CN104104048A - 除冰器 - Google Patents

Abstract

一种除冰器，用于去除一线状物体上的覆冰，其中所述除冰器包括：框架；电源装置，安装于框架上；电气控制系统，安装于框架上，并与电源装置相连；行走系统，安装于框架上，并与电气控制系统相连，其中行走系统包括行走电机及行走轮，行走电机与行走轮通过传动皮带传动连接；敲击系统，包括至少一个电磁振动器，其安装于框架上并与电气控制系统相连；无线遥控装置，包括遥控器及遥控接收装置，遥控接收装置安装于框架上并与电气控制系统相连；在除冰时，框架悬挂于线状物体上，行走轮支承于线状物体上，且电气控制系统根据遥控接收装置接收到的由遥控器发出的遥控信号控制行走轮沿线状物体行走，并控制电磁振动器振动以敲击线状物体上的覆冰。

Description

除冰器

技术领域

本发明涉及一种除冰器，尤其涉及一种输电导线除冰器。

背景技术

在冬季输电导线因极端天气和冻雨天气结冰，造成导线压断和线架倒塌的事故频频发生，引发大面积停电，而且是停电周期长，影响范围广，修复十分困难，对国民经济和生产生活造成巨大损失，2008年中国南方大面积连续降雪和冻雨，使五省两区众多高压输电线路被冰雪覆盖，以及因不均匀覆冰和不同期的脱冰引发输电线舞动，导致杆塔难以承重倾斜倒塌、断线、绝缘子闪落等严重的事故。每到冬雪天气电力部门就会倾巢出动，沿线爬杆通过人力采用铁锤、拉杆、木棒等进行敲打使覆冰脱落，这种方式不仅工作效率低劳动强度大，而且对电力工人的生命造成巨大的威胁，因此高效、安全、快速的除冰设备来替代人工除冰已变得越来越重要。

而目前市场的除冰器大致可分为：热力融冰法、机械除冰法、自然被动法等三十多种，其方法各有千秋利弊共存，因此选择简单、经济、效率高的除冰设备是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种除冰器，其可悬挂于一线状物体上并在其上行走，并通过电磁振动的方式敲击覆冰，进而达到除冰的目的。

为了实现上述目的，本发明提供一种除冰器，用于去除一线状物体上的覆冰，其特点在于，所述除冰器包括：

框架；

电源装置，安装于所述框架上；

电气控制系统，安装于所述框架上，并与所述电源装置相连；

行走系统，安装于所述框架上，并与所述电气控制系统相连，其中所述行走系统包括行走电机及行走轮，所述行走电机与所述行走轮通过传动皮带传动连接；

敲击系统，其包括至少一个电磁振动器，所述电磁振动器安装于所述框架上，并与所述电气控制系统相连；

无线遥控装置，包括遥控接收装置及遥控器，其中所述遥控接收装置安装于所述框架上并与所述电气控制系统相连；

其中，所述框架在除冰时是悬挂于所述线状物体上，所述行走轮是支承于所述线状物体上，且所述电气控制系统在除冰时是根据所述遥控接收装置接收到的由所述遥控器发出的遥控信号控制所述行走轮沿所述线状物体行走，并控制所述电磁振动器振动以敲击所述线状物体上的覆冰。

在本发明的一实施例中，所述的除冰器还包括：张紧装置，安装于所述框架上，且所述张紧装置在除冰时是在所述线状物体的下方张紧并支撑所述线状物体。

在本发明的一实施例中，所述张紧装置包括：

一活动支臂，其一端与所述框架可转动地连接；

一张紧轮，固定于所述活动支臂的另一端，且所述张紧轮在除冰时是位于所述线状物体下方并与所述线状物体摩擦接触；

一张紧调节活动臂，其一端与所述框架可转动地连接，所述张紧调节活动臂能够在一非工作位置和一工作位置之间转动，且所述张紧调节活动臂的另一端在处于所述工作位置时被锁固于所述框架上；

一弹簧，安装于所述活动支臂与所述张紧调节活动臂之间。

在本发明的一实施例中，所述行走轮包括一前轮和一后轮，且所述前轮、所述后轮以及所述张紧轮在除冰时构成一三角形结构。

在本发明的一实施例中，所述电磁振动器有三个，分别具有强、中、弱三级振动强度并依序排列布置在所述框架上；其中，具有强级振动强度的电磁振动器的振动行程为50～100毫米；具有中级振动强度的电磁振动器的振动行程为20～50毫米；具有弱级振动强度的电磁振动器振动行程为20毫米以下；并且，所述具有弱级振动强度的电磁振动器的振动行程与所述线状物体之间具有一绝对距离。

在本发明的一实施例中，所述具有强级振动强度的电磁振动器的振动力为3公斤，其振动行程为50毫米；所述具有中级振动强度的电磁振动器的振动力为2公斤，其振动行程为30毫米；所述具有弱级振动强度的电磁振动器的振动力为1公斤，其振动行程为15毫米；所述绝对距离为3毫米。

在本发明的一实施例中，所述的除冰器还包括：铲冰刀，固定安装在所述框架上，或是通过一活动卡槽可调节地安装在所述框架上，且所述铲冰刀在除冰时是位于所述线状物体的下方。

在本发明的一实施例中，所述的除冰器还包括牵引装置，所述牵引装置包括：

固定环，固定安装于所述框架上；

牵引绳盘，能固定于一线杆上，所述牵引绳盘具有牵引绳，所述牵引绳的一端固定在所述固定环上；

悬挂装置，其包括连接在一起的第一挂钩和第二挂钩，其中所述第一挂钩悬挂于所述线状物体上，所述第二挂钩悬挂于所述牵引绳上。

在本发明的一实施例中，所述牵引装置还包括：多个卡塞，间隔设置于所述牵引绳上，且所述卡塞的外径大于所述第二挂钩的环径，所述卡塞为锥形橡胶卡塞，且两个所述卡塞相对设置，且所述第二挂钩是位于所述两个卡塞之间。

在本发明的一实施例中，所述电源装置为蓄电池或交流电源，所述电气控制系统在所述电源装置为交流电源时还包括一交直流逆变器，用于将交流供电变直流。

在本发明的一实施例中，所述线状物体为高压输电导线，所述框架为绝缘框架。

本发明的除冰器不仅结构简单，而且可以高效、快速地去除输电导线上的覆冰，具有效率高、成本低、安全等特点。

附图说明

图1为本发明的除冰器的结构示意图，其中张紧轮处于非工作状态；

图2为本发明的除冰器应用于高压输电导线上的结构示意图，其中张紧轮处于工作状态；

图3为图2中悬挂装置的结构示意图；

图4为悬挂装置与导线及牵引绳连接的结构示意图；

图5为本发明的除冰器的电路部分的一较佳实施例的结构框图；

图6为本发明的除冰器的电路部分的另一较佳实施例的结构框图。

具体实施方式

为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。

结合参考图1、图2，本发明的除冰器100主要包括：框架10、电源装置20、电气控制系统30、行走系统40、敲击系统60以及无线遥控装置70。利用本发明的除冰器100，可以去除一线状物体200，例如为高压输电导线等，上的覆冰。

在本发明中，所述框架10可为绝缘框架。如图1所示，所述框架10可由多个横梁和竖梁构成多个方形结构，例如，所述框架10是由两个相对的竖梁11和下横梁12以及上横梁14的一部分构成一个方形结构，由一个竖梁11的一部分和一个竖梁16以及所述上横梁14和一个中间横梁13构成另一个方形(长方形)结构。在图1所示的实施例中，所述电源装置20是除冰器的动力来源，其可为蓄电池，例如可采用三个12V的蓄电池20a、20b、20c串联而成，所述蓄电池20a、20b、20c可通过固定角板21固定在所述下横梁12上。当然，蓄电池可根据动力的大小而选择不同容量的电瓶，这并不作为对本发明的限制。而在其它实施例中，所述电源装置20也可以为交流电源。所述电气控制系统30是设置于一电气箱内，所述电气箱则是固定安装于所述中间横梁13上。

在本发明中，所述行走系统40是安装于所述框架10上。如图1所示，所述行走系统40包括行走电机41以及前轮42和后轮43两个行走轮，其中所述行走电机41与所述电气控制系统30相连，且所述行走电机41与所述前轮42和所述后轮43之间分别通过传动皮带44传动连接，所述前轮42和所述后轮43分别固定安装于一安装支架15的一端，所述安装支架15的另一端则固定在所述上横梁14上。

在本发明中，所述敲击系统60包括至少一个电磁振动器，所述电磁振动器是通过固定卡子65固定安装于所述框架100上，并与所述电气控制系统30相连。在本发明的一较佳实施例中，如图1所示，所述敲击系统包括三个电磁振动器61～63，其分别具有强、中、弱三级振动强度并依序排列布置在所述上横梁14上。其中，具有强级振动强度的电磁振动器63的振动行程可为50～100毫米，具有中级振动强度的电磁振动器62的振动行程可为20～50毫米，具有弱级振动强度的电磁振动器61振动行程可为20毫米以下。并且，所述具有弱级振动强度的电磁振动器61的振动行程与所述线状物体200之间具有一绝对距离，例如为3毫米，以免损坏输电导线。

较佳地，在本发明中，所述具有强级振动强度的电磁振动器63的振动力为3公斤，其振动行程为50毫米，主要用于解决覆冰厚度在100毫米以下的冰层；所述具有中级振动强度的电磁振动器62的振动力为2公斤，其振动行程为30毫米，主要用于解决覆冰厚度在50毫米以下的冰层；所述具有弱级振动强度的电磁振动器61的振动力为1公斤，其振动行程为15毫米，主要用于解决覆冰厚度在20毫米以下的冰层。在本实施例中，通过三个不同振动行程和强度的电磁振动器61～63按照预先设置的顺序开始振动，即按照电磁振动器63、电磁振动器62、电磁振动器61的顺序振动。在本实施例中，所述电磁振动器60的振动频率为每秒钟3次，且三级振动频率交错进行，形成一个敲、震、抖兼有的三重效应。由于采用了三级振动强度对三段不同厚度的冰层进行敲击的方法，因此可完成线状物体200覆冰在100毫米以下冰层厚度的敲击功能，有效地解决了因冰层厚度不一无法保证电磁振动器61、62、63的敲击头611、621、631与冰面和线状物体200可控距离的难题。

在本发明中，所述无线遥控装置70包括遥控接收装置71及遥控器72，其中所述遥控接收装置71安装于所述框架100上并与所述电气控制系统30相连。较佳地，所述遥控器72具有一无线发射器721，用以发射无线遥控信号，并设置了两个控制按钮：按钮722用以控制敲击系统60的工作和停止，按钮723用以控制行走系统40的前进和后退。所述遥控接收装置71为无线接收天线。

这样，在除冰时，可以将所述框架100悬挂于所述线状物体200上，如图2所示，此时所述行走轮(包括前轮42和后轮43)是支承于所述线状物体200上，且所述电气控制系统30可根据所述遥控接收装置71接收到的由所述遥控器72发出的遥控信号，控制所述行走轮沿所述线状物体200行走，并控制所述电磁振动器60按不同指令分别进行振动，以敲击所述线状物体200上的覆冰201，从而达成除冰的目的。

更佳地，在本发明的另一实施例中，本发明的除冰器100还可进一步包括有张紧装置50，其可安装于所述框架10上，且在除冰时是在所述线状物体200的下方张紧并支撑所述线状物体200。结合参考图1和图2所示，所述张紧装置50可包括活动支臂51、张紧轮52、张紧调节活动臂53以及弹簧54。其中，所述活动支臂51的一端与所述框架可转动地连接，例如连接在固定于中间横梁13上的安装支架55上。所述张紧轮52则固定于所述活动支臂51的另一端，且所述张紧轮52在除冰时是位于所述线状物体200下方并与所述线状物体200摩擦接触(如图2所示)。所述张紧调节活动臂53的一端与所述框架10可转动地连接，例如连接在所述中间横梁13上，且所述张紧调节活动臂53能够在一非工作位置A(如图1所示)和一工作位置B(如图2所示)之间转动，且所述张紧调节活动臂53的另一端在处于所述工作位置B时被锁固于所述中间横梁13上。所述弹簧54是安装于所述活动支臂51与所述张紧调节活动臂53之间。

在本实施例中，在不使用时所述张紧调节活动臂53是向非受力一方倾倒，如图1所示，此时所述张紧调节活动臂53处于非工作位置A。当使用时可将所述张紧调节活动臂53向受力一方拉紧，并在所述中间横梁13上通过一锁扣将所述张紧调节活动臂53锁死，以保证张紧装置50与线状物体200的适当受力，并使得所述张紧轮52与上方的两个行走轮(前轮42和后轮43)形成一个三角形结构，此三角形结构为符合力学关系的稳定结构，可以保证除冰器在悬挂行走时与线状物体200的稳定性，以及增加行走轮与线状物体200之间的摩擦力，使设备能保持平稳、安全地行进，并使设备与线状物体在电磁振动器60振动时保持频率一致，避免高强度振动时行走轮跳线造成事故的发生。

更佳地，在本发明的另一实施例中，如图2所示，本发明的除冰器100还可进一步包括有牵引装置80。所述牵引装置80包括固定环81、牵引绳盘82以及悬挂装置83。其中，所述固定环81是固定安装于所述框架10上，例如固定在左侧的竖梁11上。所述牵引绳盘82能固定于一线杆90上，所述牵引绳盘82具有牵引绳821，所述牵引绳821的一端固定在所述固定环81上。结合参考图3和图4，所述悬挂装置83包括通过连接件833连接在一起的第一挂钩831和第二挂钩832，其中所述第一挂钩831是悬挂于所述线状物体200上，所述第二挂钩832悬挂于所述牵引绳821上。较佳地，如图3所示，所述第一挂钩831具有一第一开口8311，其口径大于所述线状物体200的外径；所述第二挂钩832具有一第二开口8321，其口径大于所述牵引绳821的外径。

在另一实施例中，所述牵引装置80还可包括有多个卡塞84，间隔设置于所述牵引绳821上，且所述卡塞84的外径大于所述第二挂钩832的环径。较佳地，所述卡塞84可为锥形橡胶卡塞，且在所述牵引绳821上每十米处有两个所述卡塞84a和84b相对设置，所述第二挂钩832是位于所述两个卡塞84a和84b之间，以便于固定所述第二挂钩832，使所述第二挂钩832能随牵引绳821同步前进。牵引绳821的长度可根据除冰器实际工作距离设置。

在本发明中，所述牵引装置80的主要作用是为了确保除冰器100在发生故障、卡死或没电量无法返回时，可实现人工牵引拉回，也可作为交流供电时固定供电导线之用。为了保证牵引绳821在远距离时难以承载自然下坠的自身重量，第一挂钩831的环径大于输电导线30％，这样有利于顺线行走，第二挂钩832的环径则与牵引绳821同径，在除冰器返回时靠除冰器返回的力量将挂钩推回。

更佳地，在本发明的另一实施例中，所述的除冰器100还包括有铲冰刀64，其可固定安装在所述框架10上，或是通过一活动卡槽115可调节地安装在所述框架10上，例如安装在另一竖梁11上，这样针对不同线径可做不同调节。并且，所述铲冰刀64在除冰时是位于所述线状物体200的下方，用以随着所述除冰器100行走过程中铲除位于线状物体200下方的覆冰202。

在本发明中，所述行走电机41为直流调速电机，其是设备行走的关键，而速度的快慢关系到工作效率和除冰效果，速度过快在敲击未完成时会造成除冰效果不理想和造成铲冰刀不能铲除未敲碎的冰块，造成卡塞除冰器不能行走；速度过慢则会效率过低且浪费时间，因此可将直流调速电机的转速设置为恒定速度。通过测试，较佳地可将行走电机41的主动轮与行走轮(包括前轮42和后轮43)的转速比设为10比1，如行走电机41的主动轮的转速为每分钟100转，则行走轮的转速则为每分钟10转。如行走轮每转动一圈为40cm，则每分钟除冰器的行程为40cmx10＝400cm，每小时除冰器的行程则为400cm X60＝24000cm，即240米。而通过实验，三个电磁振动器61～63的布局长度(即电磁振动器61和电磁振动器63之间的间距)为40cm，当三个敲击器同时工作冰层厚度在50mm以下时，每分钟可保证4米线长的有效工作。若冰层厚度超出60mm时可通过遥控器72控制所述除冰器100进行返回反复敲击，以期达到除冰效果。

图5为本发明的除冰器的电路部分的一较佳实施例的结构框图。如图5所示，在本实施例中，除冰器的电源装置为蓄电池20’。电气控制系统30包括一控制模块31，其与蓄电池20’、遥控接收装置71、行走系统40和敲击系统60相连。

图6为本发明的除冰器的电路部分的另一较佳实施例的结构框图。如图6所示，在本实施例中，除冰器的电源装置为交流电源20”。电气控制系统30除包括控制模块31外，还包括一交直流逆变器32，用于将交流供电220V变为直流36V。

在本发明中，当遥控接收装置71接收到遥控器72发出的工作指令时，通过控制模块31向敲击系统60发出工作或停止指令，以使电磁振动器开始工作或停止工作。当遥控器72向行走系统40发出前进信号指令后，行走系统40随即开始按预先设置的速度前进。当然，也可根据冰层的厚度通过遥控器72调整行走系统40返回或前进，以对冰层进行反复敲击。

本发明的除冰器100并不局限应用于高压输电导线上，其同样可以用于清除其它类似线状物体上的覆冰。

本发明的除冰器100不仅结构简单，而且具有效率高、成本低、安全等优点。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种除冰器，用于去除一线状物体上的覆冰，其特征在于，所述除冰器包括：

框架；

电源装置，安装于所述框架上；

电气控制系统，安装于所述框架上，并与所述电源装置相连；

行走系统，安装于所述框架上，并与所述电气控制系统相连，其中所述行走系统包括行走电机及行走轮，所述行走电机与所述行走轮通过传动皮带传动连接；

敲击系统，其包括至少一个电磁振动器，所述电磁振动器安装于所述框架上，并与所述电气控制系统相连；

无线遥控装置，包括遥控接收装置及遥控器，其中所述遥控接收装置安装于所述框架上并与所述电气控制系统相连；

其中，所述框架在除冰时是悬挂于所述线状物体上，所述行走轮是支承于所述线状物体上，且所述电气控制系统在除冰时是根据所述遥控接收装置接收到的由所述遥控器发出的遥控信号控制所述行走轮沿所述线状物体行走，并控制所述电磁振动器振动以敲击所述线状物体上的覆冰。

2.根据权利要求1所述的除冰器，其特征在于，还包括：

张紧装置，安装于所述框架上，且所述张紧装置在除冰时是在所述线状物体的下方张紧并支撑所述线状物体。

3.根据权利要求2所述的除冰器，其特征在于，所述张紧装置包括：

一活动支臂，其一端与所述框架可转动地连接；

一张紧轮，固定于所述活动支臂的另一端，且所述张紧轮在除冰时是位于所述线状物体下方并与所述线状物体摩擦接触；

一张紧调节活动臂，其一端与所述框架可转动地连接，所述张紧调节活动臂能够在一非工作位置和一工作位置之间转动，且所述张紧调节活动臂的另一端在处于所述工作位置时被锁固于所述框架上；

一弹簧，安装于所述活动支臂与所述张紧调节活动臂之间。

4.根据权利要求3所述的除冰器，其特征在于，所述行走轮包括一前轮和一后轮，且所述前轮、所述后轮以及所述张紧轮在除冰时构成一三角形结构。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的除冰器，其特征在于，所述电磁振动器有三个，分别具有强、中、弱三级振动强度并依序排列布置在所述框架上；其中，具有强级振动强度的电磁振动器的振动行程为50～100毫米；具有中级振动强度的电磁振动器的振动行程为20～50毫米；具有弱级振动强度的电磁振动器振动行程为20毫米以下；并且，所述具有弱级振动强度的电磁振动器的振动行程与所述线状物体之间具有一绝对距离。

6.根据权利要求5所述的除冰器，其特征在于，所述具有强级振动强度的电磁振动器的振动力为3公斤，其振动行程为50毫米；所述具有中级振动强度的电磁振动器的振动力为2公斤，其振动行程为30毫米；所述具有弱级振动强度的电磁振动器的振动力为1公斤，其振动行程为15毫米；所述绝对距离为3毫米。

7.根据权利要求1所述的除冰器，其特征在于，还包括：

铲冰刀，固定安装在所述框架上，或是通过一活动卡槽可调节地安装在所述框架上，且所述铲冰刀在除冰时是位于所述线状物体的下方。

8.根据权利要求1所述的除冰器，其特征在于，还包括牵引装置，所述牵引装置包括：

固定环，固定安装于所述框架上；

牵引绳盘，能固定于一线杆上，所述牵引绳盘具有牵引绳，所述牵引绳的一端固定在所述固定环上；

悬挂装置，其包括连接在一起的第一挂钩和第二挂钩，其中所述第一挂钩悬挂于所述线状物体上，所述第二挂钩悬挂于所述牵引绳上。

9.根据权利要求8所述的除冰器，其特征在于，所述牵引装置还包括：

多个卡塞，间隔设置于所述牵引绳上，且所述卡塞的外径大于所述第二挂钩的环径，所述卡塞为锥形橡胶卡塞，且两个所述卡塞相对设置，且所述第二挂钩是位于所述两个卡塞之间。

10.根据权利要求1所述的除冰器，其特征在于，所述电源装置为蓄电池或交流电源，所述电气控制系统在所述电源装置为交流电源时还包括一交直流逆变器，用于将交流供电变直流。

11.根据权利要求1所述的除冰器，其特征在于，所述线状物体为高压输电导线，所述框架为绝缘框架。