CN107681608A - 一种高度可调的输电线除冰机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高度可调的输电线除冰机器人，它包括机体和行走机构，所述机体通过行走机构的支撑设置在输电线上，所述行走机构包括支撑臂和除冰轮，所述支撑臂上端与机体相连，所述除冰轮设置在支撑臂的一侧，能够与支撑臂在竖直方向上发生相对位移，所述除冰轮设置在输电线上，带动机体沿输电线移动并除去输电线上的冰层。该机器人在输电线上移动时可以自由调节上下高度，避免输电线上方或下方出现障碍物时机器人无法通过，同时还能除去输电线上的冰层。

Description

一种高度可调的输电线除冰机器人

技术领域

本发明涉及输电线防护领域，特指一种高度可调的输电线除冰机器人。

背景技术

输电线路起着输送电力的重要作用，为了保障电力线路的正常运行，需要对输电线路进行定期维护。确保输电线路安全可靠运行，对保证国家经济稳定发展具有重要意义。

在冬天输电线结冰，对输电线路会造成巨大的损害。当遇到冰雪天气时，许多电力高压输电线路就易被压断，导致线路受损，对生产生活造成极大的影响。

而现有输电线除冰，主要还是通过人工进行，由于输电线延伸距离长，人工除冰，疲劳强度大；且现在均采用高压输电，架设在山林间，人工除冰难度大且危险。

为了解决上述问题，采用机器人对输电线路进行除冰；由于输电线要穿过森林等环境，输电线周围会出现很多障碍。而现有的输电巡检机器人高度固定，有的上方尺寸过大，有的下方尺寸过大。当输电线上方和下方有树枝等障碍物时，机器人无法通过。同时现有机器人除冰，刀具结构复杂，会对输电线造成损伤。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种高度可调的输电线除冰机器人，该机器人在输电线上移动时可以自由调节上下高度，避免输电线上方或下方出现障碍物时机器人无法通过，同时还能除去输电线上的冰层。

本发明采用的技术方案如下：

一种高度可调的输电线除冰机器人，它包括机体和行走机构，所述机体通过行走机构的支撑设置在输电线上，所述行走机构包括支撑臂和除冰轮，所述支撑臂上端与机体相连，所述除冰轮设置在支撑臂的一侧，能够与支撑臂在竖直方向上发生相对位移，所述除冰轮设置在输电线上，带动机体沿输电线移动并除去输电线上的冰层。

由于除冰轮与支撑臂间能够在竖直方向发生相对位移；当输电线上方出现障碍时，支撑臂相对于输电线和除冰轮下移；使机体在输电线上方的高度变短，使机体能够通过输电线上方的障碍；

当输电线下方出现障碍时，支撑臂相对于输电线和除冰轮上移；使机体在输电线下方的高度变短，使机体能够通过输电线下方的障碍。

同时除冰轮在行走过程中还能破碎输电线上的冰层，达到输电线除冰的目的。

进一步的，除冰轮的轮周上开设有线槽，所述线槽具有两个相对的斜槽壁以及连接斜槽壁的槽底壁，所述斜槽壁上对称设置有破冰齿；所述线槽底部宽度小于开口宽度，槽底壁宽度等于输电线的直径；

当输电线上覆盖有冰层，除冰轮沿输电线运动，输电线位于线槽中，其上的冰层与斜槽壁上的破冰齿接触，输电线不与槽底壁接触；

当输电线上没有冰层，除冰轮沿输电线运动，输电线位于线槽中，输电线与槽底壁接触，不与斜槽壁上的破冰齿接触。

由于上述结构，由于除冰轮上设置有线槽，因此能够保证除冰轮在输电线上带动机器人稳定运行，而不至于脱轨；除冰轮上的破冰齿与冰层接触，除冰轮转动，带动机器人移动过程中能够将输电线上的冰层破碎。由于线槽底壁与输电线的直径相等，因此，当输电线上没有冰层时，输电线刚好能够嵌入线槽中与槽底壁接触，当输电线外有冰层时，则无法嵌入线槽中与槽底壁接触，这样避免了输电线上没有冰层时破冰齿将输电线破坏。该除冰轮结构简单。

进一步的，所述槽底壁的截面为直线或曲线。

由于上述结构，当截面为曲线时，输电线刚好被槽底壁包裹，能够更好的避免破冰齿将输电线破坏。

进一步的，槽底壁上设置有防滑槽。

进一步的，所述支撑臂内部为空腔，其内设置有带动除冰轮上下移动的升降机构。

进一步的，所述升降机构包括相互匹配的丝杆和滑块，所述丝杆沿支撑臂长度方向布置；所述除冰轮通过除冰轮安装架设置在滑块上；所述支撑臂内设置有丝杆驱动电机，当丝杆驱动电机驱动丝杆转动时，滑块带动除冰轮在竖直方向上移动。

由于上述结构，当输电线上方出现障碍时，丝杆驱动电机带动丝杆转动，使滑块向上移动，支撑臂相对于输电线和除冰轮下移；使机体在输电线上方的高度变短，使机体能够通过输电线上方的障碍；

当输电线下方出现障碍时，丝杆驱动电机带动丝杆转动，使滑块向下移动，支撑臂相对于输电线和除冰轮上移；使机体在输电线下方的高度变短，使机体能够通过输电线下方的障碍。

进一步的，所述支撑臂靠近除冰轮一侧设有位移口，所述位移口沿支撑臂长度方向设置；所述滑块通过穿过位移口的连接件与除冰轮支撑架相连，所述连接件沿位移口滑动。

进一步的，所述除冰轮安装架呈“门”字形，除冰轮通过转轴安装在门字框内，门字框一侧通过连接件与支撑臂内的滑块相连，另一侧安装有除冰轮驱动电机；所述除冰轮驱动电机带动除冰轮转动。

进一步的，所述机体上设置有输电线状态监测传感器、四周环境监测传感器；所述输电线状态监测传感器、四周环境监测传感器、除冰轮驱动电机和丝杆驱动电机均与机体上的控制器相连；所述机体上还设置有电源，该电源为输电线状态监测传感器、四周环境监测传感器、除冰轮驱动电机和丝杆驱动电机供电。

由于上述结构，输电线状态监测传感器能够检测输电线的状态，发现输电线是否需要检修、其上是否有冰层需要破除；四周环境监测传感器能够检测输电线上方或下方是否有障碍，当其检测到输电线上方或下方有障碍时，控制丝杆驱动电机转动。调节机器人机体在输电线上方或下方的高度，使机器人能够通过输电线上方或下方的障碍。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明的输电线巡检机器人能够自由调节高度，便于其通过输电线上方或下方的障碍。越障方式简单，越障过程中不用停机，便于机器人连续工作，同时除冰轮结构简单，在除冰过程中，不会损坏输电线，便于推广和使用。

附图说明

图1是本发明的主视图；

图2是本发明的支撑臂位移口视图；

图3是本发明的左视图；

图4和5是除冰轮与输电线的位置关系图；

图6是槽底壁的展开结构图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种高度可调的输电线除冰机器人，它包括机体2和行走机构，所述机体2通过行走机构的支撑设置在输电线上，所述行走机构包括支撑臂1和除冰轮5，所述支撑臂1上端与机体2相连，所述除冰轮5设置在支撑臂1的一侧，能够与支撑臂1在竖直方向上发生相对位移，所述除冰轮5设置在输电线上，带动机体2沿输电线移动并除去输电线上的冰层。

除冰轮的轮周上开设有线槽，所述线槽具有两个相对的斜槽壁5-1以及连接斜槽壁5-1的槽底壁5-2，所述斜槽壁5-1上对称设置有破冰齿5-3；所述线槽底部宽度小于开口宽度，槽底壁5-2宽度等于输电线的直径；

当输电线上覆盖有冰层，除冰轮沿输电线运动，输电线位于线槽中，其上的冰层与斜槽壁5-1上的破冰齿5-3接触，输电线不与槽底壁5-2接触；

当输电线上没有冰层，除冰轮沿输电线运动，输电线位于线槽中，输电线与槽底壁5-2接触，不与斜槽壁5-1上的破冰齿5-3接触。

本实施方式中，该机器人设置有前后两组行走机构，每组行走机构中包含若干个除冰轮5，除冰轮5的数量与输电线的根数匹配。本实施方式中，输电线为两根，则前行走机构和后行走机构均包括两个除冰轮5，每个除冰轮5都通过一个支撑臂1与机体2相连，且除冰轮5都能与支撑臂1在竖直方向上发生相对移动。

除冰轮5可以设置在支撑臂1的外侧或内侧，本实施方式中，除冰轮5设在在支撑臂1的内侧。当机器人安装在输电线上时，支撑臂1刚好可以把输电线包裹，这样能够提高机器人安装在输电线上的稳定性。机器人行走行走时，除冰轮5位于支撑臂1的最上端，这样能使机器人的重心降低，同时使支撑臂1包裹输电线，保证机器人行走过程中的稳定性。

所述斜槽壁1与槽底壁2相连，破冰齿3集中设置在斜槽壁1中部，斜槽壁1与槽底壁2过渡连接处，不设置破冰齿3，留有一定的过渡间隙，这样能够进一步避免破冰齿3将输电线破坏。破冰齿尽量集中设置在斜槽壁上三分之二处，留三分之一的过渡连接处。

所述槽底壁5-2的截面为直线或曲线。本实施例中，所述截面为曲线，这样输电线刚好被槽底壁2包裹，能够更好的避免破冰齿3将输电线破坏。所述槽底壁5-2上设置有防滑槽5-4。所述防滑槽5-4相互平行或呈“鱼骨”状。

每个支撑臂1内部为空腔，其内设置有带动除冰轮5上下移动的升降机构。

所述升降机构包括相互匹配的丝杆7和滑块6，所述丝杆7沿支撑臂1长度方向布置；所述除冰轮5通过除冰轮5安装架3设置在滑块6上；所述支撑臂1内设置有丝杆驱动电机9，当丝杆驱动电机9驱动丝杆7转动时，滑块6带动除冰轮5在竖直方向上移动。

所述支撑臂1靠近除冰轮5一侧设有位移口8，所述位移口8沿支撑臂1长度方向设置；所述滑块6通过穿过位移口8的连接件与除冰轮5支撑架相连，所述连接件沿位移口8滑动。

所述除冰轮5安装架3呈“门”字形，除冰轮5通过转轴安装在门字框内，门字框一侧通过连接件与支撑臂1内的滑块6相连，另一侧安装有除冰轮驱动电机4；所述除冰轮驱动电机4带动除冰轮5转动。

所述机体2上设置有输电线状态监测传感器、四周环境监测传感器；所述输电线状态监测传感器、四周环境监测传感器、除冰轮驱动电机4和丝杆驱动电机9均与机体2上的控制器相连；所述机体2上还设置有电源，该电源为输电线状态监测传感器、四周环境监测传感器、除冰轮驱动电机4和丝杆驱动电机9供电。

所述输电线状态监测传感器可以安装机体2的前方或下方；四周环境监测传感器则安装在机体2的四周或顶部或底部，用于检测机器人四周的环境。

工作时，调整除冰轮5位于支撑臂1的最上端，使机体2悬挂在输电线上，降低机体2重心，保证运行稳定性。当位于机体2前方的四周环境监测传感器检测到前行方向上输电线下方有障碍，同时下方支撑臂1不能通过时，控制器控制丝杆驱动电机9转动，使滑块6下移，使支撑臂1相对于除冰轮5和输电线上移，使支撑臂1能够通过输电线；当位于机体2后方的四周检测传感器检测到输电线下方的有障碍，且机体2前方的四周障碍检测传感器没有检测到前行方向上输电线下方有障碍，则控制器控制丝杆驱动电机9转动，是滑块6上移，使支撑臂1相对于除冰轮5和输电线下移，降低机体2重心，保证运行的稳定性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高度可调的输电线除冰机器人，其特征在于：它包括机体（2）和行走机构，所述机体（2）通过行走机构的支撑设置在输电线上，所述行走机构包括支撑臂（1）和除冰轮（5），所述支撑臂（1）上端与机体（2）相连，所述除冰轮（5）设置在支撑臂（1）的一侧，能够与支撑臂（1）在竖直方向上发生相对位移，所述除冰轮（5）设置在输电线上，带动机体（2）沿输电线移动并除去输电线上的冰层。

2.根据权利要求1所述的高度可调的输电线除冰机器人，其特征在于：除冰轮的轮周上开设有线槽，所述线槽具有两个相对的斜槽壁（5-1）以及连接斜槽壁（5-1）的槽底壁（5-2），所述斜槽壁（5-1）上对称设置有破冰齿（5-3）；所述线槽底部宽度小于开口宽度，槽底壁（5-2）宽度等于输电线的直径；

当输电线上覆盖有冰层，除冰轮沿输电线运动，输电线位于线槽中，其上的冰层与斜槽壁（5-1）上的破冰齿（5-3）接触，输电线不与槽底壁（5-2）接触；

当输电线上没有冰层，除冰轮沿输电线运动，输电线位于线槽中，输电线与槽底壁（5-2）接触，不与斜槽壁（5-1）上的破冰齿（5-3）接触。

3.根据权利要求2所述的用于输电线除冰机器人的除冰轮，其特征在于：所述槽底壁（5-2）的截面为直线或曲线。

4.根据权利要求3所述的用于输电线除冰机器人的除冰轮，其特征在于：槽底壁（5-2）上设置有防滑槽（5-4）。

5.根据权利要求1所述的高度可调的输电线除冰机器人，其特征在于：所述支撑臂（1）内部为空腔，其内设置有带动除冰轮（5）上下移动的升降机构。

6.根据权利要求2所述的高度可调的输电线除冰机器人，其特征在于：所述升降机构包括相互匹配的丝杆（7）和滑块（6），所述丝杆（7）沿支撑臂（1）长度方向布置；所述除冰轮（5）通过除冰轮（5）安装架（3）设置在滑块（6）上；所述支撑臂（1）内设置有丝杆驱动电机（9），当丝杆驱动电机（9）驱动丝杆（7）转动时，滑块（6）带动除冰轮（5）在竖直方向上移动。

7.根据权利要求3所述的高度可调的输电线除冰机器人，其特征在于：所述支撑臂（1）靠近除冰轮（5）一侧设有位移口（8），所述位移口（8）沿支撑臂（1）长度方向设置；所述滑块（6）通过穿过位移口（8）的连接件与除冰轮（5）支撑架相连，所述连接件沿位移口（8）滑动。

8.根据权利要求4所述的高度可调的输电线除冰机器人，其特征在于：所述除冰轮（5）安装架（3）呈“门”字形，除冰轮（5）通过转轴安装在门字框内，门字框一侧通过连接件与支撑臂（1）内的滑块（6）相连，另一侧安装有除冰轮驱动电机（4）；所述除冰轮驱动电机（4）带动除冰轮（5）转动。

9.根据权利要求5所述的高度可调的输电线除冰机器人，其特征在于：所述机体（2）上设置有输电线状态监测传感器、四周环境监测传感器；所述输电线状态监测传感器、四周环境监测传感器、除冰轮驱动电机（4）和丝杆驱动电机（9）均与机体（2）上的控制器相连；所述机体（2）上还设置有电源，该电源为输电线状态监测传感器、四周环境监测传感器、除冰轮驱动电机（4）和丝杆驱动电机（9）供电。