CN208820428U - 一种电线除冰行走机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电线除冰行走机构，包括固定板I和固定板II，固定板I和固定板II两者的板面相向平行设置、且两者通过连接件连接；固定板I和固定板II的板面上均设有用于电线穿过的穿孔；固定板I和固定板II之间还设有若干第一滚轮，若干第一滚轮绕电线外壁周向均匀分布、且均与电线外壁接触；每个第一滚轮的轴向两端分别与固定板I和固定板II的板面连接，且每个第一滚轮的轴心线与电线的轴心线呈设定夹角倾斜设置；电机组件驱动固定板II转动，固定板II同步带动第一滚轮及固定板I转动运动。本实用新型可以实现在高压电线上稳定行走的效果，利于保障除冰操作顺利进行。

Description

一种电线除冰行走机构

技术领域

本实用新型涉及输电线路技术领域，具体涉及一种电线除冰行走机构。

背景技术

我国北方冬天气温较低，高压电线上容易结冰，而高压线由于运输电能而发热，导致附在线路上的冰融化，但由于空气湿度较大，融化成的水又再次结冰，导致高压线上的冰越积越多。这将可能导致高压线舞动、断线、电线杆倒塌等问题，从而引发供电中断等事故，十分危险且可能造成非常严重的经济损失。

目前，国内外的除冰方法主要分为机械除冰、自然除冰及热力除冰三种。机械除冰是利用机械外力迫使导线上的覆冰脱落的方法。主要有外力敲打法、滑轮铲刮法、电磁力除冰法和机器人除冰法。自然除冰是指不需外界能量而靠自然力实现除冰的方法。如在输电线路上安装阻雪环、平衡锤等装置，在积雪或覆冰达到一定程度时，借助风力、重力等作用自行脱落。热力融冰法是指利用附加热源或导线自身发热，融化冰雪的方法。目前常见的热力融冰法有过电流融冰法、短路电流融冰、直流融冰三种方法。

机器人除冰法属于机械除冰方法的一种，它是利用安装在输电线路上行走机器人的除冰机构自动清除覆冰的方法。它具有功耗小、效率高、人员无伤亡、无需停电和转移负载等诸多优点，是输电线路除冰技术的发展趋势。

目前专利申请号为CN201410739538.4的一种高压线路除冰机器人，通过三个行走轮使其在高压线上行走。但若是遇到强风天气，可能被吹落，非常危险。且其内部通过齿轮啮合进行传动，剧烈抖动后齿轮可能发生移位，从而影响设备正常工作。其次，其通过除冰锤及除冰砂轮进行除冰，当冰层过厚时，无法有效除冰。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：现有的除冰机器人，行走机构在高压线上行走稳定性较差，影响设备正常工作，本实用新型提供了解决上述问题的一种电线除冰行走机构。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种电线除冰行走机构，包括固定板I和固定板II，固定板I和固定板II两者的板面相向平行设置、且两者通过连接件连接；固定板I和固定板II的板面上均设有用于电线穿过的穿孔；固定板I和固定板II之间还设有若干第一滚轮，若干第一滚轮绕电线外壁周向均匀分布、且均与电线外壁接触；每个第一滚轮的轴向两端分别与固定板I和固定板II的板面连接，且每个第一滚轮的轴心线与电线的轴心线呈设定夹角倾斜设置；电机组件驱动固定板II转动，固定板II同步带动第一滚轮及固定板I转动运动。

本实用新型工作原理为：当电机驱动外包裹层旋转时带动滚轮运动，滚轮与电线之间由于摩擦力产生相对运动。由于滚子轴线与电线轴线形成一定角度，故滚轮的主运动可分解成随着外包裹层旋转的周向运动以及沿电线方向的轴向运动，从而完成旋转运动到直线运动的转换。对于滚轮而言，行走过程相当于在电线上完成螺旋运动的过程。可以实现在高压电线上稳定行走的效果，利于保障除冰操作顺利进行。

优选地，所述固定板I和固定板II板面上、且沿外缘周向均开设有若干通孔，通孔的轴心线与对应的固定板I或固定板II的板面垂直；通过固定杆轴向两端分别对应贯穿固定板I 和固定板II上的通孔后通过螺母进行紧固。方便拆装操作。

优选地，所述第一滚轮包括滚筒、中心轴和轴承；所述滚筒套设在中心轴上，中心轴的轴向两端各设有一个轴承；固定板I和固定板II相向的板面上均开设有若干凹槽，所述凹槽用于卡设中心轴轴向两端以及轴承。

优选地，所述滚筒的内壁与中心轴的外壁间隙配合连接。

滚筒可绕中心轴转动，中心轴随固定板I和固定板II整体结构转动，一组滚轮靠上述两种转动带动整个装置在高压电线上向前行走。

优选地，所述第一滚轮的轴心线与电线的轴心线的倾斜夹角为15°。

优选地，所述电机组件采用盘式电机，盘式电机的旋转部分与固定板II通过螺栓可拆卸连接。

优选地，所述行走机构还包括固定组件，所述固定组件与电机组件的固定部分连接；固定组件内设有用于电线穿过的穿孔，固定组件内还设有至少两组限位机构；每组限位机构包括两个平行设置的第二滚轮，且其中一组限位机构的第二滚轮轴线方向与另一组限位机构的第二滚轮轴线方向相互垂直；电线经穿孔过程中，依次接触穿过两组限位机构对应的两个第二滚轮之间。

优选地，所述固定组件还包括固定连接件I、固定连接件II、固定增高件和滚轮固定件；所述固定连接件I朝向固定连接件II的板面上设有两个半圆柱形凹槽I，两个凹槽I的轴线方向相互平行设置；固定连接件II朝向固定连接件I的板面上开设有两个与凹槽I适配的半圆柱形凹槽II，固定连接件II背向固定连接件I的板面上设有两个半圆柱形凹槽III，两个凹槽 III的轴线方向与凹槽II的轴线方向垂直；所述固定增高件中部设有嵌入滚轮固定件的孔，滚轮固定件朝向固定连接件II的板面上设有与凹槽III适配的两个半圆柱形凹槽IV；

固定增高件和滚轮固定件均通过螺栓依次贯穿固定连接件I和固定连接件II固定连接；凹槽I和凹槽II之间的两个圆柱形腔内、以及凹槽III和凹槽IV之间的两个圆柱形腔内均设置第二滚轮；固定连接件I、固定连接件II和滚轮固定件的板面上均开设有用于电线穿过的穿孔。

优选地，所述固定连接件I与电机组件的固定部分之间通过垫高件连接，垫高件与固定连接件I螺栓连接；垫高件上设有用于电线穿过的穿孔。

优选地，所述行走机构上还设有电磁感应装置，所述电机组件通过电磁感应装置从待除冰的高压电线上获取电源。

本实用新型具有如下的优点和有益效果：

本实用新型工作原理为：当电机驱动外包裹层旋转时带动滚轮运动，滚轮与电线之间由于摩擦力产生相对运动。由于滚子轴线与电线轴线形成一定角度，故滚轮的主运动可分解成随着外包裹层旋转的周向运动以及沿电线方向的轴向运动，从而完成旋转运动到直线运动的转换。对于滚轮而言，行走过程相当于在电线上完成螺旋运动的过程。且滚筒可绕中心轴转动，中心轴随固定板I和固定板II整体结构转动，一组滚轮靠上述两种转动带动整个装置在高压电线上向前行走。第二滚轮可相对中心轴转动，卡住高压电线，也可增大摩擦，防止整个装置滑动。电机与固定组件间添加垫高件以防止电机转子与固定组件接触。本实用新型可以实现在高压电线上稳定行走的效果，利于保障除冰操作顺利进行。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型的整体结构主视图；

图2为本实用新型的整体结构轴向截面图；

图3为本实用新型的第一滚轮与固定板I和固定板II连接状态爆炸图；

图4为本实用新型的行走机构与电机适配结构示意图；

图5为本实用新型的第一滚轮运行状态立体结构图；

图6为本实用新型的固定连接件I的正面视图；

图7为本实用新型的固定连接件I的背面视图；

图8为本实用新型的固定连接件II的正面视图；

图9为本实用新型的固定连接件II的背面视图；

图10为本实用新型的固定增高件的正面视图；

图11为本实用新型的固定增高件的背面视图；

图12为本实用新型的滚轮固定件的正面视图；

图13为本实用新型的滚轮固定件的背面视图。

附图中标记及对应的零部件名称：1-固定板I，2-固定板II，3-穿孔，4-第一滚轮，5-电机组件，6-通孔，7-固定杆，41-滚筒，42-中心轴，43-轴承，8-凹槽，9-固定组件，91-固定连接件I，92-固定连接件II，93-固定增高件，94-第二滚轮，95-滚轮固定件，96-凹槽I，97- 凹槽II，98-凹槽III，99-凹槽IV，10-垫高件，11-除冰件，12-电磁感应装置，13-正六边形通孔，14-圆形沉头螺纹孔，15-正六边形沉头孔。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1

本实施例提供了一种电线除冰行走机构，包括固定板I1和固定板II2，固定板I1和固定板II2都外径大小相等的圆盘结构，固定板I1和固定板II2两者的板面相向平行设置、且两者通过连接件连接；固定板I1和固定板II2的板面上均设有用于电线穿过的穿孔3；固定板 I1和固定板II2之间还设有五个第一滚轮4，五个第一滚轮4绕电线外壁周向等间距均匀分布、且均与电线外壁接触；每个第一滚轮4的轴向两端分别与固定板I1和固定板II2的板面连接，且每个第一滚轮4的轴心线与电线的轴心线呈设定夹角倾斜设置；电机组件5驱动固定板II2 转动，固定板II2同步带动第一滚轮4及固定板I1转动运动。

实施例2

在实施例1的基础上进一步改进，所述固定板I1和固定板II2板面上、且沿外缘周向均开设有八个通孔6，通孔6的轴心线与对应的固定板I1或固定板II2的板面垂直；通过固定杆7轴向两端分别对应贯穿固定板I1和固定板II2上的通孔6后通过螺母进行紧固，固定杆 7采用带外螺纹的铜柱。

实施例3

在实施例2的基础上进一步改进，所述第一滚轮4包括滚筒41、中心轴42和轴承43；滚筒41套设在中心轴42上，中心轴42的轴向两端各设有一个轴承43；固定板I1和固定板II2相向的板面上均开设有五个凹槽8，凹槽8用于卡设中心轴42轴向两端以及轴承43。滚筒41的内壁与中心轴42的外壁间隙配合连接，第一滚轮4的轴心线与电线的轴心线的倾斜夹角为15°。电机组件5采用盘式电机，盘式电机的旋转部分与固定板II2通过螺栓可拆卸连接。

实施例4

在实施例3的基础上进一步改进，所述行走机构还包括固定组件9，固定组件9还包括均呈圆盘结构的固定连接件I91、固定连接件II92、固定增高件93和滚轮固定件95，固定连接件I91与固定连接件II92一侧板面接触，固定连接件II92另一侧板面和固定增高件93与滚轮固定件95的接触。固定连接件I91朝向固定连接件II92的板面上设有两个半圆柱形凹槽 I96，两个凹槽I96的轴线方向相互平行设置；固定连接件II92朝向固定连接件I91的板面上开设有两个与凹槽I96适配的半圆柱形凹槽II97，固定连接件II92背向固定连接件I91的板面上设有两个半圆柱形凹槽III98，两个凹槽III98的轴线方向与凹槽II97的轴线方向垂直；所述固定增高件93中部设有嵌入滚轮固定件95的孔，滚轮固定件95朝向固定连接件II92 的板面上设有与凹槽III98适配的两个半圆柱形凹槽IV99；

固定增高件93和滚轮固定件95均通过螺栓依次贯穿固定连接件I91和固定连接件II92 固定连接；凹槽I96和凹槽II97之间的两个圆柱形腔内、以及凹槽III98和凹槽IV99之间的两个圆柱形腔内均设置第二滚轮94；固定连接件I91、固定连接件II92和滚轮固定件95的板面上均开设有用于电线穿过的穿孔3。电线经穿孔3过程中，依次接触穿过凹槽I96和凹槽 II97之间的两个第二滚轮94、以及凹槽III98和凹槽IV99之间的两个第二滚轮94。第二滚轮 94的结构与第一滚轮4的结构相同，均是采用辊筒间隙配合套设在中心轴上，中心轴两端设置轴承，中心轴通过轴承与安装的凹槽I96、凹槽II97、凹槽III98或凹槽IV99内壁转动连接；受电线的轴向相对摩擦阻力，第二滚轮94会发生相对转动。固定连接件I91与电机组件5的固定部分之间通过垫高件10连接，垫高件10与固定连接件I91和电机组件均通过螺栓连接；垫高件10上设有用于电线穿过的穿孔3。

实施例5

在实施例4的基础上进一步改进，所述行走机构上还设有电磁感应装置12，电磁感应装置12与固定增高件93螺栓连接，电机组件5通过电磁感应装置12从待除冰的高压电线上获取电源。

具体工作原理如下：

第一滚轮及固定板机构通过螺钉与电机旋转部分连接，则可随之一起转动。第一滚轮则随之绕电缆转动，由于摩擦力向前行走。

本实用新型通过盘式电机直接驱动行走机构模块完成行走工作。电机运动为旋转运动，本设计以滚针轴承结构为基础将旋转运动转化为沿电线的直线运动。本设计采用的滚轮外置的行走机构设计，其设计结构与麦克纳姆轮相似。实际行走过程中，将电线视为固定不动的轴承内圈，将完成行走所需的滚轮视为轴承滚针，将与电机相连带动滚滚轮运动的外部包裹层视为轴承外圈。与此同时，将滚轮以其轴线与电缆轴线成一定角度设置。当电机驱动外包裹层旋转时带动滚轮运动，滚轮与电线之间由于摩擦力产生相对运动。由于滚子轴线与电线轴线形成一定角度，故滚轮的主运动可分解成随着外包裹层旋转的周向运动以及沿电线方向的轴向运动，从而完成旋转运动到直线运动的转换。对于滚轮而言，行走过程相当于在电线上完成螺旋运动的过程。五个一组滚轮结构可保证在较小的空间中有足够的摩擦力使其向前。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、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 (10)

1.一种电线除冰行走机构，其特征在于，包括固定板I(1)和固定板II(2)，固定板I(1)和固定板II(2)两者的板面相向平行设置、且两者通过连接件连接；固定板I(1)和固定板II(2)的板面上均设有用于电线穿过的穿孔(3)；固定板I(1)和固定板II(2)之间还设有若干第一滚轮(4)，若干第一滚轮(4)绕电线外壁周向均匀分布、且均与电线外壁接触；每个第一滚轮(4)的轴向两端分别与固定板I(1)和固定板II(2)的板面连接，且每个第一滚轮(4)的轴心线与电线的轴心线呈设定夹角倾斜设置；电机组件(5)驱动固定板II(2)转动，固定板II(2)同步带动第一滚轮(4)及固定板I(1)转动运动。

2.根据权利要求1所述的一种电线除冰行走机构，其特征在于，所述固定板I(1)和固定板II(2)板面上、且沿外缘周向均开设有若干通孔(6)，通孔(6)的轴心线与对应的固定板I(1)或固定板II(2)的板面垂直；通过固定杆(7)轴向两端分别对应贯穿固定板I(1)和固定板II(2)上的通孔(6)后通过螺母进行紧固。

3.根据权利要求1所述的一种电线除冰行走机构，其特征在于，所述第一滚轮(4)包括滚筒(41)、中心轴(42)和轴承(43)；所述滚筒(41)套设在中心轴(42)上，中心轴(42)的轴向两端各设有一个轴承(43)；固定板I(1)和固定板II(2)相向的板面上均开设有若干凹槽(8)，所述凹槽(8)用于卡设中心轴(42)轴向两端以及轴承(43)。

4.根据权利要求3所述的一种电线除冰行走机构，其特征在于，所述滚筒(41)的内壁与中心轴(42)的外壁间隙配合连接。

5.根据权利要求1所述的一种电线除冰行走机构，其特征在于，所述第一滚轮(4)的轴心线与电线的轴心线的倾斜夹角为15°。

6.根据权利要求1所述的一种电线除冰行走机构，其特征在于，所述电机组件(5)采用盘式电机，盘式电机的旋转部分与固定板II(2)通过螺栓可拆卸连接。

7.根据权利要求1所述的一种电线除冰行走机构，其特征在于，所述行走机构还包括固定组件(9)，所述固定组件(9)与电机组件(5)的固定部分连接；固定组件(9)内设有用于电线穿过的穿孔(3)，固定组件(9)内还设有至少两组限位机构；每组限位机构包括两个平行设置的第二滚轮(94)，且其中一组限位机构的第二滚轮(94)轴线方向与另一组限位机构的第二滚轮(94)轴线方向相互垂直；电线经穿孔(3)过程中，依次接触穿过两组限位机构对应的两个第二滚轮(94)之间。

8.根据权利要求7所述的一种电线除冰行走机构，其特征在于，所述固定组件(9)还包括固定连接件I(91)、固定连接件II(92)、固定增高件(93)和滚轮固定件(95)；所述固定连接件I(91)朝向固定连接件II(92)的板面上设有两个半圆柱形凹槽I(96)，两个凹槽I(96)的轴线方向相互平行设置；固定连接件II(92)朝向固定连接件I(91)的板面上开设有两个与凹槽I(96)适配的半圆柱形凹槽II(97)，固定连接件II(92)背向固定连接件I(91)的板面上设有两个半圆柱形凹槽III(98)，两个凹槽III(98)的轴线方向与凹槽II(97)的轴线方向垂直；所述固定增高件(93)中部设有嵌入滚轮固定件(95)的孔，滚轮固定件(95)朝向固定连接件II(92)的板面上设有与凹槽III(98)适配的两个半圆柱形凹槽IV(99)；

固定增高件(93)和滚轮固定件(95)均通过螺栓依次贯穿固定连接件I(91)和固定连接件II(92)固定连接；凹槽I(96)和凹槽II(97)之间的两个圆柱形腔内、以及凹槽III(98)和凹槽IV(99)之间的两个圆柱形腔内均设置第二滚轮(94)；固定连接件I(91)、固定连接件II(92)和滚轮固定件(95)的板面上均开设有用于电线穿过的穿孔(3)。

9.根据权利要求8所述的一种电线除冰行走机构，其特征在于，所述固定连接件I(91)与电机组件(5)的固定部分之间通过垫高件(10)连接，垫高件(10)与固定连接件I(91)螺栓连接；垫高件(10)上设有用于电线穿过的穿孔(3)。

10.根据权利要求1所述的一种电线除冰行走机构，其特征在于，所述行走机构上还设有电磁感应装置(12)，所述电机组件(5)通过电磁感应装置(12)从待除冰的高压电线上获取电源。