一种基于自动张紧U型加热机构的除冰机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种基于自动张紧U型加热机构的除冰机器人，涉及架空输电线缆保护设备技术领域，以解决现有除冰机构对结合力较强及冰层较厚的覆冰除冰能力有限的问题，包括机壳，机壳上安装有主动轮和从动轮，机壳内设有驱动电机和涡轮蜗杆机构，涡轮设置在蜗杆上方且与蜗杆啮合，涡轮与主动轮通过传动带A传动连接，蜗杆前端伸出机壳并连接有随蜗杆转动而转动的旋转体，旋转体上设有机械除冰机构，还包括热力除冰机构，热力除冰机构包括步进电机、传动带B、U型加热板和对称设置在输电线两侧的壳体，通过实施本技术方案，可对雨凇、混合凇等结合力较强及冰层较厚的覆冰进行有效的去除，且避免热力除冰机构因容易持续发热对输电线内部造成损害。

A deicing robot based on automatic tensioning U type heating mechanism

The invention discloses a method based on the de icing robot automatic tensioning type U heating mechanism, involving overhead transmission cable protection equipment technical field, in order to solve the existing deicing mechanism of strong bonding force and ice thick ice ice removal ability limited, which comprises a casing, casing is installed on a driving wheel and a driven wheel the casing is provided with a drive motor, and worm gear, the worm is provided above the turbine and the turbine and a worm gear, and the driving wheel through a transmission belt transmission connection A, and with the front end of the worm out casing worm rotating rotating body connection, rotating body is provided with a mechanical deicing mechanism, including thermal de icing mechanism. Thermal de icing mechanism comprises a stepping motor and a transmission belt B, U type heating plate and symmetrically arranged in the shell on both sides of the transmission line, through the implementation of this program, the glaze, mixed phase and so on. It can be effectively removed with strong combined force and thick ice layer, and avoid the internal damage to the transmission line because of the thermal deicing mechanism.

【技术实现步骤摘要】
一种基于自动张紧U型加热机构的除冰机器人
本专利技术涉及架空输电线缆保护设备
，更具体的是涉及一种基于自动张紧U型加热机构的除冰机器人。
技术介绍
输电线路冬季覆冰是电力系统的自然灾害之一。由于导线上增加了冰荷载，对导线、铁塔和金具都会带来一定的机械损坏，覆冰严重时会断线、倒杆塔、导线舞动闪络及跳闸，导致大面积停电事故。由于事故发生在严冬季节，大雪封山或公路结冰，使得抢修条件十分艰难，造成长时间停电，严重威胁到电网的安全稳定运行及供电可靠性，对国民经济造成重大损失。目前，国内外对架空线路覆冰提出了数十种除冰技术方案，申请号为CN201310461054.3的专利公开了一种高压电线上柔击除冰机，包括有机壳，机壳上安装主动轮、从动轮，通过主动轮、从动轮将整个机体悬挂在输电线上，主动轮上设有环形的尖角状沟槽，输电线压于所述尖角状沟槽中；机壳内安装有依次连接的蓄电池、控制器、电动机，电动机传动连接蜗杆，蜗杆的上方设置蜗轮，蜗轮与主动轮通过一根传动皮带传动连接；蜗杆的前端伸出机壳并装一随蜗杆转动而转动的圆柱形旋转体，圆柱形旋转体上装有条状钢片。该技术方案仅用单一的旋转运动带动钢片即可直接除冰，在砸冰过程中飞转的钢片先刚后柔，保证输电线上的冰被有力地敲碎，而随后钢片又能顺着输电线截面柔和地滑过，使输电线不受损伤。然而该技术方案仍然存在以下不足之处：1、仅采用敲击振动的机械除冰方式，对雨凇、混合凇等结合力较强及冰层较厚的覆冰其效果有限，除冰效果不好；2、而采用固定设置在输电线上的热力除冰机构，容易因热力除冰机构持续发热对输电线内部造成损害；3、一般机械除冰无法适应不同直径的架空线路覆冰，除冰机构的刀头无法调整间距或只能在施工现场拆装和调整，操作复杂。因此，针对现有技术中的不足，设计一种基于自动张紧U型加热机构的热力除冰法与机械除冰法相结合的除冰机器人就显得尤为重要，而在架空线路上如何设计机械除冰机构和热力除冰机构且使得设计的自动张紧U型加热机构可适应不同直径的架空线路是其中的关键。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于自动张紧U型加热机构的除冰机器人，以实现设置一种集热力除冰法与机械除冰法相结合的除冰机器人，避免热力除冰机构因容易持续发热对输电线内部造成损害。本专利技术为了实现上述目的具体采用以下技术方案：一种基于自动张紧U型加热机构的除冰机器人，包括机壳，所述机壳上安装有主动轮和从动轮，所述主动轮和从动轮上设有环形的尖角状沟槽，输电线压于所述尖角状沟槽内；机壳内设有驱动电机和涡轮蜗杆机构，所述蜗杆与驱动电机输出轴连接，所述涡轮设置在蜗杆上方且与蜗杆啮合，所述涡轮与主动轮通过传动带A传动连接，所述蜗杆前端伸出机壳并连接有随蜗杆转动而转动的旋转体，所述旋转体上设有机械除冰机构，还包括热力除冰机构，所述热力除冰机构包括步进电机、传动带B、U型加热板和对称设置在输电线两侧的壳体，所述两个壳体均设置在机壳上，且两个壳体内侧上下两端均设有滑轨，每个壳体内侧两个滑轨之间均设有齿轮和与齿轮啮合的上齿条和下齿条，所述上齿条/下齿条一端延伸至壳体内与滑轨滑动连接，另一端与U型加热板固定连接，所述齿轮通过传动带B与步进电机的输出轴传动连接。本专利技术基础方案的工作原理为：机壳通过装于机壳上的主动轮和从动轮悬挂在高压输电线上，并通过控制系统控制驱动电机启动，驱动电机驱动蜗杆转动而带动涡轮转动，从而与涡轮通过传动带A传动连接的主动轮可在高压输电线上移动，并驱动机壳和从动轮自由移动；进一步，蜗杆前端伸出机壳并连接有随蜗杆转动而转动的旋转体，且旋转体上设有机械除冰机构，从而可通过同一驱动电机驱动除冰机器人在高压输电线上移动的同时驱动机械除冰机构实现机械除冰；与此同时，包括热力除冰机构，同理可得，控制系统控制步进电机转动，从而驱动与步进电机输出轴通过传动带B传动连接的齿轮转动，齿轮带动与齿轮啮合的上齿条和下齿条同步移动，利用与齿轮啮合的上齿条和下齿条固定连接的U型加热板沿输电线移动加热，预留热力除冰机构中的U型加热板与输电线之间的接触频率，控制热力除冰机构的加热速率，避免容易因热力除冰机构持续发热对输电线内部造成损害；本方案采用集热力除冰法与机械除冰法相结合的除冰机器人进行高压输电线上的除冰，可对雨凇、混合凇等结合力较强及冰层较厚的覆冰进行有效的去除，除冰效果好。进一步地，所述U型加热板包括相互贴合的柔性导热基板和柔性透明面板，所述柔性导热基板的表面涂覆有吸热膜层，且吸热膜层设置在柔性导热基板和柔性透明面板之间。架空线路覆冰设置在高空，因此可利用吸热膜层吸附太阳能并将太阳能转换为电能后通过柔性导热基板对输电线上的覆冰实现热力除冰，节约能源；也可在机壳内设置蓄电池为U型加热板提供热源，保证对架空线路覆冰的除冰效果。进一步地，所述柔性导热基板为铁铬铝基板。保证U型加热板具有一定的柔韧延展性，可在U型加热板对输电线移动热力除冰过程中可适应不同直径的架空线路覆冰，保持与输电线接触且移动摩擦小。进一步地，所述U型加热板的数量为2，两个上齿条的一端分别延伸至两个壳体内与滑轨滑动连接，另一端与一个U型加热板的两个自由端连接，且U型加热板的弧形段朝上；两个下齿条的一端分别延伸至两个壳体内与滑轨滑动连接，另一端与另一个U型加热板的两个自由端连接，且U型加热板的弧形段朝下。通过沿输电线上下两侧对应设置的2个U型加热板对输电线进行加热，利用同一步进电机通过分别设置在壳体内的上齿条和下齿条的传动可实现2个U型加热板沿输电线径向相对移动，结构简单，提高热力除冰机构的除冰效率。进一步地，所述机械除冰机构包括转动柱和沿转动柱径向均匀布置的多个刀片，所述旋转体沿转动柱轴向穿设在转动柱内且旋转体轴线与转动柱的轴线相互重合。旋转体随驱动电机转动过程中带动转动柱沿旋转体快速转动，从而沿转动柱径向均匀布置的多个刀片可利用积蓄的能量迅速飞转敲击输电线上的冰块，作用力并不直接作用在输电线上，而是作用在输电线上的冰块上，可对冰层较厚的覆冰实现初步破碎；再利用热力除冰机构进一步加热除冰，可对结合力较强及冰层较厚的覆冰进行有效的去除。进一步地，所述转动柱上设有用于刀片的锁紧机构，所述锁紧机构包括沿转动柱轴向设置的锁紧丝杆和锁紧螺母，所述锁紧丝杆上设有锁紧齿，所述刀片延伸至转动柱一端的端面上布置有与锁紧齿相啮合的啮合齿，通过转动锁紧丝杆带动刀片向转动柱内/外移动，用于调节刀片的破冰直径。实现转动柱上的除冰刀片沿转动柱径向可调，用于调节刀片与输电线之间的距离，从而可适应不同直径的架空线路覆冰，避免现有除冰机构的刀头无法调整间距或只能在施工现场拆装和调整，操作复杂的问题。进一步地，所述转动柱上的刀片自转动柱前端往后端分组排列，且每组分别设置在不同的层面上，每组由3条条状刀片在同一层面上呈夹角为120°交叉设置。根据力学受力稳定的特点，如此可使得转动柱在刀片转动破碎冰块过程中达到相对动平衡。进一步地，所述转动柱上的刀片自转动柱前端往后端分组排列，且每组分别设置在不同的层面上，每组由6条条状刀片在同一层面上呈夹角为60°交叉设置。结构设计紧凑，且在转动柱旋转过程中可进一步提高机械破冰的破碎效率。进一步地，所述主动轮与从动轮上的尖角状沟槽的尖角45°-60°，且尖角沟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于自动张紧U型加热机构的除冰机器人，包括机壳，所述机壳上安装有主动轮和从动轮，所述主动轮和从动轮上设有环形的尖角状沟槽，输电线压于所述尖角状沟槽内；机壳内设有驱动电机和涡轮蜗杆机构，所述蜗杆与驱动电机输出轴连接，所述涡轮设置在蜗杆上方且与蜗杆啮合，所述涡轮与主动轮通过传动带A传动连接，所述蜗杆前端伸出机壳并连接有随蜗杆转动而转动的旋转体，所述旋转体上设有机械除冰机构，其特征在于：还包括热力除冰机构，所述热力除冰机构包括步进电机、传动带B、U型加热板和对称设置在输电线两侧的壳体，所述两个壳体均设置在机壳上，且两个壳体内侧上下两端均设有滑轨，每个壳体内侧两个滑轨之间均设有齿轮和与齿轮啮合的上齿条和下齿条，所述上齿条/下齿条一端延伸至壳体内与滑轨滑动连接，另一端与U型加热板固定连接，所述齿轮通过传动带B与步进电机的输出轴传动连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于自动张紧U型加热机构的除冰机器人，包括机壳，所述机壳上安装有主动轮和从动轮，所述主动轮和从动轮上设有环形的尖角状沟槽，输电线压于所述尖角状沟槽内；机壳内设有驱动电机和涡轮蜗杆机构，所述蜗杆与驱动电机输出轴连接，所述涡轮设置在蜗杆上方且与蜗杆啮合，所述涡轮与主动轮通过传动带A传动连接，所述蜗杆前端伸出机壳并连接有随蜗杆转动而转动的旋转体，所述旋转体上设有机械除冰机构，其特征在于：还包括热力除冰机构，所述热力除冰机构包括步进电机、传动带B、U型加热板和对称设置在输电线两侧的壳体，所述两个壳体均设置在机壳上，且两个壳体内侧上下两端均设有滑轨，每个壳体内侧两个滑轨之间均设有齿轮和与齿轮啮合的上齿条和下齿条，所述上齿条/下齿条一端延伸至壳体内与滑轨滑动连接，另一端与U型加热板固定连接，所述齿轮通过传动带B与步进电机的输出轴传动连接。2.根据权利要求1所述的一种基于自动张紧U型加热机构的除冰机器人，其特征在于：所述U型加热板包括相互贴合的柔性导热基板和柔性透明面板，所述柔性导热基板的表面涂覆有吸热膜层，且吸热膜层设置在柔性导热基板和柔性透明面板之间。3.根据权利要求2所述的一种基于自动张紧U型加热机构的除冰机器人，其特征在于：所述柔性导热基板为铁铬铝基板。4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种基于自动张紧U型加热机构的除冰机器人，其特征在于：所述U型加热板的数量为2，两个上齿条的一端分别延伸至两个壳体内与滑轨滑动连接，另一端与一个U型加热板的两个自由端连接，且U型加热板的弧形段朝上；两个下齿条的一端分别延伸至两个壳体内与滑轨滑动连接，另一端与另一个U型加热板的两个自由端连接，且U型加热板的弧形段朝下。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋平，
申请(专利权)人：四川弘毅智慧知识产权运营有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51