CN102832583A - 高压输电线路除冰机主动式越障机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高压输电线路除冰机主动式越障机构，它由齿轮减速机构、支撑盖、转动圆盘、方位滚轮、方位滚珠和距离传感器组成。所述的齿轮减速机构由带涡轮蜗杆减速器的自锁电机、电机输出盘、齿轮连接盘、减速齿轮和齿轮圈组成，自锁电机可以实现除冰机在正常的直线除冰过程中的自锁，保证除冰机在线上的稳定性；在越障过程中，除冰机整机的前行和越障机构转动圆盘的转动以额定速度比运动，使转动圆盘相对于障碍物转动，保证其顺利通过障碍物；方位滚轮和方位滚珠沿转动圆盘的周向均匀分布于左右支撑盖内，不仅对转动圆盘起到了定位作用，使其圆心的位移误差在R＝0.1mm的圆内，而且减小了转动圆盘与支撑盖之间的摩擦力。本发明相对比较灵便、安全稳定，能够自主跨越高压线上的障碍物(如防震锤、悬垂线夹等)，且不会对线路造成影响。

Description

高压输电线路除冰机主动式越障机构

技术领域

本发明属高压输电线路除冰机跨越越障物的机械部件装置，具体涉及一种高压输电线路除冰机主动式越障机构。

背景技术

我国是输电线路覆冰最为严重的国家之一，多变的气候，使南北方都面临着冰雪天气，南方的冻雨致使降雨在高压线上结冰，冰越结越厚，导致输电线不堪重负，最后被压断或者高压线塔被压垮，造成了很大的经济损失。目前输电线路除冰作业大都是人工除冰，不仅效率低下而且增加了人员伤亡的危险，国外现在对两个线塔之间高压线上的除冰机器人有比较深入的研究，有些已经投入使用了，但大都只能用于两个线塔之间的除冰机，不能越障，这样还是需要人为的频繁上线，增加了操作危险性；而对于一些可以越障的除冰机器人，其研究很不成熟，存在很多问题：结构复杂，自由度多，平衡性差，控制复杂。如已经公开的专利为200910273509.2的一种用于输电线除冰的机器人：其包含沿输电线移动的前后两个臂，在越障过程中，通过以前臂悬挂在输电线实现自转上，后臂绕其旋转实现公转使后臂越过障碍物，前臂的越障过程和后臂越障原理一致，而且在越障的过程中还得调节整机的重心，这样使得整机自由度增多，单臂悬挂降低了其在输电线上的平稳性，增加了控制的难度。综合国内外对高压输电线路除冰和巡线机器人的研究成果，设计了针对高压输电线路除冰机器人的越障机构。我们所设计的主动式越障机构主要用于塔桥悬挂式线路的越障，它能够利用越障盘转动圆盘的转动速度和整机前行的速度匹配实现对悬垂线夹和防震锤等障碍物的顺利通过，从而避免了人员频繁上线工作。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于高压输电线路的自动除冰机的越障机构。该越障机构通过安装在其上的距离传感器来检测障碍物与越障转动圆盘之间的距离，进而控制涡轮蜗杆电机工作，涡轮蜗杆电机带动减速齿轮和齿轮圈转动，从而使转动圆盘转动，但必须保证转动圆盘转动的速度和除冰机整机的前行速度保持一致，从而顺利通过障碍物，且不会对高压输电线路和障碍物(如悬垂线夹等)造成伤害，解决了人工频繁上线的危险性大、劳动强度大等缺点。

本发明提供的技术方案是，一种高压输电线路的自动除冰机的越障机构，它由左右支撑盖、齿轮减速机构、转动圆盘、方位滚轮、方位滚珠和距离传感器组成，其电机驱动转动圆盘的转动速度和整机的前进速度相匹配，使障碍物从转动圆盘中间穿过，其同时承受整机重量，使得整机一直悬挂于输电线路之上。驱动部分主要是由涡轮蜗杆自锁电机、电机输出盘、齿轮连接盘和减速齿轮组成，其用来驱动与转动圆盘固连的齿轮圈。转动圆盘的定位依靠固定在左右支撑盖内的周向方位滚轮和上下面上的周向方位滚珠，这样减小了转动圆盘在转动过程中的摩擦力。其特点是当整机遇到障碍物的时候，转动圆盘能够在齿轮传动的作用下转动到相应位置。在转动圆盘的下方有一个导向轮装置，其由导向轮和固定块组成，其作用是除冰机在正常除冰前进过程中，保证与输电线相切，减小转动圆盘与输电线的摩擦力，进而减小整机行走的阻力。在安装导向轮装置处的转动圆盘，其下方有一个圆弧开口，其作用是高压线对整机运动起导向作用，以保证整机运动的平稳性。越障机构安装在夹爪机构(相对整机而言)的前面，这样可以保证在夹爪在夹线时输电线能基本处于夹爪圆弧状的上下位置，使夹爪有效地夹紧和松开输电线。

本发明的有益效果是：

越障机构不仅可以用在高压线除冰机器人上，也可用在高压线巡检机器上。其一直处于输电线的上方，一般情况下，安装在除冰机整机的前后位置，这样使得处于两个越障转动圆盘之间的输电线在除冰机自身的重力作用下基本保持为直线状态，这样也能保证除冰机上夹爪机构对输电线的准确抓合。在正常直线除冰的过程中，除冰机相对输电线只有沿导线方向的位移，而没有左右位移，这样在行走轮安装处的转动圆盘上开有导槽，保证正常运动时输电线线对除冰机的导向作用，同时通过涡轮蜗杆自锁电机实现转动圆盘相对支撑盖的定位；在越障过程中，为了使转动圆盘顺利通过障碍物如防震锤或悬垂线夹，能够保证转动圆盘的转动速度和整机前行速度的匹配。

附图说明

图1是本发明的高压输电线路除冰机主动式越障机构的轴测图

图2是本发明所述的越障机构转动圆盘的定位图

图3是本发明所述的越障机构的导向轮装置图

图中标号说明：

1.齿轮减速机构  2.导向轮装置  3.支撑盖  4.转动圆盘  5.距离传感器  6.减速齿轮  7.方位滚轮  8.方位滚珠  9.齿轮圈  10.安装块  11.导向轮

具体实施方式

本发明所述的一种高压输电线路的自动除冰机的越障机构，如图1和图2所示，包括齿轮减速机构(1)、支撑盖(3)、转动圆盘(4)、方位滚轮(7)、方位滚珠(8)和距离传感器(5)组成部分。当除冰机处于正常的直线除冰工作模式下，蜗轮蜗杆自锁电机断电自锁，使转动圆盘(4)相对于支撑盖(3)固定不动，高压输电线处于导向轮(11)的下方，保证机体在线上的运动稳定性。当除冰机遇到障碍物时，蜗轮蜗杆自锁电机通过与电机输出盘相连的齿轮连接盘传向减速齿轮(6)，减速齿轮(6)带动与转动圆盘(4)固连在一起的齿轮圈(9)运动，使转动圆盘(4)相对于支撑盖(3)以一定的速度转动，当越障机构完全越过障碍物后，转动圆盘(4)在齿轮传动的作用下又恢复到初始位置。图2为越障机构转动圆盘的定位图，方位滚珠(7)和方位滚轮(8)绕转动圆盘(4)的周向在支撑盖(3)内均匀分布，使转动圆盘(4)圆心的位移误差在R＝0.1mm的圆内，不仅保证了转动圆盘的中心轴线位置的微小位移(可近似看作不变)，进而保证了减速齿轮和齿轮圈的正确啮合，而且减小了在越障过程中转动圆盘(4)和支撑盖(3)之间的摩擦力。导向轮(11)的作用是为了减小在直线除冰工作过程中越障盘与输电线之间的摩擦力。

Claims (3)

1.一种高压输电线路除冰机主动式越障机构，包括齿轮减速机构、支撑盖、转动圆盘、方位滚轮、方位滚珠和距离传感器，其特征是：所述的齿轮减速机构由带涡轮蜗杆减速器的自锁电机、电机输出盘、齿轮连接盘、减速齿轮和齿轮圈组成；所述导向轮装置由导向轮和安装块组成；所述的转动圆盘是由安装在支撑盖上的方位滚轮和方位滚珠来实现定位的。

2.根据权利要求1所述的高压输电线路除冰机主动式越障机构，其特征是在于：所述的齿轮减速机构要能实现自锁功能，保证整机在线上运动时的平稳性，采用带涡轮蜗杆减速器的自锁电机实现机构的自锁，其将动力输出至电机输出盘，电机输出盘带动齿轮连接盘转动，齿轮连接盘带动减速齿轮的转动，进而带动与其啮合的齿轮圈运动，齿轮圈和转动圆盘固定为一体，从而驱动转动圆盘的转动。在正常直线除冰的工作过程中，越障机构实现自锁；在遇到障碍物时，待距离传感器检测处与障碍物之间的距离后，整机的前进速度要求与转动圆盘的转动速度以定比匹配运动，保证障碍物不会由于二者之间的速度不匹配引起与转动圆盘发生碰撞的可能。

3.根据权利要求1所述的高压输电线路除冰机主动式越障机构，其特征是在于：减速齿轮和齿轮圈的安装是整个越障机构的重点。齿轮啮合的中心距应保持不变，由于齿轮圈和转动圆盘采用螺钉固连在一起，而转动圆盘的定位并不是通常的中心轴定位方式，而是采用安装在支撑盖上的周向方位滚轮和方位滚珠来定位，这样势必会导致转动圆盘中心的偏移。为了保证偏移量的减小，对于方位滚轮的加工精度有一定要求，保证转动圆盘中心轴的偏移量在R＝0.1mm内移动，以保证齿轮传动不受影响。

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