四分裂高压线除冰装置

 四分裂高压线除冰装置

关键词：高压线除冰  越障机构自我调节重心 机器人

简介：

四分裂高压线除冰装置主要用于清除四分裂高压线上的覆冰，保证电力设施的正常工作。本装置采用双向十字形点射除冰装置清除四分裂高压线子导线上的覆冰。上下可伸缩夹持越障机构夹持在四分裂高压线子导线上完成行进，当遇到间隔棒等障碍物时可伸缩夹持机构上下伸缩，越过间隔棒上的线夹完成越障。设计的同步可伸缩滑杆机构使下面的四个从动轮同步的卡在四分裂高压线的自导线上。本装置上还装有摄像头 对高压线进行巡检。

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详细介绍：

一。整体介绍 通过对四分裂高压线环境的分析以及需要满足的机械设计要求，设计研发了这套四分裂高压线除冰装置。本装置主要有车体，行进机构，除冰机构，加持越障机构以及巡检机构五部分组成。 　　1、车体 车体主要有车身、翻转合页、插销以及活动底板组成。活动地板通过翻转合页和车身连接在一起，活动底板可以翻转，以便车体放置在高压线上。在活动底板的另一端有插销，当车体放置在高压线上时插上插销即可使整个车体成为一个固定的组合体，增加了车体的强度和韧性。 　　2、行进机构 行进机构为整个装置提供动力，使本装置在四分裂高压输电线上行进驱动，它主要有行进轮、行进电机、行进轴、轴承支座、行进电机支座等组成。行进电机通过联轴器和行进轴连接。行进轴穿过轴承固定在轴承支座上。行进轴通过键和行进轮固定连接。 　　3、夹持越障机构 加持越障机构主要是靠上下四个轮以及压缩弹簧的弹力来实现的。本机构主要有车身、上夹持部分和下夹持部分组成。上夹持部分主要有行进机构、上端盖、下端盖、中心管、滑杆、压缩弹簧以及中心轴等组成。中心管上开有滑道，滑杆可以在滑道中上下滑动，滑杆卡在滑道中，避免了电机的左右移动。其中中心管、滑杆、压缩弹簧、中心轴以及上端盖、下端盖组成了上伸缩部分。压缩弹簧放在中心轴的轴肩上，在重力的作用下弹簧可以压缩恢复，进而使中心轴可以在中心管中上下滑动，实现越障和夹持。 　　夹持越障机构的下半部分主要有U”字型支撑座、中心管、“Z”字型固定架、压缩弹簧以及上下端盖和滑杆组成，同理，在中心管中也开有滑道。压缩弹簧穿过中心轴放置在上端盖上，当行进轮收到向下的作用力或遇到障碍物时压缩弹簧，弹簧压迫中心轴在中心管中上下滑动，实现越障夹持。 　　为了使本装置在高压线上更容易的进行夹线所以本装置还设计了同步可伸缩连杆。其主要有移动手柄、连杆等组成。其中同步可伸缩连杆和加持越障的下半部分共同组成了下夹持越障部分。 　　4、除冰装置。除冰装置主要有除冰电机、除冰电机几字型支撑座、十字形点射除冰机构、旋转除冰橡胶棒以及联轴器等组成。除冰电机几字型支撑座固定在车身上，除冰电机通过联轴器和十字形点射除冰机构连接在一起，十字形点射除冰机构上装有旋转除冰橡胶棒。除冰电机通过联轴器带动十字形点射除冰机构，进而带动该机构上的旋转除冰橡胶棒高速运转，完成敲击除冰。由于一次点射除冰方式只能对高压线的一个半圆弧进行敲击除冰，不能对高压线的另一个半月弧进行除冰，所以在除冰装置的前后面安装了旋转方向相反的两对十字形点射除冰装置，完成对整根子导线的全面除冰。 　　5、巡检机构主要有摄像头等组成。通过摄像头的上下左右四自由度的运动进行检测高压线的除冰情况以及高压线的损坏情况。由于四分裂高压线上下各有两根线所以为了保证巡检的完整性，在本装置的上面和下面分别安装了一个摄像头。上面的摄像头用于检测上面的两根子导线，下面的摄像头用于检测下面两根子导线。 二、创新优势 　　1、双向十字形点射除冰。前面的十字形点射除冰装置敲击子导线外侧的冰棱，后面的点射除冰装置敲击内测的冰，通过对内外冰层的敲击，保证了除冰的清洁度，两个点射除冰电机旋转方向相反，产生的扭矩相互抵消，保证了本装置在高压线上行进的稳定性。 　　2、自我调节重心。夹持机构不仅可以使本装置加持在高压线上进行除冰，而且该机构还有自我调节重心的功能。当遇到间隔棒等障碍物的时候，整个装置会出现重心失调，此时上下夹持机构中心轴上的压缩弹簧开始压缩或者上升，使整个装置的重心得到重新调节，避免了重心调节不及时出现加持不紧甚至从高空坠落的现象。 　　3、可跨越间隔棒。间隔棒是四分裂高压线常见的金具，本装置创新性使用了倒“U”型车架和十字形点射除冰装置。倒“U”型车架刚好可以穿过四分裂间隔棒。十字形点射除冰装置在除冰行进的过程中也不会接触间隔棒的框架。使其可以快速的越过间隔棒，保证了除冰的高效性和连续性。 　 4、电能回收与重复利用。本装置开发研究了一种电能回收与重复利用装置，当电源电压不足时，电源残余的电压带动电动机，电动机带动柴油机，柴油机启动后带动电机进行发电。及时的补充电压不足的电源。 　　5、活动倒“U”型车身。本装置在外观上使用了倒“U”型车身，车身的下面通过活动板铰连接。在工作时即使行进轮从子导线上滑落下来，但是倒“U”型车身一直悬挂在高压线上，保证了本装置工作的安全性。 　　除了以上创新点本装置还有以下特点： 　　1、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。 　　2、二四分裂导线均可除冰。本装置独特的加持机构的设计，不仅适用于四分裂高压线的除冰，同样适用于二分裂高压线的除冰巡检。用于四分裂高压线除冰时上下四个轮都要加持高压线。当用于二分裂高压线除冰时，只需要使用上面四个行进轮进行加持即可。此时下面四个从能轮用于自我调节重心。 　　3、同步可伸缩连杆。通过调节同步可伸缩连杆，保证下面四个从动轮的运动同步性，可以是下面的从动轮精准的落在下面的子导线上，便于本装置安放在高压线上。 三、关键技术指标 车体规格：600×400×600 重量：30KG 额定电压：12V 额定电流：2.1A 行进电机转速：28r/min 除冰电机转速：120r/min 行进速度：0.1746m/s 信息采集方式：CCD摄像机采集 控制模式：人工远程控制 除冰方式：十字形双向点射除冰 抗风能力 7级 适用高压线类型：二分裂，四分裂 四、工作原理 　　本装置主要用于清除四分裂二分裂高压线覆冰。其工作原理如下：操作人员把四分裂高压线除冰装置放置在四分裂高压线上之后，调节上面的行进轮使其卡在高压线子导线上。由于高压线上有覆冰，因此先打开除冰电机控制开关，使其敲击子导线上的覆冰，然后打开行进电机的控制开关。打开除冰控制开关，四个除冰电机带动减速器运转，减速器通过联轴器带动十字形点射除冰装置往复运动。十字形点射除冰装置在电机的带动下做高速旋转，当十字形点射除冰装置上的旋转敲击橡胶棒碰到高压线子导线上的覆冰的时候，会产生一个很大的离心速度，彼此之间接触时间短暂，产生很大的敲击力，使高压线子导线上的覆冰敲碎。打开行进轮控制开关，行进电机带动减速器运转，减速器通过联轴器带动行进轮运转，通过行进轮与高压线子导线之间的摩擦使整个装置在高压线上前进。地面上的操作人员通过远程操作控制进行控制整个装置的运动姿态，上下摄像头拍摄的图像通过无线传输模块传送到中位机储存起来。 五、使用说明 打开下底板与倒“U”型车架连接的插销，使下底板翻转到与地面垂直的位置，把下底板固定在本装置的一个侧面。通过吊绳把本装置运到四分裂高压线上。调整上面行进轮的位置，使上面的四个行进轮全都落在四分裂高压线上。然后把下底板从本装置的侧面拉下来。此时拉动手柄，使下面的四个从动轮低于四分裂高压线下面两根子导线，把下底板合在倒“U”型车架上，插上插销，使其固定在一起。松动手柄使下面的从动轮同步的卡在下面两根子导线上，调整下面从动轮与下面高压线子导线的位置，使其完全卡位。先打开十字形点射除冰装置的开关，四分裂高压线除冰装置开始在高压线上旋转敲击除冰，然后打开行进机构的开关，整个装置开始在四分裂高压线上前进行走。地面上的操作人员通过远程操作系统进行控制整个装置的运动姿态。摄像头拍摄的图像传递到中位机处理系统，对拍摄的图像进行记录处理。