CN203151041U - 高压线立式巡检除冰装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的高压线立式巡检除冰装置，将行进机构设为若干对相向设置的夹持部件，夹持部件内设有行进轮(112)和带动行进轮旋转前行的电机(116)，夹持部件通过滑块导杆机构与壳体相连，导杆(114)上设有调整夹持部件与壳体之间距离的弹簧(109)；相向设置的夹持部件的行进轮(112)夹持高压线，弹簧伸缩调节相向设置的夹持部件间的间距适应不同直径的高压线；除冰机构设置在行进机构前端，包括菱形点射除冰部件和敲击震荡除冰部件，实现两次除冰；菱形点射除冰部件的菱形点射体(103)通过电机(125)驱动；敲击震荡除冰部件设置为电机(124)驱动的往复运动部件，往复运动部件前端设有敲击锤(104)。当遇到一些障碍物的时候行进轮收到阻碍，压缩夹持弹簧，行进轮越过线夹实现越障。

Description

高压线立式巡检除冰装置

技术领域

本实用新型涉及电线除冰技术领域。

背景技术

现有技术中的电线除冰方法，或者依靠人工敲打方式除冰、或者利用电阻丝线圈加热除冰、或者通过行走在电线上的机械装置及装置在其上的除冰器材进行压力除冰、切割除冰等。上述除冰方式在面对电线上较厚且冻结一定时间的冰层时，如线路覆冰厚度达到20～60mm，则出现除冰不彻底，容易致使二次结冰的情况；甚至出现不能有效除冰的情况。

发明内容

本发明创造所要解决的技术问题是提供一种有效除冰装置，其能有效跨越障碍物，且能在除冰同时实现线路巡检。

本发明创造为解决上述技术问题，采用以下技术方案：

本发明创造的高压线立式巡检除冰装置，包括壳体，为整个装置提供动力、使装置在高压线上行进的行进机构，除冰机构、巡检机构，

所述行进机构设为若干对相向设置的夹持部件，夹持部件内设有行进轮和带动行进轮旋转前行的电机，夹持部件通过滑块导杆机构与壳体相连，导杆上设有调整夹持部件与壳体之间距离的弹簧；相向设置的夹持部件的行进轮夹持高压线，弹簧伸缩调节相向设置的夹持部件间的间距适应不同直径的高压线；

所述除冰机构设置在行进机构前端，包括菱形点射除冰部件和敲击震荡除冰部件，所述菱形点射除冰部件的菱形点射体通过电机驱动；所述敲击震荡除冰部件设置为电机驱动的往复运动部件，往复运动部件前端设有敲击锤；

所述巡检机构包括感知高压线立式巡检除冰装置自身状态的倾角传感器及采集高压线立式巡检除冰装置周边环境的图像采集设备，上述传感装置的信息传输至机器人本体控制系统；机器人本体控制系统通过无线通讯方式和远程控制系统建立联系，实现对高压线立式巡检除冰装置运行状态的监控和远程控制操作。

进一步的，所述夹持部件包括上架体、下架体，依次设置在上、下架体内的传动轴、连接在传动轴上的行进轮及设置在上、下架体间的滑块，滑块内设有导杆孔；其中，传动轴由电机带动，电机设置在下架体下方的电机座内。

进一步的，所述上、下架体设置为几型结构。

进一步的，所述行进轮设置为V型轮，行进轮的V型槽面上设有凸起。

进一步的，所述菱形点射体两端设为圆弧形。

进一步的，所述菱形点射体两端通过U型架连接敲击橡胶棒体。

进一步的，所述往复运动部件设置为凸轮和X型往复敲击架，凸轮设置在X型往复敲击架一端，X型往复敲击架另一端的两个端头连接敲击锤；X型往复敲击架连接弹簧实现回位。

进一步的，所述敲击锤上设有保护锤，且保护锤能够在敲击锤上调节位置。

进一步的，机器人本体控制系统的组件设置在与壳体连接的控制箱内，控制箱上设有使控制箱移位的导轨滑块机构和驱动电机。

由于采用了上述技术方案，本发明创造具有如下有益效果：

1、摈弃传统的悬挂式行进方式采用立式行进机构，悬挂式行进机构在行进的过程中遇到一些出现频率高的障碍物比如线夹等时工作就收到阻碍。而立式行进方式靠的是两边的夹持装置压缩夹持弹簧使除冰巡检装置固定在高压输电线上进行行进，当遇到一些障碍物的时候行进轮收到阻碍，压缩夹持弹簧使其压缩，行进轮在弹簧的压缩下越过线夹实现越障。

2、菱形点射除冰部件和敲击震荡除冰部件的设置，实现两次除冰；菱形点射除冰方式依靠其敲击速度到达高压线上的覆冰的振动频率，使其发生共振脱落。为了实现完全除冰的目的又装置了敲击振动除冰装置，在该装置的敲击锤上装有保护锤，防止在敲击的过程中对输电线造成的危害。

3、菱形部件的设置，由于菱形中间部分比较宽，两端比较窄，所以在电机的旋转运动下，电机的扭矩聚集，带动橡胶棒敲击冰块的时候就会产生很大的扭矩，除冰的效果好。

4、除冰巡检同时进行，在进行除冰的时候，相应的巡检装置会对高压输电线进行巡检，通过摄像头采集输电线周围的环境，防止一些树枝接触高压线造成危害。巡检装置检测高压输电线的内部情况，损害的输电线就可以及时得到处理，避免一些危害的发生。

5、行进轮的V型槽面上设有凸起，以增加与电线之间的摩擦力，保证了其行进的稳定性。

6、控制箱上导轨滑块机构和驱动电机的设置，利用控制箱的自身重量，起到调节机器人重心位置的作用，对机器人线上作业时的姿态调整和稳定起到了积极的作用。

附图说明

图1为本发明创造高压线立式巡检除冰装置优选实施例的整体结构示意图；

图2为本发明创造高压线立式巡检除冰装置优选实施例行进机构结构示意图；

图3为本发明创造高压线立式巡检除冰装置优选实施例夹持部件的结构示意图；

图4为本发明创造高压线立式巡检除冰装置优选实施例敲击震荡除冰部件示意图；

图5为本发明创造高压线立式巡检除冰装置优选实施例菱形点射除冰部件结构示意图；

具体实施方式

如图1，本实施例的高压线立式巡检除冰装置，包括壳体，为整个装置提供动力、使装置在高压线上行进的行进机构，设置在壳体前端的除冰机构，对高压线立式巡检除冰装置自身及周边环境进行检测的巡检机构。其中，壳体由横侧板107、纵侧板110和底板118构成的框架结构。

结合图2和图3，行进机构设为若干对相向设置的夹持部件，夹持部件包括几型结构的上架体108、下架体130，依次设置在上、下架体内的传动轴117、连接在传动轴上的行进轮112及设置在上、下架体间的滑块119，滑块内设有导杆孔与导杆114相连。其中，传动轴117由电机116带动，电机设置在下架体下方的电机架115内；电源129为电机116提供动力。传动轴两端通过轴承113设置在几型结构的上、下架体凹陷内的上轴承座120、下轴承121内。本实施例设置两对夹持部件，夹持部件通过滑块导杆机构与壳体相连，且成对的夹持部件内侧通过支撑架123与壳体相连，支撑架123用来支撑整个几字形结构的夹持部件且对夹持部件向内运动的极限位置进行限位；支撑架123上设有连接轴128连接相对的两支撑架。导杆上设有调整夹持部件与壳体之间距离的弹簧109；相向设置的夹持部件的行进轮112夹持高压线，弹簧伸缩调节相向设置的夹持部件间的间距适应不同直径的高压线。其中，行进轮112设置为V型轮，行进轮的V型槽面上设有凸起。为了减轻整个设备的重量，除冰车壳体采用了回字形设计，不仅减轻了设备的整体质量还增加了壳体的韧性。

结合图4和图5，除冰机构包括菱形点射除冰部件和敲击震荡除冰部件，菱形点射除冰部件由菱形点射件103、联轴器127、点射除冰电机125、点射除冰电机支座126构成。点射除冰电机支座固定在除冰车支撑架123上。点射除冰电机带动菱形点射件进行高速旋转，菱形点射体两端通过U型架102连接敲击橡胶棒体101，在高速转动的过程中橡胶棒与高压线上的冰接触，使其振动频率达到冰的振动频率实现共振，使电线上的冰除掉。在菱形构件的两端采取了圆弧过渡，这样不仅减少了应力集中对菱形构件造成的损害，而且橡胶棒的U型架可以更好地在菱形构件的两端往复旋转，避免了敲击过程中卡在菱形构件两端的弊端。

结合图4，敲击震荡除冰部件设置为电机124通过联轴器106驱动的往复运动部件，往复运动部件前端设有敲击锤104。往复运动部件设置为凸轮105和X型往复敲击架131，凸轮设置在X型往复敲击架一端，X型往复敲击架另一端的两个端头连接敲击锤104；X型往复敲击架连接弹簧实现回位。其中，敲击锤上设有保护锤132，且保护锤能够在敲击锤上调节位置。电机设置在敲击支撑台126上，敲击支撑台固定除冰车支撑架123上。

另外，为了防止除冰之后的高压线再次结冰，在高压线除冰巡检机器人的后方还装有一个储油室，在除冰的时候储油室高压线与储油室接触，在对高压线除冰巡检之后又为电线上了一层保护油，避免了高压线上在寒冷的季节二次结冰。

线路上元器件的老化以及周围环境的变化等各种因素易造成线路的安全隐患，是引起故障的主要原因。对线路巡检主要包括线路的检查、塔架的检查、线路上金具的检查和环境的监测等。检查的主要内容有：检查线路及线路金具情况，判断是否有腐蚀、裂纹、破损等情况，以及是否存在发热、放电等安全隐患等；检查塔架结构是否正常，有无明显倾斜或变形现象，塔上的设备是否完整，标识正确，清晰等；检查线路周边的自然环境和人类的生产生活等活动中是否存在危及线路安全的因素，如树木、建筑物等是否过于接近线路等。

综合对输电线路的环境的特点以及巡检作业的任务分析，巡检机器人的线上作业可以按塔间档距为单位。在塔间档距的中间段，线上的附属设备较少，机器人沿着线路移动，并携带检测设备，对沿途的线路进行检测，收集线路的相关信息，巡检机器人完成对线上移动作业阶段的巡检任务。

巡检机器人对高压线的检测以图像检测方式为主，因此，携带的主要检测设备是红外线热成像仪和可见光摄像仪。在正常工况下，相线内部如果存在缺陷点，该缺陷点电阻值会不同于其他处，在电流作用下，产生不同的热效应，因此，通过热成像仪可相线内部的缺陷点。可见光摄像仪则用于观察线路的周边环境，判断是否有树木、建筑物等威胁到线路的安全，以及线路上的附属设备是否正常、是否缺失等。为了使检测的范围更加的广泛，检测的准确率更高，使用了CCD摄像机。为了实现对电线的内部损坏检测使用了红外线热成像技术。红外线热成像仪和可见光摄像仪的运行受控制系统控制，其检测信息通过数据采集卡，经过处理后存储至存储器中。为了对高压线周围环境进行精确检测，选取了体积小、灵敏度高、灵敏度高的CCD图像采集系统，对高压线进行检测。

巡检机器人的控制系统采用机器人本体控制系统和远程控制系统相结合的两层结构。

除外部传感器外，包括电源在内的控制系统组件集成并安置在控制箱中，控制箱内设置了防护措施，保护控制系统稳定可靠的运行。控制箱悬挂在机器人本体上，随着机器人本体一起运动。控制箱上加设了导轨滑块机构和驱动电机，使控制箱可在机器人两臂之间移动，利用控制箱的自身重量，起到调节机器人重心位置的作用，对机器人线上作业时的姿态调整和稳定起到了积极的作用。机器人在线路上作业时，一般以自主作业控制为主，自主作业控制软件被设置在机器人本体控制系统上，具有一定的人工智能，依靠传感器感知外界环境，按照事先设定的规则，规划线上作业任务并控制机器人本体执行。

远程控制系统主要由便携式计算机和无线通讯模块组成，无线通讯模块同样由无线AP和无线网卡组成。便携式计算机装载人机控制软件系统，并利用无线通讯模块与机器人本体控制系统建立通讯联接。该系统是巡检机器人控制系统的重要组成，其主要功能是为地面操作人员提供巡检机器人运行状态和线路检测信息的监控平台，并提供巡检机器人远程操作功能。在遇到巡检机器人难以自主完成的复杂作业任务或控制系统出现故障的前提下，该系统为操作人员提供人工操作平台。

另外，采用了基于数据库的作业规划方式，利用计算、实验分析结果和经验知识，针对机器人线上作业的内容事先建立数据库。机器人系统在执行作业任务时，利用所建立的数据库，结合预设的控制规则，完成机器人线上作业的规划。

高压线除冰巡检机器人线上巡检作业时，机器人需要行进至预定位置，利用所携带的设备对位于地线下方的相线进行检测。在行进过程，可由装备在巡检机器人身上的倾角仪感知线路上的坡度。如果坡度平缓，巡检机器人可直接利用滚轮在线路上行使。

Claims (9)

1.高压线立式巡检除冰装置，包括壳体，为整个装置提供动力、使装置在高压线上行进的行进机构，除冰机构、巡检机构，其特征是：

所述行进机构设为若干对相向设置的夹持部件，夹持部件内设有行进轮(112)和带动行进轮旋转前行的电机(116)，夹持部件通过滑块导杆机构与壳体相连，导杆(114)上设有调整夹持部件与壳体之间距离的弹簧(109)；相向设置的夹持部件的行进轮(112)夹持高压线，弹簧伸缩调节相向设置的夹持部件间的间距适应不同直径的高压线；

所述除冰机构设置在行进机构前端，包括菱形点射除冰部件和敲击震荡除冰部件，所述菱形点射除冰部件的菱形点射体(103)通过电机(125)驱动；所述敲击震荡除冰部件设置为电机(124)驱动的往复运动部件，往复运动部件前端设有敲击锤(104)；

所述巡检机构包括感知高压线立式巡检除冰装置自身状态的倾角传感器及采集高压线立式巡检除冰装置周边环境的图像采集设备，上述传感装置的信息传输至机器人本体控制系统；机器人本体控制系统通过无线通讯方式和远程控制系统建立联系，实现对高压线立式巡检除冰装置运行状态的监控和远程控制操作。

2.根据权利要求1所述的高压线立式巡检除冰装置，其特征是：所述夹持部件包括上架体(108)、下架体(130)，依次设置在上、下架体内的传动轴(117)、连接在传动轴上的行进轮(112)及设置在上、下架体间的滑块(119)，滑块内设有导杆孔；其中，传动轴(117)由电机(116)带动，电机(116)设置在下架体下方的电机座内。

3.根据权利要求2所述的高压线立式巡检除冰装置，其特征是：所述上、下架体设置为几型结构。

4.根据权利要求1或2所述的高压线立式巡检除冰装置，其特征是：所述行进轮(112)设置为V型轮，行进轮的V型槽面上设有凸起。

5.根据权利要求1所述的高压线立式巡检除冰装置，其特征是：所述菱形点射体(103)两端设为圆弧形。

6.根据权利要求1或5所述的高压线立式巡检除冰装置，其特征是：所述菱形点射体(103)两端通过U型架(102)连接敲击橡胶棒体(101)。

7.根据权利要求1所述的高压线立式巡检除冰装置，其特征是：所述往复运动部件设置为凸轮(105)和X型往复敲击架(131)，凸轮设置在X型往复敲击架一端，X型往复敲击架另一端的两个端头连接敲击锤(104)；X型往复敲击架连接弹簧实现回位。

8.根据权利要求1或7所述的高压线立式巡检除冰装置，其特征是：所述敲击锤(104)上设有保护锤(132)，且保护锤能够在敲击锤上调节位置。

9.根据权利要求1所述的高压线立式巡检除冰装置，其特征是：机器人本体控制系统的组件设置在与壳体连接的控制箱内，控制箱上设有使控制箱移位的导轨滑块机构和驱动电机。

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