CN109950848A - 电力系统用高架线路除冰机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力系统用高架线路除冰机器人，涉及到电线除冰领域，包括支撑箱体，所述支撑箱体的下表面左右两侧设有两个导轮装置，所述支撑箱体的下表面中间通过螺栓连接有两组电动伸缩杆，两组电动伸缩杆分别连接敲击除冰组件和加热除冰组件，作业人员根据除冰机器人所处位置和覆冰情况来选择除冰模式，在靠近杆塔附近或电力金具附近仅采用热辐射除冰，从而避免在靠近杆塔附近或电力金具附近由于敲击频繁导致连接松动或金具损坏的情形，在覆冰较厚的区域同时采用敲击除冰和热辐射除冰，以除去较难掉落的覆冰。本发明使得除冰具有多种方式，同时具有跨越障碍的功能，可以节省大量的人力和电能，为人们提供了方便。

Description

电力系统用高架线路除冰机器人

技术领域

本发明涉及电线除冰领域，特别涉及一种电力系统用高架线路除冰机器人。

背景技术

国内的冰雪灾害如此严重，而且通电电线上会因为雨水结冰影响通电，有的甚至将电线压断，而除冰装置需要人工辅助工作，并且除冰方式单一，并且没有跨越障碍的功能，还需要消耗大量的电力和人力，不能进行远程控制，为人们带来许多不便。因此，发明一种电力线路巡线除冰机器人来解决上述问题很有必要。传统的除冰装置作用单一，机械除冰具有快速去除较厚覆冰的效果，但在实际运用中，在靠近杆塔附近或电力金具（如间隔棒、线夹）处进行机械除冰时，尤其在覆冰较厚，需要进行大力的除冰时，会有损坏连接件和金具的情况发生，给电力运行带来较大的弊端，现有的除冰装置在越障结构设计上较为复杂，不便于与除冰结构的配合，此外，在架线较高或山区高架线路中，遥控控制时作业人员不便及时掌握除冰处的情况，而现有技术中采用的摄像结构也有在除冰雪时雪花和冰颗粒乱飞导致除冰装置周边模糊，不能使作业人员采集到清晰图像。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电力系统用高架线路除冰机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：包括支撑箱体，支撑箱体上表面固定有用于驱动整个除冰机器人行走的无人机，支撑箱体的下表面前后两端分别设有两个导轮装置，所述支撑箱体的下表面中间通过螺栓连接有前后设置的两组电动伸缩杆，两组电动伸缩杆分别连接敲击除冰组件和加热除冰组件，支撑箱体的上方设有清理装置，清理装置上包括有连接桶，所述支撑箱体的上表面前端中间通过支撑座与清理装置的连接桶连接，所述支撑箱体的内部底面设有处理器、信号接收器、蓄电池、蓝牙连接器和单片机控制器，所述支撑箱体的前端设置有摄像头，所述处理器的输入端电连接摄像头、蓄电池和信号接收器的输出端，处理器的输出端电连接单片机控制器的输入端，所述处理器双向电连接蓝牙连接器，单片机控制器的输出端电连接无人机、电动伸缩杆、导轮装置、敲击除冰组件和加热除冰组件的输入端，蓝牙连接器无线连接至一外部设备，外部设备控制无人机、电动伸缩杆、导轮装置、敲击除冰组件和加热除冰组件。

优选的，敲击除冰组件包括U型架、第一转轴、两个连接盘和敲击棒，一组电动伸缩杆伸缩端通过螺栓连接有U型架，U型架的两个竖直板之间通过轴承连接有第一转轴，第一转轴的外侧设有两个连接盘，连接盘的外侧均匀设有敲击棒，所述U型架的竖直板一侧通过螺栓连接有第一电机，第一电机的输出轴贯穿U型架的一侧并且与第一转轴的一端连接。加热除冰组件包括连接板和两个热辐射加热器，另一组电动伸缩杆伸缩端通过螺栓连接有连接板，连接板的下表面通过螺栓连接有两个热辐射加热器，热辐射加热器与两个连接盘左右对应。

优选的，所述清理装置包括有连接桶，连接桶的内部中间通过支撑柱连接有第三电机，第三电机的输出轴通过螺栓连接有吹风扇叶，第三电机的输入端电连接单片机控制器的输出端，在上述方案中，所述支撑箱体的上表面通过螺栓连接有太阳能发电板，太阳能发电板的输出端通过充电电路与蓄电池的输入端电连接，电动伸缩杆的个数为四个，两个电动伸缩杆为一组，且两个电动伸缩杆前后对应，通过两个电动伸缩杆为一组使得上下移动更加稳定。

在除冰作业时，根据其具体运行方式，可以达到多种良好效果。

（1）除冰作业时，将机器人放置到电线上，作业人员手拿外部设备控制机器人移动和各个电机，控制时，通过外部设备发出控制信号，通过信号接收器来对外部信号接收，信号接收器将信号发送到处理器内部，处理器将信号转发到单片机控制器内部，单片机控制器来控制对应的电器工作或停止，通过外部设备可以实现对无人机以及除冰装置内的各个电机的控制，同时外部设备实时收到摄像头实时采集到的输电线路的图像信息，作业人员可根据肉眼、望远镜和摄像头实时返回的图像来控制无人机和各个电机；

（2）肉眼或望远镜无法观测线路时，清理装置工作，清理装置的吹风扇叶及时将摄像头采集区域的风雪吹走，使摄像头清晰的记录实时图像；

（3）越障操作时，越障前正常运行时，第二转轴上后侧的导轮与电线接触，第二转轴上前侧的导轮抬起，遇到障碍时，通过控制第二电机带动第二转轴转动，通过第二转轴带动两组上的导轮转动，以此对第二转轴前后两侧的导轮切换，以此来跨越障碍；

（4）除冰时，通过左侧的一组电动伸缩杆带动U型架向下移动，通过U型架带动连接盘和敲击棒与电线接触，然后通过第一电机带动第一转轴转动，通过第一转轴带动连接盘和敲击棒转动，通过敲击棒对电线进行敲击震动，以此进行敲击震动除冰；通过右侧的一组电动伸缩杆带动热辐射加热器向下移动，使热辐射加热器的下端与电线接触，通过热辐射加热器进行加热除冰；作业人员根据除冰机器人所处位置和覆冰情况来选择除冰模式，在靠近杆塔附近或电力金具附近仅采用热辐射除冰，从而避免在靠近杆塔附近或电力金具附近由于敲击频繁导致连接松动或金具损坏的情形，在覆冰较厚的区域同时采用敲击除冰和热辐射除冰，以除去较难掉落的覆冰。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明俯视结构示意图。

图3为本发明支撑箱体内部结构示意图。

图中：1、支撑箱体；2、连接板；3、热辐射加热器；4、导轮装置；41、支撑脚板；42、第二转轴；43、导轮；44、第二电机；5、清理装置；51、吹风扇叶；52、第三电机；53、连接桶；6、连接盘；7、敲击棒；8、第一转轴；9、电动伸缩杆；10、U型架；11、第一电机；12、太阳能发电板；13、处理器；14、信号接收器；15、蓄电池；16、蓝牙连接器；17、单片机控制器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了如图1-3所示的一种电力系统用高架线路除冰机器人，包括支撑箱体（1），支撑箱体（1）上表面固定有用于驱动整个除冰机器人行走的无人机（图未示出，为现有电力领域常用驱动无人机），支撑箱体（1）的下表面前后两端分别设有两个导轮装置（4），其特征在于：所述支撑箱体（1）的下表面中间通过螺栓连接有前后设置的两组电动伸缩杆（9），两组电动伸缩杆（9）分别连接敲击除冰组件和加热除冰组件，支撑箱体（1）的上方设有清理装置（5），清理装置（5）上包括有连接桶（53），所述支撑箱体（1）的上表面前端中间通过支撑座与清理装置（5）的连接桶（53）连接，所述支撑箱体（1）的内部底面设有处理器（13）、信号接收器（14）、蓄电池（15）、蓝牙连接器（16）和单片机控制器（17），所述支撑箱体（1）的前端设置有摄像头（图未示出），所述处理器（13）的输入端电连接摄像头、蓄电池（15）和信号接收器（14）的输出端，处理器（13）的输出端电连接单片机控制器（17）的输入端，所述处理器（13）双向电连接蓝牙连接器（16），单片机控制器（17）的输出端电连接无人机、电动伸缩杆（9）、导轮装置、敲击除冰组件和加热除冰组件的输入端，蓝牙连接器（16）无线连接至一外部设备，外部设备控制无人机、电动伸缩杆（9）、导轮装置、敲击除冰组件和加热除冰组件。

进一步的，在上述方案中，敲击除冰组件包括U型架（10）、第一转轴（8）、两个连接盘（6）和敲击棒（7），一组电动伸缩杆（9）伸缩端通过螺栓连接有U型架（10），U型架（10）的两个竖直板之间通过轴承连接有第一转轴（8），第一转轴（8）的外侧设有两个连接盘（6），连接盘（6）的外侧均匀设有敲击棒（7），所述U型架（10）的竖直板一侧通过螺栓连接有第一电机（11），第一电机（11）的输出轴贯穿U型架（10）的一侧并且与第一转轴（8）的一端连接。加热除冰组件包括连接板（2）和两个热辐射加热器（3），另一组电动伸缩杆（9）伸缩端通过螺栓连接有连接板（2），连接板（2）的下表面通过螺栓连接有两个热辐射加热器（3），热辐射加热器（3）与两个连接盘（6）左右对应。

进一步的，在上述方案中，所述清理装置（5）包括有连接桶（53），连接桶（53）的内部中间通过支撑柱连接有第三电机（52），第三电机（52）的输出轴通过螺栓连接有吹风扇叶（51），第三电机（52）的输入端电连接单片机控制器（17）的输出端。

进一步的，在上述方案中，所述支撑箱体（1）的上表面通过螺栓连接有太阳能发电板（12），太阳能发电板（12）的输出端通过充电电路与蓄电池（15）的输入端电连接。

进一步的，在上述方案中，电动伸缩杆（9）的个数为四个，两个电动伸缩杆（9）为一组，且两个电动伸缩杆（9）前后对应，通过两个电动伸缩杆9为一组使得上下移动更加稳定。

工作原理：

操作时，将机器人放置到电线上，通过人们手拿外部设备控制机器人移动，通过蓝牙连接器16与外部设备接通，控制时，通过外部设备发出控制信号，通过信号接收器14来对外部信号接收，信号接收器14将信号发送到处理器13内部，处理器13将信号转发到单片机控制器17内部，单片机控制器17来控制对应的电器工作或停止，通过外部设备可以实现对无人机以及除冰装置内的各个电机的控制，同时摄像头实时采集输电线路的图像信息，便于作业人员实时掌握线路状况，此外，当机器人行走至视线外时（如档距较大的线路或山区线路，肉眼或望远镜无法观测），作业人员只能根据摄像头返回的图像信息来掌握实时情况，而为了避免敲击风雪所导致的线路周边的风雪飞舞，进而使视线模糊，不便于摄像头采集清晰的图像，在前端设置清理装置5，清理装置5的吹风扇叶51及时将摄像头采集区域的风雪吹走，便于作业人员清晰的观测输电线路周边情况。

运行时，使得第二转轴42上后侧的导轮43与电线接触，第二转轴42上前侧的导轮43抬起，遇到障碍时，通过控制第二电机44带动第二转轴42转动，通过第二转轴42带动两组上的导轮43转动，以此对第二转轴42前后两侧的导轮43切换，以此来跨越障碍；

除冰时，通过左侧的一组电动伸缩杆9带动U型架10向下移动，通过U型架10带动连接盘6和敲击棒7与电线接触，然后通过第一电机11带动第一转轴8转动，通过第一转轴8带动连接盘6和敲击棒7转动，通过敲击棒7对电线进行敲击震动，以此进行震动除冰，或者通过右侧的一组电动伸缩杆9带动热辐射加热器3向下移动，使热辐射加热器3的下端与电线接触，通过热辐射加热器3进行加热除冰；作业人员根据除冰机器人所处位置来选择除冰模式，比如在靠近杆塔附近或电力金具（如间隔棒、线夹）附近仅采用热辐射除冰，从而避免在靠近杆塔附近或电力金具（如间隔棒、线夹）附近由于敲击频繁导致连接松动或金具损坏的情形，或者在覆冰较厚的区域同时采用敲击除冰和热辐射除冰，以除去较难掉落的覆冰。

充电时，通过太阳能发电板12可以将太阳能转化为电能，再通过充电电路来对蓄电池15进行充电；

最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电力系统用高架线路除冰机器人，包括支撑箱体(1)，支撑箱体(1)上表面固定有用于驱动整个除冰机器人行走的无人机，支撑箱体(1)的下表面前后两端分别设有两个导轮装置(4)，其特征在于：所述支撑箱体(1)的下表面中间通过螺栓连接有前后设置的两组电动伸缩杆(9)，两组电动伸缩杆(9)分别连接敲击除冰组件和加热除冰组件，支撑箱体(1)的上方设有清理装置(5)，清理装置(5)上包括有连接桶(53)，所述支撑箱体(1)的上表面前端中间通过支撑座与清理装置(5)的连接桶(53)连接，所述支撑箱体(1)的内部底面设有处理器(13)、信号接收器(14)、蓄电池(15)、蓝牙连接器(16)和单片机控制器(17)，所述支撑箱体(1)的前端设置有摄像头，所述处理器(13)的输入端电连接摄像头、蓄电池(15)和信号接收器(14)的输出端，处理器(13)的输出端电连接单片机控制器(17)的输入端，所述处理器(13)双向电连接蓝牙连接器(16)，单片机控制器(17)的输出端电连接无人机、电动伸缩杆(9)、导轮装置、敲击除冰组件和加热除冰组件的输入端，蓝牙连接器(16)无线连接至一外部设备，外部设备控制无人机、电动伸缩杆(9)、导轮装置、敲击除冰组件和加热除冰组件。

2.根据权利要求1所述的电力系统用高架线路除冰机器人，其特征在于：敲击除冰组件包括U型架(10)、第一转轴(8)、两个连接盘(6)和敲击棒(7)，一组电动伸缩杆(9)伸缩端通过螺栓连接有U型架(10)，U型架(10)的两个竖直板之间通过轴承连接有第一转轴(8)，第一转轴(8)的外侧设有两个连接盘(6)，连接盘(6)的外侧均匀设有敲击棒(7)，所述U型架(10)的竖直板一侧通过螺栓连接有第一电机(11)，第一电机(11)的输出轴贯穿U型架(10)的一侧并且与第一转轴(8)的一端连接。

3.根据权利要求2所述的电力系统用高架线路除冰机器人，其特征在于：加热除冰组件包括连接板(2)和两个热辐射加热器(3)，另一组电动伸缩杆(9)伸缩端通过螺栓连接有连接板(2)，连接板(2)的下表面通过螺栓连接有两个热辐射加热器(3)，热辐射加热器(3)与两个连接盘(6)左右对应。

4.根据权利要求3所述的电力系统用高架线路除冰机器人，其特征在于：所述导轮装置(4)包括有两个支撑脚板(41)，两个支撑脚板(41)的上端与支撑箱体(1)的下表面连接，两个支撑脚板(41)之间通过轴承连接有第二转轴(42)，第二转轴(42)的靠近两个支撑脚板(41)的两端分别对称设有两个弧形支柱，弧形支柱的中间固定于第二转轴(42)上，弧形支柱的两端均连接有导轮(43)，所述支撑脚板(41)的一侧通过螺栓连接有第二电机(44)，第二电机(44)的输出轴贯穿支撑脚板(41)的一侧并且与第二转轴(42)的一端连接，所述第二电机(44)的输入端电连接单片机控制器(17)的输出端，弧形支柱上的导轮(43)与连接盘(6)和热辐射加热器(3)的前后位置对应，且导轮(43)的外侧设有电线凹槽。

5.根据权利要求1所述的电力系统用高架线路除冰机器人，其特征在于：所述清理装置(5)包括有连接桶(53)，连接桶(53)的内部中间通过支撑柱连接有第三电机(52)，第三电机(52)的输出轴通过螺栓连接有吹风扇叶(51)，第三电机(52)的输入端电连接单片机控制器(17)的输出端。

6.根据权利要求1所述的电力系统用高架线路除冰机器人，其特征在于：所述支撑箱体(1)的上表面通过螺栓连接有太阳能发电板(12)，太阳能发电板(12)的输出端通过充电电路与蓄电池(15)的输入端电连接。

7.一种根据权利要求1-6之任一项所述的电力系统用高架线路除冰机器人的除冰方法，其特征在于：

(1)除冰作业时，将机器人放置到电线上，作业人员手拿外部设备控制机器人移动和各个电机，控制时，通过外部设备发出控制信号，通过信号接收器来对外部信号接收，信号接收器将信号发送到处理器内部，处理器将信号转发到单片机控制器内部，单片机控制器来控制对应的电机工作或停止，通过外部设备可以实现对无人机以及除冰装置内的各个电机的控制，同时外部设备实时收到摄像头实时采集到的输电线路的图像信息，作业人员可根据肉眼、望远镜和摄像头实时返回的图像来控制无人机和各个电机；

(2)肉眼或望远镜无法观测线路时，清理装置工作，清理装置的吹风扇叶及时将摄像头采集区域的风雪吹走，使摄像头清晰的记录实时图像；

(3)越障操作时，越障前正常运行时，第二转轴上后侧的导轮与电线接触，第二转轴上前侧的导轮抬起，遇到障碍时，通过控制第二电机带动第二转轴转动，通过第二转轴带动两组上的导轮转动，以此对第二转轴前后两侧的导轮切换，以此来跨越障碍；

(4)除冰时，通过一组电动伸缩杆带动U型架向下移动，通过U型架带动连接盘和敲击棒与电线接触，然后通过第一电机带动第一转轴转动，通过第一转轴带动连接盘和敲击棒转动，通过敲击棒对电线进行敲击震动，以此进行敲击震动除冰；通过另一组电动伸缩杆带动热辐射加热器向下移动，使热辐射加热器的下端与电线接触，通过热辐射加热器进行加热除冰；作业人员根据除冰机器人所处位置和覆冰情况来选择除冰模式，在靠近杆塔附近或电力金具附近仅采用热辐射除冰，从而避免在靠近杆塔附近或电力金具附近由于敲击频繁导致连接松动或金具损坏的情形，在覆冰较厚的区域同时采用敲击除冰和热辐射除冰，以除去较难掉落的覆冰。