CN114914871A - 一种用于高压线电缆的除冰机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及除冰设备技术领域，具体是一种用于高压线电缆的除冰机器人。其主要目的是提高除冰效率、提高操作安全性和增大其工作范围。包括机架、行进单元、除冰单元和位姿调节单元。行进单元和位姿调节单元与机架固连，除冰单元衔接于行进单元。机架主要用于固定行进单元、位姿调节单元以及其他相关器件，行进单元(由橡胶轮、避障轮、电机组成)用于沿高压线电缆前行与自主避障，除冰单元(由刀具、电机、连轴器、连接板和衔接件组成)中刀具通过连轴器固定在电机上，电机通过螺丝固定在连接板上，主要利用刀具旋转去除高压线电缆上的覆冰；位姿调节单元(由电机、主动连杆、从动连杆、固定架和衔接件组成)用于切换单相和四相线路的工作状态。
Description
技术领域
本发明涉及除冰设备技术领域，具体是一种用于高压线电缆的除冰机器人。
背景技术
随着近几年来中国的高速发展，国内的电量急剧增大，超高压大容量输电线路的需求量也急剧增加，因此高压线的建设与日俱增。在中国的东北地区特别是哈尔滨等地，常年冰雪覆盖，有时还会出现严重的雪灾现象，在强冷空气的气候条件下冰雪会在电力线路上附着造成高压覆冰，当线路覆冰增厚超过承载能力时会造成电线的断线倒杆，以至电网瘫痪，电路受到破坏，不仅影响了电力线路的稳定运行以及道路的交通运输，同时也给人们的生活带来严重的安全隐患。
目前面对高压线路的除冰主要有以下几种措施：
第一：人工除冰法。利用竹竿或铁锤等敲击法除冰；
第二：机械除冰法。利用机械外力迫使导线上的覆冰脱落；
第三：短路除冰法。在线路末端接短接线短路，通电后利用线路发热融冰。
上述高压线路除冰措施中具有以下缺陷：
(1)人工在除冰期间很容易增加安全事故发生的概率；
(2)机械除冰过程中极易造成线路损坏；
(3)短路除冰虽然比较方便，但直接在线路上短路会因短路电流较大，对电网具有巨大冲击，进而造成设备损坏、电网崩溃等危险情况发生。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种除冰效率较高、适用范围广、操作简单、功能多以及安全性能高的高压线电缆除冰机器人。
为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：
本发明所述的用于高压线电缆除冰机器人包括：机架、行进单元、除冰单元和位姿调节单元。所述的机架包括外壳、电池箱、底板、支撑架、空心铝弯管、弯管连接件、弯管固定件和工作指示灯；所述的行进单元固定在所述的底板上，用于沿高压线电缆前行与自主避障；所述的除冰单元与所述的行进单元衔接，通过利用刀具旋转去除高压线电缆上的覆冰；所述的位姿调节单元固连在所述的底板上端，用于切换单相和四相线路工作状态。
优选的，所述的行进单元包括：橡胶轮、避障轮、橡胶轮固定件、避障轮固定件、电机连接件、电机固定件、电机、连接件。所述橡胶轮通过所述橡胶轮固定件和电机连接件一同固定在所述电机上；所述避障轮通过所述避障轮固定件穿过轴承通过螺母固定在所述橡胶轮固定件上。
优选的，所述的除冰单元包括：刀具、电机、连轴器、连接板、衔接件。所述刀具通过所述连轴器固定在所述电机上；所述电机通过螺丝固定在所述连接板上；通过各种除冰方式对比，本发明将所述刀具设计成螺旋状，且四把刀具包裹高压线电缆，可以实现刀具360°全方位除冰，大幅度地提高了除冰效率。
优选的，所述的位姿调节单元包括：电机、主动连杆、从动连杆、固定架和衔接件。所述电机通过所述固定架固定于底板上；所述主动连杆通过螺丝固连于电机上；所述从动连杆通过轴承连接于所述主动连杆末端；所述从动连杆末端通过所述衔接件连接于所述空心铝弯管上。
本发明的有益效果在于：
本发明所述的高压线电缆除冰机器人可代替人工除冰工作以及其他部分除冰工作，具有防滑、单相与四相线路并用、自主越障、全方位除冰、自主巡检等功能。具体表现为：
1、防滑。本高压线电缆除冰机器人采用楔形增力原理，通过楔形轮槽形式，增大行走轮与导线之间的正压力，同时该除冰机器人采用橡胶轮，可有效地防止车体打滑现象的发生。
2、不同线路切换。本高压线电缆除冰机器人突破了单一线路的工作环境，在所述的位姿调节单元作用下，结合所述的行进单元可实现单线路与四相线路的高效切换，适用于各类工作环境，提高工作效率。
3、自主避障。本高压线电缆除冰机器人通过所述的避障轮，结合除冰过程中可能会遇到的障碍物形状等情况设计所述避障轮，可在除冰期间自主避障。
4、全方位除冰。本高压线电缆除冰机器人的除冰刀具可实现360°旋转除冰，将除冰刀具形状设计为螺旋状，且四把刀具包裹高压线电缆，使除冰更全面彻底，大幅度地提高了除冰效率。
附图说明
图1是本发明所述高压线电缆除冰机器人的整体结构示意图；
图2是本发明所述高压线电缆除冰机器人的整体结构主视图；
图3是本发明所述高压线电缆除冰机器人的机架结构示意图；
图4是本发明所述高压线电缆除冰机器人的结构装配示意图；
图5是本发明所述高压线电缆除冰机器人的结构装配主视图；
图6是本发明所述高压线电缆除冰机器人的行进单元结构示意图；
图7是本发明所述高压线电缆除冰机器人的行进单元内部机构示意图；
图8是本发明所述高压线电缆除冰机器人的橡胶轮结构示意图；
图9是本发明所述高压线电缆除冰机器人的避障轮固定件立体结构示意图；
图10是本发明所述高压线电缆除冰机器人的刀具结构示意图；
图11是本发明所述高压线电缆除冰机器人的位姿调节单元结构示意图；
图12是本发明所述高压线电缆除冰机器人的电机结构示意图；
图13是本发明所述高压线电缆除冰机器人的四相线路工作状态示意图；
图14是本发明所述高压线电缆除冰机器人的单相线路工作状态示意图。
其中：1是高压电缆线，2是行进单元，3是除冰单元，4是机架，7是位姿调节单元，41是外壳，42是电池箱，43是底板，44是支撑架，45是空心铝弯管，46是弯管连接件，47是弯管固定件，48是工作指示灯，21是橡胶轮，22是避障轮，23是避障轮固定件，24是橡胶轮固定件，25是电机连接件，26是电机，27是电机固定件，28是连接件，31是刀具，32是电机，33是连轴器，34是连接板，35是衔接件，71是电机，72是主动连杆，73是从动连杆，74是固定架，75是管接件。
具体实施方式
为了更好地了解到本发明，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1和图2所示，本发明所述的高压线电缆除冰机器人包括：高压电缆线1、行进单元2、除冰单元3、位姿调节单元4。行进单元2固定于机架4上，用于沿高压线电缆前行以及自主避障功能；除冰单元连接行进单元2，用于采用刀具旋转去除高压线电缆上的覆冰；位姿调节单元7固定在机架4上，用于单相和四相线路工作环境的高效切换。
如图3所示，本发明所述的高压线电缆除冰机器人的机架4包括：外壳41、电池箱42、底板43、支撑架44、空心铝弯管45、弯管连接件46、弯管固定件47、工作指示灯48。所述的外壳41与所述的底板43连接，可用于保护内部元器件；所述的电池箱42位于所述的底板43的下部，可对用电设备供电；所述的支撑架44连接在底板43的两侧；所述的弯管固定件47均固定在底板43的上表面；所述的空心铝弯管45之间通过弯管连接件46连接；所述的空心铝弯管45下端固定在弯管固定件47上同时释放旋转自由度；所述的工作指示灯48固定在底板43的前端，用于实时监测反馈除冰机器人的工作状态。
如图6、图7和图8所示，本发明所述的高压线电缆除冰机器人的行进单元2包括：橡胶轮21、避障轮22、避障轮固定件23、橡胶轮固定件24、电机连接件25、电机26、电机固定件27、连接件28。所述的橡胶轮21通过橡胶轮固定件24与电机连接件25一同固定在电机26上；所述的避障轮22通过避障轮固定件23穿过轴承连接螺母固定在橡胶轮固定件24上；行进单元2通过连接件28固定在空心铝方管45上。
如图4、图10所示，本发明所述的高压线电缆除冰机器人的除冰单元3包括：刀具31、电机32、连轴器33、连接板34、衔接件35。所述的刀具31通过连轴器33固定在电机32上；所述的电机32通过螺丝固定在连接板34上；所述的除冰单元3通过衔接板35与空心铝方管45末端连接。
如图4、图11所示，本发明所述的高压线电缆除冰机器人的位姿调节单元7包括：电机71、主动连杆72、从动连杆73、固定架74、管接件75。所述的电机71通过固定架74固定于底板43上；所述的主动连杆72通过螺丝固定在电机71上；从动连杆73通过轴承连接于主动连杆72末端；所述的从动连杆73末端通过管接件75与空心铝方管45末端连接。
本发明的除冰机器人可以采用自主切换线路的方式，在位姿调节单元7作用下，结合所述的行进单元2可实现单线路与四相线路的高效切换，同时结合各类硬件系统、操作手柄，配合动力检测模块、越障系统、坡度检测模块将巡检、除冰、越障、监测等结合一体，实现环境监测、人机交互的功能。
Claims (6)
1.一种用于高压线电缆除冰机器人，其特征在于，所述机器人包括：行进单元，用于沿高压线电缆前行以及自主避障功能；除冰单元，安装于行进单元上，采用刀具旋转去除高压线电缆上的覆冰；位姿调节单元，用于切换单相和四相线路工作环境；机架，用于固定行进单元、位姿调节单元以及其他相关器件。
2.根据权利要求书1所述的用于高压线电缆除冰机器人，其特征在于，所述的行进单元包括橡胶轮、避障轮、橡胶轮固定件、避障轮固定件、电机连接件、电机固定件、电机、连接件。所述橡胶轮通过所述橡胶轮固定件和电机连接件一同固定在所述电机上；所述避障轮通过所述避障轮固定件穿过轴承通过螺母固定在所述橡胶轮固定件上。
3.根据权利要求书1所述的用于高压线电缆除冰机器人，其特征在于，所述的除冰单元包括刀具、电机、连轴器、连接板、衔接件。所述刀具通过所述连轴器固定在所述电机上；所述电机通过螺丝固定在所述连接板上；通过各种除冰方式对比，本发明将所述刀具设计成螺旋状，且四把刀具包裹高压线电缆，可以实现刀具360°全方位除冰，更大幅度地提高了除冰效率。
4.根据权利要求书1所述的用于高压线电缆除冰机器人，其特征在于，所述的位姿调节单元包括电机、主动连杆、从动连杆、固定架和衔接件。所述电机通过所述固定架固定于底板上；所述主动连杆通过螺丝固连于所述电机上；所述从动连杆通过轴承连接于所述主动连杆末端；所述从动连杆末端通过所述衔接件与所述空心铝弯管连接。
5.根据权利要求书1所述的用于高压线电缆除冰机器人，其特征在于，所述的机架包括外壳、电池箱、底板、支撑架、空心铝弯管、弯管连接件、弯管固定件。所述的外壳与所述的底板连接，可用于保护内部元器件；所述的电池箱位于所述的底板的下部，可对用电设备供电；所述的支撑架连接在底板的两侧；所述的弯管固定件均固定在底板的上表面；所述的空心铝弯管之间通过弯管连接件连接；所述的空心铝弯管下端固定在弯管固定件上同时释放旋转自由度。
6.根据权利要求书5所述的用于高压线电缆除冰机器人，其特征在于，所述的底板前端包括工作指示灯，用于实时监测反馈除冰机器人的工作状态。
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