CN106076941B - 架空线绝缘子除污装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及架空线绝缘子除污装置，其特征在于该装置包括清洗模块、升降模块、行走模块、水管箱、水箱和水泵；所述清洗模块通过升降模块固定在行走模块上，水管箱、水箱与水泵均固定在行走模块上，水管箱通过水泵与水箱连接；所述清洗模块包括清洗臂、喷嘴、滑块、丝杠螺母机构、导轨、导轨架和工作台；所述工作台上设置有工作台出水口，工作台出水口外侧设置有导轨支架，所述导轨通过螺钉固定在导轨架上,在相邻的两个导轨支架之间横向连接有连接架，在连接架中间外侧沿竖直方向固定有丝杠螺母机构，所述丝杠螺母机构包括丝杠连接板、丝杠螺母、丝杠、轴承座、联轴器及步进电机；步进电机与丝杠由联轴器相连接，丝杠两端套有轴承座。

Description

架空线绝缘子除污装置

技术领域

本发明涉及电力线路维护技术领域，具体涉及一种架空线绝缘子除污装置。

背景技术

绝缘子在电力线路中必不可少，起着防止电流在不同电位的导体间流动或回地的作用，还可以支撑导体，承受相应的机械应力。运行在户外的绝缘子，会受到灰尘、烟尘和工业排放物等的污染，在瓷表面形成污秽层。被污染的绝缘子在电压作用下发生沿面闪络，也称污闪。在干燥状态下，绝缘子受表面污闪的影响并不大，但在雾、露、雪、毛毛雨等气候条件下，绝缘子表面的污秽层受潮，其闪络电压大大降低，会导致污闪事故的发生，甚至在工作电压下就会发生污闪事故。污闪事故的特点是时间长，一般不能自动合闸消除，事故容易扩大，造成大面积停电，检修恢复时间长，严重影响电力系统的安全运行。全国各地历年污闪事故数量之多,危害之大,着实惊人,一次污闪事故有时少送电量达几百万度,因停电而危及人身和设备安全给国民经济所造成巨大的损失,更难以估计，故要针对污闪采取预防措施。预防污闪常采用人工带电水冲洗的方法对绝缘子进行清洗。然而对工作人员而言，这种方法存在人身安全隐患。

申请号为201510334199.6的中国专利公开一种绝缘子自动清洗系统，该系统将拆下来的绝缘子摆放在旋转托盘装置上，通过机械手臂将绝缘子运送到清洗机构内进行清洗，整个工程自动化程度高，但是工序复杂，需要卸下绝缘子，不能在线工作。

专利号为201410404083.0的中国专利公开一种绝缘子电动清洗装置，该装置中的电动清洗头与位于水槽上方的清洗关节相连接，清洗关节座的上方设有电动清洗臂，步进电机用于驱动电动清洗臂转动，其不足之处在于该装置的清洗工作仅由单个清洗头旋转完成，工作效率不高。

结合以上专利方案的优点和缺点，需要提出一种清洗效果较好，自动化程度高，同时不影响线路正常工作的绝缘子清洗装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种清除效果好、工作能力强的架空线绝缘子除污装置，该装置自动化程度高，在清洗的同时又不影响线路的正常工作。

本发明的技术方案是：

一种架空线绝缘子除污装置，其特征在于该装置包括清洗模块、升降模块、行走模块、水管箱、水箱和水泵；所述清洗模块通过升降模块固定在行走模块上，水管箱、水箱与水泵均固定在行走模块上，水管箱通过水泵与水箱连接；

所述清洗模块包括清洗臂、喷嘴、滑块、丝杠螺母机构、导轨、导轨架和工作台；所述工作台上设置有工作台出水口，工作台出水口外侧设置有导轨支架，所述导轨通过螺钉固定在导轨架上,在相邻的两个导轨支架之间横向连接有连接架，在连接架中间外侧沿竖直方向固定有丝杠螺母机构，所述丝杠螺母机构包括丝杠连接板、丝杠螺母、丝杠、轴承座、联轴器及步进电机；步进电机与丝杠由联轴器相连接，丝杠两端套有轴承座，轴承座固定在连接架上，所述丝杠螺母通过丝杠连接板与清洗臂的外侧连接，清洗臂的两端通过滑块与相应的轨道连接，清洗臂能在导轨上上下滑动；

所述升降模块包括底座、滚轮、液压动力机构和升降连杆；升降连杆上部与所述工作台的下部相连，升降连杆上部与工作台连接的平面上设有进水口，升降连杆底部一侧装有底座，底座与行走模块相连，形成固定端，升降连杆底部另一侧装有滚轮，滚轮同时与所述液压动力机构相连，构成移动端；

所述行走模块包括车轮、车体平台与车箱；车箱内装有蓄电池、控制电机、控制单元、无线通讯组件和联轴器，所述控制单元用来控制升降模块、清洗模块与行走模块进行相应的动作，所述蓄电池为装置整体供电，所述车轮通过联轴器与控制电机连接，控制单元与控制电机和无线通讯组件连接，无线通讯组件与外部工作站控制台连接；

所述水管箱包括水管、水管箱外壳、旋转接头、旋转盘、轴承、扭力弹簧和连接水管；所述旋转盘以旋转接头为中心设置在水管箱的内部，所述旋转接头通过轴承与水管箱外壳连接，并在外侧伸出的一端通过连接水管与水泵相连；水管一端与旋转接头相接，另一端缠绕在旋转盘周围，并从水管箱外壳的开口处引出，穿过进水口与清洗模块中工作台出水口相连，扭力弹簧一端连接在旋转接头，一端与水管箱外壳相连接。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明通过行走模块在地面上移动，到达电力线路绝缘子下方，通过升降模块将清洗模块送达绝缘子周围进行相应的清污工作，其工作流程通过无线通讯组件实现远程控制，工作人员可以在工作站控制台发出指令控制整个流程，此装置代替了传统的人工冲洗，节省人力的同时避免了带电清洗中处于潮湿环境下的绝缘子放电造成的危害，保证了工作人员的人身安全。

2、本发明的清洗模块采用了两个对称放置的清洗臂，共装有4个喷头，分别置于两个清洗臂之上，这4个喷头采用对称布置方式，工作时，可将4个喷头对称环绕于绝缘子周围，从而对绝缘子进行包裹式地冲洗，使冲洗更加全面。同时还采用了丝杠螺母装置，由步进电机带动丝杠转动，使与丝杠螺母相连的清洗臂在导轨上做上下往复运动，实现了4个喷头的上下位移，多角度、大范围地对绝缘子进行了冲洗，提高了清污能力。

3、本发明通过对水管箱内部结构的设计，完成了水管随清洗模块的自动伸长与回收，防止了水管缠绕等问题。即采用扭力弹簧给予水管受力，通过水管箱内的旋转盘来自动伸长和收纳水管。这种设计结构简洁，制作成本低，实用性高。

4、本发明行走模块中的车轮采用万向轮，通过主轮旁边成角度的周边轮轴把一部分的机轮转向力转化到一个机轮法向力上面。依靠各自机轮的方向和速度，这些力的最终合成在任何的要求方向上产生一个合力矢量从而保证了车体能在合力方向上自由移动。基于这种车轮车体可实现前行、横移、斜行、旋转等多种运动方式，可以实现准确定位。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的清洗模块1的立体结构示意图；

图3是本发明的升降模块2的立体结构示意图；

图4是本发明的行走模块3的立体结构示意图；

图5是本发明的水管箱4内部的结构示意图；

图6是本发明的水管箱4外侧的结构示意图。

图中，1-清洗模块、2-升降模块、3-行走模块、4-水管箱、5-水箱、6-水泵、1.1-清洗臂、1.2-喷嘴、1.3-连接架、1.4-滑块、1.5-丝杠连接板、1.6-丝杠螺母、1.7-丝杠、1.8-轴承座、1.9-联轴器、1.10-步进电机、1.11-导轨、1.12-导轨架、1.13-工作台、1.14-工作台出水口、2.1-进水口、2.2-底座、2.3-滚轮、2.4-液压动力机构、2.5-升降连杆、2.6-滚轴、3.1-车轮、3.2-车体平台、3.3-车箱、4.1-水管、4.2-水管箱外壳、4.3-旋转接头、4.4-旋转盘、4.5-轴承、4.6-扭力弹簧、4.7-连接水管。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明做进一步详述，但并不以此作为对本申请权利要求保护范围的限定。

本发明架空线绝缘子除污装置(简称装置，参见图1-6)包括清洗模块1、升降模块2、行走模块3、水管箱4、水箱5和水泵6；所述清洗模块1通过升降模块2固定在行走模块3上，水管箱4、水箱5与水泵6均固定在行走模块3上，水管箱4通过水泵6与水箱5连接；

所述清洗模块1(参见图2-3)包括清洗臂1.1、喷嘴1.2、滑块1.4、丝杠螺母机构、导轨1.11、导轨架1.12和工作台1.13；所述工作台1.13上设置有工作台出水口1.14，工作台出水口外侧设置有导轨支架1.12，所述导轨1.11通过螺钉固定在导轨架1.12上,在相邻的两个导轨支架1.12之间横向连接有连接架1.3，在连接架1.3中间外侧沿竖直方向固定有丝杠螺母机构，所述丝杠螺母机构包括丝杠连接板1.5、丝杠螺母1.6、丝杠1.7、轴承座1.8、联轴器1.9及步进电机1.10；步进电机1.10与丝杠1.7由联轴器1.9相连接，丝杠1.7两端套有轴承座1.8，轴承座1.8固定在连接架1.3上，所述丝杠螺母1.6通过丝杠连接板1.5与清洗臂1.1的外侧连接，清洗臂1.1的两端通过滑块1.4与相应的轨道1.11连接，清洗臂1.1能在导轨1.11上上下滑动；

所述清洗臂1.1由三块呈120°连接的矩形板构成，中间的矩形板通过螺栓与两个滑块1.4相连，两侧的矩形板中心有螺纹孔，喷嘴1.2通过螺纹孔固定在清洗臂1.1上，喷嘴1.2由软管与工作台出水口1.14相连接；清污装置工作时，步进电机1.10启动，带动丝杠1.7转动，使丝杠螺母1.6上下位移，丝杠螺母1.6通过丝杠连接板1.5带动清洗臂1.1上下移动，完成清洗动作；

所述升降模块2(参见图3)包括进水口2.1、底座2.2、滚轮2.3、液压动力机构2.4和升降连杆2.5；升降连杆2.5上部与所述工作台1.13的下部相连，升降连杆2.5上部与工作台1.13连接的平面上设有进水口2.1，升降连杆2.5底部一侧装有底座2.2，底座2.2与行走模块3相连，形成固定端，升降连杆2.5底部另一侧装有滚轮2.3，滚轮2.3同时与所述液压动力机构2.4相连，构成移动端；所述升降模块2未工作时，由液压动力机构2.4控制，升降连杆2.5处于收缩状态；升降模块2工作时，液压动力机构2.4驱动滚轮2.3向底座2.2方向滚动，带动升降连杆2.5上升，使清洗模块1上升到合适的工作位置；

所述行走模块3(参见图4)包括车轮3.1、车体平台3.2与车箱3.3；车箱3.3内装有蓄电池、控制电机、控制单元、无线通讯组件和联轴器，所述控制单元用来控制升降模块、清洗模块与行走模块进行相应的动作，所述蓄电池为装置整体供电，所述车轮3.1通过联轴器与控制电机连接，控制单元与控制电机和无线通讯组件连接，无线通讯组件与外部工作站控制台连接，控制单元通过接收工作站控制台的信号，给控制电机下达命令完成要求动作，同时无线通讯组件根据采集到的信号，将实时情况传输到外部工作站控制台；所述车轮3.1选用万向轮，控制方便，定位精确；

所述水管箱4(参见图5-6)包括水管4.1、水管箱外壳4.2、旋转接头4.3、旋转盘4.4、轴承4.5、扭力弹簧4.6和连接水管4.7；所述旋转盘4.4以旋转接头4.3为中心设置在水管箱4的内部，所述旋转接头4.3通过轴承4.5与水管箱外壳4.2连接，并在外侧(即靠近水箱5的一侧)伸出的一端通过连接水管4.7与水泵6相连；水管4.1一端与旋转接头4.3相接，另一端缠绕在旋转盘4.4周围，并从水管箱外壳4.2的开口处引出，穿过进水口2.1与清洗模块1中工作台出水口1.14相连，扭力弹簧4.6一端连接在旋转接头4.3，一端与水管箱外壳4.2相连接；

当升降模块2处于工作状态时，工作台1.13上升，带动水管4.1从水管箱4中伸出，带动旋转接头4.3和旋转盘4.4转动，使扭力弹簧4.6处于压缩状态；清洗结束后，工作台1.13下降，在扭力弹簧4.6的扭力作用下，带动旋转接头4.3和旋转盘4.4转动，使水管4.1与升降模块2同步收回。

本发明装置通过行走模块3在地面上移动，到达电力线路绝缘子下方，通过升降模块2将清洗模块1送达绝缘子周围进行相应的清污工作。在行走模块3中安装有控制单元，用来控制升降模块、清洗模块与行走模块进行相应的动作。蓄电池为装置整体供电。本发明中清洗臂的形状可以不限于由120°的三块矩形板构成，还可以为圆弧形，或其他形状，以可以包裹住绝缘子为基准，清洗臂的包裹空间与绝缘子的外径相匹配，能够有效充分地对绝缘子进行清洗。丝杠螺母机构的设置能够实现清洗臂的上下微调，使清洗更方便，且更充分。

本发明的完整工作流程为：装置整体通过置于车箱3.3内部的无线通讯组件接收工作站的信号，使控制电机启动，通过联轴器带动车轮3.1转动，按要求到达指定工作地点。到达需要清洗的绝缘子下方后，启动液压动力机构2.4，滚轮2.3向底座2.2方向滚动，带动升降连杆2.5上升，将清洗模块1上升到合适的工作位置，即将绝缘子包裹于两对称的机械臂中心。与此同时，与进水口2.1相固定连接的水管4.1随清洗模块1向上拉伸。旋转盘4.4随着水管4.1的拉出而转动，使水管箱4另一侧的扭力弹簧4.6处于压缩状态。然后清洗工作开始，水泵6启动，通过水管4.1向清洗模块1中的4个喷嘴1.2供水，对绝缘子进行冲洗。冲洗过程中，由步进电机1.10带动丝杠1.7转动，从而使清洗臂1.1上下移动，对绝缘子进行完整地冲洗。冲洗动作完成后，水泵6停止工作，控制液压动力机构2.4动作，使滚轮2.3向底座2.2的反方向滚动，升降连杆2.5收缩，回到初始状态，带动清洗模块1下降。与此同时，由于扭力弹簧4.6处于压缩状态，使旋转盘4.4产生扭矩。随着清洗模块1的下降，水管4.1下降的同时由于此扭矩的作用，旋转盘4.4旋转，将水管4.1深处的部分拉回，缠绕在旋转盘4.4上。至此，单个清洗流程结束，整个装置回到初始状态，等待工作人员的下个指令。

本发明未述及之处适用于现有技术。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (2)

1.一种电力线路绝缘子清污装置，其特征在于该装置包括清洗模块、升降模块、行走模块、水管箱、水箱和水泵；所述清洗模块通过升降模块固定在行走模块上，水管箱、水箱与水泵均固定在行走模块上，水管箱通过水泵与水箱连接；

所述清洗模块包括清洗臂、喷嘴、滑块、丝杠螺母机构、导轨、导轨架和工作台；所述工作台上设置有工作台出水口，工作台出水口外侧设置有导轨支架，所述导轨通过螺钉固定在导轨架上,在相邻的两个导轨支架之间横向连接有连接架，在连接架中间外侧沿竖直方向固定有丝杠螺母机构，所述丝杠螺母机构包括丝杠连接板、丝杠螺母、丝杠、轴承座、联轴器及步进电机；步进电机与丝杠由联轴器相连接，丝杠两端套有轴承座，轴承座固定在连接架上，所述丝杠螺母通过丝杠连接板与清洗臂的外侧连接，清洗臂的两端通过滑块与相应的轨道连接，清洗臂能在导轨上上下滑动；所述清洗臂的数量为两个，两个清洗臂的包裹空间与绝缘子的外径相匹配，每个清洗臂由三块呈120°连接的矩形板构成，中间的矩形板通过螺栓与两个滑块相连，两侧的矩形板中心有螺纹孔，喷嘴通过螺纹孔固定在清洗臂上，喷嘴由软管与工作台出水口相连接；

所述升降模块包括底座、滚轮、液压动力机构和升降连杆；升降连杆上部与所述工作台的下部相连，升降连杆上部与工作台连接的平面上设有进水口，升降连杆底部一侧装有底座，底座与行走模块相连，形成固定端，升降连杆底部另一侧装有滚轮，滚轮同时与所述液压动力机构相连，构成移动端；

所述行走模块包括车轮、车体平台与车箱；车箱内装有蓄电池、控制电机、控制单元、无线通讯组件和联轴器，所述控制单元用来控制升降模块、清洗模块与行走模块进行相应的动作，所述蓄电池为装置整体供电，所述车轮通过联轴器与控制电机连接，控制单元与控制电机和无线通讯组件连接，无线通讯组件与外部工作站控制台连接；

所述水管箱包括水管、水管箱外壳、旋转接头、旋转盘、轴承、扭力弹簧和连接水管；所述旋转盘以旋转接头为中心设置在水管箱的内部，所述旋转接头通过轴承与水管箱外壳连接，并在外侧伸出的一端通过连接水管与水泵相连；水管一端与旋转接头相接，另一端缠绕在旋转盘周围，并从水管箱外壳的开口处引出，穿过进水口与清洗模块中工作台出水口相连，扭力弹簧一端连接在旋转接头，一端与水管箱外壳相连接。

2.根据权利要求1所述的电力线路绝缘子清污装置，其特征在于所述车轮选用万向轮。