CN115085129A - 一种风力驱动的高架线缆除冰机器人 - Google Patents

一种风力驱动的高架线缆除冰机器人 Download PDF

Info

Publication number
CN115085129A
CN115085129A CN202210629814.6A CN202210629814A CN115085129A CN 115085129 A CN115085129 A CN 115085129A CN 202210629814 A CN202210629814 A CN 202210629814A CN 115085129 A CN115085129 A CN 115085129A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fan
vertical axis
wind
main body
axis fan
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202210629814.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115085129B (zh
Inventor
周峻宇
吴超群
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan University of Technology WUT
Original Assignee
Wuhan University of Technology WUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan University of Technology WUT filed Critical Wuhan University of Technology WUT
Priority to CN202210629814.6A priority Critical patent/CN115085129B/zh
Publication of CN115085129A publication Critical patent/CN115085129A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115085129B publication Critical patent/CN115085129B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02GINSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G7/00Overhead installations of electric lines or cables
    • H02G7/16Devices for removing snow or ice from lines or cables
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00Manipulators not otherwise provided for
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/0058Means for cleaning manipulators, e.g. dust removing means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J5/00Manipulators mounted on wheels or on carriages
    • B25J5/02Manipulators mounted on wheels or on carriages travelling along a guideway
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D3/00Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/005Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  the axis being vertical
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D3/00Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/04Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D3/00Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/06Rotors
    • F03D3/061Rotors characterised by their aerodynamic shape, e.g. aerofoil profiles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D3/00Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/06Rotors
    • F03D3/062Rotors characterised by their construction elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D9/00Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/30Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/32Wind motors specially adapted for installation in particular locations on moving objects, e.g. vehicles
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02GINSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G1/00Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines
    • H02G1/02Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines for overhead lines or cables
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

本发明提出了一种风力驱动的高架线缆除冰机器人,包括设置在线缆上的除冰机构以及可为除冰机构提供驱动力的风力机构,还包括支撑框架及引导组件;风力机构包括垂直轴风扇;支撑框架设置在除冰机构上,支撑框架内设置垂直轴风扇;若干引导组件设置在支撑框架上,若干引导组件围绕垂直轴风扇的轴向方向均匀布设,各引导组件用于引导气流沿垂直轴风扇的径向方向吹动垂直轴风扇,或者各引导组件用于引导气流沿垂直轴风扇的径向断面的切线方向吹动垂直轴风扇;设置若干引导组件围绕垂直轴风扇,引导高空中的风向不停变化的乱序气流经过引导组件后,能够以一个固定方向及稳定力度吹动风扇,从而使风力扇叶的转动频率尽可能保持稳定。

Description

一种风力驱动的高架线缆除冰机器人
技术领域
本发明涉及除冰机器人技术领域,尤其涉及一种风力驱动的高架线缆除冰 机器人。
背景技术
由于超高压电缆处于高空作业,天气寒冷时,超高压电网电缆上集聚的雨、 雪易结成冰层,导致电缆承受较大的负载,容易产生断线,线塔坍塌等安全事 故,需及时去除电缆上覆盖的雨、雪、冰层。
传统的高架电缆除冰方式,是将具有碎冰刀的除冰装置安装在线缆上,除 冰装置两端分别连上绳索,操作人员自高架电缆的两端人工拉动除冰装置并使 碎冰刀对线缆进行作业。但这种方式不仅人力操作复杂繁琐,而且除冰效果及 效率都较差,而且难以控制碎冰刀具击碎、切割或磨碎冰层的深度和力度,进 而划伤线缆,甚至割断线缆。
为了解决这些问题,研究人员对传统的除冰装置进行了广泛的改进。目前, 针对超高压电网电缆除冰设备种类繁多,为了更准确的控制设备的除冰强度, 并使设备能够进行自动化除冰防险,以解放人力,现在高压电缆除冰设备一般 采用具有智能控制性能的除冰机器人进行作业。
但这又带来另外的问题,就是除冰机器人的持续作业时间通常较短,但如 果要增大机器人的供电电源,又会大幅增加机器人的整体重量,会使机器人对 高压线缆的负重造成不良影响。为了解决机器人续航的问题,技术人员又想到 可以在机器人上增设发电设备。其中,利用光伏能或者风能进行发电来为机器 人的续航持续供电,是较为理想的方案。
在研究过程中,技术人员发现,采用光伏能作为发电方式时,由于高架电 缆处于高空作业,作为光伏能发电主体的光伏板,其表面也会发生结冰现象, 从而造成光伏板的效能大幅降低。而采用风能作为发电方式时,高空作业中的 风力强劲,设备风能发电的性能较好,即使风力发电的风扇表面也会发生结冰 现象,但也并不对风力发电造成较大的影响。因此,现有的多种除冰机器人会 在设备上加装风力发电装置,从而提高了除冰机器人的续航能力。
但采用风能发电来为除冰机器人进行供电,仍然存在一些问题。其原因在 于,由于高架电缆处于高空作业导致风力强劲,在这个过程中强风不仅会吹动 高架电缆不停的摆动,而且高空中的气流风向变化多端难以预料,因此会造成 风力发电时风力扇叶的转动频率不断变化,甚至可能造成扇叶停转或者反转, 不仅降低了风力发电的效能,而且还可能对发电设备及机器人设备造成不良影 响。
发明内容
有鉴于此,本发明提出了一种风力驱动的高架线缆除冰机器人,解决了中 的气流风向变化多端难以预料,因此会造成风力发电时风力扇叶的转动频率不 断变化,可能对发电设备及机器人设备造成不良影响的问题。
本发明的技术方案是这样实现的:本发明提供了一种风力驱动的高架线缆 除冰机器人,包括设置在线缆上的除冰机构以及可为除冰机构提供驱动力的风 力机构,还包括支撑框架及引导组件;风力机构包括垂直轴风扇;支撑框架设 置在除冰机构上,支撑框架内设置垂直轴风扇;若干引导组件设置在支撑框架 上,若干引导组件围绕垂直轴风扇的轴向方向均匀布设,各引导组件用于引导 气流沿垂直轴风扇的径向方向吹动垂直轴风扇,或者各引导组件用于引导气流 沿垂直轴风扇的径向断面的切线方向吹动垂直轴风扇。
在以上技术方案的基础上,优选的,引导组件包括主体、第一管体、第二 管体及导流壳;若干主体设置在支撑框架上并围绕垂直轴风扇的轴向方向均匀 布设,主体两端沿垂直轴风扇的轴向方向延伸;两个第一管体均沿主体延伸方 向穿置在主体内,两个第一管体彼此相远离的一端分别贯穿主体延伸方向的端 部向外延伸,两个第一管体彼此朝向的另一端间隔设置;第二管体为弯管,两 个第二管体均设置在主体内并位于两个第一管体之间,各第二管体的一端与相 邻的第一管体位于主体内的端部相连通,各第二管体的另一端朝向垂直轴风扇 的方向贯穿主体的侧壁向外延伸;导流壳设置在主体朝向垂直轴风扇的侧面并 罩住两个第二管体向外延伸的端部,导流壳朝向垂直轴风扇的端面上沿主体延 伸方向开设有排风口,排风口对准第二管体向外延伸的端部,排风口沿垂直轴 风扇的径向方向朝向垂直轴风扇或者沿垂直轴风扇的径向断面的切线方向朝向 垂直轴风扇。
更进一步优选的,支撑框架包括固定座、固定板及若干支柱,风力机构还 包括转轴;固定座设置在除冰机构上,固定座上可设置用于驱动除冰机构工作 的发电机构;若干支柱一端设置在固定座上且另一端朝向地面延伸,若干支柱 围绕垂直轴风扇的轴向方向设置;固定板同时连接在若干支柱朝向地面延伸的 端部上;转轴一端轴接在固定板中央,转轴另一端沿垂直轴风扇的轴向方向朝 向固定座延伸,转轴另一端可与除冰机构相连接并驱动除冰机构工作,或者转 轴另一端可与设置在固定座上的发电机构相连接并驱动发电机构发电,转轴上 设置垂直轴风扇。
更进一步优选的,垂直轴风扇采用升力式扇叶时,排风口沿垂直轴风扇的 径向方向朝向垂直轴风扇;垂直轴风扇采用阻力式扇叶时,排风口沿垂直轴风 扇的径向断面的切线方向朝向垂直轴风扇。
更进一步优选的,引导组件还包括导流板;导流板沿主体的延伸方向设置 在导流壳内,导流板设置在排风口与第二管体向外延伸的端部之间,导流板沿 主体延伸方向的径向断面形状为流线形;导流壳远离排风口一侧的端面上沿主 体延伸方向对称开设有进风口,两个进风口对称设置在主体两侧。
更进一步优选的,主体沿其延伸方向的径向断面为流线形,导流壳的径向 断面为等腰三角形或者等腰梯形,导流壳在等腰三角形的尖端开设排风口以及 在等腰三角形的底边上对称开设进风口,或者导流壳在等腰梯形的短边上开设 排风口以及在等腰梯形的长边上对称开设进风口。
更进一步优选的,引导组件还包括轴流式微型风机;轴流式微型风机设置 在第一管体内并位于第一管体贯穿主体的端部,轴流式微型风机用于引导气流 由外部环境向第一管体内流动。
更进一步优选的,引导组件还包括罩体,至少一个罩体设置在主体远离地 面的一端并罩住第一管体向外延伸的端部,外部气流可穿过罩体的外周壁进入 第一管体内。
更进一步优选的,支柱包括第一柱体、第二柱体及缩径接管;第一柱体设 置在固定座上,第一柱体内也可设置轴流式微型风机,第一柱体的外周壁上沿 第一柱体的延伸方向设置有扩口,扩口与第一柱体的内部相连通,扩口朝向远 离转轴的方向;第二柱体连接在固定板与第一柱体之间,第二柱体与第一柱体 相连通,第二柱体的内径小于第一柱体,第二柱体上设置主体并使第二柱体与 第一管体相连通;缩径接管连通在第一柱体与第二柱体的相邻端部之间。
更进一步优选的,第二柱体插接在主体内并紧贴第一管体,第二柱体与第 一管体的侧壁上对应开设有通孔,通孔对准轴流式微型风机。
本发明的一种风力驱动的高架线缆除冰机器人相对于现有技术具有以下有 益效果:
(1)本发明设置若干引导组件围绕垂直轴风扇,引导高空中的风向不停变 化的乱序气流经过引导组件后,能够以一个固定方向及稳定力度吹动风扇,从 而使风力扇叶的转动频率尽可能保持稳定,以避免对整个设备造成不良影响。
(2)本发明的引导组件通过两个管体将垂直吹向风扇的乱序气流引导吹向 导流壳,从而避免乱序气流影响风扇的正常转动;在第一管体内设置风机,有 助于引导乱序气流进入第一管体内。
(3)本发明在导流壳的背面开设进风口,引导水平吹向风扇但风向不同的 乱序气流从进风口进入导流壳并从排风口吹出,从而引导乱序气流能够以稳定 的方向和力度吹向风扇。
(4)在第一管体的外端上设置罩体,在不会阻碍气流进入第一管体的情况 下,避免除冰机构工作产生的碎冰进入第一管体造成引导组件阻塞的问题。
(5)本发明的支撑框架采用中空的支柱与引导组件相连通,将从风扇上风 吹过的气流也引导进入导流壳内,并以稳定的方向和力度吹向风扇。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述 中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付 出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的除冰机器人上安装风力机构的其中一种实施方式的立体示意图;
图2为本发明的除冰机器人上安装风力机构的另一种实施方式的立体示意图;
图3为本发明的支撑框架的立体图;
图4为本发明的支撑框架的正视图;
图5为本发明的引导组件的侧剖图;
图6为本发明的引导组件的俯剖图;
图7为本发明的引导组件的立体图;
图8为本发明的引导组件的立体剖视图;
图9为本发明的采用升力式扇叶时的引导组件的俯视图;
图10为本发明的采用阻力式扇叶时的引导组件的俯视图;
图11为本发明的升力式扇叶的立体图;
图12为本发明的阻力式扇叶的立体图。
图中:1、支撑框架;11、固定座;12、固定板;13、支柱;131、第一柱 体;132、第二柱体;133、缩径接管;101、扩口;102、通孔;2、引导组件; 21、主体;22、第一管体;23、第二管体;24、导流壳;25、导流板;26、罩 体;27、轴流式微型风机;201、排风口;202、进风口;3、风力机构;31、垂 直轴风扇;32、转轴。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、 完整地描述,显然,所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式,而不是 全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,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方式,都属于本发明保护的范围。
实施例一:
如图1所示,结合图3,本发明的一种风力驱动的高架线缆除冰机器人,包 括设置在线缆上的除冰机构以及可为除冰机构提供驱动力的风力机构3,还包括 支撑框架1及引导组件2。
其中,除冰机构是通过外部驱动来实现碎冰作业的,这个外部驱动,既可 以采用电机提供驱动力,然后通过风力机构3发电来为电机供电;也可以直接 由风力机构3作为外部驱动力的来源。
其中,支撑框架1设置在除冰机构上,支撑框架1内设置垂直轴风扇31; 支撑框架1包括固定座11、固定板12及若干支柱13。
具体来说,固定座11设置在除冰机构上,固定座11上可设置用于驱动除 冰机构工作的发电机构。为了尽可能的减少配重,固定座11是两个板体与多个 连杆构成的框体结构;当风力机构3直接作为除冰机构的驱动力来源时,固定 座11设置在除冰机构的缸体下方,风力机构3的转轴32向上穿过固定座与除 冰机构内的机械机构相配合,从而带动除冰机构工作。
若干支柱13一端设置在固定座11上且另一端朝向地面延伸,若干支柱13 围绕垂直轴风扇31的轴向方向设置。
固定板12同时连接在若干支柱13朝向地面延伸的端部上,从而与若干主 柱13及底座11构成稳固的框架结构。
其中,风力机构3包括垂直轴风扇31及转轴32。
具体来说,转轴32一端轴接在固定板12中央,转轴32另一端沿垂直轴风 扇31的轴向方向朝向固定座11延伸,转轴32另一端可与除冰机构相连接并驱 动除冰机构工作,或者转轴32另一端可与设置在固定座11上的发电机构相连 接并驱动发电机构发电。
垂直轴风扇31设置在转轴32上,并位于若干支柱13之间。垂直轴风扇31 有两种,一种是升力式,一种是阻力式,由于这两种垂直轴风扇31是现有技术, 本发明也不涉及对垂直轴风扇31的改进,因此并未在说明书中详细描述这两种 垂直轴风扇31的具体结构。
其中,若干引导组件2设置在支撑框架1上,若干引导组件2围绕垂直轴 风扇31的轴向方向均匀布设,各引导组件2用于引导气流沿垂直轴风扇31的 径向方向吹动垂直轴风扇31,或者各引导组件2用于引导气流沿垂直轴风扇31 的径向断面的切线方向吹动垂直轴风扇31。
其原理为,高空中的乱序气流在吹动垂直轴风扇31旋转时,在理想状态下, 可以视作垂直轴风扇31从四面八方收到的风力是平衡的,因此垂直轴风扇31 是停摆的,但本实施例一围绕垂直轴风扇31设置若干引导组件2来引导风向流 动,从而能够引导部分乱序气流以一个固定的角度和稳定的力度来吹动垂直轴 风扇31,因而能够使风扇31即使在乱序气流中也能够保证稳定的转动,进而对 除冰机构提供稳定的驱动力。
当然,上述运行原理是在理想的环境下进行的,在实际环境中,乱序气流 的风向和风力大小是不断变化的,这就导致垂直轴风扇31不仅可能停摆,甚至 发生反转,特别是风扇反转会对发电机构或者除冰机构的内部机械机构造成严 重的不良影响,是必须要尽可能避免的;当吹动垂直轴风扇31反转的风力大于 正转的风力时,本实施例一围绕垂直轴风扇31设置若干引导组件2来引导风向 流动,将多个风向的但风力较小的正转风力汇聚起来并引导汇聚风力以一个固 定的角度吹动垂直轴风扇31,从而能够抵消反转风力的影响;因此,在实际环 境下,尽管引导组件2并不一定能够引导气流以一个稳定的力度吹动垂直轴风 扇31使其稳定转动,但至少能够引导气流以一个固定的角度吹动垂直轴风扇31, 以避免风扇反转并尽可能的消除其造成的不良影响。
实施例二:
本实施例二的原理与实施例一相同,区别在于,当除冰机构是通过安装在 自身内部的电机驱动时,风力机构3与设置在固定座11上的发电机构相配合, 带动发电机构发电来为除冰机构的电机供电。
如图2所示,结合图3,可以在并行线缆的两个除冰机构之间架设支撑横梁, 然后将固定座11安装在横梁上,固定座11上设置发电机构,风力机构3的转 轴32向上延伸并与穿过固定座与发电机构内的机械机构相配合,从而带动发电 机构工作,发电机构电性连接除冰机构进行供电。
实施例三:
为了实现实施例一或者二中,对于风向的引导作用,本实施例三具体通过 以下手段实现。
如图1所示,结合图5,引导组件2包括主体21、第一管体22、第二管体 23及导流壳24。
其中,若干主体21设置在支撑框架1上并围绕垂直轴风扇31的轴向方向 均匀布设,主体21两端沿垂直轴风扇31的轴向方向延伸。
两个第一管体22均沿主体21延伸方向穿置在主体21内,两个第一管体22 彼此相远离的一端分别贯穿主体21延伸方向的端部向外延伸,两个第一管体22 彼此朝向的另一端间隔设置。
第二管体23为弯管,两个第二管体23均设置在主体21内并位于两个第一 管体22之间,各第二管体23的一端与相邻的第一管体22位于主体21内的端 部相连通,各第二管体23的另一端朝向垂直轴风扇31的方向贯穿主体21的侧 壁向外延伸。第一管体22与第二管体23相连通形成一个引流管,从而使各个 风向的气流在引导下进入第一管体22内,并引导气流流向导流壳24。
导流壳24设置在主体21朝向垂直轴风扇31的侧面并罩住两个第二管体23 向外延伸的端部,导流壳24朝向垂直轴风扇31的端面上沿主体21延伸方向开 设有排风口201,排风口201对准第二管体23向外延伸的端部。导流壳24将上 下两个引流管引导进入的气流汇聚起来,并最终通过朝向固定的排风口201以 一个固定的角度吹向垂直轴风扇31。
具体来说,如图1所示,结合图9及图11,垂直轴风扇31采用升力式扇叶 时,排风口201沿垂直轴风扇31的径向方向朝向垂直轴风扇31,从而符合升力 式扇叶的气动原理。
实施例四:
本实施例四与实施例三的原理及机构基本相同,区别在于,如图1所示, 结合图10及图12,垂直轴风扇31采用阻力式扇叶时,排风口201沿垂直轴风 扇31的径向断面的切线方向朝向垂直轴风扇31,从而沿切线方向推动垂直轴风 扇31的外缘,以获得最大的风力推动力。
实施例五:
在实施例三或者实施例四的基础上,为了进一步加强排风口201排出的定 向风力大小,如图1所示,结合图6和图7,引导组件2还包括导流板25。
其中,排风口201为扁平口,从而对气流进行压缩,以提供排出的风力大 小。
导流壳24远离排风口201一侧的端面上沿主体21延伸方向对称开设有进 风口202,两个进风口202对称设置在主体21两侧,排风口201的轴向长度不 大于导流板25的轴向长度,从而引导吹向垂直轴风扇31的部分气流也能够进 入导流壳24内汇聚起来并从排风口201排出,从而加强了排风口201的风力。
导流板25沿主体21的延伸方向设置在导流壳24内,导流板25设置在排 风口201与第二管体23向外延伸的端部之间,导流板25的轴向长度不小于排 风口201的轴向长度,导流板25沿主体21延伸方向的径向断面形状为流线形, 且流线形的中轴线与排风口201的径向断面中轴线相重合;导流板25能够引导 进入导流壳24内的气流向排风口201移动,避免导流壳25内产生乱序气流, 减弱排风口201排出的风力。
另外,需要说明的是,导流板25的外轮廓为流线形,其本身是存在一个最 优解的参数,能够获得最好的导流效果,但本发明本部涉及对于流线形结构的 改进,只是利用了流线形的外轮廓所具有的良好导流效果,因此本实施例中并 未详细描述流线形的具体参数。
实施例六:
在实施例五的基础上,为了获得更好的导流效果,主体21沿其延伸方向的 径向断面为流线形,使外部气流能够沿着主体21外轮廓进入导流壳25的进风 口202内。
导流壳24的径向断面为等腰三角形或者等腰梯形,导流壳24在等腰三角 形的尖端开设排风口201以及在等腰三角形的底边上对称开设进风口202,或者 导流壳24在等腰梯形的短边上开设排风口201以及在等腰梯形的长边上对称开 设进风口202。
实施例七:
在实施例五的基础上,由于第一管体22及第二管体23连通形成的引流管 是垂直设置的,而大部分的气流风向是水平的,因此为了能够有效的引导气流 进入第一管体22内,引导组件2还包括轴流式微型风机27。
其中,轴流式微型风机27设置在第一管体22内并位于第一管体22贯穿主 体21的端部,轴流式微型风机27用于引导气流由外部环境向第一管体22内流 动。轴流式微型风机27类似于显卡的散热风扇,其仅需要一个极小的马达及电 源就能够带动风机转动,因此不会大幅增加引导组件2的配重。另外,轴流式 微型风机27也是常见设备,本发明也不涉及对其结构和原理的改进,因此并未 对轴流式微型风机27的结构进行详细描述。
实施例八:
在实施例七的基础上,由于除冰机构碎冰作业时,碎冰会大量落下,为了 避免落下的碎冰进入第一管体22内,并对第一管体22及其内的轴流式微型风 机27造成伤害,引导组件2还包括罩体26。
其中,至少一个罩体26设置在主体21远离地面的一端并罩住第一管体22 向外延伸的端部,外部气流可穿过罩体26的外周壁进入第一管体22内。
需要说明的是,罩体26是为了阻挡上方掉落的碎冰,因此罩体26的外周 壁可以是敞开的,这种结构有助于气流进入第一管体22内,但碎冰有可能从敞 开口进入第一管体22内;也可以如附图在罩体26的外周壁上开设网状镂空孔, 尽管能够有效的阻碍碎冰进入第一管体22内,但网状镂空孔又可能因为附着在 罩体26上的碎冰融化后有结冰而被堵住。因此,上述两种方式各有利弊。
实施例九:
在实施例三或者实施例四的基础上,为了进一步加强排风口201排出的定 向风力大小,如图1所示,结合图4,支柱13包括第一柱体131、第二柱体132 及缩径接管133。
其中,第一柱体131设置在固定座11上,第一柱体131内也可设置轴流式 微型风机27,第一柱体131的外周壁上沿第一柱体131的延伸方向设置有扩口 101,扩口101与第一柱体131的内部相连通,扩口101朝向远离转轴32的方 向,扩口101用于聚风。
第二柱体132连接在固定板12与第一柱体131之间,第二柱体132与第一 柱体131相连通,第二柱体132的内径小于第一柱体131,第二柱体132上设置 主体21并使第二柱体132与第一管体22相连通,第二柱体132将气流引导进 入第一管体22内。
具体来说,如图1所示,结合图6和图8,第二柱体132插接在主体21内 并紧贴第一管体22,第二柱体132与第一管体22的侧壁上对应开设有通孔102, 通孔102对准轴流式微型风机27。
缩径接管133连通在第一柱体131与第二柱体132的相邻端部之间,当气 流从第一柱体131向第二柱体132流动时,缩径接管133通过缩径作用,对气 流进行压缩,而加强了气流的风力。
实施例十:
在不存在技术冲突的情况下,还包括实施例一至九的任意组合。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已,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、改进等,均应包含在本 发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种风力驱动的高架线缆除冰机器人,包括设置在线缆上的除冰机构以及可为除冰机构提供驱动力的风力机构(3),其特征在于:还包括支撑框架(1)及引导组件(2);所述风力机构(3)包括垂直轴风扇(31);
所述支撑框架(1)设置在除冰机构上,所述支撑框架(1)内设置垂直轴风扇(31);
若干所述引导组件(2)设置在支撑框架(1)上,若干所述引导组件(2)围绕垂直轴风扇(31)的轴向方向均匀布设,各所述引导组件(2)用于引导气流沿垂直轴风扇(31)的径向方向吹动垂直轴风扇(31),或者各所述引导组件(2)用于引导气流沿垂直轴风扇(31)的径向断面的切线方向吹动垂直轴风扇(31)。
2.根据权利要求1所述的一种风力驱动的高架线缆除冰机器人,其特征在于:所述引导组件(2)包括主体(21)、第一管体(22)、第二管体(23)及导流壳(24);
若干所述主体(21)设置在支撑框架(1)上并围绕垂直轴风扇(31)的轴向方向均匀布设,所述主体(21)两端沿垂直轴风扇(31)的轴向方向延伸;
两个所述第一管体(22)均沿主体(21)延伸方向穿置在主体(21)内,两个所述第一管体(22)彼此相远离的一端分别贯穿主体(21)延伸方向的端部向外延伸,两个所述第一管体(22)彼此朝向的另一端间隔设置;
所述第二管体(23)为弯管,两个所述第二管体(23)均设置在主体(21)内并位于两个第一管体(22)之间,各所述第二管体(23)的一端与相邻的第一管体(22)位于主体(21)内的端部相连通,各所述第二管体(23)的另一端朝向垂直轴风扇(31)的方向贯穿主体(21)的侧壁向外延伸;
所述导流壳(24)设置在主体(21)朝向垂直轴风扇(31)的侧面并罩住两个第二管体(23)向外延伸的端部,所述导流壳(24)朝向垂直轴风扇(31)的端面上沿主体(21)延伸方向开设有排风口(201),所述排风口(201)对准第二管体(23)向外延伸的端部,所述排风口(201)沿垂直轴风扇(31)的径向方向朝向垂直轴风扇(31)或者沿垂直轴风扇(31)的径向断面的切线方向朝向垂直轴风扇(31)。
3.根据权利要求2所述的一种风力驱动的高架线缆除冰机器人,其特征在于:所述支撑框架(1)包括固定座(11)、固定板(12)及若干支柱(13),所述风力机构(3)还包括转轴(32);
所述固定座(11)设置在除冰机构上,所述固定座(11)上可设置用于驱动除冰机构工作的发电机构;
若干所述支柱(13)一端设置在固定座(11)上且另一端朝向地面延伸,若干所述支柱(13)围绕垂直轴风扇(31)的轴向方向设置;
所述固定板(12)同时连接在若干支柱(13)朝向地面延伸的端部上;
所述转轴(32)一端轴接在固定板(12)中央,所述转轴(32)另一端沿垂直轴风扇(31)的轴向方向朝向固定座(11)延伸,所述转轴(32)另一端可与除冰机构相连接并驱动除冰机构工作,或者所述转轴(32)另一端可与设置在固定座(11)上的发电机构相连接并驱动发电机构发电,所述转轴(32)上设置垂直轴风扇(31)。
4.根据权利要求2所述的一种风力驱动的高架线缆除冰机器人,其特征在于:所述垂直轴风扇(31)采用升力式扇叶时,所述排风口(201)沿垂直轴风扇(31)的径向方向朝向垂直轴风扇(31);所述垂直轴风扇(31)采用阻力式扇叶时,所述排风口(201)沿垂直轴风扇(31)的径向断面的切线方向朝向垂直轴风扇(31)。
5.根据权利要求3所述的一种风力驱动的高架线缆除冰机器人,其特征在于:所述引导组件(2)还包括导流板(25);
所述导流板(25)沿主体(21)的延伸方向设置在导流壳(24)内,所述导流板(25)设置在排风口(201)与第二管体(23)向外延伸的端部之间,所述导流板(25)沿主体(21)延伸方向的径向断面形状为流线形;
所述导流壳(24)远离排风口(201)一侧的端面上沿主体(21)延伸方向对称开设有进风口(202),两个所述进风口(202)对称设置在主体(21)两侧。
6.根据权利要求5所述的一种风力驱动的高架线缆除冰机器人,其特征在于:所述主体(21)沿其延伸方向的径向断面为流线形,所述导流壳(24)的径向断面为等腰三角形或者等腰梯形,所述导流壳(24)在等腰三角形的尖端开设排风口(201)以及在等腰三角形的底边上对称开设进风口(202),或者所述导流壳(24)在等腰梯形的短边上开设排风口(201)以及在等腰梯形的长边上对称开设进风口(202)。
7.根据权利要求3所述的一种风力驱动的高架线缆除冰机器人,其特征在于:所述引导组件(2)还包括轴流式微型风机(27);所述轴流式微型风机(27)设置在第一管体(22)内并位于第一管体(22)贯穿主体(21)的端部,所述轴流式微型风机(27)用于引导气流由外部环境向第一管体(22)内流动。
8.根据权利要求7所述的一种风力驱动的高架线缆除冰机器人,其特征在于:所述引导组件(2)还包括罩体(26),至少一个所述罩体(26)设置在主体(21)远离地面的一端并罩住第一管体(22)向外延伸的端部,外部气流可穿过所述罩体(26)的外周壁进入第一管体(22)内。
9.根据权利要求7所述的一种风力驱动的高架线缆除冰机器人,其特征在于:所述支柱(13)包括第一柱体(131)、第二柱体(132)及缩径接管(133);
所述第一柱体(131)设置在固定座(11)上,所述第一柱体(131)内也可设置轴流式微型风机(27),所述第一柱体(131)的外周壁上沿第一柱体(131)的延伸方向设置有扩口(101),所述扩口(101)与第一柱体(131)的内部相连通,所述扩口(101)朝向远离转轴(32)的方向;
所述第二柱体(132)连接在固定板(12)与第一柱体(131)之间,所述第二柱体(132)与第一柱体(131)相连通,所述第二柱体(132)的内径小于第一柱体(131),所述第二柱体(132)上设置主体(21)并使第二柱体(132)与第一管体(22)相连通;
所述缩径接管(133)连通在第一柱体(131)与第二柱体(132)的相邻端部之间。
10.根据权利要求9所述的一种风力驱动的高架线缆除冰机器人,其特征在于:所述第二柱体(132)插接在主体(21)内并紧贴第一管体(22),所述第二柱体(132)与第一管体(22)的侧壁上对应开设有通孔(102),所述通孔(102)对准轴流式微型风机(27)。
CN202210629814.6A 2022-06-02 2022-06-02 一种风力驱动的高架线缆除冰机器人 Active CN115085129B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210629814.6A CN115085129B (zh) 2022-06-02 2022-06-02 一种风力驱动的高架线缆除冰机器人

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210629814.6A CN115085129B (zh) 2022-06-02 2022-06-02 一种风力驱动的高架线缆除冰机器人

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115085129A true CN115085129A (zh) 2022-09-20
CN115085129B CN115085129B (zh) 2022-12-16

Family

ID=83248407

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210629814.6A Active CN115085129B (zh) 2022-06-02 2022-06-02 一种风力驱动的高架线缆除冰机器人

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115085129B (zh)

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2073291C1 (ru) * 1993-03-22 1997-02-10 Роберт Павлович Бернгардт Линия электропередачи с защитой от обледенения бернгардта
JP2005226475A (ja) * 2004-02-10 2005-08-25 Kyosan Electric Mfg Co Ltd 風力発電装置
TW200936878A (en) * 2008-02-21 2009-09-01 jun-neng Zhong Electricity generation device capable of collecting wind by following wind direction
US20130136576A1 (en) * 2010-06-30 2013-05-30 Sebastian Wojnar Wind turbine air flow guide device
TW201341653A (zh) * 2012-04-09 2013-10-16 Ic Plus Corp 風力發電裝置及其垂直軸風車
CN203827938U (zh) * 2014-04-04 2014-09-17 浙江大学 一种输电设备用的太阳能风力驱鸟装置
CN205078399U (zh) * 2015-07-17 2016-03-09 东莞市汇如涞电能科技有限公司 吹气动力装置
CN109538421A (zh) * 2018-10-17 2019-03-29 无锡飞述科技有限公司 一种提高风力利用率的组合风力发电装置及其方法
CN109630351A (zh) * 2019-02-28 2019-04-16 平顶山学院 基于窄额鲀巢穴的微风发电装置
CN210744700U (zh) * 2019-05-28 2020-06-12 华达电力科技有限公司 便于供电的高压线路除冰装置
CN111614051A (zh) * 2020-06-01 2020-09-01 张玲 一种自带风力驱动清理结构的高空电缆
CN212744204U (zh) * 2020-08-12 2021-03-19 中国石油化工股份有限公司 一种垂直轴风力发电机的聚风装置
CN212875257U (zh) * 2020-09-17 2021-04-02 国网河南省电力公司孟津县供电公司 一种防止高压线上结冰装置
CN113078602A (zh) * 2021-05-15 2021-07-06 牛世强 一种电缆除冰装置
CN113794156A (zh) * 2021-09-23 2021-12-14 王淼 一种高压输电线路安全防护装置及其防护方法
CN114123502A (zh) * 2021-11-22 2022-03-01 广东电网有限责任公司 一种配电网架空线路实时监测设备

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2073291C1 (ru) * 1993-03-22 1997-02-10 Роберт Павлович Бернгардт Линия электропередачи с защитой от обледенения бернгардта
JP2005226475A (ja) * 2004-02-10 2005-08-25 Kyosan Electric Mfg Co Ltd 風力発電装置
TW200936878A (en) * 2008-02-21 2009-09-01 jun-neng Zhong Electricity generation device capable of collecting wind by following wind direction
US20130136576A1 (en) * 2010-06-30 2013-05-30 Sebastian Wojnar Wind turbine air flow guide device
TW201341653A (zh) * 2012-04-09 2013-10-16 Ic Plus Corp 風力發電裝置及其垂直軸風車
CN203827938U (zh) * 2014-04-04 2014-09-17 浙江大学 一种输电设备用的太阳能风力驱鸟装置
CN205078399U (zh) * 2015-07-17 2016-03-09 东莞市汇如涞电能科技有限公司 吹气动力装置
CN109538421A (zh) * 2018-10-17 2019-03-29 无锡飞述科技有限公司 一种提高风力利用率的组合风力发电装置及其方法
CN109630351A (zh) * 2019-02-28 2019-04-16 平顶山学院 基于窄额鲀巢穴的微风发电装置
CN210744700U (zh) * 2019-05-28 2020-06-12 华达电力科技有限公司 便于供电的高压线路除冰装置
CN111614051A (zh) * 2020-06-01 2020-09-01 张玲 一种自带风力驱动清理结构的高空电缆
CN212744204U (zh) * 2020-08-12 2021-03-19 中国石油化工股份有限公司 一种垂直轴风力发电机的聚风装置
CN212875257U (zh) * 2020-09-17 2021-04-02 国网河南省电力公司孟津县供电公司 一种防止高压线上结冰装置
CN113078602A (zh) * 2021-05-15 2021-07-06 牛世强 一种电缆除冰装置
CN113794156A (zh) * 2021-09-23 2021-12-14 王淼 一种高压输电线路安全防护装置及其防护方法
CN114123502A (zh) * 2021-11-22 2022-03-01 广东电网有限责任公司 一种配电网架空线路实时监测设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN115085129B (zh) 2022-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4088419A (en) Wind operated power plant
JP5289770B2 (ja) 全方向風力タービン
US20090146432A1 (en) Vertical axis wind turbine
CN101451499B (zh) 恒向四象限全升力垂直轴风力发电机
US20090160195A1 (en) Wind-catcher and accelerator for generating electricity
CN106438191A (zh) 一种聚风式风力发电机组的聚风塔和一种风力发电机组
CN203428021U (zh) 一种涵道风扇
US11156204B2 (en) Wind turbine
JP2012514158A (ja) 原動機
US20150361953A1 (en) Horizontally channeled vertical axis wind turbine
CN115085129B (zh) 一种风力驱动的高架线缆除冰机器人
CN111749842A (zh) 环保高效智能风力发电系统
CN108979949B (zh) 一种迎风面自调高空集风发电装置
EP2361356B1 (en) Power increasing pole-like arrangement for air turbine
KR102278249B1 (ko) 풍력 시스템
CN211174485U (zh) 一种风力发电机组机舱散热装置
CN108194257B (zh) 一种可升降式船用微风发电塔
US20060275122A1 (en) Aerovortex mill 2
CA2349443C (en) Wind turbine design
CN112738651A (zh) 一种通信基站
CA2400827A1 (en) Wind paddlewheel power station
CN220539754U (zh) 全风能风力发电机装置及安装架
CN216407035U (zh) 一种发电机导风罩
CN215109554U (zh) 高效率环保型煤粉喷吹离心风机
CN211202196U (zh) 一种扇叶及风力发电装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant