應用于架空電力線的覆冰清掃機器人制造技術

本發明專利技術公開了應用于架空電力線的覆冰清掃機器人，包括上殼體與下殼體，在上殼體與下殼體處于同側的側壁上分別設有耳板，兩個耳板通過螺栓連接，在上殼體內設有支撐板，在支撐板底部設置有多個卡接板，卡接板上開有U形開口，在U形開口的底部設有兩個圓錐體，在下殼體內部設有兩個步進電機，在步進電機的輸出端設有連桿，在連桿外壁上設有螺旋，兩個螺旋分別與兩個圓錐體相配合；在支撐板底部還設有連接板，上卡環固定連接板下端，沿除冰頭的周向在其外壁上設有齒帶，在驅動電機的輸出端上設有與齒帶配合的齒輪。本發明專利技術利用機械除冰替代傳統的人工敲打方式，在提高架空線除冰效率的同時，大大增加了架空線除冰的安全可靠度。

【技術實現步驟摘要】
應用于架空電力線的覆冰清掃機器人
本專利技術涉及電力領域，具體涉及應用于架空電力線的覆冰清掃機器人。
技術介紹
雪災造成國家電網公司直接財產損失達105億元，災后電網恢復重建和改造需要大量資金投入。運行中的導線由于輸送電能而發熱，結冰初期，有一部分冰會被導線的熱量所融化，但是由于大氣溫度與濕度對結冰十分有利，同時凍雨的粘附力比較強，使得結冰速度很快超過了融冰速度，因而導線上的覆冰也會越來越厚，不斷加重的覆冰使導線張力持續增大，累積到一定程度將引發導線抽絲、斷線破壞，導致線路停運。對于停運的線路，由于導線表面溫度很低，覆冰將更嚴重，更容易導致斷線的發生。導線覆冰所增加的機械荷載超過設計允許值到一定程度時，造成斷線、倒桿塔事故；上下或水平排列的導線，因導線覆冰脫落發生不同步跳躍舞動，造成上下或水平導線接近發生相間短路跳閘。目前高壓線的除冰工作大多采用人工進行。寒冷的天氣，高空作業給人工除冰帶來很大的安全隱患和施工難度，且主要依靠人力除冰，通過電力工人爬上高壓線塔用鐵錘、拉桿、竹棒沿線敲打使覆冰脫落，但是這種方法不僅效率低而且對電力工人的生命安全造成了極大的威脅。
技術實現思路
本專利技術目的在于提供應用于架空電力線的覆冰清掃機器人，替代人工敲打除冰的方式，提高架空線路除冰的效率以及安全性能。本專利技術通過下述技術方案實現：應用于架空電力線的覆冰清掃機器人，包括相互鉸接的上殼體與下殼體，且在所述上殼體與下殼體處于同側的側壁上分別設有耳板，兩個所述耳板通過螺栓連接，在上殼體兩端分別開有半圓形的通孔，在下殼體兩端分別開有半圓形的小孔，且位于同一側的通孔與小孔分別構成供線纜進出的進口與出口，在所述上殼體內設有水平放置的支撐板，在支撐板底部間隔設置有多個卡接板，卡接板上開有供線纜通過的U形開口，且U形開口的朝向正對所述下殼體，在U形開口的底部設有兩個圓錐體，在所述下殼體內部設有兩個步進電機，且在步進電機的輸出端設有連桿，且沿連桿的軸向在其外壁上設有螺旋，兩個所述螺旋分別與位于U形開口底部的兩個圓錐體相配合，在所述U形開口的彎曲段上開有凹槽，且在凹槽的兩側壁上轉動設置有轉軸，滾輪固定在轉軸中部，所述滾輪局部突出于所述凹槽后與所述線纜外圓周壁上端接觸；在所述支撐板底部還設有連接板，半圓形的上卡環固定連接板下端，在下殼體內固定有半圓形的下卡環，在上卡環以及下卡環的內壁上均開有弧形槽，且兩個弧形槽合并構成一個封閉的環形槽，還包括除冰頭，所述除冰頭由兩個相互鉸接且截面呈半圓形的除冰板構成，且在除冰頭中部形成一個供線纜通過的柱狀區域，沿除冰頭的周向在其外壁上設有一圈齒帶，且在下卡環底部開有一個與弧形槽連通的連接孔，在所述下殼體內固定有驅動電機，且在驅動電機的輸出端上連接有齒輪，所述齒輪貫穿連接孔后與齒帶配合。現有的電力網絡中，架空線在冬季容易出現覆冰的現象，專利技術人針對該問題設計出一種除冰機器人，利用機械除冰替代傳統的人工敲打方式，在提高架空線除冰效率的同時，大大增加了架空線除冰的安全可靠度；具體使用時，直接將上殼體扣入線纜上，即多個卡接板上的U形開口直接與線纜接觸，然后將下殼體與上殼體合攏，利用螺栓將上殼體與下殼體側壁上的耳板連接固定，同時啟動步進電機以及驅動電機，除冰頭開始在上卡環與下卡環之間快速旋轉，同時使得連桿上的螺旋直接與圓錐體發生相對運動，上殼體與下殼體則沿線纜軸線開始移動，高速旋轉的除冰頭對覆蓋在線纜外壁上的結冰進行旋轉切割，以實現機械除冰工序。其中，除冰頭作為線纜除冰的主要部件，由兩個相互鉸接的除冰板構成，在上殼體與下殼體固定連接后，上卡環與下卡環完成對中且形成一個密閉的柱狀區域，除冰工序開始之前，首先將兩個半圓形的除冰板套設在線纜外壁上，然后兩個除冰板的非鉸接端通過卡接的方式連接，以形成一個環狀的完整的除冰頭，除冰開始后，驅動電機輸出端處的齒輪穿過連接孔后與齒帶配合，帶動除冰頭進行圓周運動，以實現除冰目的；在支撐板底部均勻設置有多個卡接板，且卡接板上設置的U形開口的朝向正對下殼體底部，使得上殼體、下殼體與線纜之間的接觸點以及接觸面增加，能夠避免由除冰頭掠過的線纜外壁上的部分殘留冰渣引起上殼體跳動，以保證機器人穩定地沿線纜外壁移動，而將除冰頭放置在上卡環與下卡環所述構成的柱狀區域內，并且利用齒帶與弧形槽之間的相互限定，以減小除冰頭在沿線纜徑向上的跳動幅度；進一步地，由于機器人內部的驅動部件，同時自身重量較大的部件均設置在下殼體內，使得機器人的重心在線纜的軸心以下，即使在除冰過程中出現機器人的局部發生跳動或是遇到風力較大的情況時，仍舊能夠保證機器人整體不會發生過大的翻轉量，進而確保機器人的除冰效率，同時杜絕了機器人墜落以及墜落后引發的安全事故或是財產損失。更進一步地，U形開口放置在線纜上時，其彎曲段以及兩個豎直段的局部均會與線纜接觸，而卡接板相對于線纜外壁而言，卡接板的硬度較大，使得兩者之間會發生硬性接觸，而硬度相對較差的線纜外壁則容易被刮蹭而受損，對此，專利技術人在彎曲段上開有凹槽，而滾輪通過轉軸轉動設置在凹槽的側壁上，當卡接板與線纜做相對運動時，滾輪與線纜外壁的上端接觸，實現滾輪與線纜的滾動接觸，與之前的滑動接觸相比，強度較小的線纜外壁不會受損，進而提高線纜覆冰的清理效果的同時，減小對線纜本身的傷害。所述除冰板包括本體以及與本體連接的延伸段，齒帶設置在本體的外圓周壁上，且沿線纜除冰的方向，所述延伸段外壁與本體軸線之間的間距遞減。兩個除冰板合圍構成除冰頭，其中，驅動電機帶動齒帶以及本體做圓周運動，而與本體端部連接的延伸段外壁與本體軸線之間的間距遞減，使得除冰板的端部形成一個尖銳部，該尖銳部能夠在旋轉的同時快速切入線纜外壁上的覆冰內，以加快線纜局部除冰的速度。沿線纜除冰的方向，在所述上殼體的側壁上設有破冰錐，且所述破冰錐位于除冰頭上方。針對結冰嚴重的線路段，在上殼體的側壁上設置破冰錐，且破冰錐位于除冰頭上方，使得破冰錐在除冰頭與覆冰接觸前直接與該覆冰接觸，并對該覆冰進行開縫處理，進而降低體型相對較大的覆冰的整體強度，以減小除冰頭的工作負荷，加快線纜除冰的進度。兩個所述步進電機對稱分布在所述驅動電機的兩側。作為優選，兩個步進電機以及一個驅動電機的重量與機器人內部其余部件相比，比重偏大，而專利技術人將兩個步進電機對稱設置在驅動電機的兩側，在確保除冰頭的自由旋轉與機器人整體的移動互不干涉的前提下，使得下殼體兩端的受力相對平衡，避免機器人在除冰過程中出現翻轉等現象。沿所述滾輪的周向在其外圓周壁上設置有中排齒以及兩個側排齒，且兩個所述側排齒對稱分布在所述中排齒的兩側，所述中排齒的齒尖距滾輪軸線的距離為h，側排齒的齒尖距滾輪軸線的距離為H，且滿足H>h。設置的滾輪不僅能夠降低卡接板與線纜外壁之間的相互損耗，通過中排齒與兩個側排齒還能在一定程度上增加對線纜外壁上的殘留冰渣的清理，并且中排齒的齒尖距滾輪軸線的距離要小于側排齒的齒尖距滾輪軸線的距離，使得滾輪的外圓周壁上呈階梯分布，且由中排齒對線纜外壁最上端部分的殘留冰渣進行碾壓，而兩個側排齒則對線纜兩側壁上的殘留冰渣進行碾壓，并且在中排齒與側排齒之間還留有間隙，使得被碾碎的冰渣沿該間隙排出，防止在滾輪上附著較多的冰晶而增大線纜與U形開口之間的間隙。所述中排齒以及兩個側排齒均為彈性橡膠材本文檔來自技高網...

【技術保護點】
應用于架空電力線的覆冰清掃機器人，包括相互鉸接的上殼體(1)與下殼體(10)，且在所述上殼體(1)與下殼體(10)處于同側的側壁上分別設有耳板(18)，兩個所述耳板(18)通過螺栓連接，在上殼體(1)兩端分別開有半圓形的通孔，在下殼體(10)兩端分別開有半圓形的小孔，且位于同一側的通孔與小孔分別構成供線纜(4)進出的進口與出口，其特征在于：在所述上殼體(1)內設有水平放置的支撐板(3)，在支撐板(3)底部間隔設置有多個卡接板(2)，卡接板(2)上開有供線纜(4)通過的U形開口(22)，且U形開口(22)的朝向正對所述下殼體(10)，在U形開口(22)的底部設有兩個圓錐體(14)，在所述下殼體(10)內部設有兩個步進電機(17)，且在步進電機(17)的輸出端設有連桿(13)，且沿連桿(13)的軸向在其外壁上設有螺旋(12)，兩個所述螺旋(12)分別與位于U形開口(22)底部的兩個圓錐體(14)相配合，在所述U形開口(22)的彎曲段上開有凹槽(19)，且在凹槽(19)的兩側壁上轉動設置有轉軸(20)，滾輪(21)固定在轉軸(20)中部，所述滾輪(21)局部突出于所述凹槽(19)后與所述線纜(4)外圓周壁上端接觸；在所述支撐板(3)底部還設有連接板(5)，半圓形的上卡環(6)固定連接板(5)下端，在下殼體(10)內固定有半圓形的下卡環，在上卡環(6)以及下卡環的內壁上均開有弧形槽，且兩個弧形槽合并構成一個封閉的環形槽，還包括除冰頭(8)，所述除冰頭(8)由兩個相互鉸接且截面呈半圓形的除冰板構成，且在除冰頭(8)中部形成一個供線纜(4)通過的柱狀區域，沿除冰頭(8)的周向在其外壁上設有一圈齒帶(7)，且在下卡環底部開有一個與弧形槽連通的連接孔，在所述下殼體(10)內固定有驅動電機(11)，且在驅動電機(11)的輸出端上連接有齒輪(16)，所述齒輪(16)貫穿連接孔后與齒帶(7)配合。...

【技術特征摘要】
1.應用于架空電力線的覆冰清掃機器人，包括相互鉸接的上殼體(1)與下殼體(10)，且在所述上殼體(1)與下殼體(10)處于同側的側壁上分別設有耳板(18)，兩個所述耳板(18)通過螺栓連接，在上殼體(1)兩端分別開有半圓形的通孔，在下殼體(10)兩端分別開有半圓形的小孔，且位于同一側的通孔與小孔分別構成供線纜(4)進出的進口與出口，其特征在于：在所述上殼體(1)內設有水平放置的支撐板(3)，在支撐板(3)底部間隔設置有多個卡接板(2)，卡接板(2)上開有供線纜(4)通過的U形開口(22)，且U形開口(22)的朝向正對所述下殼體(10)，在U形開口(22)的底部設有兩個圓錐體(14)，在所述下殼體(10)內部設有兩個步進電機(17)，且在步進電機(17)的輸出端設有連桿(13)，且沿連桿(13)的軸向在其外壁上設有螺旋(12)，兩個所述螺旋(12)分別與位于U形開口(22)底部的兩個圓錐體(14)相配合，在所述U形開口(22)的彎曲段上開有凹槽(19)，且在凹槽(19)的兩側壁上轉動設置有轉軸(20)，滾輪(21)固定在轉軸(20)中部，所述滾輪(21)局部突出于所述凹槽(19)后與所述線纜(4)外圓周壁上端接觸；在所述支撐板(3)底部還設有連接板(5)，半圓形的上卡環(6)固定連接板(5)下端，在下殼體(10)內固定有半圓形的下卡環，在上卡環(6)以及下卡環的內壁上均開有弧形槽，且兩個弧形槽合并構成一個封閉的環形槽，還包括除冰頭(8)，所述除冰頭(8)由兩個相互鉸接且截面呈半圓形的除冰板構成，且在除冰頭(8)中部形成一個供線纜(4)通過的柱狀區域，沿除冰頭(8)的周向在其外壁上設有一圈齒帶(7)，且在下...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊蒙蒙，
申請(專利權)人：成都中機盈科科技有限公司，
類型：發明
國別省市：四川,51