CN110190554B - 一种可回收式架空线路清障装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可回收式架空线路清障装置，包括：移动清障部分，包括主体，该主体设有插座和电磁锁舌；以及挂线部分，包括底座、锁钩板、以及V型挂线块，其中，该底座上设有竖直延伸的销轴，该挂线部分还包括用于在下拉底座时对V型挂线块所约束的线缆段进行锁紧并且在抬升底座时对其释放的连杆机构。其中，移动清障部分和挂线部分二者具有结合状态和分离状态，在分离状态下挂线部分能够挂设在线缆上并且对V型挂线块约束的线缆段进行锁紧。本装置的回收非常方便，挂线部分无需在线路上移动，除了适合人工作业，还特别适合采用机械臂、机器人等作业方式。

Description

一种可回收式架空线路清障装置

技术领域

本发明涉及电力架空线路清障装置，尤其涉及一种可回收式架空线路清障装置。

背景技术

架空线路上的异物(如塑料薄膜、塑料袋、气球、风筝、广告布条等)有导致相间短路、对地短路、人身伤害的危险，需要及时排除。

对于低空线路的异物，一般采用简易工具例如顶部带爪的绝缘杆即可使异物脱落，然而对于中高空线路来说，这种简易工具的适应性大幅降低，需要沿线路行走的专用清障工具来完成此项工具。

中国专利文献CN109449824A公开了一种自走式线路清障装置，该装置包括：机架和在机架上设置的行走机构、防滑机构、切割机构、电源和控制器，该装置实现了在线路上的可靠行走和异物切割。

目前，自走式线路清障装置的研发侧重于行走和切割的功能设计，对于装置的回收这一块鲜有涉及。在实际工作中，架空线路距离地面较高，需要人工登杆或利用作业装备(如绝缘斗臂车、绝缘平台、作业机械臂等)，并使用绝缘操作杆将清障工具挂设在架空线路上，在清障作业完成后再将绝缘杆头部的挂钩对准清障工具上的挂孔、然后将清障工具挑起、取下。

由于带电作业需要保持一定的安全距离，并且又是在高空位置作业，将绝缘杆头部的挂钩对准清障工具上的挂孔，操作十分不便，费时费力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可回收式架空线路清障装置，以实现清障装置的快捷投放和回收。

为此，本发明提供了一种可回收式架空线路清障装置，包括：移动清障部分，包括主体，所述主体上设有插座和电磁锁舌，以及挂线部分，包括底座、锁钩板、以及V型挂线块，其中，所述底座上设有竖直延伸的销轴，所述挂线部分还包括用于在下拉挂线部分时对V型挂线块所约束的线缆段进行锁紧并且在抬升底座时释放的连杆机构，其中，所述移动清障部分和挂线部分二者具有结合状态和分离状态，其中在所述结合状态下所述销轴与插座插接配合，所述电磁锁舌与所述锁钩板锁定配合；在分离状态下，所述挂线部分能够挂设在线缆上并且对V型挂线块约束的线缆段进行锁紧。

进一步地，上述所述移动清障部分还包括行走机构和用于清障的刀盘，所述挂线部分还包括竖直导轨、滑块、以及与所述滑块固定连接V型导引块，其中，所述竖直导轨与底座固定连接，所述锁钩板、V型挂线块二者固定连接至所述竖直导轨上。

进一步地，上述连杆机构包括限位槽板、第一连接臂、弹簧杆、以及线缆夹臂，其中，所述第一连接臂的中部具有侧向延伸的铰接轴，该铰接轴与V型导引块铰接，所述第一连接臂的下端设有滚轮，该滚轮位于限位槽板的水平导槽中，其中，所述连杆机构在下拉底座时联动，所述线缆夹臂自V型挂线板的下方夹紧所述线缆，此时所述弹簧杆回缩并且保持自锁状态。

进一步地，上述行走机构包括第一行走辊、用于驱动第一行走辊转动的减速电机、以及与第一行走辊通过同步带传动的第二行走辊。

进一步地，上述移动清障部分还包括自下而上地压紧线缆的顶压机构，其包括顶压辊、菱形架、电机、丝杠、以及一对传动齿轮，其中，所述电机固定在菱形架的两个对角轴中的一个上，通过所述一对传动齿轮带动丝杠转动，该丝杠沿菱形架的两对角轴水平布置，并且与两个对角轴中的另一个对角轴构成丝杠螺母传动副。

进一步地，上述菱形架的顶座上设有弹簧座，所述弹簧座用于支撑顶压辊，并且在所述顶压辊的转轴下方设有第一微动开关，以在顶压辊抵紧线缆至预定压力时触发该第一微动开关。

进一步地，上述刀盘包括前侧安装板、C型保持环、C型转动环、多个摩擦轮、多个内导辊、电机、以及同步带传动机构，其中，所述C型保持环和C型转动环用于安装切割刀具。

进一步地，上述切割刀具包括：具有C型缺口的筒形动刀，其中，所述筒形定刀的前端均布有V型刃口，并且所述V型刃口自带锯齿。

进一步地，上述切割刀具包括具有C型缺口的筒形定刀，其中，所述筒形动刀的前端具有坡形刃口，并且坡形刃口自带锯齿。

进一步地，上述切割刀具包括在C型转动环上固定连接的两个以上的刀片，用于在C形转动环转动时对异物进行切割。

本清障装置可以在带电的架空线路上移动并完成清除异物的工作，安全性较高，作业方便。

本装置分为挂线部分和移动清障部分两部分，初始状态下两部分合为一体，操作挂线部分带动移动清障部分，将两部分挂载在线路上，之后通过遥控操作将两部分脱离，其中挂线部分保持在原地不动，移动清障部分则可以在线路上移动并进行清障作业，清障完成后，通过遥控让移动清障部分回到挂线部分位置，两部分再次合为一体，完成移动清障部分的回收。

由于挂载完成后，挂线部分始终保持在线路上的初始位置，作业装备(如：绝缘斗臂车、绝缘平台、作业机械臂等)和作业人员无需跟随移动，所以能很方便清除不易到达位置(如：水域、植被)上方的异物，并且作业人员无需靠近可能会带电的异物，安全性高；绝缘杆也无需跟随一起移动，避免了空中二次抓取或空中二次对位，所以装置的回收非常方便，除了适合人工作业，还特别适合采用机械臂、机器人等方式作业。

本清障装置能实现典型挂线异物的清除；旋转刀盘上的刀具可更换，从而可以根据异物的不同安装不同类型的清除刀具。

本清障装置具有线径自适应功能，能适应不同粗细线径的导线。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明的清障装置的正面的立体结构示意图；

图2是根据本发明的清障装置的背面的立体结构示意图；

图3示出了挂线部分相对于移动清障部分进行下拉操作后的示意图；

图4是根据本发明的移动清障部分远离挂线部分的示意图；

图5是根据本发明的清障装置的挂线部分的立体结构示意图一；

图6是根据本发明的清障装置的挂线部分的立体结构示意图二，其中去除了绝缘杆和增加了V型导引块；

图7是根据本发明的清障装置的挂线部分的立体结构示意图三；

图8是根据本发明的清障装置的挂线部分的立体结构示意图四；

图9是根据本发明的清障装置的挂线部分与移动清障部分的主体处于半分离状态的示意图；

图10是根据本发明的清障装置在挂线部分的绝缘杆下拉到位时的状态示意图，其中，顶部锁舌还处于锁定状态，两部分还未完全分离；

图11是根据本发明的清障装置的移动清障部分的主体的立体结构示意图一；

图12是根据本发明的清障装置的移动清障部分的主体的立体结构示意图二；

图13是根据本发明的清障装置的移动清障部分的顶压机构的立体结构示意图一；

图14是根据本发明的顶压机构的立体结构示意图二；

图15是根据本发明的清障装置的顶压装置的顶压辊的装配示意图；

图16是根据本发明的移动清障部分的刀盘的立体结构示意图一；

图17是根据本发明的移动清障部分的刀盘的立体结构示意图二；以及

图18是根据本发明的移动清障部分的换刀后的刀盘的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1至图18示出了根据本发明的清障装置的一些实施例。

结合参照图1至图18，本清障装置包括移动清障部分10和挂线部分20，初始状态下两部分合为一体，操作挂线部分带动移动清障部分，将两部分挂载在线路30上，之后通过遥控操作将两部分脱离，其中挂线部分20保持在原地不动，移动清障部分则可以在线路上移动并进行清障作业，清障完成后，通过遥控让移动清障部分回到挂线部分位置，两部分再次合为一体，完成移动清障部分的回收。

结合参照图1至图4、图11和图12，该移动清障部分10包括主体11、行走机构12、顶压机构13、刀盘14、以及摄像头15。

主体11包括竖直安装板111和底板112。主体11的底板112的底部设有插座113、止转挡块114。在竖直安装板的背侧设有沿竖直方向伸缩的电磁锁舌16。

行走机构12包括在竖直安装板111的正面设置的第一行走辊121和第二行走辊122，在竖直安装板111的背面设置的用于驱动第一行走辊的减速电机123、用于第二行走辊和第一行走辊二者之间传动的同步带124。

其中，第一行走辊121和第二行走辊122在装置自重作用下挂设在线缆上，由顶压机构13从线缆的下方向上压紧线缆，当第一行走辊和第二行走辊转动时，防止打滑，实现可靠行走。

结合参照图1至图4、图13至图15，该顶压机构13位于第一行走辊121和第二行走辊122二者之间、并且靠近第二行走辊122布置。

该顶压机构13包括顶压辊131、菱形架132、电机133、丝杠134、以及一对传动齿轮135，其中，菱形架132的底座132c安装在底板上，电机133通过一对齿轮带动丝杠134转动，该丝杠134沿菱形架132的水平对角布置，用于改变菱形架的两对角轴之间的距离。

所述电机133固定在菱形架132的两个对角轴中的一个上，位于菱形架的外侧呈水平横向布置，其位置随菱形架的变形而改变。其通过所述一对传动齿轮135带动丝杠134转动，该丝杠134沿菱形架的两对角轴水平布置，并且与两个对角轴中的另一个对角轴构成丝杠螺母传动副。

菱形架132的顶座138设有弹簧座139，通过弹簧对该弹簧座进行浮动支撑，该顶压辊131安装在弹簧座139上，该顶压辊的转轴下方设有第一微动开关136，以在顶压辊抵紧线缆至预定压力时触发该微动开关，到达抬升位置。该抬升位置与线缆的外径无关，即对线缆的外径具有广泛的适应性。

第二微动开关137由菱形架的水平铰轴的初始位置触发，用于确定菱形架132的初始位置。

结合参照图1至图4、图16至图18，刀盘14包括前侧安装板141、C型保持环142、C型转动环143、多个摩擦轮144、电机145、以及同步带传动机构146。

C型转动环143位于C型保持环142的内部，在多个摩擦轮144的驱动下可围绕C型保持环142的圆心转动，电机145通过同步带传动机构146带动多个摩擦轮144同步转动。

刀盘14还包括多个轴承140，在C型转动环的内侧对其限制和支撑，进而与摩擦轮一起，为C型转动环的旋转运动提供约束。

在本发明中，旋转刀盘上的切割刀具可更换，从而可以根据异物的不同安装不同类型的清除刀具。

在一实施例中，如图16所示，C型保持环142用于固定具有C型缺口的筒形定刀147，C型转动环143用于固定具有C型缺口的筒形动刀148，该筒形定刀的前端均布有V型刃口147a，筒形动刀具有坡形刃口，二者均自带锯齿。工作时，进入V型刃口的异物由坡形刃口切割。

筒形动刀148的前端形成一个坡形刃口，能把障碍物往外推，从而能让切割动作更受力，也可以防止障碍物缠绕在锯片的端部。

在另一实施例中，如图18所示，C型转动环143固定连接两个以上的刀片149，以在C形转动环转动时对异物进行切割。

在其他实施例中，上述具有C型缺口的筒形定刀147与刀片149配合，起到剪刀的作用，并且可以消除切割异物的反作用力带来的侧倾翻转力。

结合参照图1至图10，挂线部分20包括绝缘杆21、底座22、竖直导轨23、滑块24、锁钩板25、V型挂线块26、连杆机构27、以及V型导引块28。

所述底座22上设有竖直延伸的销轴221和与止转挡块配合的止转挡壁222，其中，销轴221与主体底板上的插座113插接；锁钩板25固定连接至滑块24上、与电磁锁舌16配合；V型挂线块26挂设在线缆的顶部、沿线缆长度方向延伸。

V型导引块28用于对移动清障部分的主体的姿态进行导引，使之与挂线部分的姿态保持一致，两部分能够再次合在一起，回到初始状态。该V型导引块28由两个导引爪281/282构成，各导引爪具有两个导引面，一个是竖直导引面、另一个是底部导引面，以分别适合导引竖直安装板和底板，实现姿态纠正。

连杆机构27包括依次连接的限位槽板271、第一连接臂272、弹簧杆273、以及线缆夹臂274。

其中，限位槽板271固定连接在竖直导轨23上。第一连接臂272呈V型，中部具有侧向延伸的铰接轴272a，该铰接轴与V型导引块28铰接，第一连接臂的下端设有滚轮272b，该滚轮位于限位槽板271的水平导槽271a中。

弹簧杆273的两端分别通过铰接轴与第一连接臂272的下端和线缆夹臂274的上端铰接，第一连接臂272的上端通过铰接轴铰接至垫块上，各铰接轴相互平行并且与线缆延伸方向一致。

上述连杆机构的工作过程如下：

当下拉绝缘杆时，带动底座和竖直导轨向下运动，此时V型挂线块挂设在线缆上保持不动，限位槽板向下随动，最终第一连接臂和弹簧杆处于绷直状态(第一连接臂的铰接点、弹簧杆的上、下铰接点处于一条直线上)，弹簧杆受压缩，在此过程中线缆夹臂从线缆的下方向上偏转、与V型挂线块一起夹紧线缆。该连杆机构处于夹紧线缆的自保持状态。

当上举绝缘杆时，此时V型挂线块挂设在线缆上保持不动，限位槽板向上随动，通过滚轮驱动第一连接臂围绕其铰接轴转动，解除第一连接臂和弹簧杆的绷直状态，弹簧杆长度回复，在此过程中线缆夹臂向下偏转，解除对线缆的夹紧状态。其中，线缆夹臂向下偏转的极限状态可由侧向伸出的限位柱274a来限定(如图6所示)。

在本连杆机构中，弹簧杆能够伸缩，不同粗细线径的线缆均可实现夹紧，故具有线径自适应能力。

在一实施例中，本清障装置的移动清障部分还配置有电池模块、控制器、电机驱动器、遥控接收器等电气模块，通过摄像头监视、由地面遥控器进行遥控操作。

在一实施例中，本清障装置的移动清障部分还配置有外壳，对内部器件进行保护。并且在移动清障部分的本体的底板上进行配重。

下面对本清障装置的工作过程作详细描述。

挂线部分和移动清障部分这两部分在合体状态下，挂载到架空线路上。

下拉绝缘杆后，挂线部分锁定在架空线路上，两部分的底部分离、顶部仍由继电器顶部的锁舌限位。

遥控升起清障部分的顶压辊，以一定的压力抵紧线缆，移动清障部分与架空线路的顶部和底部均实现约束。

遥控操作移动清障部分移动时，先自动检测两部分是否已经彻底分离(通过微动开关17检测)，如果没有、则先控制继电器动作，下拉锁舌，此解除约束后，两部分彻底分离，移动清障部分可在架空线路上自动移动。

移动到目标位置，进行清障工作。

清障完成后，遥控移动清障部分往回移动，移动清障部分在挂线部分各导引块的导引下，保持正确的姿态，之后移动清障部分顶部越过挂线部分，继电器上方的锁舌动作、带动微动开关17(在图16中示出)释放一次，两部分侧面贴合后，微动开关18动作。控制程序将微动开关17释放、微动开关18动作作为逻辑判断条件，条件满足表面两部分已经紧密贴合，此状态会回传到遥控器，遥控器有指示灯亮起指示两部分已贴合。此时两部分的顶部和侧面有约束，底部仍然是分离的。

上推绝缘杆，两部分底部也实现约束，此时两部分完全合体。同时挂线部分与架空线路锁定解除。此时移动清障部分的顶压辊仍然压在架空线路上。

遥控操作C型转动环自动对缺口，程序控制C型转动环往一个方向旋转，检测到缺口越过接近开关19后，停止旋转。C型转动环的缺口正好对准移动清障部分主体的侧面缺口位置。

遥控移动清障部分的顶压辊下降，清障部分与架空线路底部的约束解除。

最后取下合体后的清障装置。

由于挂载完成后，挂线部分始终保持在线路上的初始位置，作业装备(如绝缘斗臂车、绝缘平台、作业机械臂等)和作业人员无需跟随移动，所以能很方便清除不易到达位置(如：水域、植被)上方的异物，并且作业人员无需靠近可能会带电的异物，安全性高；绝缘杆也无需跟随一起移动，避免了空中二次抓取或空中二次对位，所以装置的回收非常方便，除了适合人工作业，还特别适合采用机械臂、机器人等方式作业。

在本发明中，上述移动清障部分的架构不仅适合清障作业，而且适合在线缆上的其他作业，例如巡检等。

为此，本发明提供一种线缆作业装置，包括主体、上述行走机构和上述顶压机构。

如此在主体上配置相应的作业模块，可实现在线路上的可靠行走作业。

该作业模块不仅可以是刀盘，还可以是摄像头、电动夹钳、传感器等作业模块。

另外，根据需要，线缆作业装置可设计用于与挂线部分结合/分离的插接结构例如插销和插座等、锁定结构例如锁钩板和电磁锁舌等、以及在二者结合时对线缆作业装置的姿态进行导引的导引结构例如主体和V型导引块等。

在本发明中，上述挂线部分可将其他作业装置挂设在线缆上，并且在工作装置工作完成后对其进行回收。

为此，本发明还提供了一种杆挂线装置，包括能够安装绝缘杆的底座、固定连接在底座上的竖直导轨、在竖直导轨上可移动的滑块、以及与所述滑块固定连接V型挂线块和铰接块、以及上述连杆机构，该铰接块用于代替上述V型导引块，用于安装第一连接臂的铰接轴。

根据需要，作业装置和挂线装置二者之间可设计用于结合/分离的插接结构例如插销和插座等、锁定结构例如锁钩板和电磁锁舌等、以及在二者结合时对作业装置的姿态进行导引的导引结构例如主体和V型导引块等。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种可回收式架空线路清障装置，包括移动清障部分和挂线部分，所述移动清障部分包括主体，所述移动清障部分还包括行走机构和用于清障的刀盘，其特征在于，

所述主体上设有插座和电磁锁舌，所述挂线部分包括底座、锁钩板、以及V型挂线块，其中，所述底座上设有竖直延伸的销轴，

所述挂线部分还包括用于在下拉所述底座时对V型挂线块所约束的线缆段进行锁紧并且在抬升底座时对其释放的连杆机构，

其中，所述移动清障部分和挂线部分二者具有结合状态和分离状态，其中在所述结合状态下所述销轴与插座插接配合，所述电磁锁舌与所述锁钩板锁定配合；在分离状态下，所述挂线部分能够挂设在线缆上并且对V型挂线块约束的线缆段进行锁紧。

2.根据权利要求1所述的可回收式架空线路清障装置，其特征在于，所述挂线部分还包括竖直导轨、滑块、以及与所述滑块固定连接V型导引块，其中，所述竖直导轨与底座固定连接，所述锁钩板、V型挂线块二者固定连接至所述竖直导轨上。

3.根据权利要求2所述的可回收式架空线路清障装置，其特征在于，

所述连杆机构包括限位槽板、第一连接臂、弹簧杆、以及线缆夹臂，其中，所述第一连接臂的中部具有侧向延伸的铰接轴，该铰接轴与V型导引块铰接，所述第一连接臂的下端设有滚轮，该滚轮位于限位槽板的水平导槽中，

其中，所述连杆机构在下拉所述底座时联动，所述线缆夹臂自V型挂线板的下方夹紧所述线缆，此时所述弹簧杆回缩并且保持自锁状态。

4.根据权利要求2所述的可回收式架空线路清障装置，其特征在于，所述行走机构包括第一行走辊、用于驱动第一行走辊转动的减速电机、以及与第一行走辊通过同步带传动的第二行走辊。

5.根据权利要求2所述的可回收式架空线路清障装置，其特征在于，所述移动清障部分还包括自下而上地压紧线缆的顶压机构，其包括顶压辊、菱形架、电机、丝杠、以及一对传动齿轮，其中，所述电机固定在菱形架的两个对角轴中的一个上，通过所述一对传动齿轮带动丝杠转动，该丝杠沿菱形架的两对角轴水平布置，并且与两个对角轴中的另一个对角轴构成丝杠螺母传动副。

6.根据权利要求5所述的可回收式架空线路清障装置，其特征在于，所述菱形架的顶座上设有弹簧座，所述弹簧座用于支撑顶压辊，并且在所述顶压辊的转轴下方设有第一微动开关，以在顶压辊抵紧线缆至预定压力时触发该第一微动开关。

7.根据权利要求2所述的可回收式架空线路清障装置，其特征在于，所述刀盘包括前侧安装板、C型保持环、C型转动环、多个摩擦轮、多个内导辊、电机、以及同步带传动机构，其中，所述C型保持环和C型转动环用于安装切割刀具。

8.根据权利要求7所述的可回收式架空线路清障装置，其特征在于，所述切割刀具包括：具有C型缺口的筒形定刀，其中，所述筒形定刀的前端均布有V型刃口，并且所述V型刃口自带锯齿。

9.根据权利要求7所述的可回收式架空线路清障装置，其特征在于，所述切割刀具包括具有C型缺口的筒形动刀，其中，所述筒形动刀的前端具有坡形刃口，并且坡形刃口自带锯齿。

10.根据权利要求7所述的可回收式架空线路清障装置，其特征在于，所述切割刀具包括在C型转动环上固定连接的两个以上的刀片，用于在C形转动环转动时对异物进行切割。

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