CN203326531U - 一种高压输电线路除冰机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高压输电线路除冰机器人，包括机架部分和依次连接在机架部分上的行走机构、夹紧机构、敲冰机构、电源、与电源相连接的控制系统以及用于地面遥控的无线电接收模块。所述的一种高压输电线路除冰机器人，行走轮采用橡胶材料和38°梯形槽结构，可有效增加爬行过程中的摩擦力和平稳性；采用平行的导槽方案，使得安装简单定位准确；采用铰接的丝杠螺母夹紧装置，使得夹紧过程简单方便，且力度可调；采用锤头变频敲击的方式除冰，可有效出去不同厚度的覆冰；锂电池支架采用倾斜45°设计，便于电力工人高空进行安装电池箱的作业，安全又省力。

Description

一种高压输电线路除冰机器人

技术领域

本实用新型涉及用于高压输电线路除冰机器人平台的领域，尤其是一种高压输电线路除冰机器人。

背景技术

输电线路冬季因受冰雪危害引起的供电中断事故通常都是较严重的，其修复工作难度大，周期长，停电影响面积广，因此一直是全世界范围内需要解决的难点问题。2008年初，我国南方大面积连续特大降雪，冰雪压跨了输电线路塔架，压断了输电线路，受灾人口高达1亿之多，直接经济损失超过1100亿元。目前输电线路除冰措施主要依靠人工用拉杆、竹棒等沿线敲打，使覆冰脱落。这次南方遭受冰灾地区的电网除冰主要采用的就是人工除冰的方法，不仅效率低下，而且对电力工人的生命安全造成了极大的威胁。因此，研究新型的除冰方法替代人工除冰就变成十分迫切。目前,国内外已提出多种除冰技术,根据工作原理,这些除冰技术可归纳为4类:热力除冰法,机械除冰法,自然被动法和其他方法。利用除冰机器人实现输电线路在线除冰是目前输电线路除冰技术的发展趋势，具有功耗小、成本低、效率高、保障人身安全、无需停电和转移负载等优点。所以研制安全有效的除冰机械以代替人工进行导线除冰具有较好的应用前景和实用意义。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：为了克服上述中存在的问题，提供了一种高压输电线路除冰机器人，该机器人结构简单可靠、轻型便携、自动化程度高、低能耗、能够自动完成对输电线路的高效无损伤除冰，最大限度的减小覆冰对输电线路的影响，保证供电安全。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高压输电线路除冰机器人，包括机架部分和依次连接在机架部分上的行走机构、夹紧机构、敲冰机构、电源、与电源相连接的控制系统以及用于地面遥控的无线电接收模块，

所述的机架部分包括两个相互对称的用于安装电池箱的锂电池支架、与锂电池支架相连接的机架侧板、安装在机架侧板顶部上的用于提高机架抗弯强度的机架固定板、设在机架侧板上部的限位板、设在机架侧板下部的用于定位高压线的高压线导向槽，机架固定板用来提高机架的抗弯强度防止由于锂电池重力的挤压作用使机架过度变形，机架侧板上安装有与行走机构相连接的滑动轴承并且通过限位板相互作用使行走机构在机架侧板上摆动，其摆动角度为18°；

所述的行走机构包括与滑动轴承相连接主传动轴、连接在主传动轴两端上的一对相互平行的行走轮支撑板、连接在两个行走轮支撑板之间的两个平行的行走轮轴、套接在两个行走轮轴上的两个共面的行走轮，所述的机架侧板上安装有行走电机，主传动轴上套接有两对同步带轮，所述的行走电机通过同步带轮驱动主传动轴转动，主传动轴通过两对同步带轮分别驱动两个共面的行走轮转动；

所述的夹紧机构包括与机架部分相铰接的铰支架、夹紧电机、丝杆、夹紧轮架和与夹紧轮架相连接的丝杆螺母支架以及套接在丝杆上的丝杆螺母副，所述的夹紧轮架上安装有一对夹紧轮，所述的夹紧电机通过支座和联轴器与丝杆一端相连接，丝杆另一端与铰支架相连接，丝杆螺母副与丝杆螺母支架相连接，夹紧电机驱动丝杆转动带动夹紧轮架沿丝杆上下移动，并通过支架上的三角滑块，使得夹紧支架沿曲线运动，当往高压线上安装机器时夹紧机构运动到最低点，让开导槽，当装置定位准确后启动电机，夹紧装置向上运动直至夹紧高压线，装置运行时可提供足够的摩擦力，在装置运行过程中可通过遥控器根据实际情况调节夹紧力的大小，整个过程为自动化操作；

所述的敲冰机构包括敲击锤头、锤杆、锤轴、锤轴支架和敲冰电机，所述的敲击锤头与锤杆相铰接，所述的锤杆固定连接在锤轴端部上，锤轴另一端连接在同步带轮上，锤轴支架一端与锤轴相连接，另一端通过螺栓固定连接在机架侧板上，敲冰电机通过同步带轮驱动锤轴转动，进而带动锤杆旋转使敲击锤头按一定频率敲击高压电线以达到除冰的效果，而敲击锤头与锤杆铰接避免了敲冰过程中对高压线的损坏；

所述的控制系统控制分别行走电机、夹紧电机、敲冰电机，控制系统与无线电接收模块相互通过信号连接。

所述的行走轮的材质为橡胶，其行走轮的端面上开设有倾斜角度是38°的梯形轮槽，可以适合在Φ16-Φ40直径的高压线上作业，同时行走轮通过沉头螺栓和销钉与同步带轮紧贴固定，提高了作业过程中的传动稳定性。

所述的锂电池支架与机架侧板之间的夹角为45°。

所述的高压线导向槽由四根Φ6的钢筋组成且形成两组相互平行的用于卡在高压线上的滑道，电力工人往高压线上安装设备时只要导槽卡在高压线上整个设备就可以在重力的作用下顺利沿导槽滑下，直接使行走轮准确的定位在高压线上，有效解决了电力工人安装过程中的定位难题。

所述的电源为锂电池。

本实用新型的有益效果是：所述的一种高压输电线路除冰机器人，行走轮采用橡胶材料和倾斜角度是38°梯形槽结构，可有效增加爬行过程中的摩擦力和平稳性；采用平行的导槽方案，使得安装简单定位准确；采用铰接的丝杠螺母夹紧装置，使得夹紧过程简单方便，且力度可调；采用锤头变频敲击的方式除冰，可有效出去不同厚度的覆冰；锂电池支架采用倾斜45°设计，便于电力工人高空进行安装电池箱的作业，安全又省力。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型所述的一种高压输电线路除冰机器人的主视图；

图2是本实用新型所述的一种高压输电线路除冰机器人的侧视图；

图3是本实用新型所述的一种高压输电线路除冰机器人的俯视图。

附图中标记分述如下：1、锂电池支架，2、机架侧板，3、机架固定板，4、限位板，5、高压线导向槽，6、滑动轴承，7、主传动轴，8、行走轮支撑板，9、行走轮轴，10、行走轮，11、行走电机，12、同步带轮，13、铰支架，14、夹紧电机，15、丝杆，16、夹紧轮架，17、丝杆螺母支架，18、丝杆螺母副，19、夹紧轮，20、敲击锤头，21、锤杆，22、锤轴，23、锤轴支架，24、敲冰电机。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1、图2和图3所示的一种高压输电线路除冰机器人，包括机架部分和依次连接在机架部分上的行走机构、夹紧机构、敲冰机构、电源、与电源相连接的控制系统以及用于地面遥控的无线电接收模块，机架部分包括两个相互对称的用于安装电池箱的锂电池支架1、与锂电池支架1相连接的机架侧板2、安装在机架侧板2顶部上的用于提高机架抗弯强度的机架固定板3、设在机架侧板2上部的限位板4、设在机架侧板2下部的用于定位高压线的高压线导向槽5，高压线导向槽5由四根Φ6的钢筋组成且形成两组相互平行的用于卡在高压线上的滑道，锂电池支架1与机架侧板2之间的夹角为45°，在机架侧板2上安装有与行走机构相连接的滑动轴承6并且通过限位板4使行走机构在机架侧板2上摆动，其摆动角度是18°；行走机构包括与滑动轴承6相连接主传动轴7、连接在主传动轴7两端上的一对相互平行的行走轮支撑板8、连接在两个行走轮支撑板8之间的两个平行的行走轮轴9、套接在两个行走轮轴9上的两个共面的行走轮10，行走轮10的材质为橡胶，其行走轮的端面上开设有38°的梯形轮槽，所述的机架侧板2上安装有行走电机11，主传动轴7上套接有两对同步带轮12，所述的行走电机11通过同步带轮12驱动主传动轴7转动，主传动轴7通过两对同步带轮12分别驱动两个共面的行走轮10转动；夹紧机构包括与机架部分相铰接的铰支架13、夹紧电机14、丝杆15、夹紧轮架16和与夹紧轮架16相连接的丝杆螺母支架17以及套接在丝杆15上的丝杆螺母副18，夹紧轮架16上安装有一对夹紧轮19，夹紧电机14通过支座和联轴器与丝杆15一端相连接，丝杆15另一端与铰支架13相连接，丝杆螺母副18与丝杆螺母支架17相连接，夹紧电机14驱动丝杆15转动带动夹紧轮架16沿丝杆15上下移动；敲冰机构包括敲击锤头20、锤杆21、锤轴22、锤轴支架23和敲冰电机24，敲击锤头20与锤杆21相铰接，锤杆21固定连接在锤轴22端部上，锤轴22另一端连接在同步带轮上，锤轴支架23一端与锤轴22相连接，另一端通过螺栓固定连接在机架侧板2上，敲冰电机24通过同步带轮驱动锤轴22转动；控制系统控制分别行走电机11、夹紧电机14、敲冰电机24，控制系统与无线电接收模块相互通过信号连接。

本实用新型的一种高压输电线路除冰机器人，首先通过遥控器启动夹紧电机14使整个夹紧机构处于最下方让开高压线导向槽5，人工将高压线导向槽5卡在高压线上使整个装置在重力作用下沿高压线导向槽5下滑，行走轮10梯形槽正好卡在高压线上，行走轮10采用橡胶材料可以增加行走轮10与高压线之间的摩擦力有利于装置在湿滑环境下运行，待装置定位准确后地面工作人员通过遥控器启动夹紧电机14，夹紧丝杠15旋转从而夹紧轮19上升夹紧高压线；

在机架两侧有对称的两个锂电池支架1分别用来放置电池箱，电池采用30AH24v的锂电池，续航时间5—7小时，完全满足除冰要求，电池箱放在机架下方有利于保证装置重心在高压线正下方，从而增加运行过程中的平稳性，电池箱里面另有控制驱动电机正反转以及加减速的控制盒以及无线电接收模块，电池箱采用防水设计能够有效避免覆冰雨水对电池以及控制系统的损坏；在机架顶部有5个机架固定板3通过螺栓连接固定在机架顶部用来提高机架的抗弯强度防止由于锂电池重力的挤压作用使机架过度变形；在机架侧板2与行走机构连接的部分采用滑动轴承6连接并且通过限位板4相互作用使得行走机构可以绕机架侧板2有一个上下18°的摆动，同时使装置在除冰过程中整机的重心始终垂直向下，有利于机构的平衡；行走电机11以及敲冰电机24都固定在在机架侧板2上，行走电机11和敲冰电机24选用150w直流电机，可以输出较大的力矩，正常情况下的行走速度为0.3m/s—0.6m/s满足机构运行和除冰的需要；

整个敲冰机构通过支撑板固定在机架上，通过地面遥控器启动敲冰电机24，进而带动锤杆21旋转使敲击锤头20按一定频率敲击高压电线以达到除冰的效果，而敲击锤头20与锤杆21铰接避免了敲冰过程中对高压线的损坏，在除冰过程中可以通过遥控器控制敲冰电机24加减速进而实现敲击锤头20以不同的敲击频率除冰，可有效除去不同厚度的覆冰；

整个装置的的运行过程为：挂线—遥控夹紧电机14夹紧------启动敲冰电机24驱动敲击锤工作------启动行走电机11驱动装置行走------运行过程中的根据实际情况控制电机的加减速输出不同的行走速度和敲冰频率------除冰结束回收设备，装置的控制过程全部由地面工作人员通过遥控器操作实现了自动化除冰作业。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (5)

1.一种高压输电线路除冰机器人，其特征是：包括机架部分和依次连接在机架部分上的行走机构、夹紧机构、敲冰机构、电源、与电源相连接的控制系统以及用于地面遥控的无线电接收模块，

所述的机架部分包括两个相互对称的用于安装电池箱的锂电池支架（1）、与锂电池支架（1）相连接的机架侧板（2）、安装在机架侧板（2）顶部上的用于提高机架抗弯强度的机架固定板（3）、设在机架侧板（2）上部的限位板（4）、设在机架侧板（2）下部的用于定位高压线的高压线导向槽（5），机架侧板（2）上安装有与行走机构相连接的滑动轴承（6）并且通过限位板（4）相互作用使行走机构在机架侧板（2）上摆动，其摆动角度为18°；

所述的行走机构包括与滑动轴承（6）相连接主传动轴（7）、连接在主传动轴（7）两端上的一对相互平行的行走轮支撑板（8）、连接在两个行走轮支撑板（8）之间的两个平行的行走轮轴（9）、套接在两个行走轮轴（9）上的两个共面的行走轮（10），所述的机架侧板（2）上安装有行走电机（11），主传动轴（9）上套接有两对同步带轮（12），所述的行走电机（11）通过同步带轮（12）驱动主传动轴（9）转动，主传动轴（9）通过两对同步带轮（12）分别驱动两个共面的行走轮（10）转动；

所述的夹紧机构包括与机架部分相铰接的铰支架（13）、夹紧电机（14）、丝杆（15）、夹紧轮架（16）和与夹紧轮架（16）相连接的丝杆螺母支架（17）以及套接在丝杆（15）上的丝杆螺母副（18），所述的夹紧轮架（16）上安装有一对夹紧轮（19），所述的夹紧电机（14）通过支座和联轴器与丝杆（15）一端相连接，丝杆（15）另一端与铰支架（13）相连接，丝杆螺母副（18）与丝杆螺母支架（17）相连接，夹紧电机（14）驱动丝杆（15）转动带动夹紧轮架（16）沿丝杆（15）上下移动；

所述的敲冰机构包括敲击锤头（20）、锤杆（21）、锤轴（22）、锤轴支架（23）和敲冰电机（24），所述的敲击锤头（20）与锤杆（21）相铰接，锤杆（21）固定连接在敲击锤轴（22）端部上，敲击锤轴（22）另一端连接在同步带轮上，锤轴支架（23）一端与锤轴（22）相连接，另一端通过螺栓固定连接在机架侧板（2）上，敲冰电机（24）通过同步带轮驱动敲击锤轴（20）转动；

所述的控制系统控制分别行走电机（11）、夹紧电机（14）、敲冰电机（24），控制系统与无线电接收模块相信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种高压输电线路除冰机器人，其特征是:所述的行走轮（10）的材质为橡胶，其行走轮的端面上开设有38°的梯形轮槽。

3.根据权利要求1所述的一种高压输电线路除冰机器人，其特征是:所述的锂电池支架（1）与机架侧板（2）之间的夹角为45°。

4.根据权利要求1所述的一种高压输电线路除冰机器人，其特征是:所述的高压线导向槽（5）由四根Φ6的钢筋组成且形成两组相互平行的用于卡在高压线上的滑道。

5.根据权利要求1所述的一种高压输电线路除冰机器人，其特征是:所述的电源为锂电池。

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