CN207638304U - 一种具有越障能力的多配电线缆同步除冰机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种具有越障能力的多配电线缆同步除冰机器人，包括移动伸缩机构、除冰机构、支撑机构和主机箱，移动伸缩机构实现整体的前进，支撑机构主要在越障阶段配合移动伸缩机构和除冰结构实现越障，除冰机构则主要起到破冰作用，三者配合及主机箱的调控实现灵活的越障和高效率的除冰；本实用新型结构简单，零部件少，维护方便，具有较强的环境适应能力，实现三条电缆的同步除冰操作，除冰效果好，除冰效率高，且具备灵活翻越障碍物的能力，避免人工的过多牵涉，减少人为辅助时可能造成的事故伤害等，在雨雪天气下的10kV配电线路的除冰具有良好的市场应用前景。

Description

一种具有越障能力的多配电线缆同步除冰机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，具体是涉及一种具有越障能力的多配电线缆同步除冰机器人。

背景技术

寒潮引发的冻雨天气会造成电线上积满雨凇，雨凇最大的危害是使供电线路中断，电线上出现雨凇时，电线结冰遇冷收缩，加上风吹引起的震荡，能使电线和电话线不胜重荷而被压断，几公里以致几十公里的电线杆成排倾倒，造成输电、通讯中断，严重影响当地的工农业生产。

历史上许多城市出现过高压线路因雨凇而成排倒塌的情况。南方的气温相对北方要高，下雪的时候，经常会伴随雨水，这就导致雪迅速融化，增加了电线的粘附性，这样，水与雪的混合物在零度以下很快凝结成冰。另外，南方的气候较潮湿，本来比较松散的雪花也会凝结，导致电线上的结冰。

传统的除冰方式多为人工敲打电缆线，震动电缆线去除结冰，采用这种方

法非常危险，同时除冰效率不高。一些除冰机器人采用加热等方式除冰，但设备不便于携带，并且由于在结冰比较厚的情况下加热力度不够，导致除冰效率低下。

目前比较常见的几种除冰方法：具体特点分别为：①热力除冰主要利用导线自身发热或者附加热源，使其在导线上的冰雪无法积覆，或是使其已经积覆的冰雪融化，然而此方式消耗大量的能量，操作复杂；②机械除冰方式多采用电力工作人员现场利用棍棒敲打方式除冰，此方式不能保证工作人员的安全而且效率低下，甚至在一些复杂环境下无法进行作业。

高压水平输电线的除冰设备已经有很多，且取得了很好的除冰效果，利用自动除冰机器人成本低，操作简单，提高效率，保障员工安全。但目前的输电线除冰机器人一次只能对一根高压输电线路进行除冰和巡检，效率较低，且在高压线上运行时会障碍，如果人工将除冰机器人重新安放，继续除冰作业，不仅除冰机器人效率低下，且人员的自身危险系数增加，可能会引起人身安全危害。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种具有越障能力的多配电线缆同步除冰机器人及其越障和破冰方法，以解决现有技术中存在的技术问题。

本实用新型通过以下技术方案实现的：

一种具有越障能力的多配电线缆同步除冰机器人，包括移动伸缩机构、除冰机构、支撑机构和主机箱；

所述移动伸缩机构位于所述主机箱的前端，所述支撑机构位于所述主机箱的下端，所述除冰机构位于所述主机箱的后端；

所述移动伸缩机构包括水平伸缩杆、第一伸缩杆、双轴伸电机和压线轮，所述水平伸缩杆为三根，所述水平伸缩杆的一端固定安装在所述主机箱的一侧，所述水平伸缩杆的另一端固定连接有第一固定件，所述水平伸缩杆的端面连线在所述主机箱和所述第一固定件上分别呈等边三角形设置，所述第一固定件的另一端连接到所述第一伸缩杆，所述第一伸缩杆的另一端固定安装在所述双轴伸电机的一侧，所述双轴伸电机包括电机轴，所述电机轴的端部分别与所述压线轮实现固定连接；

所述除冰机构包括第二伸缩杆、执行直线电磁铁、冰砧、锤头和机架；所述第二伸缩杆的一端固定安装有第二固定件，所述第二固定件的一侧固定安装在所述主机箱的另一侧，所述第二固定件的另一侧则与所述第二伸缩杆的一端固定连接，所述第二伸缩杆的另一端固定连接到所述机架的中间位置，所述机架包括主支架、第一支架和第二支架，且所述主支架、所述第一支架和所述第二支架为一体式结构，所述第二伸缩杆固定在所述主支架的中心位置，所述第一支架位于所述主支架的两端且与所述主支架呈垂直设置关系，所述第二支架对称位于所述主支架的中间位置且与所述主支架呈垂直设置关系，所述第一支架与所述第二支架的方向相同且与所述第二伸缩杆的方向相反，第一支架的端部固定安装所述冰砧，所述冰砧为U型结构，所述冰砧的开口朝向内侧，所述第二支架的端部固定安装所述执行直线电磁铁，所述执行直线电磁铁为左右对称结构，所述执行直线电磁铁包括左铁磁性轴、右铁磁性轴、左线圈、右线圈、中间非铁磁性轴，所述中间非铁磁性轴位于所述执行直线电磁铁的中间位置，所述左线圈环绕在所述左铁磁性轴外侧，所述右线圈环绕在所述右铁磁性轴外侧，所述左铁磁性轴与所述右铁磁性轴的另一端分别固定安装所述锤头；

所述支撑机构包括第三伸缩杆和夹持件，所述第三伸缩杆的上端固定在所述主机箱的下端，所述第三伸缩杆的下端固定安装所述夹持件，所述夹持件包括左夹紧爪、右夹紧爪和固定盘，所述固定盘固定安装在所述第三伸缩杆的下端，所述固定盘的中间位置设有滑动卡槽，所述左夹紧爪和所述右夹紧爪对称设置安装在所述滑动卡槽内；

进一步的，所述压线轮的圆周边缘设有压线槽，所述压线槽的两侧固定有橡胶卡紧锥，所述橡胶卡紧锥的两侧端部向内侧靠拢；

进一步的，所述锤头的一侧设有锤头尖牙；

更进一步的，所述左夹紧爪、所述右夹紧爪的形状均为弧形且为配合关系；

再进一步的，所述第一伸缩杆、所述第二伸缩杆、所述第三伸缩杆、所述水平伸缩杆以及所述左夹紧爪和所述右夹紧爪均通过线路与所述主机箱实现电路连接。

其工作原理为：破冰作业主要是依赖执行直线电磁铁、锤头和冰砧实现，当进行破冰作业时，双轴伸电机启动，沿着中间线和边电线运动，执行直线电磁铁动作，铁磁性轴沿中心轴线分别进行向外运动，带动锤头，边缘的两个锤头以冰砧为砧，周期性的敲击结冰的两侧电缆，实现破冰，而中间的两个锤头相对为砧，进行周期性的敲击破冰作业；

而在进行越障时，第一步，除冰机构的执行直线电磁铁的铁磁性轴向外运动，以锤头和冰砧挤压边电线，起到固定作用；第二步，移动伸缩机构的第一伸缩杆收缩带动双轴伸电机、压线轮向上移动，使高度高于障碍物，然后水平伸缩杆向前伸出，带动双轴伸电机和压线轮越过障碍物后，第一伸缩杆伸长直至压线轮触及电线，完成移动伸缩机构的越障；第三步，除冰机构的执行直线电磁铁的铁磁性轴向内运动，解除挤压固定，支撑机构的第三伸缩杆向上收缩，使高度高于障碍物，移动伸缩机构的双轴伸电机运动，带动除冰机构和支撑机构向前运动，且水平伸缩杆复位，直至支撑机构越过障碍物后第三伸缩杆复位使夹持件触及电线；第四步，支撑机构的夹持件向内收紧夹紧中间线，起到固定作用，除冰机构的第二伸缩杆向上收缩，使高度高于障碍物后，启动移动伸缩机构的双轴伸电机同时夹持件放松，带动除冰机构完成越障；第五步，待距离障碍物一定距离后，除冰机构的第二伸缩杆复位使冰锤和冰砧复位到电线两侧，完成破冰作业。

本实用新型的突出有益效果：

本实用新型的一种具有越障能力的多配电线缆同步除冰机器人，包括移动伸缩机构、除冰机构、支撑机构和主机箱，移动伸缩机构实现整体的前进，支撑机构主要在越障阶段配合移动伸缩机构和除冰结构实现越障，除冰机构则主要起到破冰作用，三者配合及主机箱的调控实现灵活的越障和高效率的除冰；本实用新型结构简单，零部件少，维护方便，具有较强的环境适应能力，实现三条电缆的同步除冰操作，除冰效果好，除冰效率高，且具备灵活翻越障碍物的能力，避免人工的过多牵涉，减少人为辅助时可能造成的事故伤害等，在雨雪天气下的10kV配电线路的除冰具有良好的市场应用前景。

附图说明

图1本实用新型主视图。

图2本实用新型俯视图。

图3本实用新型压线轮剖视图。

图4本实用新型冰砧的A向示意图。

图5本实用新型夹持件主视图。

图6本实用新型夹持件仰视图。

图7本实用新型的执行直线电磁铁结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明，以便对本实用新型的构思、所解决的技术问题、构成技术方案的技术特征和带来的技术效果有更进一步的了解，需要说明的是，对这些实施方式的说明是示意性的，并不构成对本实用新型的具体限定。

由图可知的一种具有越障能力的多配电线缆同步除冰机器人，包括移动伸缩机构10、除冰机构20、支撑机构30和主机箱40；

所述移动伸缩机构10位于所述主机箱40的前端，所述支撑机构30位于所述主机箱40的下端，所述除冰机构20位于所述主机箱40的后端；

所述移动伸缩机构10包括水平伸缩杆11、第一伸缩杆12、双轴伸电机13和压线轮14，所述水平伸缩杆11为三根，所述水平伸缩杆11的一端固定安装在所述主机箱40的一侧，所述水平伸缩杆11的另一端固定连接有第一固定件15，所述水平伸缩杆11的端面连线在所述主机箱40和所述第一固定件15上分别呈等边三角形设置，所述第一固定件15的另一端连接到所述第一伸缩杆12，所述第一伸缩杆12的另一端固定安装在所述双轴伸电机13的一侧，所述双轴伸电机13包括电机轴16，所述电机轴16的端部分别与所述压线轮14实现固定连接，所述压线轮14的圆周边缘设有压线槽14a，所述压线槽14a的两侧固定有橡胶卡紧锥14b，所述橡胶卡紧锥14b的两侧端部向内侧靠拢；

所述除冰机构20包括第二伸缩杆21、执行直线电磁铁22、冰砧23、锤头24和机架25；所述第二伸缩杆21的一端固定安装有第二固定件26，所述第二固定件26的一侧固定安装在所述主机箱40的另一侧，所述第二固定件26的另一侧则与所述第二伸缩杆21的一端固定连接，所述第二伸缩杆21的另一端固定连接到所述机架25的中间位置，所述机架25包括主支架25a、第一支架25b和第二支架25c，且所述主支架25a、所述第一支架25b和所述第二支架25c为一体式结构，所述第二伸缩杆21固定在所述主支架25a的中心位置，所述第一支架25b位于所述主支架25a的两端且与所述主支架25a呈垂直设置关系，所述第二支架25b对称位于所述主支架25a的中间位置且与所述主支架25a呈垂直设置关系，所述第一支架25b与所述第二支架25c的方向相同且与所述第二伸缩杆21的方向相反，第一支架25b的端部固定安装所述冰砧23，所述冰砧23为U型结构，所述冰砧23的开口朝向内侧，所述第二支架25c的端部固定安装所述执行直线电磁铁22，所述执行直线电磁铁22为左右对称结构，所述执行直线电磁铁22包括左铁磁性轴22a、右铁磁性轴22b、左线圈22c、右线圈22d、中间非铁磁性轴22f，所述中间非铁磁性轴22f位于所述执行直线电磁铁22的中间位置，所述左线圈22c环绕在所述左铁磁性轴22a外侧，所述右线圈22d环绕在所述右铁磁性轴22b外侧，所述左铁磁性轴22a与所述右铁磁性轴22b的另一端分别固定安装所述锤头24，所述锤头24的一侧设有锤头尖牙24a；

所述支撑机构30包括第三伸缩杆31和夹持件32，所述第三伸缩杆31的上端固定在所述主机箱40的下端，所述第三伸缩杆31的下端固定安装所述夹持件32，所述夹持件32包括左夹紧爪32a、右夹紧爪32b和固定盘32c，所述固定盘32c固定安装在所述第三伸缩杆31的下端，所述固定盘32c的中间位置设有滑动卡槽32d，所述左夹紧爪32a、所述右夹紧爪32b的形状均为弧形且为配合关系，所述左夹紧爪32a和所述右夹紧爪32b对称设置安装在所述滑动卡槽32d内；

所述第一伸缩杆12、所述第二伸缩杆21、所述第三伸缩杆31、所述水平伸缩杆11以及所述左夹紧爪32a和所述右夹紧爪32b均通过线路与所述主机箱40实现电路连接。

其工作原理为：破冰作业主要是依赖执行直线电磁铁22、锤头24和冰砧23实现，当进行破冰作业时，双轴伸电机13启动，沿着中间线60和边电线50运动，执行直线电磁铁22动作，铁磁性轴22a/22b沿中心轴线分别进行向外运动，带动锤头24，边缘的两个锤头24以冰砧23为砧，周期性的敲击结冰的两侧电缆，实现破冰，而中间的两个锤头24相对为砧，进行周期性的敲击破冰作业；

而在进行越障时，第一步，除冰机构20的执行直线电磁铁22的铁磁性轴22a/22b向外运动，以锤头24和冰砧23挤压边电线，起到固定作用；第二步，移动伸缩机构10的第一伸缩杆12收缩带动双轴伸电机13、压线轮14向上移动，使高度高于障碍物，然后水平伸缩杆11向前伸出，带动双轴伸电机13和压线轮14越过障碍物后，第一伸缩杆12伸长直至压线轮14触及电线，完成移动伸缩机构10的越障；第三步，除冰机构20的执行直线电磁铁22的铁磁性轴22a/22b向内运动，解除挤压固定，支撑机构30的第三伸缩杆31向上收缩，使高度高于障碍物，移动伸缩机构10的双轴伸电机13运动，带动除冰机构20和支撑机构30向前运动，且水平伸缩杆11复位，直至支撑机构30越过障碍物后第三伸缩杆31复位使夹持件32触及电线；第四步，支撑机构30的夹持件31向内收紧夹紧中间线60，起到固定作用，除冰机构20的第二伸缩杆21向上收缩，使高度高于障碍物后，启动移动伸缩机构10的双轴伸电机13同时夹持件31放松，带动除冰机构20完成越障；第五步，待距离障碍物一定距离后，除冰机构20的第二伸缩杆21复位使冰锤24和冰砧23复位到电线两侧，完成破冰作业。

本实用新型的一种具有越障能力的多配电线缆同步除冰机器人，包括移动伸缩机构、除冰机构、支撑机构和主机箱，移动伸缩机构实现整体的前进，支撑机构主要在越障阶段配合移动伸缩机构和除冰结构实现越障，除冰机构则主要起到破冰作用，三者配合及主机箱的调控实现灵活的越障和高效率的除冰；本实用新型结构简单，零部件少，维护方便，具有较强的环境适应能力，实现三条电缆的同步除冰操作，除冰效果好，除冰效率高，且具备灵活翻越障碍物的能力，避免人工的过多牵涉，减少人为辅助时可能造成的事故伤害等，在雨雪天气下的10kV配电线路的除冰具有良好的市场应用前景。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种具有越障能力的多配电线缆同步除冰机器人，其特征在于，包括移动伸缩机构、除冰机构、支撑机构和主机箱；

所述移动伸缩机构位于所述主机箱的前端，所述支撑机构位于所述主机箱的下端，所述除冰机构位于所述主机箱的后端；

所述移动伸缩机构包括水平伸缩杆、第一伸缩杆、双轴伸电机和压线轮，所述水平伸缩杆为三根，所述水平伸缩杆的一端固定安装在所述主机箱的一侧，所述水平伸缩杆的另一端固定连接有第一固定件，所述水平伸缩杆的端面连线在所述主机箱和所述第一固定件上分别呈等边三角形设置，所述第一固定件的另一端连接到所述第一伸缩杆，所述第一伸缩杆的另一端固定安装在所述双轴伸电机的一侧，所述双轴伸电机包括电机轴，所述电机轴的端部分别与所述压线轮实现固定连接；

所述除冰机构包括第二伸缩杆、执行直线电磁铁、冰砧、锤头和机架；所述第二伸缩杆的一端固定安装有第二固定件，所述第二固定件的一侧固定安装在所述主机箱的另一侧，所述第二固定件的另一侧则与所述第二伸缩杆的一端固定连接，所述第二伸缩杆的另一端固定连接到所述机架的中间位置，所述机架包括主支架、第一支架和第二支架，且所述主支架、所述第一支架和所述第二支架为一体式结构，所述第二伸缩杆固定在所述主支架的中心位置，所述第一支架位于所述主支架的两端且与所述主支架呈垂直设置关系，所述第二支架对称位于所述主支架的中间位置且与所述主支架呈垂直设置关系，所述第一支架与所述第二支架的方向相同且与所述第二伸缩杆的方向相反，第一支架的端部固定安装所述冰砧，所述冰砧为U型结构，所述冰砧的开口朝向内侧，所述第二支架的端部固定安装所述执行直线电磁铁，所述执行直线电磁铁为左右对称结构，所述执行直线电磁铁包括左铁磁性轴、右铁磁性轴、左线圈、右线圈、中间非铁磁性轴，所述中间非铁磁性轴位于所述执行直线电磁铁的中间位置，所述左线圈环绕在所述左铁磁性轴外侧，所述右线圈环绕在所述右铁磁性轴外侧，所述左铁磁性轴与所述右铁磁性轴的另一端分别固定安装所述锤头；

所述支撑机构包括第三伸缩杆和夹持件，所述第三伸缩杆的上端固定在所述主机箱的下端，所述第三伸缩杆的下端固定安装所述夹持件，所述夹持件包括左夹紧爪、右夹紧爪和固定盘，所述固定盘固定安装在所述第三伸缩杆的下端，所述固定盘的中间位置设有滑动卡槽，所述左夹紧爪和所述右夹紧爪对称设置安装在所述滑动卡槽内。

2.根据权利要求1所述的一种具有越障能力的多配电线缆同步除冰机器人，其特征在于，所述压线轮的圆周边缘设有压线槽，所述压线槽的两侧固定有橡胶卡紧锥，所述橡胶卡紧锥的两侧端部向内侧靠拢。

3.根据权利要求1所述的一种具有越障能力的多配电线缆同步除冰机器人，其特征在于，所述锤头的一侧设有锤头尖牙。

4.根据权利要求1所述的一种具有越障能力的多配电线缆同步除冰机器人，其特征在于，所述左夹紧爪、所述右夹紧爪的形状均为弧形且为配合关系。

5.根据权利要求1所述的一种具有越障能力的多配电线缆同步除冰机器人，其特征在于，所述第一伸缩杆、所述第二伸缩杆、所述第三伸缩杆、所述水平伸缩杆以及所述左夹紧爪和所述右夹紧爪均通过线路与所述主机箱实现电路连接。