CN115207861B - 一种输电线除冰装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种输电线除冰装置，包括电源配重模块，电源配重模块上设有第一支架，第一支架的上部设有包覆壳和凿冰机构，包覆壳内设有旋冰行走机构，第一支架的下部设有驱动电机，驱动电机用于驱动旋冰行走机构旋转，旋冰行走机构内设有多个旋转冰刀组件，旋转冰刀组件用于对电缆上的冰块进行去除，旋转冰刀组件套设在电缆上，凿冰机构包括滚轮，滚轮滑设在电缆上。本发明结构巧妙，能大幅提高电缆上冰块的破除效率，且整体安拆维护方便，操作便捷，能适应不同的使用场景。

Description

一种输电线除冰装置

技术领域

本发明涉及除冰工具技术领域，尤其是涉及一种输电线除冰装置。

背景技术

输电线路在国内外广泛存在，当外界环境极端情况下，输电线路上会覆盖一层厚厚的冰，从而增大电线的载重，严重时会使线路发生飘动，甚至断线倒塔等严重事故，事故产生时其对国家以及老百姓造成损失将无法估量。并且由于人力除冰，困难很大，其效率也低，对除冰人员安全存也在很大隐患，因此急需一种高效的自动的输电线除冰装置来替代人力。本文介于此提出并设计了一种高效可靠的输电线除冰装置。中国专利文献CN201222638Y记载了一种电力传输线破冰装置，该装置主要通过机械振动作用在冰面完成冰块的破碎，由于输电线上结冰的样式不同，通常电线结冰是被完全包覆的，而该装置的作用点仅仅是在输电线的下部进行，并不能快速的将冰块完成破除，使用存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明提供了一种输电线除冰装置，解决电线在极端环境中被冰块包覆带来的安全隐患，冰块不能有效快速的取出，操作不便，适应性不强，且效率较低的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种输电线除冰装置，包括电源配重模块，电源配重模块上设有第一支架，第一支架的上部设有包覆壳和凿冰机构，包覆壳内设有旋冰行走机构，第一支架的下部设有驱动电机，驱动电机用于驱动旋冰行走机构旋转，旋冰行走机构内设有多个旋转冰刀组件，旋转冰刀组件用于对输电线上的冰块进行去除，旋转冰刀组件套设在输电线上，凿冰机构包括滚轮，滚轮滑设在输电线上。

优选的方案中，旋冰行走机构包括内轴承套，内轴承套两侧分别固设有从动齿轮，从动齿轮下部啮合有主动齿轮，主动齿轮和驱动电机连接，内轴承套的内部沿轴向设有多组旋转冰刀安装槽，旋转冰刀组件位于旋转冰刀安装槽内；

内轴承套的内侧底部还设有漏冰槽，内轴承套的外侧对称设有第一卡槽，第一卡槽内设有外轴承，包覆壳包括壳体，壳体两侧分别设有第二卡槽，第二卡槽和第一卡槽配合，外轴承的外侧和第二卡槽的内侧贴合，第二卡槽一侧还设有固定槽，壳体的上部可拆卸的还设有充电模块。

优选的方案中，旋转冰刀组件为螺旋结构，旋转冰刀组件的中间设有旋切孔，旋转冰刀组件的内侧设有刀刃，旋转冰刀组件的外侧设有固定卡板，固定卡板固设在旋转冰刀安装槽内，相同位置的每组旋转冰刀安装槽沿径向呈90°均匀设置。

优选的方案中，凿冰机构包括底座，底座的底部和第一支架连接，第一支架底部通过多个连杆和电池连接，滚轮通过立柱和底座连接，滚轮靠近包覆壳的一侧设有第二支架，第二支架上螺纹连接有多个凿冰钉。

优选的方案中，凿冰机构和包覆壳之间还设有刹车机构，刹车机构包括安装板，安装板通过螺钉和第一支架连接，安装板的底部设有多个第一电推杆，第一电推杆通过第一顶杆连接有第一卡板，第一顶杆穿设在安装板内，安装板的上部设有承台，承台上通过导向杆连接有第二卡板，第一卡板和第二卡板配合，第一卡板和第二卡板中间均设有圆弧定位部。

优选的方案中，第一顶杆底部设有驱动片，承台两侧分别设有限位槽，导向杆的底部设有接触板，承台中部设有空腔，接触板位于空腔内，空腔的两侧分别设有推进槽，推进槽内滑设有传力板，传力板两侧分别贴合在驱动片和接触板上，承台的上部设有锁止架，锁止架上设有第二通孔，导向杆穿设在第二通孔内。

优选的方案中，第二卡板上设有多个第一通孔，第一顶杆穿设在第一通孔内，第一顶杆上套设有第一弹簧，第一弹簧位于第一卡板和第二卡板之间。

优选的方案中，还设有捣冰机构，捣冰机构包括底盘，底盘上设有多个第四通孔，底盘通过螺钉和旋冰行走机构连接，底盘上设有第二电推杆，第二电推杆通过第二顶杆连接有转接盘，转接盘一侧设有施力盘，施力盘、转接盘和底盘中间分别设有第一入冰口、第二入冰口和第三入冰口；

施力盘外侧设有第一捣碎环板，第一捣碎环板为圆锥型，第一捣碎环板上设有第一斜面和第二斜面，第二斜面的斜率大于第一斜面，转接盘外侧设有第二捣碎环板，第二捣碎环板端部设有第三斜面。

优选的方案中，转接盘上设有多个第三通孔，施力盘上固设有多个锁定轴杆，锁定轴杆穿设在第三通孔内，锁定轴杆通过螺母和转接盘连接，转接盘上还套设有第二弹簧，转接盘远离施力盘的一侧设有多个超声波振子。

优选的方案中，转接盘远离施力盘的一侧还设有加热套，加热套包括套筒，套筒内设有多个加热片，加热片中部设有尖端。

本发明的有益效果为：通过电池给电机供电，带动外壳内部的旋转冰刀旋转，冰刀在电线上做向前的螺旋线运动，边切割电线上的结冰，边通过产生的轴向力是整个装置往前移动，最后通过凿冰机构，除去未掉落的冰。同时在装置的前部设置捣冰机构，能先对冰块进行修正和预处理，然后借助加热套进一步软化冰块表面，在冰块表面形成液膜后，冰刀更好的切入从而进行旋转破碎，在捣冰机构工作时，位于后部的刹车机构能安全稳定的将装置锁止在输电线上，从而避免了失稳和滑移，凿冰机构最后将可能包覆在输电线表面的小碎冰进行清除，该装置不需要揭开电线，通过拆分式结构，使装置安装在电线上，并通过一系列的运动来起到除冰作用。整体结构紧凑，设计合理，使用方便，适应性强，能高效的完全输电线的除冰作业。

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是本发明的整体结构示意图状态一；

图2是本发明的旋冰及行走机构的结构示意图；

图3是本发明的旋冰及行走机构的爆炸结构示意图；

图4是本发明的冰刀排列示意图；

图5是本发明的内轴承套示意图；

图6是本发明的凿冰结构示意图；

图7是本发明的旋转冰刀示意图；

图8是本发明的外壳示意图；

图9是图1的左视结构示意图；

图10是本发明的整体结构示意图状态二；

图11是图10的正视结构示意图；

图12是图10的底视结构示意图；

图13是图10的俯视结构示意图；

图14是图10的左视结构示意图；

图15是图10的爆炸结构示意图状态一；

图16是图10的爆炸结构示意图状态二；

图17是图10的爆炸结构示意图状态三；

图18是图10的爆炸结构示意图状态四；

图19是图15的A处放大示意图；

图20是图16的B处放大示意图；

图21是本发明的安装板整体结构示意图；

图22是图21的俯视示意图；

图23是图21的正视示意图；

图24是图23的A-A向剖视示意图。

图中：旋冰行走机构1；主动齿轮101；从动齿轮102；外轴承103；内轴承套104；旋转冰刀组件105；漏冰槽106；旋转冰刀安装槽107；第一卡槽108；旋切孔109；刀刃110；固定卡板111；驱动电机2；电源配重模块3；第一支架301；连杆302；电池303；凿冰机构4；底座401；滚轮402；凿冰钉403；立柱404；第二支架405；包覆壳5；壳体501；固定槽502；第二卡槽503；充电模块6；刹车机构7；安装板701；第一电推杆702；第一顶杆703；第一卡板704；承台705；驱动片706；第二卡板707；第一通孔708；导向杆709；接触板710；限位槽711；空腔712；推进槽713；锁止架714；第二通孔715；传力板716；第一弹簧717；圆弧定位部718；捣冰机构8；底盘801；第二电推杆802；第二顶杆803；转接盘804；施力盘805；第一入冰口806；第二入冰口807；第三入冰口808；锁定轴杆809；第三通孔810；第一捣碎环板811；超声波振子812；第四通孔813；第二弹簧814；第一斜面815；第二斜面816；第二捣碎环板817；第三斜面818；加热套9；套筒901；加热片902；尖端903；螺钉10；螺母11；输电线12。

具体实施方式

如图1-24中，一种输电线除冰装置，包括电源配重模块3，电源配重模块3上设有第一支架301，第一支架301的上部设有包覆壳5和凿冰机构4，包覆壳5内设有旋冰行走机构1，第一支架301的下部设有驱动电机2，驱动电机2用于驱动旋冰行走机构1旋转，旋冰行走机构1内设有多个旋转冰刀组件105，旋转冰刀组件105用于对输电线12上的冰块进行去除，旋转冰刀组件105套设在输电线12上，凿冰机构4包括滚轮402，滚轮402滑设在输电线12上。旋冰行走机构1通过圆柱滚子轴承的形式安装在包覆壳5的内部，旋冰及行走机构1所有件均为拆分式结构且穿过输电线12，其通过拆分式齿轮与驱动电机输出齿轮配合，由此结构，以使得驱动电机2安装在外部，驱动电机2下侧连接着电源配重模块3为其输送电能，同时保证整体的重心尽量较低，更平稳，整个装置后部连接着凿冰机构4，去除旋转冰刀组件105旋碎未掉的冰渣，整体结构紧凑，操作便捷。

优选的方案中，旋冰行走机构1包括内轴承套104，内轴承套104两侧分别固设有从动齿轮102，从动齿轮102下部啮合有主动齿轮101，主动齿轮101和驱动电机2连接，内轴承套104的内部沿轴向设有多组旋转冰刀安装槽107，旋转冰刀组件105位于旋转冰刀安装槽107内；

内轴承套104的内侧底部还设有漏冰槽106，内轴承套104的外侧对称设有第一卡槽108，第一卡槽108内设有外轴承103，包覆壳5包括壳体501，壳体501两侧分别设有第二卡槽503，第二卡槽503和第一卡槽108配合，外轴承103的外侧和第二卡槽503的内侧贴合，第二卡槽503一侧还设有固定槽502，壳体501的上部可拆卸的还设有充电模块6。从动齿轮102、外轴承103、内轴承套104、旋转冰刀组件105，第一卡槽108和第二卡槽503均为拆分式机构，由此结构，以使得安拆快速方便，且驱动电机2能通过主动齿轮101带动从动齿轮102旋转，从而带动旋转冰刀组件105进行旋冰的工作，内轴承套104配合两个外轴承103起到限位的作用，同时旋冰时，轴向力将带动整个装置向前运动，充电模块6采用太阳能板，吸收太阳能可为电池充电，整体的动力更持久，旋碎的冰渣通过漏冰槽106掉入地面。

优选的方案中，旋转冰刀组件105为螺旋结构，旋转冰刀组件105的中间设有旋切孔109，旋转冰刀组件105的内侧设有刀刃110，旋转冰刀组件105的外侧设有固定卡板111，固定卡板111固设在旋转冰刀安装槽107内，相同位置的每组旋转冰刀安装槽107沿径向呈90°均匀设置。每组的旋转冰刀105为拆分式机构，其旋转的刀刃110是整体连续的，旋转冰刀105可设置多组，同时旋切孔109沿着远离装置前进的方向越来越小，最两端的旋切孔109之间边缘处的连线和中心轴线形成的角度为α，其中5＜α＜60。冰刀可使用7对、6对…3对等，其中7对时，α=6最合适。由此结构，以使得能渐进的对冰块表面进行破碎，整体的切削阻力更小，去除效果更好。

优选的方案中，凿冰机构4包括底座401，底座401的底部和第一支架301连接，第一支架301底部通过多个连杆302和电池303连接，滚轮402通过立柱404和底座401连接，滚轮402靠近包覆壳5的一侧设有第二支架405，第一支架405上螺纹连接有多个凿冰钉403。由此结构，以使得可以调节凿冰钉403的深度，使凿冰螺钉贴近输电线，凿掉未掉的冰。凿冰机构4和包覆壳5以及电源配重模块3之间形成三角型的稳定结构，整体刚性强，受力更好。

优选的方案中，凿冰机构4和包覆壳5之间还设有刹车机构7，刹车机构7包括安装板701，安装板701通过螺钉10和第一支架301连接，安装板701的底部设有多个第一电推杆702，第一电推杆702通过第一顶杆703连接有第一卡板704，第一顶杆703穿设在安装板701内，安装板701的上部设有承台705，承台705上通过导向杆709连接有第二卡板707，第一卡板704和第二卡板707配合，第一卡板704和第二卡板707中间均设有圆弧定位部718。圆弧定位部718内部设置有增大摩擦层，提高整体接触时的摩擦力，由此结构，以使得可以根据现场的工况和冰块的形成时间，对进行速度和状态进行调整，当需要短时停工时，第一卡板704和第二卡板707将装置锁止在输电线12上，避免其由于外部的风力吹刮产生倾覆的问题，整体更安全，且可以随时配合捣冰机构进行临时的锁止，整体使用更高效，第一电推杆702可以调整第一卡板704的高度，从而能配合第二卡板707完成不同直径的输电线12的锁定，通用性更好。

优选的方案中，第一顶杆703底部设有驱动片706，承台705两侧分别设有限位槽711，导向杆709的底部设有接触板710，承台705中部设有空腔712，接触板710位于空腔712内，空腔712的两侧分别设有推进槽713，推进槽713内滑设有传力板716，传力板716两侧分别贴合在驱动片706和接触板710上，承台705的上部设有锁止架714，锁止架714上设有第二通孔715，导向杆709穿设在第二通孔715内。由此结构，以使得在第一电推杆702驱动第一卡板704向下运动的过程中，利用第一顶杆703上的驱动片706可以施力给传力板716，从而传力板716对接触板710施力，接触板710受力向上运动，从而通过导向杆709将第二卡板707顶起，最后配合第一卡板704完成输电线的包夹动作，整体锁止更充分。

优选的方案中，第二卡板707上设有多个第一通孔708，第一顶杆703穿设在第一通孔708内，第一顶杆703上套设有第一弹簧717，第一弹簧717位于第一卡板704和第二卡板707之间。由此结构，以使得能适应不同直径输电线12的夹持，第一弹簧717提供一定的缓冲，同时第一通孔708对第一顶杆703限位，第一顶杆703也反向给第二卡板707作用，保证第一卡板704和第二卡板707的位置相对稳定，夹持动作效果更稳定。

优选的方案中，还设有捣冰机构8，捣冰机构8包括底盘801，底盘801上设有多个第四通孔813，底盘801通过螺钉10和旋冰行走机构1连接，底盘801上设有第二电推杆802，第二电推杆802通过第二顶杆803连接有转接盘804，转接盘804一侧设有施力盘805，施力盘805、转接盘804和底盘801中间分别设有第一入冰口806、第二入冰口807和第三入冰口808；

施力盘805外侧设有第一捣碎环板811，第一捣碎环板811为圆锥型，第一捣碎环板811上设有第一斜面815和第二斜面816，第二斜面816的斜率大于第一斜面815，转接盘804外侧设有第二捣碎环板817，第二捣碎环板817端部设有第三斜面818。由此结构，以使得在旋冰行走机构1带动装置前进的过程中，底盘801跟随旋冰行走机构1进行旋转，第二电推杆802往复的施加推力振动冲击前端的冰块，由于在极端环境，有可能形成冰锥，或长度较大的冰柱，因此通过第一捣碎环板811上的第二斜面816直接冲击冰块表面最后完成破碎整形，在转接盘804上设置有压力传感器，当冰锥较硬难以直接冲击破碎时，压力传感器发出信号，旋冰行走机构1停止前进，此时刹车机构7将整个装置锁止并保持状态的稳定，在整个旋冰的过程中，转接盘804上的第二捣碎环板817能对冰块二次修整，第一斜面815起到缓冲卸力的作用，延长第一捣碎环板811的使用寿命，整体除冰高效充分。

优选的方案中，转接盘804上设有多个第三通孔810，施力盘805上固设有多个锁定轴杆809，锁定轴杆809穿设在第三通孔810内，锁定轴杆809通过螺母11和转接盘804连接，转接盘804上还套设有第二弹簧814，转接盘804远离施力盘805的一侧设有多个超声波振子812。由此结构，以使得当第一捣碎环板811冲击冰块时，压力传感器受到压力超过阈值时，停止行进，刹车机构7工作将装置固定，将第二电推杆802推动第一捣碎环板811接触冰块，此时第二弹簧814能缓冲卸力，避免冲击过大，然后打开超声波振子812将超声波能量转化为第一捣碎环板811的机械振动，不断的形成冲击，然后将冰块捣碎，整体捣冰更高效，且能破碎充分。

优选的方案中，转接盘804远离施力盘805的一侧还设有加热套9，加热套9包括套筒901，套筒901内设有多个加热片902，加热片902中部设有尖端903。由此结构，以使得在经过捣冰机构8的预处理，将冰块修整成形后，加热片902对冰块表面进行热量传递，然后在冰块表面形成液膜，同时尖端903对冰块表面形成多个沿轴向的缺口缝隙，旋转冰刀105能从径向切入，冰块更容易破碎，整体操作简单，冰块的去除效果更好。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种输电线除冰装置，其特征是：包括电源配重模块（3），电源配重模块（3）上设有第一支架（301），第一支架（301）的上部设有包覆壳（5）和凿冰机构（4），包覆壳（5）内设有旋冰行走机构（1），第一支架（301）的下部设有驱动电机（2），驱动电机（2）用于驱动旋冰行走机构（1）旋转，旋冰行走机构（1）内设有多个旋转冰刀组件（105），旋转冰刀组件（105）用于对输电线（12）上的冰块进行去除，旋转冰刀组件（105）套设在输电线（12）上，凿冰机构（4）包括滚轮（402），滚轮（402）滑设在输电线（12）上；

还设有捣冰机构（8），捣冰机构（8）包括底盘（801），底盘（801）上设有多个第四通孔（813），底盘（801）通过螺钉（10）和旋冰行走机构（1）连接，底盘（801）上设有第二电推杆（802），第二电推杆（802）通过第二顶杆（803）连接有转接盘（804），转接盘（804）一侧设有施力盘（805），施力盘（805）、转接盘（804）和底盘（801）中间分别设有第一入冰口（806）、第二入冰口（807）和第三入冰口（808）；

施力盘（805）外侧设有第一捣碎环板（811），第一捣碎环板（811）为圆锥型，第一捣碎环板（811）上设有第一斜面（815）和第二斜面（816），第二斜面（816）的斜率大于第一斜面（815），转接盘（804）外侧设有第二捣碎环板（817），第二捣碎环板（817）端部设有第三斜面（818）。

2.根据权利要求1所述一种输电线除冰装置，其特征是：旋冰行走机构（1）包括内轴承套（104），内轴承套（104）两侧分别固设有从动齿轮（102），从动齿轮（102）下部啮合有主动齿轮（101），主动齿轮（101）和驱动电机（2）连接，内轴承套（104）的内部沿轴向设有多组旋转冰刀安装槽（107），旋转冰刀组件（105）位于旋转冰刀安装槽（107）内；

内轴承套（104）的内侧底部还设有漏冰槽（106），内轴承套（104）的外侧对称设有第一卡槽（108），第一卡槽（108）内设有外轴承（103），包覆壳（5）包括壳体（501），壳体（501）两侧分别设有第二卡槽（503），第二卡槽（503）和第一卡槽（108）配合，外轴承（103）的外侧和第二卡槽（503）的内侧贴合，第二卡槽（503）一侧还设有固定槽（502），壳体（501）的上部可拆卸的还设有充电模块（6）。

3.根据权利要求2所述一种输电线除冰装置，其特征是：旋转冰刀组件（105）为螺旋结构，旋转冰刀组件（105）的中间设有旋切孔（109），旋转冰刀组件（105）的内侧设有刀刃（110），旋转冰刀组件（105）的外侧设有固定卡板（111），固定卡板（111）固设在旋转冰刀安装槽（107）内，相同位置的每组旋转冰刀安装槽（107）沿径向呈90°均匀设置。

4.根据权利要求1所述一种输电线除冰装置，其特征是：凿冰机构（4）包括底座（401），底座（401）的底部和第一支架（301）连接，第一支架（301）底部通过多个连杆（302）和电池（303）连接，滚轮（402）通过立柱（404）和底座（401）连接，滚轮（402）靠近包覆壳（5）的一侧设有第二支架（405），第二支架（405）上螺纹连接有多个凿冰钉（403）。

5.根据权利要求1所述一种输电线除冰装置，其特征是：凿冰机构（4）和包覆壳（5）之间还设有刹车机构（7），刹车机构（7）包括安装板（701），安装板（701）通过螺钉（10）和第一支架（301）连接，安装板（701）的底部设有多个第一电推杆（702），第一电推杆（702）通过第一顶杆（703）连接有第一卡板（704），第一顶杆（703）穿设在安装板（701）内，安装板（701）的上部设有承台（705），承台（705）上通过导向杆（709）连接有第二卡板（707），第一卡板（704）和第二卡板（707）配合，第一卡板（704）和第二卡板（707）中间均设有圆弧定位部（718）。

6.根据权利要求5所述一种输电线除冰装置，其特征是：第一顶杆（703）底部设有驱动片（706），承台（705）两侧分别设有限位槽（711），导向杆（709）的底部设有接触板（710），承台（705）中部设有空腔（712），接触板（710）位于空腔（712）内，空腔（712）的两侧分别设有推进槽（713），推进槽（713）内滑设有传力板（716），传力板（716）两侧分别贴合在驱动片（706）和接触板（710）上，承台（705）的上部设有锁止架（714），锁止架（714）上设有第二通孔（715），导向杆（709）穿设在第二通孔（715）内。

7.根据权利要求5所述一种输电线除冰装置，其特征是：第二卡板（707）上设有多个第一通孔（708），第一顶杆（703）穿设在第一通孔（708）内，第一顶杆（703）上套设有第一弹簧（717），第一弹簧（717）位于第一卡板（704）和第二卡板（707）之间。

8.根据权利要求1所述一种输电线除冰装置，其特征是：转接盘（804）上设有多个第三通孔（810），施力盘（805）上固设有多个锁定轴杆（809），锁定轴杆（809）穿设在第三通孔（810）内，锁定轴杆（809）通过螺母（11）和转接盘（804）连接，转接盘（804）上还套设有第二弹簧（814），转接盘（804）远离施力盘（805）的一侧设有多个超声波振子（812）。

9.根据权利要求1所述一种输电线除冰装置，其特征是：转接盘（804）远离施力盘（805）的一侧还设有加热套（9），加热套（9）包括套筒（901），套筒（901）内设有多个加热片（902），加热片（902）中部设有尖端（903）。

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