CN102227066A - 用于在四分裂导线上行走的装置及其跨越间隔棒的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于在四分裂导线上行走的装置，包括行走装置、地面控制处理系统和远程控制处理系统，本发明利用无线自动控制技术，通过地面控制处理系统远程控制行走装置在四分裂导线上行走，上述行走装置跨越间隔棒的方法是：行走装置依次升起对应行走臂的行走组件，通过剩余的三个行走臂支撑行走，即可跨越间隔棒等障碍，可用于运载巡检或除冰设备进行连续巡检或除冰作业，因此，本发明可克服人工方式进行巡检或除冰效率低、操作危险性高等缺点，同时，本发明结构简单合理，重量轻，续航能力强，携带方便，其应用对保障输电线路安全、稳定运行具有重大意义。

Description

用于在四分裂导线上行走的装置及其跨越间隔棒的方法

技术领域

本发明涉及一种用于在高压输电线路上行走的装置及越障方法，特别涉及一种用于在四分裂导线上行走的装置及越障方法。

背景技术

输电线路是电网中电能传输的主要环节，由于长期暴露于自然环境中，导线常发生断股和损伤，除此之外，恶劣的天气情况也对输电线路也造成巨大的威胁，如2008年1月下旬在我国南方出现暴雪和冻雨天气，造成了地区电力、通讯线路的全部损坏，经济和社会损失巨大，为保障输电线路正常、安全地运行，需经常对输电线路进行巡视、修复和除覆冰等处理。

目前，对输电线路进行上述处理主要是采用人工方式，人工处理存在精度低、劳动强度大、效率低、危险性高等缺点，且存在盲区；为解决以上问题，出现了多种可专门用于巡线检测或除冰的仪器设备，但这些设备的运用均需使用能在导线上行走的运载设备作为载体，如何让这些运载设备安全、稳定、连续工作和具备较强的跨越障碍能力一直是研究的重点和难点。四分裂导线是高压输电中运动最多的一种导线，开展能在四分裂导线行走的装置的研究和开发，对提高电力系统的安全运行具有积极意义和巨大的应用价值。

因此，需研发一种可在四分裂导线上安全、稳定行走，且具备较强续航能力和越障能力的装置和跨越障碍的方法，作为检测仪器或除冰设备的载体。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种用于在四分裂导线上行走的装置及其跨越间隔棒的方法，该装置可通过远程控制在四分裂导线上自动行走并跨越间隔棒等障碍，达到保障电力系统安全、稳定运行的目的。

本发明的用于在四分裂导线上行走的装置，包括行走装置、地面控制处理系统和远程控制处理系统；

所述行走装置包括支架、电源、设置在支架上两两分布于与导线平行的两条直线上并沿导线方向依次错开的行走臂Ⅰ、行走臂Ⅱ、行走臂Ⅲ和行走臂Ⅳ；所述行走臂Ⅰ、行走臂Ⅱ、行走臂Ⅲ和行走臂Ⅳ均包括升降组件和行走组件；所述升降组件包括一端与支架固定连接的固定套筒、下端伸入固定套筒并与固定套筒滑动配合的升降臂和与升降臂传动配合的升降电机；所述行走组件包括固定设置于升降臂顶端的轮架、转动配合设置于轮架上的行走轮和与行走轮传动配合的行走轮驱动电机；

所述地面控制处理系统包括地面无线数据收发器和地面基站，地面无线数据收发器与地面基站之间双向数据传输；

所述远程控制处理系统包括远程无线数据收发器和电机控制器，远程无线数据收发器与地面无线数据收发器之间双向数据通讯，远程无线数据收发器接收的控制数据输入电机控制器，电机控制器分别控制升降电机和行走轮驱动电机。

进一步，所述行走装置还包括以可沿导线方向往复滑动的方式设置于支架上的箱体和通过丝杆螺母副与箱体传动配合的箱体驱动电机，所述电源和远程控制处理系统均设置于箱体内，电机控制器控制箱体驱动电机；

进一步，所述支架上设置有云台摄像机，所述远程控制处理系统还包括远程视频信号发射器，云台摄像机的视频数据输入远程视频信号发射器，所述地面控制处理系统还包括地面视频信号接收器，远程视频信号发射器发射的视频数据由地面视频信号接收器接收，地面视频信号接收器的视频数据输入地面基站；

进一步，所述升降电机设置于固定套筒内，升降电机通过升降丝杆螺母副与升降臂传动配合，固定套筒的壁上沿轴向设置有升降臂导槽，升降臂上固定设置可沿升降臂导槽往复滑动的滑块；

进一步，所述行走臂Ⅰ和行走臂Ⅳ上均设置有顶轮机构，所述顶轮机构包括顶轮升降组件和顶轮组件，行走臂Ⅰ和行走臂Ⅳ的固定套筒上分别设置有与升降臂导槽连接的顶轮导槽，顶轮导槽由轴向段和平滑过渡连接于轴向段下端的周向段构成，所述顶轮升降组件包括与升降丝杆螺母副的丝杆下段螺纹配合并可沿顶轮导槽往复滑动的升降螺母和穿过顶轮导槽并与升降螺母固定连接的支杆，顶轮组件包括固定设置于支杆上的顶轮架和转动配合设置于顶轮架顶端的顶轮，顶轮与行走轮之间形成可夹持导线的结构，所述升降丝杆螺母副的丝杆下段与丝杆上段螺纹的旋向相反；

进一步，所述顶轮机构还包括倒扣于支杆上的套筒，所述顶轮架下端伸入套筒内并与套筒滑动配合，套筒内设置有两端分别顶住顶轮架下端面和支杆上端面的压簧；

进一步，所述行走轮和顶轮均为为带周向向外V形槽V形轮。

本发明还提供一种上述行走装置跨越间隔棒的方法，该方法是：控制行走臂Ⅰ、行走臂Ⅱ、行走臂Ⅲ和行走臂Ⅳ中需跨越间隔棒的行走臂的升降电机驱动升降臂举升行走组件，使该行走臂对应的行走轮脱离导线，由另外三个行走臂支撑，然后控制另外三个行走臂的行走轮驱动电机驱动装置行进，待需跨越间隔棒的行走臂越过间隔棒后，控制该行走臂的升降电机驱动升降臂降下行走组件，使该行走臂对应的行走轮与导线啮合，完成跨越间隔棒的动作；

进一步，在控制某一行走臂的升降电机驱动升降臂举升行走组件之前，控制箱体驱动电机驱动箱体移动至另外三个行走臂支撑点所形成的三角形区域的竖直投影内。

发明的有益效果：本发明的用于在四分裂导线上行走的装置，包括行走装置、地面控制处理系统和远程控制处理系统，本发明利用无线自动控制技术，通过地面控制处理系统远程控制行走装置在四分裂导线上行走，上述行走装置跨越间隔棒的方法是：行走装置依次升起对应行走臂的行走组件，通过剩余的三个行走臂支撑行走，即可跨越间隔棒等障碍，可用于运载巡检或除冰设备进行连续巡检或除冰作业，因此，本发明可克服人工方式进行巡检或除冰效率低、操作危险性高等缺点，同时，本发明结构简单合理，重量轻，续航能力强，携带方便，其应用对保障输电线路安全、稳定运行具有重大意义。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明的结构原理示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1中的Ⅰ处局部放大图；

图4为行走臂Ⅰ和行走臂Ⅳ的结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明的结构原理示意图，图2为图1的俯视图，图3为图1中的Ⅰ处局部放大图，图4为行走臂Ⅰ和行走臂Ⅳ的结构示意图，如图所示：本实施例的用于在四分裂导线上行走的装置，包括行走装置、地面控制处理系统和远程控制处理系统；

所述行走装置包括支架1、电源、设置在支架1上两两分布于与导线平行的两条直线上并沿导线方向依次错开的行走臂Ⅰ2、行走臂Ⅱ3、行走臂Ⅲ4和行走臂Ⅳ5，行走臂Ⅰ2和行走臂Ⅲ4分布于一条与导线平行的直线上，行走臂Ⅱ3和行走臂Ⅳ5分布于另一条与导线平行的直线上，两条直线的横向间距与四分裂导线间距一致，为450mm，四个行走臂在纵向相互错开形成平行四边形分布，以便于四个行走臂依次跨越间隔棒，每个行走臂在跨越间隔棒时其他三个行走臂起到支承作用；所述行走臂Ⅰ2、行走臂Ⅱ3、行走臂Ⅲ4和行走臂Ⅳ5均包括升降组件和行走组件；所述升降组件包括一端与支架1固定连接的固定套筒6、下端伸入固定套筒6并与固定套筒6滑动配合的升降臂7和与升降臂7传动配合的升降电机8；所述行走组件包括固定设置于升降臂7顶端的轮架9、转动配合设置于轮架9上的行走轮10和与行走轮10传动配合的行走轮驱动电机11，升降臂在升降电机的驱动下可上下运动，从而带动行走轮升起，跨越障碍；

所述地面控制处理系统包括地面无线数据收发器18和地面基站19，地面无线数据收发器18与地面基站19之间双向数据传输；

所述远程控制处理系统包括远程无线数据收发器20和电机控制器，远程无线数据收发器20与地面无线数据收发器18之间通过双向数据遥测信号（VHF）双向数据通讯，用于将行走装置的工作状态信息传递至地面，同时，也将控制指令传递至行走装置，远程无线数据收发器20接收的控制数据输入电机控制器，电机控制器分别控制升降电机8和行走轮驱动电机11。

使用时，操作人员通过地面基站了解行走装置的工作情况，并根据实际情况发出控制指令，控制行走装置进行相应动作。

作为上述技术方案的进一步改进，所述行走装置还包括以可沿导线方向往复滑动的方式设置于支架1上的箱体21和通过丝杆螺母副与箱体21传动配合的箱体驱动电机22，所述电源和远程控制处理系统均设置于箱体21内，电机控制器控制箱体驱动电机22，除更好地保护电源和远程控制处理系统外，通过箱体的滑动，还可调节行走装置的重心，在行走装置跨越障碍时通过重心调节的配合，可避免行走装置翻转，解决其稳定性的问题。

作为上述技术方案的进一步改进，所述支架1上设置有云台摄像机23，所述远程控制处理系统还包括远程视频信号发射器24，云台摄像机23的视频数据输入远程视频信号发射器24，所述地面控制处理系统还包括地面视频信号接收器25，远程视频信号发射器24发射的视频数据通过微波的形式由地面视频信号接收器25接收，地面视频信号接收器25的视频数据输入地面基站19，以便于操作人员可直接获取行走装置上的影像信息，更加直观方便地进行操作。

作为上述技术方案的进一步改进，所述升降电机8设置于固定套筒6内，升降电机8通过升降丝杆螺母副与升降臂7传动配合，固定套筒6的壁上沿轴向设置有升降臂导槽6a，升降臂7上固定设置可沿升降臂导槽6a往复滑动的滑块，通过升降电机带动丝杆正反旋转即可实现升降臂的升降，结构简单紧凑，有利于减轻设备重量，提高续航能力。

作为上述技术方案的进一步改进，所述行走臂Ⅰ2和行走臂Ⅳ5上均设置有顶轮机构，所述顶轮机构包括顶轮升降组件和顶轮组件，行走臂Ⅰ2和行走臂Ⅳ5的固定套筒6上分别设置有与升降臂导槽6a连接的顶轮导槽6b，顶轮导槽6b由轴向段和平滑过渡连接于轴向段下端的周向段构成，所述顶轮升降组件包括与升降丝杆螺母副的丝杆下段26a螺纹配合并可沿顶轮导槽6b往复滑动的升降螺母27和穿过顶轮导槽6b并与升降螺母27固定连接的支杆28，顶轮组件包括固定设置于支杆28上的顶轮架29和转动配合设置于顶轮架29顶端的顶轮30，顶轮30与行走轮10之间形成可夹持导线的结构，使行走臂可稳定可靠地悬挂于导线上行走，增加安全性，所述升降丝杆螺母副的丝杆下段26a与丝杆上段26b螺纹的旋向相反，通过升降电机带动丝杆正反旋转实现升降臂升降的同时，也能驱动顶轮机构升降，且使顶轮机构运动方向与行走轮的运动方向相反，两者同时脱离导线，在顶轮导槽周向段的作用下，顶轮机构还能绕固定套筒的轴线转动一定角度，从而避开间隔棒实现越障。

作为上述技术方案的进一步改进，所述顶轮机构还包括倒扣于支杆28上的套筒31，所述顶轮架下端伸入套筒31内并与套筒31滑动配合，套筒31内设置有两端分别顶住顶轮架29下端面和支杆28上端面的压簧32，既可保证顶轮机构的适度顶紧力，又可使设备适用于不同直径的导线。

作为上述技术方案的进一步改进，所述行走轮10和顶轮30均为为带周向向外V形槽V形轮，适应圆形导线的形状，使行走装置在导线上运行稳定可靠。

使用上述用于在四分裂导线上行走的装置跨越间隔棒的方法是：控制箱体驱动电机驱动箱体移动至行走臂Ⅰ2、行走臂Ⅱ3、行走臂Ⅲ4和行走臂Ⅳ5中需跨越间隔棒的行走臂以外的三个行走臂支撑点所形成的三角形区域的竖直投影内，以避免行走装置翻转，解决装置的稳定性的问题，控制行走臂Ⅰ2、行走臂Ⅱ3、行走臂Ⅲ4和行走臂Ⅳ5中需跨越间隔棒的行走臂的升降电机驱动升降臂举升行走组件，使该行走臂对应的行走轮脱离导线，由另外三个行走臂支撑，然后控制另外三个行走臂的行走轮驱动电机驱动装置行进，待需跨越间隔棒的行走臂越过间隔棒后，控制该行走臂的升降电机驱动升降臂降下行走组件，使该行走臂对应的行走轮与导线啮合，完成跨越间隔棒的动作。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种用于在四分裂导线上行走的装置，其特征在于：包括行走装置、地面控制处理系统和远程控制处理系统；

所述行走装置包括支架（1）、电源、设置在支架（1）上两两分布于与导线平行的两条直线上并沿导线方向依次错开的行走臂Ⅰ（2）、行走臂Ⅱ（3）、行走臂Ⅲ（4）和行走臂Ⅳ（5）；所述行走臂Ⅰ（2）、行走臂Ⅱ（3）、行走臂Ⅲ（4）和行走臂Ⅳ（5）均包括升降组件和行走组件；所述升降组件包括一端与支架（1）固定连接的固定套筒（6）、下端伸入固定套筒（6）并与固定套筒（6）滑动配合的升降臂（7）和与升降臂（7）传动配合的升降电机（8）；所述行走组件包括固定设置于升降臂（7）顶端的轮架（9）、转动配合设置于轮架（9）上的行走轮（10）和与行走轮（10）传动配合的行走轮驱动电机（11）；

所述地面控制处理系统包括地面无线数据收发器（18）和地面基站（19），地面无线数据收发器（18）与地面基站（19）之间双向数据传输；

所述远程控制处理系统包括远程无线数据收发器（20）和电机控制器，远程无线数据收发器（20）与地面无线数据收发器（18）之间双向数据通讯，远程无线数据收发器（20）接收的控制数据输入电机控制器，电机控制器分别控制升降电机（8）和行走轮驱动电机（11）。

2.根据权利要求1所述的用于在四分裂导线上行走的装置，其特征在于：所述行走装置还包括以可沿导线方向往复滑动的方式设置于支架（1）上的箱体（21）和通过丝杆螺母副与箱体（21）传动配合的箱体驱动电机（22），所述电源和远程控制处理系统均设置于箱体（21）内，电机控制器控制箱体驱动电机（22）。

3.根据权利要求2所述的用于在四分裂导线上行走的装置，其特征在于：所述支架（1）上设置有云台摄像机（23），所述远程控制处理系统还包括远程视频信号发射器（24），云台摄像机（23）的视频数据输入远程视频信号发射器（24），所述地面控制处理系统还包括地面视频信号接收器（25），远程视频信号发射器（24）发射的视频数据由地面视频信号接收器（25）接收，地面视频信号接收器（25）的视频数据输入地面基站（19）。

4.根据权利要求3所述的用于在四分裂导线上行走的装置，其特征在于：所述升降电机（8）设置于固定套筒（6）内，升降电机（8）通过升降丝杆螺母副与升降臂（7）传动配合，固定套筒（6）的壁上沿轴向设置有升降臂导槽（6a），升降臂（7）上固定设置可沿升降臂导槽（6a）往复滑动的滑块。

5.根据权利要求1-4任意一条所述的用于在四分裂导线上行走的装置，其特征在于：所述行走臂Ⅰ（2）和行走臂Ⅳ（5）上均设置有顶轮机构，所述顶轮机构包括顶轮升降组件和顶轮组件，行走臂Ⅰ（2）和行走臂Ⅳ（5）的固定套筒（6）上分别设置有与升降臂导槽（6a）连接的顶轮导槽（6b），顶轮导槽（6b）由轴向段和平滑过渡连接于轴向段下端的周向段构成，所述顶轮升降组件包括与升降丝杆螺母副的丝杆下段（26a）螺纹配合并可沿顶轮导槽（6b）往复滑动的升降螺母（27）和穿过顶轮导槽（6b）并与升降螺母（27）固定连接的支杆（28），顶轮组件包括固定设置于支杆（28）上的顶轮架（29）和转动配合设置于顶轮架（29）顶端的顶轮（30），顶轮（30）与行走轮（10）之间形成可夹持导线的结构，所述升降丝杆螺母副的丝杆下段（26a）与丝杆上段（26b）螺纹的旋向相反。

6.根据权利要求5所述的用于在四分裂导线上行走的装置，其特征在于：所述顶轮机构还包括倒扣于支杆（28）上的套筒（31），所述顶轮架下端伸入套筒（31）内并与套筒（31）滑动配合，套筒（31）内设置有两端分别顶住顶轮架（29）下端面和支杆（28）上端面的压簧（32）。

7.根据权利要求6所述的用于在四分裂导线上行走的装置及其跨越间隔棒的方法，其特征在于：所述行走轮（10）和顶轮（30）均为为带周向向外V形槽V形轮。

8.权利要求1-7任意一条所述的用于在四分裂导线上行走的装置跨越间隔棒的方法，其特征在于：控制行走臂Ⅰ（2）、行走臂Ⅱ（3）、行走臂Ⅲ（4）和行走臂Ⅳ（5）中需跨越间隔棒的行走臂的升降电机驱动升降臂举升行走组件，使该行走臂对应的行走轮脱离导线，由另外三个行走臂支撑，然后控制另外三个行走臂的行走轮驱动电机驱动装置行进，待需跨越间隔棒的行走臂越过间隔棒后，控制该行走臂的升降电机驱动升降臂降下行走组件，使该行走臂对应的行走轮与导线啮合，完成跨越间隔棒的动作。

9.根据权利要求8所述的用于在四分裂导线上行走的装置跨越间隔棒的方法，其特征在于：在控制某一行走臂的升降电机驱动升降臂举升行走组件之前，控制箱体驱动电机驱动箱体移动至另外三个行走臂支撑点所形成的三角形区域的竖直投影内。

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