專利名稱：電纜機(jī)械除冰裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力輸電線路的輔助設(shè)備技術(shù)，具體為一種電纜機(jī)械除冰裝置。
背景技術(shù)：
輸電線路覆冰和積雪常會(huì)引起線路的跳閘、斷線、倒桿、導(dǎo)線舞動(dòng)、絕緣子閃絡(luò)和 通信中斷等事故。俄羅斯、加拿大、美國、日本、英國、芬蘭、冰島和我國都曾因輸電線路覆冰 引發(fā)安全事故，帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，因此冰雪災(zāi)害成為全世界許多國家的電網(wǎng)面臨的 共同問題。短路電熱融冰法是當(dāng)前情況下較為成熟有效的電網(wǎng)融冰手段方法。但是短路融冰 方法存在許多缺陷。首先，短路融冰時(shí)需大范圍調(diào)整電網(wǎng)調(diào)度方案，將包括融冰線路在內(nèi)的所有融冰 回路中架空輸電線從電網(wǎng)中分離出來。操作過程復(fù)雜、繁瑣，對(duì)調(diào)度員要求很高。而且無法 做到全電網(wǎng)除冰。其次，大截面、雙分裂導(dǎo)線無法選取融冰電源，故難以采用短路融冰法，對(duì) 500kV線路此法更不可能使用。此外，冰害是季節(jié)性危害，為除冰而配置的變電站設(shè)備，其使用也是季節(jié)性的。即 使是在冬季，除冰裝置也只是短時(shí)使用。除冰系統(tǒng)在一年中的大部時(shí)間閑置是比較大的浪費(fèi)。在絕大多數(shù)情況下，導(dǎo)線覆冰只是區(qū)域性的問題。同一根電纜，在上風(fēng)面、高海拔、 潮濕山坳處會(huì)有比較嚴(yán)重的覆冰情況，而在背風(fēng)面，平原，干燥山頂情況就好得多。對(duì)整條 電纜短路的電熱融冰顯然有不少能量是浪費(fèi)了。機(jī)械除冰裝置可機(jī)動(dòng)靈活地在特定季節(jié)針對(duì)產(chǎn)生覆冰的電纜進(jìn)行作業(yè)。而且據(jù)測(cè) 算機(jī)械方法破碎一塊同樣大小的冰所需要的能量只是融化這塊冰所需能量的1/200。因而 機(jī)械除冰擁有較廣闊的應(yīng)用前景。目前已出現(xiàn)一些機(jī)械除冰的方案，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，操作不便。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種電纜機(jī)械除冰裝置，其可在電纜上行走，除冰輪破碎并 去除電纜上的覆冰，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。本發(fā)明設(shè)計(jì)的電纜機(jī)械除冰裝置包括主體架、行走機(jī)構(gòu)、除冰機(jī)構(gòu)、動(dòng)力機(jī)構(gòu)及控 制機(jī)構(gòu)。本除冰裝置的主體架為長(zhǎng)方體的框架，行走機(jī)構(gòu)包括掛架、行走輪、行走輪軸和行 走鏈輪，前后2個(gè)掛架垂直固定于主體架的頂面，行走輪軸上固定安裝行走輪，每個(gè)掛架上 安裝1副可轉(zhuǎn)動(dòng)的行走輪軸及行走輪。前后2個(gè)掛架上的行走輪軸平行。行走輪為V型槽 輪，2個(gè)行走輪相同且輪槽的中心平面相重合，行走輪V型槽的寬度為15mm 30mm，適合于 llOkV以下的圓截面常規(guī)高壓輸電導(dǎo)線上、安全地滾動(dòng)行駛。后掛架的行走輪軸外側(cè)還固定 安裝行走鏈輪。
本除冰裝置的除冰機(jī)構(gòu)包括除冰輪、支架組件和支桿組件座。支架組件包括支架 座、支架桿和支架。主體架前方兩側(cè)固定有左右支架座，支架桿兩端固定于左右支架座，支 架桿與行走輪軸平行。支架為H形，支架后端與主體機(jī)架鉸接，支架前端可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝水平 的除冰輪軸，除冰輪軸與行走輪軸平行，除冰輪軸中心線所處平面低于行走輪軸中心線平 面。2個(gè)相同的除冰輪雙聯(lián)固定安裝于除冰輪軸上，2個(gè)除冰輪間距為42mm 48mm，除冰輪 的直徑為220mm 260mm，其外緣為順時(shí)針方向的鋸齒形除冰齒。除冰輪軸的一端固定安裝 有除冰鏈輪。支桿組件包括支桿座和上下支桿。主體架前方中部固定有支桿座，下支桿下 端與支桿座鉸接，上支桿上端與H形支架中部橫桿鉸接，上下支桿成直線、下支桿上端與上 支桿下端之間經(jīng)螺紋副連接。上下支桿斜撐H形支架，并可利用螺紋副調(diào)節(jié)支架上下仰角 度，從而調(diào)節(jié)除冰輪俯仰角度，以適應(yīng)不同厚度的電纜覆冰。除冰輪的輪轂外端還有4 8個(gè)凸起撞角，撞角凸出輪轂表面4mm 10mm。當(dāng)本 裝置在線纜上前行時(shí)，除冰輪旋轉(zhuǎn)切削線纜兩側(cè)的冰棱，沒有脫落的覆冰被除冰輪輪轂的 圓臺(tái)斜面從線纜下方將冰擠開破碎，遇到較為堅(jiān)硬的冰塊，撞角的擊打可將其打碎脫落。為了更好地清除線纜上方的覆冰，本裝置在前掛架前還安裝有冰鏟，冰鏟為楔形 刮鏟，底面處于與行走輪軸上緣相切的水平面，頂面與底面成10 30度角，前端為鏟刃。當(dāng) 除冰輪將線纜下方和側(cè)方的冰棱打碎擊落后，冰鏟清除線纜上表面的殘冰，避免余冰影響 行走輪的行駛。動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括行走電機(jī)和除冰電機(jī)，2電機(jī)均為帶減速器的直流電機(jī)，蓄電池與電 機(jī)安裝于主體架底部。行走電機(jī)處于后方，除冰電機(jī)處于前方。每臺(tái)電機(jī)均配置有電機(jī)架、 電池架和蓄電池，電池架固定于主體架底部，蓄電池嵌于電池架內(nèi)。電機(jī)架為門形架，跨在 蓄電池上、底部固定于主體架底部，電機(jī)架頂面固定電機(jī)。行走電機(jī)通過自帶的減速器將運(yùn)動(dòng)輸出到行走電機(jī)減速器輸出鏈輪，行走電機(jī)減 速器輸出鏈輪再通過行走鏈條與行走鏈輪連接。為了保證行走鏈條與鏈輪的良好嚙合，主 體架上在行走鏈條后方安裝有行走張緊輪。行走張緊輪前壓行走鏈條，使鏈條張緊并與鏈 輪正確嚙合。除冰電機(jī)減速器輸出鏈輪通過除冰鏈條與除冰鏈輪連接。為了保證處于下方的電 機(jī)動(dòng)力更好地向前上方的除冰鏈輪傳遞，在主體架前方的支架桿上可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝有雙層的 中間鏈輪，除冰電機(jī)減速器輸出鏈輪通過第一除冰鏈條與中間鏈輪連接，中間鏈輪再通過 第二除冰鏈條與除冰鏈輪連接。為了保證第二除冰鏈條與鏈輪的良好嚙合，支架上在第二 除冰鏈條上方安裝有除冰張緊輪，除冰張緊輪下壓第二除冰鏈條，保證鏈條與鏈輪的正確 嚙合?？刂茩C(jī)構(gòu)主要為安裝于主體架后部的控制盒，其內(nèi)為伺服控制器，與行走電機(jī)和 除冰電機(jī)連接，用于調(diào)節(jié)本裝置的行走速度、除冰輪轉(zhuǎn)速。在除冰機(jī)構(gòu)的支架頂端安裝伸向 前上方的障礙感器架，障礙傳感器為壓電傳感器，固定于傳感器架最前方中部，其處于除冰 輪前緣前方、且高于除冰輪上緣。障礙傳感器的信號(hào)線與控制盒內(nèi)的伺服控制器連接。在 遇到電纜節(jié)點(diǎn)或是絕緣子之類的電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)障礙時(shí)，障礙傳感器給出信號(hào)，控制機(jī)構(gòu)通 過控制行走電機(jī)自動(dòng)控制除冰裝置停止或返回原點(diǎn)工作，方便電網(wǎng)工人將本裝置轉(zhuǎn)移到另 一條線路上進(jìn)行除冰作業(yè)。控制機(jī)構(gòu)的控制盒內(nèi)還安裝有與伺服控制器連接的遙控信號(hào)接收器，采用與本裝置配套的手持式遙控器發(fā)送信號(hào)，觸發(fā)伺服控制器的相應(yīng)信號(hào)，從而控制除冰裝置的運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明電纜機(jī)械除冰裝置的優(yōu)點(diǎn)為1、適用于IlOkV以下的圓截面常規(guī)高壓輸電 導(dǎo)線的除冰作業(yè)，本裝置在電纜線上行走，通過刀具的旋轉(zhuǎn)切削作用有效地實(shí)現(xiàn)電纜除冰； 2、具有控制機(jī)構(gòu)可調(diào)控本裝置的行進(jìn)速度和除冰輪的轉(zhuǎn)速，可自動(dòng)判斷線纜前方是否有障 礙確定繼續(xù)前行、停止或是退回；3、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，制造容易，操作簡(jiǎn)單，攜行方便，可作為電網(wǎng) 巡線工人的常規(guī)裝備，用作機(jī)動(dòng)除冰工具。
圖1為本電纜機(jī)械除冰裝置實(shí)施例整體的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中本例的正視圖；圖3為圖1中本例的俯視圖；圖4為圖1中本例的右視圖；圖5為圖1中本例行走電機(jī)與行走輪安裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖1中本例除冰電機(jī)與除冰輪安裝結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號(hào)為1、主體架，2、行走機(jī)構(gòu)，21、行走鏈輪，22、掛架，23、行走鏈條，231、行走張緊輪， 24、行走輪，3、除冰機(jī)構(gòu)，31、冰鏟、32、第二除冰鏈條，321、除冰張緊輪，33、除冰輪，331、撞 角，34、除冰鏈輪，35、支桿座，351、下支桿，352、調(diào)節(jié)筒，353、上支桿，36、支架座，361、支架， 362，支架桿，4、控制機(jī)構(gòu)，41、傳感器架，42、障礙傳感器，51、行走電機(jī)，511、行走電機(jī)減速 器輸出鏈輪，52、蓄電池，53、電池架，54、電機(jī)架，55、除冰電機(jī)，551、除冰電機(jī)減速器輸出鏈 輪，552、第一除冰鏈條，553、中間鏈輪。
具體實(shí)施例方式本電纜機(jī)械除冰裝置實(shí)施例整體結(jié)構(gòu)如圖1至4所示，包括主體架1、行走機(jī)構(gòu)2、 除冰機(jī)構(gòu)3、動(dòng)力機(jī)構(gòu)及控制機(jī)構(gòu)4。所述行走機(jī)構(gòu)包括掛架22、行走輪24、行走輪軸和行走鏈輪21，主體架1為長(zhǎng)方 體的框架。如圖5所示，前后2個(gè)掛架22經(jīng)螺栓垂直固定于主體架1的頂面，每個(gè)掛架22 上安裝1副行走輪軸和行走輪24。行走輪軸經(jīng)軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝于掛架1，行走輪24通過 鍵固定安裝于行走輪軸。前后2個(gè)掛架22上的行走輪軸平行。行走輪24為V型槽輪，前 后2個(gè)行走輪24相同且輪槽的中心平面相重合，行走輪V型槽的寬度為15mm 30mm。前 后行走輪中心線之間的距離為行走輪24外徑的2. 5 4倍，本例為3倍。后掛架22的行 走輪軸外側(cè)固定安裝行走鏈輪21。除冰機(jī)構(gòu)3包括除冰輪33、支架組件和支桿組件。支架 組件包括支架座36、支架桿362和支架361。主體架1兩側(cè)前方固定有左右支架座36，支架 桿362兩端固定于左右支架座36，支架桿362與行走輪軸平行。支架361為H形，支架361 后端與支架桿362鉸接，除冰輪軸經(jīng)軸承水平安裝于H形的支架361前端，除冰輪軸與行走 輪軸平行。2個(gè)相同的除冰輪33通過鍵固定安裝于除冰輪軸，2個(gè)除冰輪間距D為47mm， 除冰輪的直徑為250mm，其外緣為順時(shí)針方向的鋸齒形除冰齒。除冰輪33的輪轂外端還有 6個(gè)凸起撞角331，撞角331凸出輪轂表面7mm。支桿組件包括支桿座35、上支桿353、下支 桿351和調(diào)節(jié)筒352。主體架1前方中部固定有支桿座35，下支桿351下端與支桿座35鉸接，上支桿353上端與H形支架361中部橫桿鉸接，上下支桿353、351成直線、下支桿351 上端與上支桿353下端為正反向螺紋，調(diào)節(jié)筒352有與之相配合的螺紋，調(diào)節(jié)筒352連接上 下支桿353、351形成螺紋副。轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)筒352使上下支桿353、351間距加大、支架361上 仰、抬高除冰輪33，或者使上下支桿353、351間距減小、支架361下俯、降低除冰輪33。除 冰輪軸中心線所處平面低于行走輪軸中心線平面44mm 46mm，除冰輪33處于最高位置時(shí) 低于行走輪軸平面二者間距d為44mm，如圖2所示。使用時(shí)電纜處于行走輪軸下方、除冰 輪軸上方。，除冰輪軸上下高度變化最大為10mm。除冰輪軸的一端固定安裝有除冰鏈輪34。 在前掛架22前安裝有冰鏟31，冰鏟31為楔形刮鏟，底面處于工作時(shí)電纜與行走輪軸下緣相 切的平面，頂面與底面成15度角，前端為鏟刃。動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括行走電機(jī)51和除冰電機(jī)55， 2電機(jī)51、55均為帶減速器的直流電機(jī)。如圖5所示，行走電機(jī)51處于主體架1底部后方， 行走電機(jī)51配置有電機(jī)架54、電池架53和蓄電池52，電池架53固定于主體架1底部，蓄 電池52嵌于電池架53內(nèi)。電機(jī)架54為門形架，跨在蓄電池52上、底部固定于主體架1底 部，電機(jī)架54頂面固定電機(jī)。行走電機(jī)減速器輸出鏈輪511通過行走鏈條23與行走鏈輪 21連接。主體架1上在行走鏈條23后方安裝有行走張緊輪231，行走張緊輪231前壓行走 鏈條23。
如圖6所示，除冰電機(jī)55處于主體架1底部前方，也配置有電機(jī)架54、電池架53 和蓄電池52，其安裝方式與行走電機(jī)51的安裝相同。如圖6所示，在主體架1前方的支架 桿362上可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝有雙層的中間鏈輪553，除冰電機(jī)減速器輸出鏈輪551通過第一除冰 鏈條552與中間鏈輪553連接，中間鏈輪553再通過第二除冰鏈條32與除冰鏈輪34連接。 支架361上在第二除冰鏈條32上方安裝有除冰張緊輪321，除冰張緊輪321下壓第二除冰 鏈條32?？刂茩C(jī)構(gòu)4主要為安裝于主體架1后部的控制盒，其內(nèi)為伺服控制器，與行走電機(jī) 51和除冰電機(jī)55連接。在除冰機(jī)構(gòu)的支架361頂端安裝伸向前上方的傳感器架41，壓電 式障礙傳感器42固定于傳感器架41最前方中部，其處于除冰輪33前緣前方、且高于除冰 輪33上緣。障礙傳感器42的信號(hào)線與控制盒內(nèi)的伺服控制器連接?？刂茩C(jī)構(gòu)4的控制盒 內(nèi)還安裝有與伺服控制器連接的遙控信號(hào)接收器，與本裝置的手持式遙控器相配套。上述實(shí)施例，僅為對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)一步詳細(xì)說明的具體 個(gè)例，本發(fā)明并非限定于此。凡在本發(fā)明的公開的范圍之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改 進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
電纜機(jī)械除冰裝置，包括主體架(1)、行走機(jī)構(gòu)(2)、除冰機(jī)構(gòu)(3)、動(dòng)力機(jī)構(gòu)及控制機(jī)構(gòu)(4)；其特征在于所述主體架(1)為長(zhǎng)方體的框架；所述行走機(jī)構(gòu)(2)包括掛架(22)、行走輪(24)、行走輪軸和行走鏈輪(21)，；前后2個(gè)掛架(22)經(jīng)螺栓垂直固定于主體架(1)的頂面，每個(gè)掛架(22)上安裝1副行走輪軸和行走輪(24)，行走輪軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝于掛架(1)，行走輪(24)固定安裝于行走輪軸，前后2個(gè)掛架(22)上的行走輪軸平行，行走輪(24)為V型槽輪，前后2個(gè)行走輪(24)相同且輪槽的中心平面相重合，行走輪V型槽的寬度為15mm～30mm；后掛架(22)的行走輪軸外側(cè)固定安裝行走鏈輪(21)；除冰機(jī)構(gòu)(3)包括除冰輪(33)、支架組件和支桿組件；支架組件包括支架座(36)、支架桿(362)和支架(361)，主體架(1)兩側(cè)前方固定有左右支架座(36)，支架桿(362)兩端固定于左右支架座(36)，支架桿(362)與行走輪軸平行，支架(361)為H形，支架(361)后端與支架桿(362)鉸接，除冰輪軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地水平安裝于H形的支架(361)前端，除冰輪軸與行走輪軸平行，2個(gè)相同的除冰輪(33)固定安裝于除冰輪軸，2個(gè)除冰輪(33)間距45mm～50mm，除冰輪(33)的直徑為220mm～260mm，其外緣為順時(shí)針方向的鋸齒形除冰齒；支桿組件包括支桿座(35)、上支桿(353)、下支桿(351)和調(diào)節(jié)筒(353)，主體架(1)前方中部固定有支桿座(35)，下支桿(351)下端與支桿座(35)鉸接，上支桿(353)上端與H形支架(361)中部橫桿鉸接，上下支桿(353、351)成直線，下支桿(351)上端與上支桿(353)下端由螺紋副連接，除冰輪軸中心線所處平面低于行走輪軸中心線平面；除冰輪軸的一端固定安裝有除冰鏈輪(34)；動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括行走電機(jī)(51)和除冰電機(jī)(55，2)電機(jī)(51、55)均為帶減速器的直流電機(jī)，行走電機(jī)(51)及所連接的蓄電池(52)處于主體架(1)底部，行走電機(jī)減速器輸出鏈輪(511)通過行走鏈條(23)與行走鏈輪(21)連接；除冰電機(jī)(55)及所連接的蓄電池(52)處于主體架(1)底部，除冰電機(jī)減速器輸出鏈輪(551)通過除冰鏈條與除冰鏈輪(34)連接；控制機(jī)構(gòu)(4)為安裝于主體架(1)后部的控制盒，其內(nèi)為伺服控制器，與行走電機(jī)(51)和除冰電機(jī)(55)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜機(jī)械除冰裝置，其特征在于所述除冰輪(33)的輪轂外端還有6個(gè)凸起撞角(331)，撞角(331)凸出輪轂表面4mm 10mmo
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電纜機(jī)械除冰裝置，其特征在于所述前掛架(22)前還安裝有冰鏟(31)，冰鏟(31)為楔形刮鏟，底面處于與行走輪軸上 緣相切的平面，頂面與底面成10 30度角，前端為鏟刃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電纜機(jī)械除冰裝置，其特征在于所述主體架(1)前方的支架桿(362)上可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝有雙層的中間鏈輪(553)，除冰電 機(jī)減速器輸出鏈輪(551)通過第一除冰鏈條(552)與中間鏈輪(553)連接，中間鏈輪(553) 再通過第二除冰鏈條(32)與除冰鏈輪(34)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電纜機(jī)械除冰裝置，其特征在于所述支架(361)上在第二除冰鏈條(32)上方安裝有除冰張緊輪(321)，除冰張緊輪 (321)下壓第二除冰鏈條(32)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電纜機(jī)械除冰裝置，其特征在于所述主體架(1)上在行走鏈條(23)后方安裝有行走張緊輪(231)，行走張緊輪(231) 前壓行走鏈條(23)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電纜機(jī)械除冰裝置，其特征在于所述行走電機(jī)(51)位于主體架(1)底部后方，除冰電機(jī)(55)位于主體架(1)底部前方。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電纜機(jī)械除冰裝置，其特征在于配有電機(jī)架(54)和電池架(53)，電池架(53)固定于主體架(1)底部，蓄電池(52)嵌 于電池架(53)內(nèi)，電機(jī)架(54)為門形架，跨在蓄電池(52)上、底部固定于主體架(1)底部， 電機(jī)架(54)頂面固定電機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電纜機(jī)械除冰裝置，其特征在于所述除冰機(jī)構(gòu)(3)的支架(361)頂端安裝伸向前上方的傳感器架(41)，障礙傳感器 (42)固定于傳感器架(41)最前方中部，其處于除冰輪(33)前緣前方、且高于除冰輪(33) 上緣；障礙傳感器(42)的信號(hào)線與控制盒內(nèi)的伺服控制器連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電纜機(jī)械除冰裝置，其特征在于所述控制機(jī)構(gòu)(4)的控制盒內(nèi)還安裝有與伺服控制器連接的遙控信號(hào)接收器，與本裝 置的手持式遙控器相配套。
全文摘要
本發(fā)明為電纜機(jī)械除冰裝置，行走機(jī)構(gòu)有前后2個(gè)掛架固定于主體架的頂面，其上各安裝行走輪軸及V型槽輪的行走輪。后行走輪軸外側(cè)固裝行走鏈輪。除冰機(jī)構(gòu)的H形支架后端與主體機(jī)架鉸接，前端安裝除冰輪軸和雙聯(lián)除冰輪、除冰鏈輪，除冰輪外緣為除冰齒。螺紋副連接的上下支桿斜撐H形支架中部橫桿，可調(diào)節(jié)除冰輪俯仰角度。除冰輪的輪轂外端有凸起撞角。前掛架前裝有冰鏟。電機(jī)和蓄電池固定于主體架底部。鏈輪、鏈條傳遞動(dòng)力?？刂茩C(jī)構(gòu)為控制盒，其內(nèi)的伺服控制器與二電機(jī)連接，調(diào)節(jié)本裝置的行走速度、除冰輪轉(zhuǎn)速。支架前方有與控制盒相接的障礙傳感器。本裝置適用于110kV以下的圓截面常規(guī)高壓輸電線的除冰作業(yè)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，操作簡(jiǎn)單，攜行方便。
文檔編號(hào)H02G7/16GK101872953SQ20101019246
公開日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2010年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月4日
發(fā)明者唐夏翔, 李雪梅, 閆凡章 申請(qǐng)人:桂林電子科技大學(xué)