理及操作方法:
在电线54的起点通过电线进出通道5使电线54横向进入,并就位于前、后骑线轮25和20的下缘的电线导槽44内,同时延长位于上、下冰铲41和42的上、下齿函51和52中,机体靠自重及低重心,稳定的挂在电线54上;在不具有自动控制系统的情况下,闭合开关8,接通电源7,即启动电机9开始运行,前、后骑线轮25和20通过驱动力克服与电线54之间摩擦力即自动在电线54上前进,与此同时,在相应动力作用下,上冰铲41与下冰铲42周期性一开一合,合时即横向切割破冰,并进行纵向划裂,从而实现除冰;执行主动轴27每转动一周,上、下冰铲41、42即开合一次,直至前进到电线54的端点,即可关机取下机体,或关机后调向,再启动行走,继续除冰。整机总重 10kg左右,最大咬合力200kg,切冰段长约5cm。
起点、前进中的端点,是指一段电线54的两个架线的线架支点。
电源7采用+24V的E0。
当具有自动控制系统时,将机体稳定地挂在电线54的起点上,闭合开关8,则处于待命状态;有时需按复位键AN6;于地面控制时选定运行模式,如模式1-爆雪,则按输入键AN1,显示器随即显示暴雪模式,再按启动键AN4,则无线电发射器57即对空发射信息,机体上控制部分的无线电接收器58接到信息后,即能自动通过相应的继电器接通电机9正转的供电线路,从而启动电机9,并带动机体由起点开始,在电线54上前进,正常运行除冰,到达端点后,1#光电传感器59受线架影响即向执行控制器61发送信息,并通过执行控制器61中的1#继电器ZJ1的动作,自动改变电机9的供电电路接线极向,使电机9反转,并带动机体由端点开始,在电线54上自动倒车后退,当退至起点时,2#光电传感器60受线架影响也会向执行控制器61发送信息,并通过执行控制器61中的2#继电器ZJ2释放,自动切断电机9的供电电路,使电机9停止转动,从而停车,同时1#继电器ZJ1动作,自动改变电机9的供电电路接线极向,使电机9处于正转待命,当停车时间达到运行模式的启动的间隔时间T时,则2#继电器ZJ2自动吸合,从而自动接通电机9的供电电路,间隔启动电机9正转,带动机体由起点开始,再次在电线54上前进,正常运行除冰,并在到达端点后,再次自动后退至起点停车,再经启动的间隔时间T后,仍再次自动间隔启动正转,带动机体前进,如此往复运行,直至地面控制时按停止键AN5后,则当机体退至起点停车后,才能自动解除当前运行状态,待下次从新选定运行模式后,再启动运行。
Claims (8)
1.电线除冰装置,具有机架、传动及控制系统,其特征在于:
机架由两面墙板通过定距杆固定连接在一起组成,其中一面墙板为整体式,另一面墙板由上、下两副板组成,上、下两副板之间具有电线进出通道;
传动系统通过相应的转轴装在机架上,电机驱动的主动轴的端部装有主动齿轮,该齿轮位于整体式墙板的外侧,并通过主链条带动装在从动轴的端部的从动齿轮,从动轴上还装有1#、2#齿轮;1#齿轮通过1#链条带动装在行走主动轴上的3#齿轮,行走主动轴上还装有后骑线轮和4#齿轮;4#齿轮通过3#链条带动装在行走从动轴上的5#齿轮,行走从动轴上还装有与后骑线轮配套对应的前骑线轮;2#齿轮通过2#链条带动装在执行主动轴上的6#齿轮,该齿轮具有与其一体化加工而成的同心7#齿轮,7#齿轮与装在执行从动轴上的8#齿轮互相啮合在一起;7#、8#齿轮规格参数配套,并分别装有与驱动执行机构互相配套的1#、2#拐轴;
还具有执行机构,该机构通过对夹主臂的上、下夹臂铰接在1#、2#拐轴上,上、下夹臂的后端部位通过小轴相互铰接在一起,上、下夹臂的前端部位通过定距柱分别固定装有配套的上、下辅臂,构成配套对应的上、下铲架,上、下铲架的前端头上可卸性的分别装有配套对应的上、下冰铲;
机架上还装有电源和开关。
2.根据权利要求1所述的电线除冰装置,其特征在于:控制系统为自动控制系统,由相互配套的地面控制部分和机体上控制部分组成,地面控制部分由输入控制器(55)、显示器(56)和无线电发射器(57)组成,装在集中控制室或流动工作站,负责输入选择运行模式和控制状态,其中运行模式包括:模式1-暴雪、模式2-中雪、模式3-小雪,控制状态包括:启动、停止,并实时显示当前运行模式,同时以无线方式对机体上控制部分发送相应信息;机体上控制部分由配套的无线电接收器(58)、1#光电传感器(59)、2#光电传感器(60)及执行控制器(61)组成,装在机体上,以无线方式接收地面控制部分发送的信息并执行,同时执行1#光电传感器(59)和/或2#光电传感器(60)传入的信息;1#光电传感器(59)和2#光电传感器(60)分别装在整体式墙板(1)的前、后端面上。
3.根据权利要求2所述的电线除冰装置,其特征在于:自动控制系统地面控制部分的电路如下:输入控制器(55)具有单片机(PC1),其脚①~⑧分别经串联的电阻R1~8后接+5V电源,同时脚③接无线电发射器(57)的脚②,脚 接地,脚 脚 分别经串联的电容C1、电容C2后接地,同时这两脚之间串联晶振(YD1),脚 分别经串联的电阻R9~16后接+5V电源,脚 接+5V电源,脚 分别经串联的输入键(AN1~5)后接+5V电源,所述串联的输入键(AN1~5),分别为模式1、模式2、模式3、启动、停止;无线电发射器(57)的脚①接+5V电源,脚③接地,显示器(56)为八段数码管,其脚 脚 接地,脚 脚 脚 脚 脚 脚 脚 分别经串联的电阻R17~24后接单片机(PC1)的脚
自动控制系统机体上控制部分的电路如下:执行控制器(61)具有单片机(PC2),其脚⑨经串联的电阻R25接地,同时经先后串联的电阻R26和复位键(AN6)接+5V电源,并通过电容C5接+5V电源,脚 脚 分别经串联的电容C3、电容C4接地,同时这两脚之间串联晶振(YD2),脚 接地,脚 接无线电接收器(58)的脚②,并与无线电发射器(57)配套,脚 接+5V电源,脚 分别经串联的电阻R27~34接+5V电源,脚 接+5V电源,脚 分别经串联的电阻R35~42接+5V电源,同时脚 接2#光电传感器(60)的脚③,脚 接1#光电传感器(59)的脚③;单片机(PC2)的脚 接三级管(BG1)的基极(b),该管的发射极(e)经串联电阻R43接地,集电极(C)接双掷式1#继电器(ZJ1)的线圈,并经线圈后接地,该继电器接在电机(9)的并带开关(8)的电源(7)的即E0的回路中,能直接接自动控制电机(9)的正、反转,同时带动机体自动前进或后退,单片机(PC2)的脚 接三级管(BG2)的基极(b),该管的发射极(e)经串联的电阻R44接地,集电极(c)接双掷式2#继电器(ZJ2)的线圈,并经线圈后接地,该继电器接在电机(9)的供电电路中,能直接控制电机(9)同时带动机体自动停车或间隔启动;无线电接收器(58)的脚①接+5V电源,脚③接地;1#光电传感器(59)及2#光电传感器(60)的脚①、脚②均分别接地及接+12V电源。
4.根据权利要求1、2或3所述的电线除冰装置,其特征在于:前骑线轮(25)与后骑线轮(20)的结构相同,在两个对夹型槽壁(45)之间具有电线导槽(44),槽壁(45)上还具有豁齿(46)。
5.根据权利要求1、2或3所述的电线除冰装置,其特征在于:上铲架(39)中的上辅臂(37)和上夹臂(35)共同铰接在1#拐轴(32)上,下铲架(40)中的下辅臂(38)和下夹臂(36)共同铰接在2#拐轴(33)上。
6.根据权利要求1、2或3所述的电线除冰装置,其特征在于:上冰铲(41)具有上铲体(47)、刀刃型上冰齿(49)及上齿函(51),下冰铲(42)具有下铲体(48)、与刀刃型上冰齿(49)配套对应的钝型下冰齿(50)及下齿函(52);上铲体(47)及下铲体(48)上具有定位孔(53),通过紧固钉分别装在上铲架(39)及下铲架(40)的前端头上。
7.根据权利要求4所述的电线除冰装置,其特征在于:上冰铲(41)具有上铲体(47)、刀刃型上冰齿(49)及上齿函(51),下冰铲(42)具有下铲体(48)、与刀刃型上冰齿(49)配套对应的钝型下冰齿(50)及下齿函(52);上铲体(47)及下铲体(48)上具有定位孔(53),通过紧固钉分别装在上铲架(39)及下铲架(40)的前端头上。
8.根据权利要求5所述的电线除冰装置,其特征在于:上冰铲(41)具有上铲体(47)、刀刃型上冰齿(49)及上齿函(51),下冰铲(42)具有下铲体(48)、与刀刃型上冰齿(49)配套对应的钝型下冰齿(50)及下齿函(52);上铲体(47)及下铲体(48)上具有定位孔(53),通过紧固钉分别装在上铲架(39)及下铲架(40)的前端头上。
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110601 Termination date: 20131013 |