CN103001164A - 一种输电线自动除冰装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机电控制输电线除冰装置，具体涉及一种在无人的情况下实现输电线自动除冰功能的装置。本发明包括机架、连接杆、驱动电机、同步带轮，第一输电线行走轮、第二输电线行走轮、棘轮通过轮轴和机架上的轴承座固定在贯穿机架的沟槽中，连接杆固定在机架上，连接杆上的电机连接板固定驱动电机，固定电机装有联轴器，联轴器上连接第四同步带轮。本发明相比传统除冰方法，节省能源，效率更高，低成本且性能可靠。装置可以长期挂装在输电线路上，减少人工作业频率。采用涡轮蜗杆减速电机，在行进的同时可以有效避免机体攒动。

Description

一种输电线自动除冰装置

技术领域

本发明涉及一种机电控制输电线除冰装置，具体涉及一种在无人的情况下实现输电线自动除冰功能的装置。

背景技术

严重的输电线路覆冰会导致杆塔倾斜、倒塌、断线及绝缘子闪络，并由此引起线路跳闸、供电中断等事故。目前国内采用的导线除冰方法主要为人工除冰，效率低，有危险。因此，研制安全有效的除冰机械以代替人工进行导线除冰具有较好的应用前景和实用意义。

输电线自动除冰技术是利用传统的工具通过机构运动方式达到输电线除冰的目的。由于输电线自动除冰技术可实现无人监控下除冰，除冰效率高，操作方便，因此受到很多国家的重视，在国内也引起了极高的重视，尤其是各大院校和科研院所。本发明提出了一种新的输电线除冰解决方案。研发一款新式输电线除冰装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种节省能源，效率更高，低成本且性能可靠的输电线自动除冰装置。

本发明的目的是这样实现的：

一种输电线自动除冰装置，包括机架、连接杆、驱动电机、同步带轮，第一输电线行走轮、第二输电线行走轮、棘轮通过轮轴和机架上的轴承座固定在贯穿机架的沟槽中，连接杆固定在机架上，连接杆上的电机连接板固定驱动电机，固定电机装有联轴器，联轴器上连接第四同步带轮，第一同步带轮、第二同步带轮连接轮轴固定在机架的一侧，第一同步带轮、第二同步带轮连接同一轮轴带动第一输电线行走轮，第三同步带轮连接轮轴带动棘轮，第一同步带轮与第四同步带轮通过同步带连接，第二同步带轮与第三同步带轮通过同步带连接，连接杆上有可调弹簧支撑连接有轴承座的第三输电线行走轮，第三输电线行走轮与第二输电线行走轮配合用于夹紧输电线。

所述驱动电机的减速箱采用蜗轮蜗杆减速箱。

本发明的有益效果在于：

本发明相比传统除冰方法，节省能源，效率更高，低成本且性能可靠。装置可以长期挂装在输电线路上，减少人工作业频率。采用涡轮蜗杆减速电机，在行进的同时可以有效避免机体攒动。

附图说明

图1是输电线自动除冰装置的俯视图；

图2是输电线自动除冰装置的正视图；

图3是输电线自动除冰装置的电路控制部分。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

本除冰装置以机械结构为主，单片机负责简单的控制，机械结构主要包括行走机构、除冰机构、平衡装置以及自锁装置。

如图1、图2所示，本发明主要包括：机架9、12、14，构成主机架的材料选用角钢，连接方式为焊接。考虑到机构的刚度和强度要求不大，因此选用角钢，而焊接的方式能够保证连接的可靠性。行走机构由驱动电机8、电机连接板13、联轴器2、同步带轮1、同步带17、同步带轮18、输电线行走轮7、10、11组成。目前国内外除冰装置的行走方式主要有步进式和轮式2种，其中轮式爬行行走机构具有移动平稳、速度快和效率高的特点，因此本除冰装置采用轮式行走机构，本除冰装置的动力采用电机驱动，电机的减速箱为蜗轮蜗杆减速箱，具有自锁功能，使得机构不滑动。整个行走机构靠可调弹簧15加上和轴承座16相连接的轮子10夹紧，可调弹簧保证装置能满足不同型号的电线的夹紧要求。由于装置在高压线上行走，覆冰上的摩擦力相对较小，轮子内侧应选用摩擦力较大的材料。除冰机构由棘轮5、轴承座4、同步带轮19、同步带3、棘轮轮轴6组成。考虑到节能性和本模型的可实现性，本装置采用棘轮振动方式除冰。由于覆冰本身比较坚硬，直接破碎比较困难，因此采用振动除冰的方式。电路控制如图3，电压24V，D1、D2、D3、D4为IN4007二极管。S1、S2同时闭合，电机正转；S3、S4同时闭合，电机反转；其他情况，电机停转。S1、S2、S3、S4即继电器，继电器由单片机控制。

在使用时要计算沿导线除冰行走的可靠性，此装置行走的是没有覆冰的导线(冰已被除掉),此时所要考虑的是防止行走轮与导线间的摩擦力不够而打滑。在送电线路中,当所使用的档距足够大时,电线材料的刚性影响可以忽略。同时认为电线的质量沿线长均匀分布,则电线悬挂形状可以认为是“悬链线”。若取坐标0点位于电线的最低点,x方向为线长方向,y方向为竖直向上的方向,则悬链线公式为

$\left[\mathrm{\σ}\right]:y=\frac{{\mathrm{\σ}}_0}{\mathrm{\γ}}(\mathrm{ch}\frac{\mathrm{\γx}}{{\mathrm{\σ}}_0}-1)=\frac{{\mathrm{\γx}}^2}{{2\mathrm{\σ}}_0}+\frac{{\mathrm{\γ}}^3{x}^4}{{24\mathrm{\σ}}_0^3}+......$

式中σ₀-导地线应力水平分量，γ-导地线的比载式是关于x的偶函数，且在x>0时单调递增,也即在悬挂点处的导线倾角最大。在工程实际中,输电线路通过平坦地带,一般悬垂角为5°～8°及10°～12°；当线路通过山区高差较大时,悬垂角可达20°～25°,超过25°的悬垂角极少见。装置两机械臂间的最大长度不超过1m,而220kV及以上输电线路的档距一般都远远大于这个值,因此,可以假定装置两机械臂间的一段导线是直的,即与箱体长度方向平行。这样要使装置在导线上不打滑,就要求装置重力沿导线方向的分力小于导线与两行走轮间的最大静摩擦力,即tant<μ_max式中t为机器人箱体与水平方向的夹角，μ_max为行走轮与导线间的最大静摩擦系数，取t=25°，在选择行走轮的材料时,使得μ_max≥0.467即可。

Claims (2)

1.一种输电线自动除冰装置，包括机架、连接杆、驱动电机、同步带轮，其特征在于：第一输电线行走轮、第二输电线行走轮、棘轮通过轮轴和机架上的轴承座固定在贯穿机架的沟槽中，连接杆固定在机架上，连接杆上的电机连接板固定驱动电机，固定电机装有联轴器，联轴器上连接第四同步带轮，第一同步带轮、第二同步带轮连接轮轴固定在机架的一侧，第一同步带轮、第二同步带轮连接同一轮轴带动第一输电线行走轮，第三同步带轮连接轮轴带动棘轮，第一同步带轮与第四同步带轮通过同步带连接，第二同步带轮与第三同步带轮通过同步带连接，连接杆上有可调弹簧支撑连接有轴承座的第三输电线行走轮，第三输电线行走轮与第二输电线行走轮配合用于夹紧输电线。

2.根据权利要求1所述的一种输电线自动除冰装置，其特征在于：所述驱动电机的减速箱采用蜗轮蜗杆减速箱。

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