CN106410724B - 一种送变电线路结晶物清理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种送变电线路结晶物清理装置，包括行走机构以及通过机械臂连接在所述行走机构下方的机架，所述机架上设置除冰机构，所述机架内部左侧设置无线控制器，所述行走机构与所述无线控制器电信号连接；所述除冰机构由左至右依次包括覆冰破碎模块、水刀分割模块和预切割模块；所述机架上设置用于姿态调整的姿态调整模块与平衡检测模块；采用预切割模块对冰块进行预切割，之后采用水刀分割模块对预切割后的覆冰进行分割，最后采用覆冰破碎模块将经过预切割和分割后的覆冰从电力线上清理下来，并结合姿态调整模块和平衡检测模块，确保本装置在遇到较难清理的冰块时，也能保证本装置的平稳运行，增强了本发明的除冰效果。

Description

一种送变电线路结晶物清理装置

技术领域

本发明属于电力维护保障技术领域，尤其是涉及一种送变电线路结晶物清理装置。

背景技术

电力线路覆冰导致的故障一直是国内外电力系统的严重灾害之一。国际上对线路覆冰问题研究也很重视，国际大电网会议多次组织各国专家进行专题研讨国际电工委员会专门制订了有关电力线路覆冰的技术标准。我国西北地区、东北地区冬季寒冷，高压输送线路结冰严重，尽管采用防覆冰技术一定程度上抑制覆冰的生成和发展，避免或减少了覆冰引起事故，但其潜在的危害一直困扰着电力部门。近年来发生的一些大冰灾己经危及到我国主干网线路的运行安全，国家电网公司对电网覆冰除冰工作高度关注。年春节前后华中地区出现极为罕见的冻雨、雨雪天气，特别是湖南、湖北两省分别遭受了年和年以来大面积、长时间、高强度的电力线路覆冰自然灾害，造成华中电网变电站发生设备故障次交直流电力线路共跳闸条次。灾害造成交流电力线路倒塔条基，严重变形基地线滑移处、断线处，地线支架变形处线路倒塔基，严重变形基，电网解列。随着我国近年来电力线路的增加，以及电压等级的提高，覆冰对电力线路的潜在危害也愈加严重。所以立项研究快速合理的除去线路覆冰技术是很有必要的。电力系统的不断发展和安全稳定运行给国民经济和社会发展带来了巨大的动力和效益，高压线路能否安全运行是远距离输电的保障。目前，高压电力线路的覆冰和积雪时刻威胁着电力系统的安全运行，电力线路覆冰导致的故障一直是国内外电力系统的严重灾害之一。在俄罗斯、加拿大、美国、日本、英国、芬兰、冰岛及我国北部和中西部高寒地带，电力线路覆冰导的电路损害以及由此引发的安全事故，常常给当地的生活和生产带来极大的不便，并造成巨大的经济损失。电力线路一旦产生覆冰，将会引起线路倒杆塔、断线和绝缘子闪络等重大事故，对电力系统的安全运行产生严重危害之一。大型电力系统一旦发生故障，将会造成大面积停电，造成巨大的经济损失，给社会造成灾难性的后果。我国是电力线路覆冰严重的国家之一，线路冰灾事故发生的概率居世界前列。

近些年来发生的一些大冰灾已经危及到我国主干网线路的运行安全，国家电网公司对电网覆冰除冰工作高度关注。年春节前后华中地区出现极为罕见的冻雨、雨雪天气，特别是湖南、湖北两省分别遭受了大面积、长时间、高强度的电力线路覆冰灾害，造成华中电网变电站发生设备故障次交直流电力线路共跳闸条次。灾害造成交流电力线路倒塔条基，严重变形基地线滑移处、断线处，地线支架屈服处线路倒塔基，严重变形基，电网解列次。直接经济损失超过数百亿元，对人们的日常生活和生命财产安全产生严重危害。随着我国近年来电力线路的增加，以及电压等级的提高，覆冰对电力线路的潜在危害也愈加严重。避免这种重大自然灾害发生的有力措施一及时清除结冰，减轻线路承重，是比较有效的方法。

目前国内的除冰技术最常用还是人工除冰方法，用木棍、竹竿等最原始的工具对最严重的覆冰线路段进行敲击，除去线路上的覆冰。此外，还有热力融冰技术、过电流融冰技术、短路融冰技术等。短路融冰技术包括不带负荷的三相短路融冰技术、导线对导线两相短路融冰技术、导线对地线单相短路融冰技术，以及传统的带负荷融冰技术、利用介质损耗除冰技术、利用短路电磁力除冰技术等。其中利用短路电磁力除冰技术对电力系统的稳定性有较大影响，不适用于超高压电力线路不带负荷短路加热导线融冰方法最为完善，在我国应用较为广泛传统的带负荷融冰方法只适用于局部覆冰严重地段的线路，对大面积覆冰地区线路的融冰或较长线路的全线融冰还做不到利用介质损耗除冰技术，把电介质加热和趋肤效应加热结合起来，可以均匀除冰，能耗较低，移动灵活方便，但有待于解决电磁干扰问题。我国当前除冰作业方法主要靠人工进行。人工除冰费时费力，同时也受到自然环境的制约，如高山、湖泊等恶劣环境会对作业人员的人身安全造成威胁。总之，目前除、防冰技术普遍能耗大、安全性低，尚无安全、有效、简单的方法`一。因此，急需一种能够代替人工除冰的作业方法和设备，随着移动机器人技术的发展，用一种能够在架空电力线上稳定行走，可以实时在线路上进行除冰的智能化的机器人来取代人工除冰，这样既可以提高除冰质量，又可以提高工作效率心节省大量的人力资源，除冰机器人就是在这种需求下应运而生的，研发成功的除冰机器人有很广泛的应用前景，在技术上是传统除冰技术的新突破，它能够快速的除去线路上的覆冰，减少电力事故的发生，降低因事故发生造成的损失。尤其是我国近年来电压等级的提高，以及电力线路增加，除冰机器人有很好的市场前景，同时能创造良好的经济效益和社会效益。

专利申请号为201210172326.3的发明专利公开了一种输电线线路除冰机器人，包括除冰机构、驱动机构、夹紧机构、支撑机构、越障机构，驱动机构包括驱动电机和电机座，除冰机构和夹紧机构与电机座固定，支撑机构的上端连接电机座，支撑机构固定在越障机构上；所述的除冰机构、驱动机构、夹紧机构、支撑机构有两组且对称相向布置；该发明可以跨过杆塔实现多档线路之间自动除冰作业，然而，该发明采用除冰棒对覆冰进行敲击的方式进行除冰，该方法对冰层厚度小、冰层硬度较低的覆冰具有一定的除冰效果，对冰层厚度较大、冰层硬度较大的覆冰除冰效果不理想。

专利申请号为201410477337.1的发明专利公开了输电线路除冰装置，包括外壳、电源、行走轮、敲击部分、切割部分和遥控装置，遥控装置包括遥控模块，外壳包括竖直设置的竖箱和连接在竖箱前侧的上箱体和密封的下箱体，上箱体和下箱体的中间构成用于输电线路通过的通过空间，上箱体的底部设有开口，两个或两个以上的行走轮沿横向方向安装在上箱体处，行走轮的下半部分伸出上箱体，电源和遥控模块安装在下箱体内；所述行走轮连接有行走轮电机；通过现场模拟试验该除冰装置可以实现在单、双分裂导线上有效行走并跨越间隔棒、其敲击、切割功能均能在遥控情况下有效实现。该发明采用切割部分先对覆冰进行切割之后对切割后的覆冰通过敲击部分进行敲击，能够对一些冰层厚度较大的覆冰进行除冰，但该发明切割部分采用的是切割片对覆冰进行切割，该方法存在切割效果不理想以及容易损伤电力线的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种送变电线路结晶物清理装置，能够根据检测到的覆冰层厚度调整水刀分割模块的水压，从而在对表面覆冰进行分割时既能高效除冰又不受覆冰层厚度的影响，还不会损伤线路，而且采用预切割模块对覆冰进行预先切割，更易于进行水刀分割时将覆冰分成小块。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种送变电线路结晶物清理装置，包括行走机构以及通过机械臂连接在所述行走机构下方的机架，所述行走机构包括卡设置在电力线上覆冰已除部位的后行走轮和卡设在电力线上覆冰未除部位的前行走轮，所述机架上设置除冰机构，且所述除冰机构位于所述后行走轮与所述前行走轮之间，所述机架内部左侧设置无线控制器，所述行走机构与所述无线控制器电信号连接；所述除冰机构由左至右依次包括覆冰破碎模块、水刀分割模块和预切割模块；所述机架上设置用于姿态调整的姿态调整模块与平衡检测模块。

所述姿态调整模块包括与所述机架固定相连的第一支撑臂、设置在第一支撑臂上的第二支撑臂、设置在第二支撑臂上的第三支撑臂、以及设置在所述第三支撑臂驱动电机，所述驱动电机上设置螺旋桨。

所述第一支撑臂上设置第一步进电机，所述第一步进电机的输出轴与所述第二支撑臂的后端相连连接，所述第二支撑臂的前端面上设置第二步进电机，所述第二步进电机的输出轴与第三支撑臂相连接。

所述第一步进电机的输出轴与所述第二步进电机的输出轴空间相互垂直。

所述平衡监测模块包括MEMS陀螺仪和MEMS加速计。

所述覆冰破碎模块包括设置在所述机架上的破碎模块支架、设置在所述破碎模块支架上端的左侧带开口的半框形固定钳口、采用燕尾结构滑动设置在所述半框形固定钳口右侧的活动钳口，所述半框形固定钳口与所述活动钳口相接触位置分别设置圆弧形凹槽，所述半框形固定钳口上的圆弧形凹槽两侧设置通孔且所述通孔上部设置内螺纹，所述通孔上部螺纹连接螺杆，所述活动钳口上与所述通孔位置相对应处设置沉孔，所述螺杆底部和所述沉孔底部均设置导向柱，所述螺杆底部的导向柱上套设有压缩弹簧且所述压缩弹簧的下部套设在所述沉孔底部的导向柱上，所述压缩弹簧的上端固定设置在所述螺杆底部，所述活动钳口底部设置弧形凸台，所述半框形固定钳口上设置底座，所述底座上设置破碎电机，所述破碎电机的输出轴上偏心设置与所述凸台相配合的飞轮，所述破碎电机与所述无线控制器电信号连接；所述机架上设置覆冰厚度检测模块，所述覆冰厚度检测模块与所述无线控制器电信号连接。

所述水刀分割模块包括设置在所述机架上的水刀支架、设置在所述水刀支架上的两个喷射切割头、设置在所述机架内部的水箱以及设置在所述机架内的高压泵，两个喷射切割头分别位于电力线前后两侧，所述水箱的出水孔通过管道与所述高压泵的进水口相连接，所述喷射切割头的喷嘴朝向覆冰外表面且所述喷射切割头通过管道与所述高压泵的出水口相连接，所述高压泵与所述无线控制器电信号连接；

所述预切割模块包括设置在所述机架上的基座，所述基座上表面设置圆弧形卡槽，所述圆弧形卡槽的两边侧壁上设置一对圆弧形滑轨，所述圆弧形卡槽内卡设有圆环形刀架，所述圆环形刀架上开设有与所述圆弧形滑轨相配合的圆弧形滑槽；所述圆环形刀架由两个半圆形刀架组成，两个半圆形刀架之间通过内侧的紧固件进行紧固，所述半圆形刀架内部沿径向设置带收紧口的沉槽，所述沉槽内设置刀杆，所述刀杆内端设置凸起，所述刀杆外端设置刀头，所述刀杆靠近所述刀头位置设置限位块，所述刀杆上套设顶紧弹簧且所述顶紧弹簧位于所述沉槽端部与所述限位块之间；所述圆环形刀架圆周面上设置轮齿，所述基座上设置电机座，所述电机座上设置预切割电机，所述预切割电机的输出轴上设置与所述轮齿相配合的齿轮，所述预切割电机与所述无线控制器电信号连接。

所述水箱顶部设置开口，所述开口上设置接冰雪漏斗，所述机架顶部与所述接冰雪漏斗位置相对应处设置有缺口用于，所述水箱底部设置加热模块且所述加热模块与所述无线控制器电信号连接。

所述覆冰厚度检测模块包括设置在所述机架前部的覆冰电力线图像采集单元、设置在所述机架后部的未覆冰电力线图像采集单元和设置在所述机架内部右端的处理器单元，所述覆冰电力线图像采集单元和所述未覆冰电力线图像采集单元位于所述后行走轮和所述前行走轮之间，所述处理器单元包括依次电信号相连接的图像预处理单元、边缘检测单元及计算单元，所述覆冰电力线图像采集单元和所述未覆冰电力线图像采集单元均与所述图像预处理单元电信号相连接，所述图像预处理单元用于对所述覆冰电力线图像采集单元采集的图像和所述未覆冰电力线图像采集单元采集的图像进行灰度化和滤波处理，所述边缘检测单元用于对采集图像进行边缘过滤，所述计算单元用于计算覆冰电力线图像宽度与未覆冰电力线图像宽度差的一半以得到覆冰层厚度。

所述机架底部设置重心调整模块，所述重心调整模块包括采用燕尾结构滑动设置在所述机架底部的配重块和设置在所述机架底部左侧的自动伸缩杆，所述自动伸缩杆的自由端与所述配重块连接，所述自动伸缩杆与所述无线控制器电信号连接。

所述自动伸缩杆为电动伸缩杆。

本发明的有益效果是：

本发明针对现有的除冰装置，要么只能清除覆冰层较薄的覆冰，要么在清除覆冰层较厚的覆冰时容易损伤线路的问题，提供一种先采用预切割模块对覆冰表面进行与切割，随后采用水刀分割模块对覆冰进行再次分割，进而利用后面的覆冰破碎模块对已经分割过的覆冰进行挤压和震动，从而将覆冰全部从线路上清除掉。采用前行走轮和后行走轮的行走机构，前行走轮卡设在输变线上覆冰未除部位，后行走轮卡设在输变线上覆冰已清除部位，而且前行走轮和后行走轮均通过设置在机架内部左侧的无线控制器进行控制以便于地面人员通过遥控器控制前行走轮和后行走轮的行走；在机架上设置除冰机构，且除冰机构位于后行走轮与前行走轮之间，这样能够保持本整体结构的平稳；除冰机构由左至右依次包括覆冰破碎模块和水刀分割模块，这样水刀分割模块能够提前将覆冰进行分割以使覆冰与输变线产生裂缝并减小它们之间的接触面积，进而降低覆冰与输变线之间的结合力以便于左侧的覆冰破碎模块对分割后的覆冰进行挤压和震动，从而将覆冰从输变线上彻底的清理下来。另外，水刀分割模块采用两个喷射切割头的结构，且两个喷射切割头分别位于输电线前后两侧，这样能够将输电线上的覆冰分割成两半，进而更容易通过左侧的覆冰破碎模块进行击碎和振落。

其中，所述覆冰破碎模块包括设置在所述机架上的破碎模块支架、设置在所述破碎模块支架上端的左侧带开口的半框形固定钳口、采用燕尾结构滑动设置在所述半框形固定钳口右侧的活动钳口，采用半框形固定钳口和滑动设置在半框形固定钳口右侧的活动钳口的配合对已经分割的覆冰进行挤压和震动；所述半框形固定钳口与所述活动钳口相接触位置分别设置圆弧形凹槽，所述圆弧形凹槽用于贴合输变线外表面，这样能够稳固的将带覆冰的输变线压入圆弧形凹槽内；所述半框形固定钳口上的圆弧形凹槽两侧设置通孔且所述通孔上部设置内螺纹，所述通孔上部螺纹连接螺杆，所述活动钳口上与所述通孔位置相对应处设置沉孔，所述螺杆底部和所述沉孔底部均设置导向柱，所述螺杆底部的导向柱上套设有压缩弹簧且所述压缩弹簧的下部套设在所述沉孔底部的导向柱上，所述压缩弹簧的上端固定设置在所述螺杆底部，这样所述活动钳口能够在所述压缩弹簧的弹力及其自身重力作用下沿所述半框形固定钳口右侧向下滑动，与此同时，所述活动钳口底部设置弧形凸台，所述半框形固定钳口上设置底座，所述底座上设置破碎电机，所述破碎电机的输出轴上偏心设置飞轮，所述破碎电机与所述无线控制器电信号连接，这样在破碎电机的驱动下通过偏心设置的飞轮带动所述活动钳口向上挤压，达到最高点后落下，而所述活动钳口在压缩弹簧和破碎电机的共同作用下对压入圆弧形凹槽内的输变线表面的覆冰进行挤压和振动，由于覆冰已被右侧的水刀分割模块分割开，在覆冰破碎模块的挤压和振动作用下覆冰很容易就会碎开和脱落；所述机架上设置覆冰厚度检测模块，所述覆冰厚度检测模块与所述无线控制器电信号连接，一方面通过覆冰厚度检测模块能够知道覆冰层的厚度，另一方面水刀分割模块能够根据检测的覆冰层的厚度来及时调整水压，从而保证在分割覆冰的同时不因为水压过高对输变线造成损伤。

另外，为了避免本装置在运行至较为坚硬冰块，而导致此处预切割模块在此处卡壳，且由于与切割电机的不会因为遇到坚硬冰块而停止转动，因此其会增大功率进行破冰，此时可能会导致机架随其转动而转动，造成本机构的不稳定性，且由于本装置在运行的过程中也会受到自然天气的影响，从而造成其在空中发生摆动，这样会严重影响本装置的运行稳定，因此在机架侧面设置姿态调整模块，用于对本装置进行姿态调整，而采用的姿态调整模块包括第一支撑臂、设置在第一支撑臂上的第二支撑臂、设置在第二支撑臂上的第三支撑臂、以及设置在所述第三支撑臂驱动电机，所述驱动电机上设置螺旋桨；通过螺旋桨的正反转，产生不同方向的推力；且采用第一支撑臂、第二支撑臂和第三支撑臂相配合的结构形式，通过其之间的第一步进电机和第二步进电机调整第三支撑臂的角度，来调整平衡力的方向，使其产生与MEMS陀螺仪和MEMS加速计检测到的方向反的推力；而采用的第一步进电机的输出轴与所述第二步进电机的输出轴空间相互垂直；确保了本装置的平稳运行；另外采用的姿态调整模块与平衡检测模块与无线控制器信号互联，能够将通过无线控制器对其进行工作支配，确保本装置的平稳运行。

另外，预切割模块采用由两个半圆形刀架组成的圆环形刀架，便于将电力线卡入预切割模块，而且便于拆卸；圆环形刀架卡设在底座上表面的圆弧形卡槽内，并通过设置在圆弧形卡槽的两边侧壁上的一对圆弧形滑轨与开设在圆环形刀架上的圆弧形滑槽的配合，从而实现圆环形刀架既能限制在圆弧形卡槽内又能使圆环形刀架相对于底座旋转滑动；同时，在圆环形刀架圆周面上设置轮齿，轮齿与设置在预切割电机的输出轴上的齿轮相配合，进而在预切割电机的驱动下带动圆环形刀架进行旋转，进而带动设置在圆环形刀架内侧的刀头进行圆周切割以实现对覆冰的圆周预切割；而且，刀头设置在刀杆外端，刀杆通过其内端的凸起卡设在半圆形刀架内部的带收紧口的沉槽内，刀杆上套设顶紧弹簧且顶紧弹簧位于沉槽端部与限位块之间，这样刀头与圆环形刀架之间采用弹性连接，能够在刀头旋转预切割时保证刀头具有一定的退让性，避免造成刀头卡死或折断。

本发明采用预切割模块对冰块进行预切割，之后采用水刀分割模块对预切割后的覆冰进行分割，最后采用覆冰破碎模块将经过预切割和分割后的覆冰从电力线上清理下来，并结合姿态调整模块和平衡检测模块，确保本装置在遇到较难清理的冰块时，也能保证本装置的平稳运行，增强了本发明的除冰效果。

附图说明

图1为本发明第一种实施方式的结构示意图；

图2为本发明覆冰破碎模块的结构主视示意图；

图3为本发明覆冰破碎模块的结构左视示意图；

图4为本发明水刀分割模块的结构放大示意图；

图5为本发明预切割模块的结构主视示意图；

图6为本发明预切割模块的结构右视示意图；

图7为本发明覆冰厚度检测模块的结构框图；

图8为本发明第二种实施方式的结构示意图；

图9为本发明第三种实施方式的结构示意图；

图10为本发明姿态调整模块的侧面结构示意图；

图11为本发明第二支撑臂的侧面结构示意图；

图12为本发明第二支撑臂的俯视结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图1-12，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

一种送变电线路结晶物清理装置，包括行走机构以及通过机械臂1连接在所述行走机构下方的机架2，所述行走机构包括卡设置在电力线3上覆冰已除部位的后行走轮4和卡设在电力线3上覆冰未除部位的前行走轮5，所述机架2上设置除冰机构，且所述除冰机构位于所述后行走轮4与所述前行走轮5之间，所述机架2内部左侧设置无线控制器6，所述行走机构与所述无线控制器6电信号连接；所述除冰机构由左至右依次包括覆冰破碎模块7、水刀分割模块8和预切割模块9；所述机架2上设置用于姿态调整的姿态调整模块47与平衡检测模块49。

所述姿态调整模块47包括与所述机架2固定相连的第一支撑臂475、设置在第一支撑臂475上的第二支撑臂474、设置在第二支撑臂474上的第三支撑臂473、以及设置在所述第三支撑臂473上的驱动电机472，所述驱动电机472上设置螺旋桨48。

所述第一支撑臂475上设置第一步进电机478，所述第一步进电机478的输出轴与所述第二支撑臂474的后端相连连接，所述第二支撑臂474的前端面上设置第二步进电机476，所述第二步进电机476的输出轴与第三支撑臂473相连接。

所述第一步进电机478的输出轴477与所述第二步进电机476的输出轴空间相互垂直。

所述平衡监测模块49包括MEMS陀螺仪和MEMS加速计。

所述覆冰破碎模块7包括设置在所述机架2上的破碎模块支架10、设置在所述破碎模块支架10上端的左侧带开口的半框形固定钳口11、采用燕尾结构滑动设置在所述半框形固定钳口11右侧的活动钳口12，所述半框形固定钳口11与所述活动钳口12相接触位置分别设置圆弧形凹槽13，所述半框形固定钳口11上的圆弧形凹槽13两侧设置通孔14且所述通孔14上部设置内螺纹，所述通孔14上部螺纹连接螺杆15，所述活动钳口12上与所述通孔14位置相对应处设置沉孔16，所述螺杆15底部和所述沉孔16底部均设置导向柱17，所述螺杆15底部的导向柱17上套设有压缩弹簧18且所述压缩弹簧18的下部套设在所述沉孔16底部的导向柱17上，所述压缩弹簧18的上端固定设置在所述螺杆15底部，所述活动钳口12底部设置弧形凸台19，所述半框形固定钳口11上设置底座20，所述底座20上设置破碎电机21，所述破碎电机21的输出轴上偏心设置与所述凸台19相配合的飞轮22，所述破碎电机21与所述无线控制器6电信号连接；所述机架2上设置覆冰厚度检测模块，所述覆冰厚度检测模块与所述无线控制器6电信号连接。

所述水刀分割模块8包括设置在所述机架2上的水刀支架23、设置在所述水刀支架23上的两个喷射切割头24、设置在所述机架2内部的水箱25以及设置在所述机架2内的高压泵26，两个喷射切割头24分别位于电力线3前后两侧，所述水箱25的出水孔通过管道与所述高压泵26的进水口相连接，所述喷射切割头24的喷嘴朝向覆冰外表面且所述喷射切割头24通过管道与所述高压泵26的出水口相连接，所述高压泵26与所述无线控制器6电信号连接；

所述预切割模块9包括设置在所述机架2上的基座27，所述基座27上表面设置圆弧形卡槽28，所述圆弧形卡槽28的两边侧壁上设置一对圆弧形滑轨29，所述圆弧形卡槽28内卡设有圆环形刀架30，所述圆环形刀架30上开设有与所述圆弧形滑轨29相配合的圆弧形滑槽；所述圆环形刀架30由两个半圆形刀架组成，两个半圆形刀架之间通过内侧的紧固件31进行紧固，所述半圆形刀架内部沿径向设置带收紧口的沉槽32，所述沉槽32内设置刀杆33，所述刀杆33内端设置凸起34，所述刀杆33外端设置刀头35，所述刀杆33靠近所述刀头35位置设置限位块36，所述刀杆33上套设顶紧弹簧37且所述顶紧弹簧37位于所述沉槽32端部与所述限位块36之间；所述圆环形刀架30圆周面上设置轮齿，所述基座27上设置电机座38，所述电机座38上设置预切割电机39，所述预切割电机39的输出轴上设置与所述轮齿相配合的齿轮40，所述预切割电机39与所述无线控制器6电信号连接。

所述覆冰厚度检测模块包括设置在所述机架2前部的覆冰电力线图像采集单元44、设置在所述机架2后部的未覆冰电力线图像采集单元45和设置在所述机架2内部右端的处理器单元46，所述覆冰电力线图像采集单元44和所述未覆冰电力线图像采集单元45位于所述后行走轮4和所述前行走轮5之间，所述处理器单元46包括依次电信号相连接的图像预处理单元461、边缘检测单元462及计算单元463，所述覆冰电力线图像采集单元44和所述未覆冰电力线图像采集单元45均与所述图像预处理单元461电信号相连接，所述图像预处理单元461用于对所述覆冰电力线图像采集单元44采集的图像和所述未覆冰电力线图像采集单元45采集的图像进行灰度化和滤波处理，所述边缘检测单元462用于对采集图像进行边缘过滤，所述计算单元463用于计算覆冰电力线图像宽度与未覆冰电力线图像宽度差的一半以得到覆冰层厚度。

本发明针对现有的除冰装置，要么只能清除覆冰层较薄的覆冰，要么在清除覆冰层较厚的覆冰时容易损伤线路的问题，提供一种先采用预切割模块对覆冰表面进行与切割，随后采用水刀分割模块对覆冰进行再次分割，进而利用后面的覆冰破碎模块对已经分割过的覆冰进行挤压和震动，从而将覆冰全部从线路上清除掉。采用前行走轮和后行走轮的行走机构，前行走轮卡设在输变线上覆冰未除部位，后行走轮卡设在输变线上覆冰已清除部位，而且前行走轮和后行走轮均通过设置在机架内部左侧的无线控制器进行控制以便于地面人员通过遥控器控制前行走轮和后行走轮的行走；在机架上设置除冰机构，且除冰机构位于后行走轮与前行走轮之间，这样能够保持本整体结构的平稳；除冰机构由左至右依次包括覆冰破碎模块和水刀分割模块，这样水刀分割模块能够提前将覆冰进行分割以使覆冰与输变线产生裂缝并减小它们之间的接触面积，进而降低覆冰与输变线之间的结合力以便于左侧的覆冰破碎模块对分割后的覆冰进行挤压和震动，从而将覆冰从输变线上彻底的清理下来。另外，水刀分割模块采用两个喷射切割头的结构，且两个喷射切割头分别位于输电线前后两侧，这样能够将输电线上的覆冰分割成两半，进而更容易通过左侧的覆冰破碎模块进行击碎和振落。

其中，所述覆冰破碎模块包括设置在所述机架上的破碎模块支架、设置在所述破碎模块支架上端的左侧带开口的半框形固定钳口、采用燕尾结构滑动设置在所述半框形固定钳口右侧的活动钳口，采用半框形固定钳口和滑动设置在半框形固定钳口右侧的活动钳口的配合对已经分割的覆冰进行挤压和震动；所述半框形固定钳口与所述活动钳口相接触位置分别设置圆弧形凹槽，所述圆弧形凹槽用于贴合输变线外表面，这样能够稳固的将带覆冰的输变线压入圆弧形凹槽内；所述半框形固定钳口上的圆弧形凹槽两侧设置通孔且所述通孔上部设置内螺纹，所述通孔上部螺纹连接螺杆，所述活动钳口上与所述通孔位置相对应处设置沉孔，所述螺杆底部和所述沉孔底部均设置导向柱，所述螺杆底部的导向柱上套设有压缩弹簧且所述压缩弹簧的下部套设在所述沉孔底部的导向柱上，所述压缩弹簧的上端固定设置在所述螺杆底部，这样所述活动钳口能够在所述压缩弹簧的弹力及其自身重力作用下沿所述半框形固定钳口右侧向下滑动，与此同时，所述活动钳口底部设置弧形凸台，所述半框形固定钳口上设置底座，所述底座上设置破碎电机，所述破碎电机的输出轴上偏心设置飞轮，所述破碎电机与所述无线控制器电信号连接，这样在破碎电机的驱动下通过偏心设置的飞轮带动所述活动钳口向上挤压，达到最高点后落下，而所述活动钳口在压缩弹簧和破碎电机的共同作用下对压入圆弧形凹槽内的输变线表面的覆冰进行挤压和振动，由于覆冰已被右侧的水刀分割模块分割开，在覆冰破碎模块的挤压和振动作用下覆冰很容易就会碎开和脱落；所述机架上设置覆冰厚度检测模块，所述覆冰厚度检测模块与所述无线控制器电信号连接，一方面通过覆冰厚度检测模块能够知道覆冰层的厚度，另一方面水刀分割模块能够根据检测的覆冰层的厚度来及时调整水压，从而保证在分割覆冰的同时不因为水压过高对输变线造成损伤。

另外，为了避免本装置在运行至较为坚硬冰块，而导致此处预切割模块在此处卡壳，且由于与切割电机的不会因为遇到坚硬冰块而停止转动，因此其会增大功率进行破冰，此时可能会导致机架随其转动而转动，造成本机构的不稳定性，且由于本装置在运行的过程中也会受到自然天气的影响，从而造成其在空中发生摆动，这样会严重影响本装置的运行稳定，因此在机架侧面设置姿态调整模块，用于对本装置进行姿态调整，而采用的姿态调整模块包括第一支撑臂、设置在第一支撑臂上的第二支撑臂、设置在第二支撑臂上的第三支撑臂、以及设置在所述第三支撑臂驱动电机，所述驱动电机上设置螺旋桨；通过螺旋桨的正反转，产生不同方向的推力；且采用第一支撑臂、第二支撑臂和第三支撑臂相配合的结构形式，通过其之间的第一步进电机和第二步进电机调整第三支撑臂的角度，来调整平衡力的方向，使其产生与MEMS陀螺仪和MEMS加速计检测到的方向反的推力；而采用的第一步进电机的输出轴与所述第二步进电机的输出轴空间相互垂直；确保了本装置的平稳运行。

另外，预切割模块采用由两个半圆形刀架组成的圆环形刀架，便于将电力线卡入预切割模块，而且便于拆卸；圆环形刀架卡设在底座上表面的圆弧形卡槽内，并通过设置在圆弧形卡槽的两边侧壁上的一对圆弧形滑轨与开设在圆环形刀架上的圆弧形滑槽的配合，从而实现圆环形刀架既能限制在圆弧形卡槽内又能使圆环形刀架相对于底座旋转滑动；同时，在圆环形刀架圆周面上设置轮齿，轮齿与设置在预切割电机的输出轴上的齿轮相配合，进而在预切割电机的驱动下带动圆环形刀架进行旋转，进而带动设置在圆环形刀架内侧的刀头进行圆周切割以实现对覆冰的圆周预切割；而且，刀头设置在刀杆外端，刀杆通过其内端的凸起卡设在半圆形刀架内部的带收紧口的沉槽内，刀杆上套设顶紧弹簧且顶紧弹簧位于沉槽端部与限位块之间，这样刀头与圆环形刀架之间采用弹性连接，能够在刀头旋转预切割时保证刀头具有一定的退让性，避免造成刀头卡死或折断。

本发明采用预切割模块对冰块进行预切割，之后采用水刀分割模块对预切割后的覆冰进行分割，最后采用覆冰破碎模块将经过预切割和分割后的覆冰从电力线上清理下来，并结合姿态调整模块和平衡检测模块，确保本装置在遇到较难清理的冰块时，也能保证本装置的平稳运行，增强了本发明的除冰效果。

实施例二：

如图8所示，其与实施例一的区别在于：所述水箱25顶部设置开口，所述开口上设置接冰雪漏斗41，所述机架2顶部与所述接冰雪漏斗41位置相对应处设置有缺口42用于，所述水箱25底部设置加热模块43且所述加热模块43与所述无线控制器6电信号连接。

该实施例中，在水箱顶部设置开口，并在开口上设置接冰雪漏斗，同时在机架顶部与接冰雪漏斗位置相对应处设置有缺口用于收集从电力线上落下的冰块，而且水箱底部设置加热模块且加热模块与无线控制器电信号连接，这样在除冰的过程中能够收集部分落下的冰块并通过加热模块将冰块融化，从而为水刀分割模块的水箱加水，这样不需要讲水箱设置很大，减轻了整体重量，节约了能源，而且可以根据需要将落下的冰块融化为水使用，十分方便可靠。

实施例三：

如图9所示，其与实施例二的区别在于：所述机架2底部设置重心调整模块，所述重心调整模块包括采用燕尾结构滑动设置在所述机架2底部的配重块47和设置在所述机架2底部左侧的自动伸缩杆48，所述自动伸缩杆48的自由端与所述配重块47连接，所述自动伸缩杆48与所述无线控制器6电信号连接。

所述自动伸缩杆48为电动伸缩杆。

该实施例中，在机架底部设置重心调整模块用于对本装置的重心进行调整，避免重心不稳影响本装置的工作；而重心调整模块采用自动伸缩杆控制滑动设置在机架底部的配重块的位置，进而起到调整重心的目的；而自动伸缩杆采用电动伸缩杆，具有体积小和易于控制的优点。

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，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种送变电线路结晶物清理装置，包括行走机构以及通过机械臂连接在所述行走机构下方的机架，所述行走机构包括卡设置在电力线上覆冰已除部位的后行走轮和卡设在电力线上覆冰未除部位的前行走轮，其特征在于：所述机架上设置除冰机构，且所述除冰机构位于所述后行走轮与所述前行走轮之间，所述机架内部左侧设置无线控制器，所述行走机构与所述无线控制器电信号连接；所述除冰机构由左至右依次包括覆冰破碎模块、水刀分割模块和预切割模块；所述机架上设置用于姿态调整的姿态调整模块与平衡检测模块；所述覆冰破碎模块包括设置在所述机架上的破碎模块支架、设置在所述破碎模块支架上端的左侧带开口的半框形固定钳口、采用燕尾结构滑动设置在所述半框形固定钳口右侧的活动钳口，所述半框形固定钳口与所述活动钳口相接触位置分别设置圆弧形凹槽，所述半框形固定钳口上的圆弧形凹槽两侧设置通孔且所述通孔上部设置内螺纹，所述通孔上部螺纹连接螺杆，所述活动钳口上与所述通孔位置相对应处设置沉孔，所述螺杆底部和所述沉孔底部均设置导向柱，所述螺杆底部的导向柱上套设有压缩弹簧且所述压缩弹簧的下部套设在所述沉孔底部的导向柱上，所述压缩弹簧的上端固定设置在所述螺杆底部，所述活动钳口底部设置弧形凸台，所述半框形固定钳口上设置底座，所述底座上设置破碎电机，所述破碎电机的输出轴上偏心设置与所述凸台相配合的飞轮，所述破碎电机与所述无线控制器电信号连接；所述机架上设置覆冰厚度检测模块，所述覆冰厚度检测模块与所述无线控制器电信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种送变电线路结晶物清理装置，其特征在于：所述姿态调整模块包括与所述机架固定相连的第一支撑臂、设置在第一支撑臂上的第二支撑臂、设置在第二支撑臂上的第三支撑臂、以及设置在所述第三支撑臂驱动电机，所述驱动电机上设置螺旋桨。

3.根据权利要求2所述的一种送变电线路结晶物清理装置，其特征在于：所述第一支撑臂上设置第一步进电机，所述第一步进电机的输出轴与所述第二支撑臂的后端相连连接，所述第二支撑臂的前端面上设置第二步进电机，所述第二步进电机的输出轴与第三支撑臂相连接。

4.根据权利要求3所述的一种送变电线路结晶物清理装置，其特征在于：所述第一步进电机的输出轴与所述第二步进电机的输出轴空间相互垂直。

5.根据权利要求1所述的一种送变电线路结晶物清理装置，其特征在于：所述水刀分割模块包括设置在所述机架上的水刀支架、设置在所述水刀支架上的两个喷射切割头、设置在所述机架内部的水箱以及设置在所述机架内的高压泵，两个喷射切割头分别位于电力线前后两侧，所述水箱的出水孔通过管道与所述高压泵的进水口相连接，所述喷射切割头的喷嘴朝向覆冰外表面且所述喷射切割头通过管道与所述高压泵的出水口相连接，所述高压泵与所述无线控制器电信号连接。

6.根据权利要求1所述的一种送变电线路结晶物清理装置，其特征在于：所述预切割模块包括设置在所述机架上的基座，所述基座上表面设置圆弧形卡槽，所述圆弧形卡槽的两边侧壁上设置一对圆弧形滑轨，所述圆弧形卡槽内卡设有圆环形刀架，所述圆环形刀架上开设有与所述圆弧形滑轨相配合的圆弧形滑槽；所述圆环形刀架由两个半圆形刀架组成，两个半圆形刀架之间通过内侧的紧固件进行紧固，所述半圆形刀架内部沿径向设置带收紧口的沉槽，所述沉槽内设置刀杆，所述刀杆内端设置凸起，所述刀杆外端设置刀头，所述刀杆靠近所述刀头位置设置限位块，所述刀杆上套设顶紧弹簧且所述顶紧弹簧位于所述沉槽端部与所述限位块之间；所述圆环形刀架圆周面上设置轮齿，所述基座上设置电机座，所述电机座上设置预切割电机，所述预切割电机的输出轴上设置与所述轮齿相配合的齿轮，所述预切割电机与所述无线控制器电信号连接。

7.根据权利要求5所述的一种送变电线路结晶物清理装置，其特征在于：所述水箱顶部设置开口，所述开口上设置接冰雪漏斗，所述机架顶部与所述接冰雪漏斗位置相对应处设置有缺口用于，所述水箱底部设置加热模块且所述加热模块与所述无线控制器电信号连接。

8.根据权利要求1所述的一种送变电线路结晶物清理装置，其特征在于：所述覆冰厚度检测模块包括设置在所述机架前部的覆冰电力线图像采集单元、设置在所述机架后部的未覆冰电力线图像采集单元和设置在所述机架内部右端的处理器单元，所述覆冰电力线图像采集单元和所述未覆冰电力线图像采集单元位于所述后行走轮和所述前行走轮之间，所述处理器单元包括依次电信号相连接的图像预处理单元、边缘检测单元及计算单元，所述覆冰电力线图像采集单元和所述未覆冰电力线图像采集单元均与所述图像预处理单元电信号相连接，所述图像预处理单元用于对所述覆冰电力线图像采集单元采集的图像和所述未覆冰电力线图像采集单元采集的图像进行灰度化和滤波处理，所述边缘检测单元用于对采集图像进行边缘过滤，所述计算单元用于计算覆冰电力线图像宽度与未覆冰电力线图像宽度差的一半以得到覆冰层厚度。

9.根据权利要求1所述的一种送变电线路结晶物清理装置，其特征在于：所述机架底部设置重心调整模块，所述重心调整模块包括采用燕尾结构滑动设置在所述机架底部的配重块和设置在所述机架底部左侧的自动伸缩杆，所述自动伸缩杆的自由端与所述配重块连接，所述自动伸缩杆与所述无线控制器电信号连接。