CN113497431B - 具有除冰雪功能的感应取电式架空线路警示球 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有除冰雪功能的感应取电式架空线路警示球，包括警示球、感应取电装置、除冰机构、除雪机构、检测机构、运动机构以及控制系统。将警示球利用上、下两个支撑平台分为上层球体和下层球体两个部分。上层球体包括了上层支撑平台、除雪机构、控制系统、感应取电装置。下层球体包括了下层支撑平台、除冰机构、蓄电池。本发明使用方便，工作性能优异。

Description

具有除冰雪功能的感应取电式架空线路警示球

技术领域

本发明涉及一种架空线路警示球。

背景技术

输电线路覆冰和积雪常会引起线路的跳闸、断线、倒杆、绝缘子闪络和通信中断等事故。在冬季，输电线路的张力变大，当遇到大雪天气时，架设在野外的输电线路极容易积雪，从而导致线路张力进一步加大，如果不及时清除压覆的积雪，当太阳出来温度升高在线路上的积雪化成水然后挂在线路上当气温下降，就会形成冰棱在线路上；之后再下雪两者的重量加起来，就很容易导致线路被压断，造成大面积停电现象。

现虽有机器人除雪装置，但是机器人除雪成本高，效率低，除冰机器人进行除冰作业时，机器人通过轮式驱动机构沿架空线运动。其中机器人压在电缆上，导致负重过大，容易造成电缆短路。当机器人传感器检测到前方线路上有覆冰时，其控制器开始启动除冰机构，清除线路覆冰，完成整个除冰动作。除冰机构要求在能高效清除架空线覆冰的前提下，其重量应尽可能小。机器人除雪难以达到以上要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工作性能好的具有除冰雪功能的感应取电式架空线路警示球。

本发明的技术解决方案是：

一种具有除冰雪功能的感应取电式架空线路警示球，其特征是：包括警示球上层球体、警示球下层球体；下层支撑平台水平固定于警示球下层球体内壁，下层支撑平台平面与警示球下层球体上端水平剖面平行，并低于警示球下层球体上端水平剖面，上层支撑平台平行于下层支撑平台，且上层支撑平台平行于下层支撑平台，上层支撑平台UI下层支撑平台用合页相连，可翻折开启；电机驱动板和控制系统分别对称固定上层支撑平台上层平面左右两侧；上层左主动轮传动箱，上层右主动轮传动箱分别对称固定于电机驱动板和控制系统之间；上层左主动轮驱动电机固定于上层左主动轮传动箱右侧，上层右主动轮驱动电机固定于上层右主动轮传动箱左侧；上层左主动轮传动箱、上层右主动轮传动箱分别通过上层左主动轮同步带、上层右主动轮同步带分别给上层前主动轮、上层后主动轮提供动力；上层前主动轮、上层后主动轮沿着上层支撑平台直径方向分别通过上层前左主动轮弹性支架、上层前右主动轮弹性支架、上层后左主动轮弹性支架、上层后右主动轮弹性支架对称固定在上层支撑平台上，上层前左主动轮弹性支架、上层前右主动轮弹性支架、上层后左主动轮弹性支架分别安装有检测警球上层球体上覆盖积雪重量的前左重量传感器、前右重量传感器、后左重量传感器；感应取电线圈沿轴心方向固定于上层前主动轮、上层后主动轮之间；前雪铲支架固定于上层前主动轮前端的上层支撑平台上，前雪铲与前雪铲支架相连，后雪铲支架固定于上层后主动轮后端的上层支撑平台上，后雪铲与后雪铲支架相连；前雪铲、前雪铲支架、上层前主动轮、感应取电线圈、上层后主动轮、后雪铲支架后雪铲沿上层支撑平台直径方向在一条中轴线上，形成一条贯穿的前电缆通道、后电缆通道上层支撑平台支架；上层支撑平台支架固定于上层支撑平台中心位置，位于感应取电线圈上方，上层红外传感器安装于上层支撑平台支架上；

在下层支撑平台底面居中位置通过下层前右主动轮弹性支架、下层后右主动轮弹性支架、下层前左主动轮弹性支架、下层后左主动轮弹性支架，固定下层前主动轮、下层后主动轮，下层前主动轮、下层后主动轮相对平行；下层后主动轮外侧安装有下层左主动轮驱动电机、下层左传动带、下层左主动轮传动箱，下层前主动轮外侧安装有下层右主动轮驱动电机、下层右传动带、下层右主动轮传动箱；沿下层支撑平台直径方向，下层后主动轮、下层前主动轮前后各安装一组除冰机构和检测机构；其中在下层前主动轮前端固定有前除雪切割片支架，前切割片传动机构安装于前除雪切割片支架前端，前切割片传动机构前端安装有前切割片电机，前除冰切割片安装在前切割片电机上；在下层后主动轮后端固定有后除雪切割片支架，后切割片传动机构安装于后除雪切割片支架后端，后切割片传动机构后端安装有后切割片电机，后除冰切割片安装在后切割片电机上；在前切割片传动机构、后切割片传动机构正下方安装有推杆支架，推杆支架两头各固定有前除冰电动推杆、后除冰电动推杆40，下层前红外传感器、下层后红外传感器分别固定在前除冰电动推杆、后除冰电动推杆上；左蓄电池、右蓄电池分别固定在下层支撑平台底面左右两侧；

检测系统包括上层支撑平台支架、上层红外传感器、前左重量传感器、前右重量传感器、后左重量传感器、下层前红外传感器、下层后红外传感器；通过感应取电线圈从高压电缆上取电，并向右蓄电池、左蓄电池充电，充电完成后，位于警示球上半球上端的左重力传感器、右重力传感器检测警示球上半球顶部雪层覆盖厚度，当重量达标，将信号发送至控制系统，行走机构上层左主动轮驱动电机、上层右主动轮驱动电机通过上层左主动轮传动箱、上层右主动轮传动箱带动上层前主动轮、上层后主动轮运动，实现警示球的行走，并通过安装在警示球上半球外部前后两端的前雪铲、后雪铲在线缆上推动清除积雪；同时，如果警示球下半球外部前后两端的下层前红外传感器、下层后红外传感器检测到冰棱，将信号发送到控制将信号发送至控制系统，行走机构工作；并且，除冰机构的前切割片电机、后切割片电机工作，通过前切割片传动机构后切割片传动机构带动前除雪切割片，后除雪切割片旋转，进行冰棱的切割；同时，由固定在下支撑平台底部的推杆支架上的前除冰电动推杆、后除冰电动推杆对冰棱同步敲击提高清除冰棱的效率；如果前红外传感器、下层后红外传感器检测到冰棱未检测到冰棱将继续前行，并循环作业直至左重力传感器，右重力传感器信号正常，警示球回归初始位置。

下层支撑平台平面低于警示球下层球体上端水平剖面5CM；上层支撑平台平行与下层支撑平台的垂直间距相距8CM。

上层前主动轮、上层后主动轮之间间距为15CM。

下层前主动轮、下层后主动轮之间间距为15CM。

本发明工作方便，工作性能优异。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明基于电力架空线路警示球的感应式自动除冰雪装置整体结构透视图。图1所标号所代表的部件如下：1-警示球上层球体，2-警示球下层球体。

图2是本发明基于电力架空线路警示球的感应式自动除冰雪装置内部结构俯视图。图2所标号所代表的部件如下：3-上层支撑平台，4-下层支撑平台，5-电机驱动板，6-控制系统，7-上层左主动轮传动箱，8-上层右主动轮传动箱，9-前雪铲，10-后雪铲，12-前雪铲支架，11-后雪铲支架，13-前电缆通道，14-后电缆通道，15-上层前主动轮，16-上层后主动轮，17-上层左主动轮驱动电机，18-上层右主动轮驱动电机，19-上层左主动轮同步带，20-上层右主动轮同步带，21-上层支撑平台支架，22-上层红外传感器，23-前左重量传感器，24-前右重量传感器， 25-后左重量传感器，26-上层前左主动轮弹性支架，27-上层前右主动轮弹性支架，28-上层后左主动轮弹性支架，29-上层后右主动轮弹性支架，30-上层右传送带，31-上层左传送带，32-感应取电线圈。

图3是本发明基于电力架空线路警示球的感应式自动除冰雪装置内部结构仰视图。图3所标号所代表的部件如下：33-前除冰切割片,34-后除冰切割片,35-前切割片传动机构,36-后切割片传动机构,37-前切割片电机,38-后切割片电机,39-前除冰电动推杆,40-后除冰电动推杆，41-推杆支架,42-右蓄电池,43-左蓄电池,44-下层左主动轮传动箱,45-下层后主动轮,46-下层前主动轮,47-下层左主动轮驱动电机,48-下层右主动轮驱动电机, 49-下层左传动带，50-下层右传动带,51-下层左主动轮传动箱, 52-下层右主动轮传动箱,53-下层前右主动轮弹性支架 , 54-下层前左主动轮弹性支架,55-下层后右主动轮弹性支架，56-下层后左主动轮弹性支架，57-下层前红外传感器，58-下层后红外传感器，59-前除雪切割片支架，60-后除雪切割片支架。

图4是感应取电系统原理框图。

图5是基于电力架空线路警示球的感应式自动除冰雪装置工作流程图。

具体实施方式

一种具有除冰雪功能的感应取电式架空线路警示球，包括警示球上层球体1、警示球下层球体2；下层支撑平台4水平固定于警示球下层球体2内壁，下层支撑平台4平面与警示球下层球体2水平剖面平行，并低于警示球下层球体2水平剖面5CM，上层支撑平台3平行于下层支撑平台4，垂直间距相距8CM，且上层支撑平台3平行于下层支撑平台4用合页相连，可翻折开启；电机驱动板5和控制系统6分别对称固定上层支撑平台3上层平面左右两侧；上层左主动轮传动箱7，上层右主动轮传动箱8分别对称固定于电机驱动板5和控制系统6之间；上层左主动轮驱动电机17固定于上层左主动轮传动箱7右侧，上层右主动轮驱动电机18固定于上层右主动轮传动箱8左侧；上层左主动轮传动箱7、上层右主动轮传动箱8分别通过上层左主动轮同步带19、上层右主动轮同步带20分给上层前主动轮15 ，上层后主动轮16提供动力；上层前主动轮15、上层后主动轮16沿着上层支撑平台3直径方向分别通过上层前左主动轮弹性支架26、上层前右主动轮弹性支架27、上层后左主动轮弹性支架28、上层后右主动轮弹性支架29对称固定在上层支撑平台3上，上层前主动轮15、上层后主动轮16之间间距为15CM，上层前左主动轮弹性支架26、上层前右主动轮弹性支架27、上层后左主动轮弹性支架28分别安装有检测警球上层球体1上覆盖积雪重量的前左重量传感器23，前右重量传感器24，后左重量传感器25；感应取电线圈32沿轴心方向固定于上层前主动轮15、上层后主动轮16之间；前雪铲支架12固定于上层前主动轮15前端的上层支撑平台3上，前雪铲9与前雪铲支架12相连，后雪铲支架11固定于上层后主动轮16后端的上层支撑平台3上，后雪铲10与后雪铲支架11相连；前雪铲9、前雪铲支架12、上层前主动轮15 、感应取电线圈32、上层后主动轮16、后雪铲支架11后雪铲10沿上层支撑平台3直径方向在一条中轴线上，形成一条贯穿的前电缆通道13、后电缆通道14上层支撑平台支架；上层支撑平台支架21固定于上层支撑平台3中心位置，位于感应取电线圈32上方，上层红外传感器22安装于上层支撑平台支架21上。

在下层支撑平台4底面居中位置通过下层前右主动轮弹性支架 53、下层后右主动轮弹性支架55、下层前左主动轮弹性支架54、下层后左主动轮弹性支架56，固定下层前主动轮46、下层后主动轮45，两个主动轮之间间距15CM，相对平行；下层后主动轮45,下层前主动轮46外侧各安装有下层左主动轮驱动电机47、下层左传动带49、下层左主动轮传动箱51，下层右主动轮驱动电机48, ，下层右传动带50,, 下层右主动轮传动箱52；沿下层支撑平台4直径方向，下层后主动轮45,下层前主动轮46前后各安装一组除冰机构和检测机构。其中在下层前主动轮46前端固定有前除雪切割片支架59，前切割片传动机构35安装于前除雪切割片支架59前端，前切割片传动机构35前端安装有前切割片电机37,前除冰切割片33安装在前切割片电机37上；在下层后主动轮45后端固定有后除雪切割片支架60，后切割片传动机构36安装于后除雪切割片支架60后端，后切割片传动机构36后端安装有后切割片电机38，后除冰切割片34安装在后切割片电机38上；在前切割片传动机构35、后切割片传动机构36正下方安装有推杆支架41，推杆支架两头各固定有前除冰电动推杆39,后除冰电动推杆40，57-下层前红外传感器，58-下层后红外传感器分别固定在前除冰电动推杆39,后除冰电动推杆40上；左蓄电池43,右蓄电池42分别固定在下层支撑平台4底面左右两侧。

运动机构由电机驱动板5，上层左主动轮传动箱7，上层右主动轮传动箱8，上层后主动轮16，上层左主动轮驱动电机17，上层右主动轮驱动电机18，上层左主动轮同步带19，上层右主动轮同步带20，上层前左主动轮弹性支架26，上层前右主动轮弹性支架27，上层后左主动轮弹性支架28，上层后右主动轮弹性支架29组成。上层左主动轮驱动电机17，上层右主动轮驱动电机18通过上层左主动轮同步带19，上层右主动轮同步带20带动上层右主动轮传动箱8，上层后主动轮16转动，并通过弹性支架上层前左主动轮弹性支架26，上层前右主动轮弹性支架27，上层后左主动轮弹性支架28，上层后右主动轮弹性支架29压紧电缆，确保警示球沿前电缆通道13，后电缆通道14平稳行驶。

其中，除雪机构由前雪铲9，后雪铲10，前雪铲支架12，后雪铲支架11组成。利用运动机构的前进后退，带动前雪铲9，后雪铲10进行除雪，当积雪在前雪铲9，后雪铲10上达到一定数量时积雪就会下落。

请参考图3，其中，除冰机构由前除冰切割片33,后除冰切割片34,前切割片传动机构35,后切割片传动机构36,前切割片电机37,后切割片电机38,前除冰电动推杆39,后除冰电动推杆40，推杆支架41组成。工作时，前切割片电机37,后切割片电机38工作，通过前切割片传动机构35后切割片传动机构36带动前除雪切割片33，后除雪切割片34旋转，进行冰棱的切割，同时，由固定在下支撑平台4底部的推杆支架41上的前除冰电动推杆39,后除冰电动推杆40对冰棱同步敲击提高清除冰棱的效率。

请参考图2，3，4，本发明感应取电系统原理如图所示，其结构由感应取电线圈32、右蓄电池42,左蓄电池43组成。当除冰雪警示球蓄电池42、43需要充电时，除冰雪警示球通过感应取线圈32进行取电，电信号通过导电螺栓上的导电电极输入至蓄电池中，上述充电过程并不影响除冰雪警示球沿供电电缆继续移动。其输出调整电路包含两交流输入端A、C与二次线圈两端连接的整流电路、脉宽调制电路（可用集成电路也可用分立电路完成其功能）、电压采样电路、连接于整流电路两直流输出端间的分流支路、以及正极输出线端B和负极输出线端D；所述整流电路的两直流输出端间连接有高频滤波电容C6，整流电路直流输出端的正极端经隔离二级管D1与正极输出线端B相连，负极端与负极输出线端D相连；所述分流支路由开关型功率器件Q2和限流电阻R12串联构成，接在整流电路输出后隔离二级管D1前；脉宽调制电路与电压采样电路并联连接于正极输出线端B与负极输出线端D之间，脉宽调制电路的采样信号输入端与电压采样电路的采样信号输出端相连，驱动脉冲输出端与分流支路中开关型功率器件Q2的控制端相连，且正极输出线端B与负极输出线端D间还连接有工频滤波电容C5。

请参考图2、3、5，本发明具有除冰雪功能的感应取电式架空线路警示球，其检测系统包括上层支撑平台支架21，上层红外传感器22-，前左重量传感器23，前右重量传感器24，后左重量传感器25，下层前红外传感器57，下层后红外传感器58。通过感应取电线圈32从高压电缆上取电，并向右蓄电池42、左蓄电池43充电，充电完成后，位于警示球上半球1上端的左重力传感器23，右重力传感器24检测警示球上半球顶部雪层覆盖厚度，档重量达标，将信号发送至控制系统6，行走机构上层左主动轮驱动电机17、上层右主动轮驱动电机18通过上层左主动轮传动箱7、上层右主动轮传动箱8带动上层前主动轮15、上层后主动轮运动，实现警示球的行走，并通过安装在警示球上半球1外部前后两端的前雪铲9、后雪铲10在线缆上推动清除积雪；同时，如果警示球下半球2外部前后两端的下层前红外传感器57、下层后红外传感器58检测到冰棱，将信号发送到控制将信号发送至控制系统6，行走机构工作如上，并且，除冰机构的前切割片电机37,后切割片电机38工作，通过前切割片传动机构35后切割片传动机构36带动前除雪切割片33，后除雪切割片34旋转，进行冰棱的切割，同时，由固定在下支撑平台4底部的推杆支架41上的前除冰电动推杆39,后除冰电动推杆40对冰棱同步敲击提高清除冰棱的效率。如果前红外传感器57、下层后红外传感器58检测到冰棱未检测到冰棱将继续前行，并循环作业直至左重力传感器23，右重力传感器24信号正常，警示球回归初始位置。

在本文中，所涉及的外侧、内侧、对称部分均以附图中零件的位于图中以及各零部件相互之间的位置来定义的，应当理解，所述方位词的实用不应限制本申请请求保护的范围。

Claims (4)

1.一种具有除冰雪功能的感应取电式架空线路警示球，其特征是：包括警示球上层球体、警示球下层球体；下层支撑平台水平固定于警示球下层球体内壁，下层支撑平台平面与警示球下层球体上端水平剖面平行，并低于警示球下层球体上端水平剖面，上层支撑平台平行于下层支撑平台，且上层支撑平台平行于下层支撑平台，上层支撑平台与下层支撑平台用合页相连，可翻折开启；电机驱动板和控制系统分别对称固定上层支撑平台上层平面左右两侧；上层左主动轮传动箱，上层右主动轮传动箱分别对称固定于电机驱动板和控制系统之间；上层左主动轮驱动电机固定于上层左主动轮传动箱右侧，上层右主动轮驱动电机固定于上层右主动轮传动箱左侧；上层左主动轮传动箱、上层右主动轮传动箱分别通过上层左主动轮同步带、上层右主动轮同步带分别给上层前主动轮、上层后主动轮提供动力；上层前主动轮、上层后主动轮沿着上层支撑平台直径方向分别通过上层前左主动轮弹性支架、上层前右主动轮弹性支架、上层后左主动轮弹性支架、上层后右主动轮弹性支架对称固定在上层支撑平台上，上层前左主动轮弹性支架、上层前右主动轮弹性支架、上层后左主动轮弹性支架分别安装有检测警示球上层球体上覆盖积雪重量的前左重量传感器、前右重量传感器、后左重量传感器；感应取电线圈沿轴心方向固定于上层前主动轮、上层后主动轮之间；前雪铲支架固定于上层前主动轮前端的上层支撑平台上，前雪铲与前雪铲支架相连，后雪铲支架固定于上层后主动轮后端的上层支撑平台上，后雪铲与后雪铲支架相连；前雪铲、前雪铲支架、上层前主动轮、感应取电线圈、上层后主动轮、后雪铲支架、后雪铲沿上层支撑平台直径方向在一条中轴线上，形成一条贯穿的前电缆通道、后电缆通道；上层支撑平台支架固定于上层支撑平台中心位置，位于感应取电线圈上方，上层红外传感器安装于上层支撑平台支架上；

在下层支撑平台底面居中位置通过下层前右主动轮弹性支架、 下层后右主动轮弹性支架、下层前左主动轮弹性支架、下层后左主动轮弹性支架，固定下层前主动轮、下层后主动轮，下层前主动轮、下层后主动轮相对平行；下层后主动轮外侧安装有下层左主动轮驱动电机、下层左传动带、下层左主动轮传动箱，下层前主动轮外侧安装有下层右主动轮驱动电机、下层右传动带、下层右主动轮传动箱；沿下层支撑平台直径方向，下层后主动轮、下层前主动轮前后各安装一组除冰机构和检测机构；其中在下层前主动轮前端固定有前除雪切割片支架，前切割片传动机构安装于前除雪切割片支架前端，前切割片传动机构前端安装有前切割片电机，前除冰切割片安装在前切割片电机上；在下层后主动轮后端固定有后除雪切割片支架，后切割片传动机构安装于后除雪切割片支架后端，后切割片传动机构后端安装有后切割片电机，后除冰切割片安装在后切割片电机上；在前切割片传动机构、后切割片传动机构正下方安装有推杆支架，推杆支架两头各固定有前除冰电动推杆、后除冰电动推杆40，下层前红外传感器、下层后红外传感器分别固定在前除冰电动推杆、后除冰电动推杆上；左蓄电池、右蓄电池分别固定在下层支撑平台底面左右两侧；

检测系统包括上层支撑平台支架、上层红外传感器、前左重量传感器、前右重量传感器、后左重量传感器、下层前红外传感器、下层后红外传感器；通过感应取电线圈从高压电缆上取电，并向右蓄电池、左蓄电池充电，充电完成后，位于警示球上半球上端的左重力传感器、右重力传感器检测警示球上半球顶部雪层覆盖厚度，当重量达标，将信号发送至控制系统，行走机构上层左主动轮驱动电机、上层右主动轮驱动电机通过上层左主动轮传动箱、上层右主动轮传动箱带动上层前主动轮、上层后主动轮运动，实现警示球的行走，并通过安装在警示球上半球外部前后两端的前雪铲、后雪铲在线缆上推动清除积雪；同时，如果警示球下半球外部前后两端的下层前红外传感器、下层后红外传感器检测到冰棱，将信号发送到控制将信号发送至控制系统，行走机构工作；并且，除冰机构的前切割片电机、后切割片电机工作，通过前切割片传动机构后切割片传动机构带动前除雪切割片，后除雪切割片旋转，进行冰棱的切割；同时，由固定在下支撑平台底部的推杆支架上的前除冰电动推杆、后除冰电动推杆对冰棱同步敲击提高清除冰棱的效率；如果前红外传感器、下层后红外传感器未检测到冰棱将继续前行，并循环作业直至左重力传感器，右重力传感器信号正常，警示球回归初始位置。

2.根据权利要求1所述的具有除冰雪功能的感应取电式架空线路警示球，其特征是：下层支撑平台平面低于警示球下层球体上端水平剖面5CM；上层支撑平台与下层支撑平台的垂直间距相距8CM。

3.根据权利要求1所述的具有除冰雪功能的感应取电式架空线路警示球，其特征是：上层前主动轮、上层后主动轮之间间距为15CM。

4.根据权利要求1所述的具有除冰雪功能的感应取电式架空线路警示球，其特征是：下层前主动轮、下层后主动轮之间间距为15CM。

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