CN107565488B - 自越障式输电线路除冰装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自越障式输电线路除冰装置，包括框体，以及设置在所述框体内的除冰机构和行走机构；所述框体包括底板和设置于所述底板一端且长度可调节的竖板，所述压板上设置有供电机构；所述行走机构包括由动力机构驱动的行走轮以及与所述行走轮构成同心空腔的压紧轮I和压紧轮II，所述行走轮通过水平支架与所述竖板远离所述压板的一端通过轴杆铰接，所述压紧轮I和压紧轮II通过竖直支架与所述底板通过轴杆铰接，所述轴杆上均设置有扭簧；所述底板上设置有控制机构以及与所述控制机构相连的信号发射和接收机构，所述竖板由动力机构驱动实现长度调节。本发明可以自动翻越水平、垂直方向的障碍物，并通过无人机进行除冰装置的安装和回收。
Description
技术领域
本发明涉及输电线路除冰技术领域，具体涉及一种自越障式输电线路除冰装置。
背景技术
输电线路在冬季覆冰是电力系统最大的自然灾害之一。冻雨降落到温度低于冰点的物体上就形成了雨凇。如果是凝结到电线上，就形成了电线覆冰。电线覆冰会对线路、铁塔等产生很大的破坏力，而因覆冰引起的供电中断等事故修复工作难度大、周期长。
目前，对于220KV输电线路，一般采用双分裂导线布置，为防止双分裂子导线相互吸引、碰撞以及在风力作用下导线扭绞到一起，在两根导线之间安装了二分裂间隔棒，而为了更好地防止微风振动，提高防震效果，会在二分裂间隔棒两侧的导线上安置防振锤，如中国专利CN203352101U公开的一种架空输电线路的防振系统，二分裂间隔棒安装在两根导线之间，为水平方向安置，防振锤安装在导线的下方，为竖直方向安置。
中国专利CN105977896B公开了一种架空输电线路除冰冻装置，其架设于两根输电线路上，滚轮通过动力装置使其沿输电线路的上表面沿其长度方向行走；除冰冻机构包括输电线路环绕的反射板以及置于反射板内侧的由动力机构驱动的发热板，发热板散发出热量并通过反射板将热量集中置于反射板内侧的输电线路表面；固定机构将滚轮和除冰机构安装固定使其成为一体，随着滚轮行走通过除冰机构对沿途的输电线路表面冰冻去除。该除冰冻装置无法自动翻越水平方向以及竖直方向的障碍物。
中国专利CN104821532B公开了一种水平式双分裂高压输电线路除冰机夹紧越障装置，包括机架、行走轮组和夹紧轮组；行走轮组件包括前行走轮组和后行走轮组，前行走轮组包括共轴的两个前行走轮，后行走轮组包括共轴的两个后行走轮；前后行走轮均通过支撑件安装在机架下方；夹紧轮位于对应位置的前行走轮或后行走轮下方，同侧的前后两侧相应位置均焊接有竖向滑槽，每个滑槽内均设有滑块，滑块与竖向滑槽底部之间装有弹性件；横轴穿过同侧前后两竖向滑槽内的滑块。该夹紧越障装置遇到间隔棒时，前后行走轮与间隔棒上部接触，与前后行走轮配合的夹紧轮与间隔棒下部接触，在驱动力的进一步作用下，间隔棒迫使滑块在竖向滑槽内向下移动，进一步压缩弹性件，当夹紧越障装置完成间隔棒越障后，前后行走轮与相应夹紧轮之间的间距减小，竖向滑槽内弹簧的形变量相应减小，恢复初始作业状态的形变量，但该夹紧越障装置对于竖直方向的障碍物则无法自动翻越。
上述除冰装置安装时，需要人员上到相应的铁塔等进行高空安装，而在覆冰天气下进行高空攀爬非常危险。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种自越障式输电线路除冰装置，可以自动翻越水平、垂直方向的障碍物，并通过无人机进行除冰装置的安装和回收。
为解决上述技术问题，本发明提供自越障式输电线路除冰装置，包括框体，以及设置在所述框体内的除冰机构和行走机构；所述框体包括底板和设置于所述底板一端且长度可调节的竖板，所述底板上设置有供电机构；所述行走机构包括由动力机构驱动的行走轮以及与所述行走轮构成同心空腔的压紧轮I和压紧轮II，所述行走轮通过水平支架与所述竖板远离所述压板的一端通过轴杆铰接，所述压紧轮I和压紧轮II通过竖直支架与所述底板通过轴杆铰接，所述轴杆上均设置有扭簧。
进一步地，所述底板上设置有与所述供电机构相连的控制机构以及与所述控制机构相连的信号发射和接收机构；所述竖板由动力机构驱动实现长度的调节；所述竖板和所述行走轮的动力机构与所述控制机构相连。
进一步地，所述水平支架一侧的所述竖板上设置有顶板，所述顶板上设置有用于与无人机连接的挂环。
进一步地，所述竖板外侧壁上设置有方向朝上或者朝下的L形连接杆，所述连接杆远离所述竖板的一端设置有由动力机构驱动长度调节的横杆，所述横杆上设置有用于与无人机连接的挂环，所述横杆的动力机构与所述控制机构相连。
进一步地，所述除冰机构包括所述底板中间设置的避空槽，所述避空槽两侧的底板上设置的斜支撑杆，所述斜支撑杆上均设置有弹性件I，所述弹性件I的另一端设置有弧形的下加热件，所述水平支架一侧的所述竖板上设置的水平支撑板，所述支撑板向下设置的立杆，所述立杆上设置有弹性件II，所述弹性件II的另一端设置有弧形的上加热件，所述上加热件和两个下加热件相配合将输电线路包裹在内。
进一步地，所述上加热件包括反射外壳、导热内壳和设置在所述反射外壳和导热内壳之间加热电阻丝，所述加热电阻丝与所述控制机构相连；两个所述的下加热件与所述上加热件结构相同。
进一步地，所述竖板与所述水平支架相应位置处设置有安置槽，靠近所述安置槽上壁的所述竖板上设置有限位板，所述水平支架通过设置在安置槽内的轴杆与所述竖板铰接，套装在所述轴杆上的扭簧一端抵靠在所述水平支架远离所述行走轮的一侧，另一端抵靠在所述所述安置槽的上壁；所述水平支架置于所述安置槽内的一端顶部为角形，靠近所述安置槽下壁的边缘为弧形；所述竖直支架与所述底板的连接方式和所述水平支架与所述竖板的连接方式相同。
进一步地，所述压紧轮I和压紧轮II通过动力机构驱动沿导线长度方向行走，所述压紧轮I和压紧轮II的动力机构与所述控制机构相连。
进一步地，所述控制机构采用单片机，所述信号发射和接收机构采用GPRS模块。
本发明的有益效果是：本发明提供的自越障式输电线路除冰装置，将行走轮置于导线的上表面，通过调节竖板的长度，将压紧轮I和压紧轮II压紧在导线的下表面两侧，通过动力机构驱动行走轮沿导线行走从而实现整个装置的行走；行走轮通过水平支架与竖板通过轴杆铰接，压紧轮I和压紧轮II通过竖直支架与底板通过轴杆铰接，轴杆上均设置有扭簧，当遇到水平方向的二分裂间隔棒或者竖直向下方向的防震锤时，行走轮向上旋转，压紧轮I和压紧轮II向远离导线下表面两侧方向旋转，同时通过扭簧的作用使行走轮和压紧轮仍能紧紧的贴在二分裂间隔棒线夹或者防振锤线夹的表面，从而顺利且稳定的通过障碍物，在该除冰装置越过障碍物后，在扭簧的作用下，行走轮、压紧轮I和压紧轮II压紧在导线的表面。
竖板由动力机构驱动实现长度的调节，竖板和行走轮的动力机构与控制机构相连，在压板上设置与控制机构相连的信号发射和接收机构，操作人员通过远程发射信号控制竖板的长度调节和行走轮的走动；将无人机与设置在顶板上的挂环相连，通过操控无人机将该除冰装置的行走轮置于导线的上表面，然后通过远程发射信号控制竖板长度缩短，将压紧轮I和压紧轮II压紧在导线的下表面两侧，从而将该装置固定在导线上，然后通过远程发射信号驱动行走轮的走动。
因双分裂导线为两根导线，因此该除冰装置除了单独使用外，也可以在两个该除冰装置的竖板外侧壁上设置L形连接杆，根据双分裂导线上的相间间隔棒的朝向确定连接杆的朝向，若是相间间隔棒位于导线的下侧，则连接杆朝上，反之则连接杆朝下。在两个连接杆之间连接由动力驱动长度调节的横杆，将无人机与设置在横杆上的挂环连接，通过操控无人机将该除冰装置的行走轮置于导线的上面，通过远程发射信号缩短横杆至合适的长度，然后通过远程发射信号控制竖板长度缩短，从而将行走轮、压紧轮I和压紧轮II压紧在导线的表面，该结构可一次实现两根导线除冰装置的安装，提高除冰装置的安装效率。
除冰机构通过在斜支撑杆与下加热件之间设置弹性件I，通过在立杆与上加热件之间设置弹性件II，当加热件遇到水平方向的二分裂间隔棒或者竖直向下方向的防震锤时，弹性件I带动下加热件向远离导线下表面两侧的方向收缩，弹性件II带动上加热件向上收缩，同时上加热件和两个下加热件仍能紧紧的贴在二分裂间隔棒线夹或者防振锤线夹的表面，既能顺利且稳定的通过障碍物，又能除去线夹表面的覆冰。
通过设置反射外壳，可以将加热电阻丝产生的热量均匀反射到导线表面，更有利于覆冰的去除。
通过在安置槽上壁的竖板上设置限位板，用于限制水平支架向上旋转的角度，避免水平支架旋转的角度过大从而造成装置行走不稳；所述水平支架置于所述安置槽内的一端为三角形，靠近所述安置槽下壁的边缘为弧形，便于水平支架在安置槽内沿轴杆转动；竖直支架与底板的连接与上述原理相同。
压紧轮I和压紧轮II通过动力机构驱动沿导线行走，与行走轮配合共同促使该除冰装置沿导线的行走。
本发明可以自动翻越水平、垂直方向的障碍物，对输电线路的覆冰进行自动化清理，效率高，且人力投入很小，可以应对大规模的线路覆冰隐患，同时除冰后可通过无人机将该除冰装置进行回收。
附图说明
图1为本发明自越障式输电线路除冰装置的结构示意图；
图2为本发明实施例一行走机构的结构示意图；
图3为本发明水平支架与竖板连接沿A-A方向的结构示意图；
图4为本发明水平支架与竖板连接沿B-B方向的结构示意图；
图5为本发明除冰机构的结构示意图；
图6为本发明弹性件I的结构示意图；
图7为本发明实施例二行走机构的结构示意图；
图8为本发明实施例三自越障式输电线路除冰装置的结构示意图。
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，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例一
如图1所示，自越障式输电线路除冰装置，包括框体1，以及设置在所述框体1内的除冰机构和行走机构；所述框体1包括底板2和设置于所述底板2一端且由动力机构驱动实现长度调节的竖板，所述底板2上设置有供电机构3、与所述供电机构3相连的控制机构4和所述控制机构4相连的信号发射和接收机构5，所述控制机构4采用单片机，所述信号发射和接收机构5采用GPRS模块；所述竖板包括第一竖板6和套装在第一竖板6内的第二竖板7，所述第一竖板6和第二竖板7均为中空结构，所述第一竖板6内设置有电机、与电机输出端相连的传动丝杆、与传动丝杆相匹配的传动螺母、与传动螺母连接的推杆，所述推杆另一端置于所述第二竖板7内且与所述第二竖板7内壁连接，通过丝杆传动实现第二竖板7在第一竖板6内的伸出和收缩，所述电机与所述控制机构4相连；所述第一竖板6上端中间位置设置有顶板8，所述顶板8上设置有用于与无人机连接的挂环9。
如图1-图4所示，所述行走机构包括由动力机构驱动的行走轮10和设置与所述行走轮10下方的压紧轮I11和压紧轮II12，所述行走轮10、压紧轮I11和压紧轮II12构成同心空腔；所述行走轮10的动力机构采用伺服电机I13，由伺服电机I13带动主动齿轮14，所述行走轮10通过转轴I15设置在水平支架16上，所述转轴I15的一端连接有与所述主动齿轮14相配合的从动齿轮17，所述伺服电机I13固定在所述水平支架16上且与所述控制机构4相连；所述水平支架16与所述第一竖板6相应位置处设置有安置槽18，所述水平支架16远离所述行走轮10的一端通过轴杆19与所述第一竖板6铰接，所述轴杆19设置在所述安置槽18内，套装在所述轴杆19上的扭簧20一端抵靠在所述水平支架16远离所述行走轮10的一侧，另一端抵靠在所述所述安置槽18的上壁；所述水平支架16置于所述安置槽18内的一端的顶部为角形，靠近所述安置槽18下壁的边缘为弧形，靠近所述安置槽18上壁的所述第一竖板6上设置有限位板21；图2所述压紧轮I11和压紧轮II12通过转轴II22设置在竖直支架23上，所述竖直支架23与所述底板2通过轴杆铰接，所述竖直支架23与所述底板2的连接方式和所述水平支架16与所述第一竖板6的连接方式相同，如图3和图4，所述竖直支架23远离所述压紧轮I11和压紧轮II12的一侧的所述压板上也设置有限位板21。
如图5所示，所述除冰机构包括所述底板2中间设置的避空槽24，所述避空槽24两侧的底板2上设置的斜支撑杆25，所述斜支撑杆25上均设置有弹性件I26，所述弹性件I26的另一端设置有弧形的下加热件27，所述第一竖板6上端设置的水平支撑板28，所述支撑板28向下设置的立杆29，所述立杆29上设置有弹性件II30，所述弹性件II30的另一端设置有弧形的上加热件31，所述上加热件31和两个下加热件27相配合将导线包裹在内；所述上加热件31包括反射外壳32、导热内壳33和设置在所述反射外壳32和导热内壳33之间加热电阻丝34，所述加热电阻丝34与所述控制机构相连；两个所述下加热件27与所述上加热件31结构相同。
如图6所示，所述弹性件I26包括壳体35、设置于所述壳体35内带有活塞36的导向杆37、套装在导向杆37上的弹簧38，所述弹簧38一端与所述壳体35内壁连接，另一端与所述活塞36相连，所述活塞36远离所述弹簧38的一侧设置有活塞杆39，所述活塞杆39另一端穿过壳体35一端与所述下加热件27相连，所述壳体35另一端与所述斜支撑件相连；所述弹性件I26和所述弹性件II30的结构相同。
使用该除冰装置时，将无人机与所述挂环9相连，通过操控无人机将所述行走轮10置于导线的上表面，然后通过远程发射信号控制所述第二竖板7收缩，将所述压紧轮I11和压紧轮II12压紧在导线的下表面两侧，从而将该除冰装置固定在导线上，同时，所述上加热件31和两个下加热件27相配合将导线包裹在内，然后通过远程发射信号驱动所述行走轮10的走动和所述加热件的发热；当所述行走机构遇到水平方向的二分裂间隔棒或者竖直向下方向的防震锤时，所述行走轮10向上旋转，所述压紧轮I11和压紧轮II12向远离导线下表面两侧方向旋转，同时通过所述扭簧20的作用使所述行走轮10、压紧轮I11和压紧轮II12仍能紧紧的贴在二分裂间隔棒线夹或者防振锤线夹的表面，从而顺利且稳定的通过障碍物，在所述行走机构越过障碍物后，在扭簧20的作用下，所述行走轮10、压紧轮I11和压紧轮II12压紧在导线的表面；当所述除冰机构遇到水平方向的二分裂间隔棒或者竖直向下方向的防震锤时，所述弹性件I26带动所述下加热件27向远离导线下表面两侧的方向收缩，所述弹性件II30带动所述上加热件31向上收缩，同时所述上加热件31和两个下加热件27仍能紧紧的贴在二分裂间隔棒线夹或者防振锤线夹的表面，既能顺利且稳定的通过障碍物，又能除去线夹表面的覆冰。
需要回收该除冰装置时，通过远程发射信号停止所述行走轮10的走动和加热件的发热，然后操控无人机与所述挂环9相连，然后通过远程发射信号控制所述第二竖板7伸出，使所述压紧轮I11和压紧轮II12远离导线的下表面两侧，使两个所述下加热件27远离导线的下表面，最后操控无人机取回该除冰装置。
实施例二
如图1和图7所示，本实施例与实施例一基本相同，不同之处在于：所述压紧轮I11和压紧轮II12通过动力机构驱动沿导线长度方向行走，所述压紧轮I11和压紧轮II12的动力机构采用伺服电机II42，由伺服电机II42带动主动斜齿轮40，所述压紧轮I11和压紧轮II12通过转轴II22设置在竖直支架23上，所述转轴II22的一端连接有与所述主动斜齿轮40相配合的从动斜齿轮41，所述伺服电机II42固定在所述竖直支架23上且与所述控制机构4相连。
所述压紧轮I11和压紧轮II12通过动力机构驱动沿导线行走，与所述行走轮10配合共同促使该除冰装置沿导线的行走。
实施例三
如图1和图8所示，本实施例与实施例二基本相同，不同之处在于：所述第一竖板6外侧壁上设置有L形连接杆43，根据双分裂导线上的相间间隔棒的朝向确定所述连接杆43的朝向，若是相间间隔棒位于所述导线的下侧，则所述连接杆43朝上，反之则所述连接杆43朝下。根据双分裂导线除冰需求，在两个所述连接杆43之间连接由动力机构驱动长度调节的横杆，所述横杆包括第一横杆44和套装在第一横杆44内的第二横杆45，所述第一横杆44和第二横杆45均为中空结构，所述第一横杆44内设置有电机、与电机输出端相连的传动丝杆、与传动丝杆相匹配的传动螺母、与传动螺母连接的推杆，所述推杆另一端置于所述第二横杆45内且与所述第二横杆45内壁连接，通过丝杆传动实现第二横杆45在第一横杆44内的伸出和收缩，所述第一横杆44上设置有用于与无人机连接的挂环9，所述电机与所述控制机构4相连。
使用该除冰装置时，将无人机与设置在所述横杆上的挂环9连接，通过操控无人机将所述行走轮10置于导线的上面，通过远程发射信号调整所述第二横杆45收缩至合适的位置，然后通过远程发射信号控制所述第二竖板7收缩，将所述压紧轮I11和压紧轮II12压紧在导线的下表面两侧，从而将该除冰装置固定在导线上，同时，所述上加热件31和两个下加热件27相配合将导线包裹在内，然后通过远程发射信号驱动所述行走轮10、压紧轮I11和压紧轮II12的走动和所述加热件的发热。
需要回收该除冰装置时，通过远程发射信号停止所述行走轮10、压紧轮I11和压紧轮II12的走动以及所述加热件的发热，操控无人机与所述挂环9相连，然后通过远程发射信号控制所述第二横杆45的伸出，通过远程发射信号控制所述第二竖板7伸出，使所述压紧轮I11和压紧轮II12远离导线的下表面两侧，使所述下加热件27远离导线的下表面，最后操控无人机取回该除冰装置。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.自越障式输电线路除冰装置，其特征在于：包括框体，以及设置在所述框体内的除冰机构和行走机构；所述框体包括底板和设置于所述底板一端且长度可调节的竖板，所述底板上设置有供电机构；所述行走机构包括由动力机构驱动的行走轮以及与所述行走轮构成同心空腔的压紧轮I和压紧轮II，所述行走轮通过水平支架与所述竖板远离所述底板的一端通过轴杆铰接，所述压紧轮I和压紧轮II通过竖直支架与所述底板通过轴杆铰接，所述轴杆上均设置有扭簧；
所述竖板与所述水平支架的相应位置处设置有安置槽，靠近所述安置槽的上壁的所述竖板上设置有限位板，所述水平支架通过设置在所述安置槽内的轴杆与所述竖板铰接，所述扭簧的一端抵靠在所述水平支架远离所述行走轮的一侧，另一端抵靠在所述安置槽的上壁；所述水平支架置于所述安置槽内的一端的顶部为角形，靠近所述安置槽下壁的边缘为弧形，所述竖直支架与所述底板的连接方式和所述水平支架与所述竖板的连接方式相同。
2.如权利要求1所述的自越障式输电线路除冰装置，其特征在于：所述底板上设置有与所述供电机构相连的控制机构以及与所述控制机构相连的信号发射和接收机构；所述竖板由动力机构驱动实现长度的调节；所述竖板和所述行走轮的动力机构与所述控制机构相连。
3.如权利要求2所述的自越障式输电线路除冰装置，其特征在于：所述水平支架一侧的所述竖板上设置有顶板，所述顶板上设置有用于与无人机连接的挂环。
4.如权利要求2所述的自越障式输电线路除冰装置，其特征在于：所述竖板外侧壁上设置有L形连接杆，所述连接杆远离所述竖板的一端设置有由动力机构驱动长度调节的横杆，所述横杆上设置有用于与无人机连接的挂环，所述横杆的动力机构与所述控制机构相连。
5.如权利要求2-4任意一项所述的自越障式输电线路除冰装置，其特征在于：所述除冰机构包括所述底板中间设置的避空槽，所述避空槽两侧的底板上设置的斜支撑杆，所述斜支撑杆上均设置有弹性件I，所述弹性件I的另一端设置有弧形的下加热件，所述水平支架一侧的所述竖板上设置的水平支撑板，所述支撑板向下设置的立杆，所述立杆上设置有弹性件II，所述弹性件II的另一端设置有弧形的上加热件，所述上加热件和两个下加热件相配合将输电线路包裹在内。
6.如权利要求5所述的自越障式输电线路除冰装置，所述上加热件包括反射外壳、导热内壳和设置在所述反射外壳和导热内壳之间加热电阻丝，所述加热电阻丝与所述控制机构相连；两个所述的下加热件与所述上加热件结构相同。
7.如权利要求2所述的自越障式输电线路除冰装置，其特征在于：所述压紧轮I和压紧轮II通过动力机构驱动沿导线长度方向行走，所述压紧轮I和压紧轮II的动力机构与所述控制机构相连。
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