一种输电线除冰车及方法

1.本发明涉及输电线维护技术领域，尤其涉及一种输电线除冰车。


背景技术：

2.中国专利文献cn104269774a，公开（公告）日2015年01月07日，公开了一种输电线路除冰装置，包括外壳、电源、行走轮、敲击部分、切割部分和遥控装置，遥控装置包括遥控模块，外壳包括竖直设置的竖箱和连接在竖箱前侧的上箱体和密封的下箱体，上箱体和下箱体的中间构成用于输电线路通过的通过空间，上箱体的底部设有开口，两个或两个以上的行走轮沿横向方向安装在上箱体处，行走轮的下半部分伸出上箱体，电源和遥控模块安装在下箱体内；所述行走轮连接有行走轮电机。其特点在于：可以实现在单、双分裂导线上有效行走并跨越间隔棒、其敲击、切割功能均能在遥控情况下有效实现。其不足在于：其一、该装置行走时稳定性不足，在爬坡和下坡和易出现滑动；其二、在其行走稳定性不足的，采用旋转敲击的方式除冰，装置会晃动，不仅除冰效果不理想，还将导致线缆脱出行走轮；其三，安装好的线缆并不是直线，而是呈“悬链线”状态，因此，从线缆的上方切割冰层，会到处切割刀损坏线缆。


技术实现要素：

3.本发明第一个要解决的技术问题是：解决上述背景技术中存在的问题，提供一种行走稳定、对称敲击、双侧切冰的输电线除冰车和一种采用该输电线除冰车除冰的方法。
4.为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种输电线除冰车，包括骨架，所述骨架包括底部骨架，位于底部骨架上方的上部骨架，底部骨架与上部骨架通过支柱连接固定，所述上部骨架上纵向排列安装有多套挂线装置，上部骨架的端部安装有除冰装置；所述挂线装置包括纵向安装在上部骨架上的导向筒，导向筒的上端连接有支杆，支杆的上端安装有下压轮组，导向筒通过滑动连杆结构与上压轮组连接，滑动连杆结构通过设在底部骨架上的第一驱动装置使上压轮组翻转，并能和下压轮组配合形成夹送结构；所述除冰装置包括敲击机构和位于敲击机构前方的切割机构，敲击机构包括支座，支座下端设有调整结构与骨架连接，敲击臂铰接在支座上端，敲击臂上端安装有敲击锤，第二驱动装置驱动敲击臂摆动，所述切割机构包括连接第二驱动装置上的支撑臂，支撑臂的上端设有切割轮组，支撑臂为空心腔体结构，第二驱动装置通过位于支撑臂空心腔体结构内的传动装置驱动切割轮组旋转；所述支撑臂调节安装有横向臂，支座靠切割机构一侧设有伸出杆，支撑杆的两端分别与横向臂和伸出杆铰接。
5.所述下压轮组包括下轮支架，下压轮通过弹性装置与下轮支架连接；所述上压轮组包括上轮支架和安装在上轮支架内的上压轮，上压轮通过安装在上轮支架上的第一电机驱动旋转，上轮支架与滑动连杆结构连接。
6.所述导向筒上端伸出有第一耳板，导向筒的内部设有滑块，外壁设有第一滑槽，滑块设有与第一滑槽配合的突出部，一侧设有伸出导向筒的第二耳板；所述滑动连杆结构包
括一端与上压轮组固定连接，另一端与第一耳板铰接的连接杆，活动杆一端与第二耳板铰接，另一端与连接杆铰接；所述第一驱动装置推动滑块在导向筒上下移动带动上压轮组开合。
7.所述第一驱动装置包括转轴，转轴一端安装导向筒内顶部，另一端安装底部骨架上，位于底部骨架的一端设有第一伞齿轮，位于底部骨架上的电机减速机的输出轴设有伞齿轮与第一伞齿轮啮合；所述转轴位于导向筒内的一段设有外螺纹，滑块设有螺纹孔，滑块与转轴螺纹配合连接。
8.所述调整结构包括连接在支座下端的齿条，和直线滑动装置，第二电机安装在底部骨架上，输出轴安装有与齿条啮合的齿轮。
9.所述敲击臂包括一端铰接在支座上的第一敲击臂和第二敲击臂，第一敲击臂和第二敲击臂中部分别设有封闭的第二滑槽，另一端分别设有弹性体，敲击锤安装在弹性体上；所述第二驱动装置包括安装在上部骨架上的传动箱，传动箱横向设有传动轴，第三电机安装在传动箱外侧，输出轴伸入到传动箱内部，并与传动轴一侧伞齿轮副传动连接，传动轴另一侧通过涡轮蜗杆副与安装传动箱外第一摆轮传动连接；第一摆轮和第二摆轮相啮合的安装在传动箱外，并位于第一敲击臂和第二敲击臂一侧，第一摆轮和第二摆轮在远离圆心的轮面上分别设有偏心轴，偏心轴分别对应卡设于第二滑槽中。
10.所述传动轴的两端伸出传动箱，两个支撑臂分别套装在传动箱两侧的传动轴上，两个支撑臂分别设有轴承座与传动轴连接，传动轴分别通过位于支撑臂空心腔体结构内的传动装置驱动切割轮组旋转。
11.所述切割轮组包括切割轮和切割轮轴，切割轮安装在切割轮轴的一端，切割轮轴的另一端穿过支撑臂与安装在支撑臂上的轴承座连接；所述传动装置包括安装支撑臂空心腔体结构内传动轴上的第一链轮和切割轮轴上的第二链轮，第一链轮和第二链轮通过链条传动。
12.所述底部骨架下侧安装有平衡机构，所述平衡机构包括安装在底部骨架的两个轴承座，丝杆两端安装安装轴承座上，螺母配合安装在丝杆上，配重与螺母活动连接，第四电机安装在丝杆的一端，驱动丝杆旋转。
13.一种采用输电线除冰车的除冰方法，它包括以下步骤：s1、启动电机减速机打开上压轮组；s2、将预除冰线缆对正下压轮， 电机减速机驱动转轴旋转，位于导向筒内的滑块向上移动，活动杆推动连接杆向上翻转，使上压轮组翻转，并和下压轮组配合形成夹送结构，将除冰车夹持在线缆上；s3、通过第二电机带动支座上升下降，调整切割轮和敲击锤的高度，使线缆位于切割轮和敲击锤之间；s4、第一电机启动，驱动上压轮转动，使除冰车在线缆上行走；s5、到达除冰区后，第二驱动装置启动，其中，第三电机运转，带动传动轴驱动位于支撑臂内的传动装置运动，带动切割轮旋转，对线缆两侧的冰层进行切割；s4、在第三电机运转的同时，传动轴驱动第一摆轮和第二摆轮转动，第一摆轮和第二摆轮上的偏心轴带动第一敲击臂来回运动, 第一敲击臂和第二敲击臂上的敲击锤对切割后的线缆进行敲击除冰；
s5、控制系统通过光电传感器识别线缆冰层及障碍物识别，当无冰层时，控制第三电机停止运转；当跨越障碍物时，控制多个挂线装置依次翻转打开上压轮组，依次通过障碍物；当遇爬坡和下破时，控制第四电机运转，改变除冰车前后的重心，或者控制第二电机运行，带动支座上升下降，调整切割轮和敲击锤的高度对正线缆。
14.本发明有如下有益效果： 1、滑动连杆结构通过设在底部骨架上的第一驱动装置使上压轮组翻转，并能和下压轮组配合形成夹送结构，除冰车能够稳定的行走在线缆上，且不会掉落。
[0015] 2、在上部骨架的端部安装有除冰装置，除冰装置包括敲击机构和位于敲击机构前方的切割机构，切割机构对线缆两侧的冰层进行切割破坏，使其冰层变薄，切割时切割后，敲击机构对切割冰层后的两侧进行敲击，便能轻松的除掉覆盖在线缆上的冰层。由于切割机构是对线缆两侧的冰层进行切割破坏，能够在不破坏线缆的情况下，对处于悬链线状态的线缆进行切割除冰，双侧切割和敲击，作用力对称，除冰车运行稳定。
[0016] 3、除冰装置设有调整结构，能够调节敲击机构和切割机构的位置，使敲击机构和切割机构能够对准线缆上的冰层。
[0017]
4、下压轮通过弹性装置与下轮支架连接，下压轮和上压轮在弹性装置的作用下夹紧输电线，一是增加上下压轮与线缆之间的摩擦力，二是便于通过线缆上的接头，上压轮通过安装在上轮支架上的第一电机驱动旋转为整个除冰车提供沿线缆移动的动力。
[0018]
5、支撑臂为空心腔体结构，传动装置位于带空心腔体结构内，保证了传动装置不被冰块卡死和阻碍，并且无论支撑臂如何旋转，传动装置均能正常运行。
[0019]
6、底部骨架下侧安装有平衡机构，通过调节配重的位置，使除冰车运行更加平稳，在爬坡和下破的过程中，通过改变除冰车前后的重心，使敲击机构和切割机构能够对准线缆。
[0020]
7、当遇到障碍物，特别是跨越间隔棒时，三套挂线装置依次翻转打开上压轮组，通过间隔棒，运行效率更高，实用性更强。
附图说明
[0021]
图1为发明立体结构示意图。
[0022]
图2为发明另一角度立体结构示意图。
[0023]
图3为本发明隐藏壳体后的主视结构示意图。
[0024]
图4为图3中a-a挂线装置结构示意图。
[0025]
图5为图1中i处放大结构示意图。
[0026]
图6为本发明除冰装置主视结构示意图。
[0027]
图7为图3中b-b截面结构示意图。
[0028]
图8为本发明切割机构结构示意图。
[0029]
图9为本发明除冰装置立体结构示意图。
[0030]
图10为本发明切割机构支撑臂内传动装置结构示意图。
[0031]
图11为发明另一视角立体结构示意图。
[0032]
图12为发明底部视角立体结构示意图。
[0033]
图中，骨架10，底部骨架11，上部骨架12，支柱13，加强板14，第一耳板141，斜撑15；
挂线装置20，导向筒21，第一滑槽211，滑块22，第二耳板221， 转轴23，第一伞齿轮231，电机减速机24，连接杆25，活动杆251，支杆26，下压轮组27，下轮支架271，下压轮272，弹性装置273，上压轮组28，上轮支架281，上压轮282，第一电机283，光电传感器29；敲击机构30，支座31，敲击臂32，第一敲击臂321，第二敲击臂322，第二滑槽323，敲击锤33，弹性体34，第二驱动装置35，第一摆轮351，第二摆轮352，传动轴353，第三电机354，偏心轴355，调整结构36，齿条361，第二电机362，直线滑动装置363；切割机构40，传动箱41，支撑臂42，切割轮组43，切割轮431，切割轮轴432，支撑杆44 ，伸出杆45，横向臂46，第一链轮47，第二链轮48，链条49；平衡机构50，轴承座51，丝杆52，螺母54，配重55，第四电机53；蓄电池60，控制系统70。
具体实施方式
[0034]
实施例一：参见图1-12，一种输电线除冰车，包括骨架10，所述骨架10包括底部骨架11，位于底部骨架11上方的上部骨架12，底部骨架11与上部骨架12通过支柱13连接固定，所述上部骨架12上纵向排列安装有三套挂线装置20，上部骨架12的端部安装有除冰装置；所述挂线装置20包括纵向安装在上部骨架12上的导向筒21，导向筒21的上端连接有支杆26，支杆26的上端安装有下压轮组27，导向筒21通过滑动连杆结构与上压轮组28连接，滑动连杆结构通过设在底部骨架11上的第一驱动装置使上压轮组28翻转，并能和下压轮组27配合形成夹送结构；所述除冰装置包括敲击机构30和位于敲击机构30前方的切割机构40，敲击机构30包括支座31，支座31下端设有调整结构36与骨架10连接，敲击臂32铰接在支座31上端，敲击臂32上端安装有敲击锤33，第二驱动装置35驱动敲击臂32摆动，所述切割机构40包括连接第二驱动装置35上的支撑臂42，支撑臂42的上端设有切割轮组43，支撑臂42为空心腔体结构，第二驱动装置35通过位于支撑臂42空心腔体结构内的传动装置驱动切割轮组43旋转，支撑杆44两端与支撑臂42和支座31铰接。通过上述结构，滑动连杆结构通过设在底部骨架11上的第一驱动装置使上压轮组28翻转，并能和下压轮组27配合形成夹送结构，除冰车能够稳定的行走在线缆上，且不会掉落。在上部骨架12的端部安装有除冰装置，除冰装置包括敲击机构30和位于敲击机构30前方的切割机构40，切割机构40对线缆两侧的冰层进行切割破坏，使其冰层变薄，切割时切割后，敲击机构30对切割冰层后的两侧进行敲击，便能轻松的除掉覆盖在线缆上的冰层。由于切割机构40是对线缆两侧的冰层进行切割破坏，能够在不破坏线缆的情况下，对处于悬链线状态的线缆进行切割除冰，双侧切割和敲击，作用力对称，除冰车运行稳定。通过调整结构36，能够调节敲击机构30和切割机构40的位置，使敲击机构30和切割机构40能够对准线缆上的冰层。
[0035]
除冰车的电源可以采用安装在骨架10上的蓄电池60，带电作业时，也可以采用线缆上的高压电，经过除冰车上的变电设备后作为能量来源。
[0036]
更进一步地，除冰车安装有控制系统70，上压轮组28上设有光电传感器29，使除冰车能够根据光电传感器29识别线缆冰层情况进行遥控或者自动控制运行。当无冰层时，第三电机354停止运转；当跨越间隔棒时，三套挂线装置20分别翻转打开压轮组28，依次通过间隔棒。光电传感器29优选为摄像头或者激光雷达。
[0037]
为了保证三套挂线装置20的结构强度，可在三套挂线装置20之间设置加强板14，进一步地，加强板14与上部骨架12直线设置斜撑15。
[0038]
具体的，所述下压轮组27包括下轮支架271，下压轮272通过弹性装置273与下轮支架271连接；所述上压轮组28包括上轮支架281和安装在上轮支架281内的上压轮282，上压轮282通过安装在上轮支架281上的第一电机283驱动旋转，上轮支架281与滑动连杆结构连接。下压轮272通过弹性装置273与下轮支架271连接，下压轮272和上压轮282在弹性装置273的作用下夹紧输电线，一是增加上下压轮与线缆之间的摩擦力，二是便于通过线缆上的接头，上压轮282通过安装在上轮支架281上的第一电机283驱动旋转为整个除冰车提供沿线缆移动的动力。弹性装置273是常用的弹簧滑块结构。
[0039]
具体的，所述导向筒21上端伸出有第一耳板141，导向筒21的内部设有滑块22，外壁设有第一滑槽211，滑块22设有与第一滑槽211配合的突出部，一侧设有伸出导向筒21的第二耳板221；所述滑动连杆结构包括一端与上压轮组28固定连接，另一端与第一耳板141铰接的连接杆25，活动杆251一端与第二耳板221铰接，另一端与连接杆25铰接；所述第一驱动装置推动滑块22在导向筒21上下移动带动上压轮组28开合。通过上述结构，滑块22能够定向的在导向筒21中，上下滑动，连接杆25呈l形，上端与上压轮组28固定连接，下端与第一耳板141铰接，通过滑块22的上下移动，推动活动杆251，活动杆251推动连接杆25，使连接杆25围绕铰接点转动，使上压轮组28翻转，当上压轮组28翻转打开时，便于除冰准备时将出冰机放置到线缆上，当上压轮组28翻转与下压轮组27配合时，固定线缆，使除冰车牢固稳定的固定在线缆上。进一步地，下压轮272和上压轮282为带有凹槽，凹槽大小与线缆相适应。或者，下压轮272凹槽两侧的轮边直径不同，一侧直径较大，另一直径较小，上压轮282仅带有一侧的轮边，该侧轮边与下压轮272直径较小的一侧的轮边相配合，通过上压轮282将线缆压紧在下压轮272的凹槽中，上压轮282和下压轮272配合具有缺口，便于线缆上残留粘连到上压轮282和下压轮272的碎冰脱离排出。
[0040]
具体的，所述第一驱动装置包括转轴23，转轴23一端安装导向筒21内顶部，另一端安装底部骨架11上，位于底部骨架11的一端设有第一伞齿轮231，位于底部骨架11上的电机减速机24的输出轴设有伞齿轮与第一伞齿轮231啮合；所述转轴23位于导向筒21内的一段设有外螺纹，滑块22设有螺纹孔，滑块22与转轴23螺纹配合连接。结构简单，通过转轴23的转动，滑块22与转轴23螺纹配合，带动导向筒21内滑块22上下运动。
[0041]
具体的，所述调整结构36包括连接在支座31下端的齿条361，和直线滑动装置363，第二电机362安装在底部骨架11上，输出轴安装有与齿条361配合的齿轮。结构简单，通过第二电机362转动驱动齿条361上升或下降，带动支座31上升下降。直线滑动装置363可采用sbr直线滑轨及滑块组合，也可以采用hgh线性导轨及滑块组合，在本实施例中，滑块固定，滑轨或导轨与支座31连接上下运动。
[0042]
具体的，所述敲击臂32包括一端铰接在支座31上的第一敲击臂321和第二敲击臂322，第一敲击臂321和第二敲击臂322中部分别设有封闭的第二滑槽323，另一端分别设有弹性体34，敲击锤33安装在弹性体34上；所述第二驱动装置35包括安装在上部骨架12上的传动箱41，传动箱41横向设有传动轴353，第三电机358安装在传动箱41外侧，输出轴伸入到传动箱41内部，并与传动轴353一侧伞齿轮副传动连接，传动轴353另一侧通过涡轮蜗杆副与安装传动箱41外第一摆轮351传动连接；第一摆轮351和第二摆轮352相啮合的安装在传
动箱41外，并位于第一敲击臂321和第二敲击臂322一侧，第一摆轮351和第二摆轮352在远离圆心的轮面上分别设有偏心轴355，偏心轴355分别对应卡设于第二滑槽323中。在第一摆轮351和第二摆轮352的转动，偏心轴355驱动第一敲击臂321和第二敲击臂322做向相的敲击动作，作用力对称，敲击锤33安装在弹性体34上，给敲击锤33提供减震和缓冲效果，防止在敲击过程中两敲击锤33卡死。
[0043]
敲击机构30和切割机构40均通过第二驱动装置35提供动力，传动轴353旋转，两端带动切割机构40，传动轴353通过涡轮蜗杆副驱动第一摆轮351旋转，第一摆轮351和第二摆轮352相啮合，同时驱动第一敲击臂321和第二敲击臂322来回摆动。
[0044]
进一步地，所述传动轴353的两端伸出传动箱41，两个支撑臂42分别套装在传动箱41两侧的传动轴353上，两个支撑臂42分别设有轴承座与传动轴353连接，传动轴353分别通过位于支撑臂42空心腔体结构内的传动装置驱动切割轮组43旋转。支撑臂42为空心腔体结构，传动装置位于带空心腔体结构内，保证了传动装置不被冰块卡死和阻碍。并且无论支撑臂42如何旋转，传动装置均能正常运行。当然传动装置可以是链传动、皮带传动，例如链条传动、同步带传动。
[0045]
具体的，所述切割轮组43包括切割轮431和切割轮轴432，切割轮432安装在切割轮轴432的一端，切割轮轴432的另一端穿过支撑臂42与安装在支撑臂42上的轴承座连接；所述传动装置包括安装支撑臂42空心腔体结构内传动轴353上的第一链轮47和切割轮轴432上的第二链轮48，第一链轮47和第二链轮48通过链条49传动。链条传动结构稳定，适合低温天气。切割轮43对线缆两侧的冰层进行切割破坏，能够在不破坏线缆的情况下，对处于悬链线状态的线缆进行切割除冰，双侧切割，作用力对称，除冰车运行稳定。
[0046]
具体的，所述支撑臂42调节安装有横向臂46，支座31靠切割机构40一侧设有伸出杆45，支撑杆44的两端分别与横向臂46和伸出杆45铰接，支座31的上下移动驱使支撑臂42围绕传动轴353旋转，从而调整切割轮432的高度。
[0047]
实施例二：与实施例一不同之处，在于底部骨架11下侧安装有平衡机构50，所述平衡机构50包括安装在底部骨架11的两个轴承座51，丝杆52两端安装安装轴承座51上，螺母54配合安装在丝杆52上，配重55与螺母54活动连接，第四电机53安装在丝杆52的一端，驱动丝杆52旋转。通过调节配重55的位置，使除冰车运行更加平稳，另外在爬坡和下破的过程中，通过改变除冰车前后的重心，使敲击机构30和切割机构40能够对准线缆。具体的，由于敲击机构30的受力点更小，优先以敲击机构30为准对正线缆，而切割机构40的工作面较大，在线缆离开切割机构40工作面时，通过调节配重55使切割机构40的切割轮431能够继续对线缆上的冰层进行切割破坏作业。
[0048]
实施例三：一种采用输电线除冰车的除冰方法，它包括以下步骤：第一步，启动电机减速机24打开上压轮组28。
[0049]
第二步，将预除冰线缆对正下压轮272， 电机减速机24驱动转轴23旋转，位于导向筒21内的滑块22向上移动，活动杆251推动连接杆25向上翻转，使上压轮组28翻转，并和下压轮组27配合形成夹送结构，将除冰车夹持在线缆上。
[0050]
第三步，通过第二电机362带动支座31上升下降，调整切割轮431和敲击锤33的高
度，使线缆位于切割轮431和敲击锤33之间。
[0051]
第四步，第一电机283启动，驱动上压轮282转动，使除冰车在线缆上行走。
[0052]
第五步，到达除冰区后，第二驱动装置35启动，其中，第三电机354运转，带动传动轴353驱动位于支撑臂42内的传动装置运动，带动切割轮431旋转，对线缆两侧的冰层进行切割。在第三电机354运转的同时，传动轴353驱动第一摆轮351和第二摆轮352转动，第一摆轮351和第二摆轮352上的偏心轴355带动第一敲击臂321和第二敲击臂322来回运动, 第一敲击臂321和第二敲击臂322上的敲击锤33对切割后的线缆进行敲击除冰。
[0053]
控制系统70通过光电传感器29识别线缆冰层及障碍物识别，当无冰层时，控制第三电机354停止运转；当跨越障碍物时，控制三套挂线装置20依次翻转打开上压轮组28，依次通过障碍物；当遇爬坡和下破时，控制第四电机53运转，改变除冰车前后的重心，或者控制第二电机362运行，带动支座31上升下降，调整切割轮431和敲击锤33的高度对正线缆。
[0054]
本发明的工作过程和原理：在将除冰车悬挂到线缆时，先使线缆对正下压轮272， 电机减速机24驱动转轴23旋转，位于导向筒21内的滑块22向上移动，活动杆251推动连接杆25向上翻转，使上压轮组28翻转，并和下压轮组27配合形成夹送结构，将除冰车稳定的夹持在线缆上，第一电机283启动，驱动上压轮282转动，使除冰车在线缆上行走。
[0055]
除冰时，第二驱动装置35启动，通过传动轴353驱动位于支撑臂42内的传动装置运动，驱使切割轮431旋转，对线缆两侧的冰层进行切割。同时第一摆轮351和第二摆轮352转动，第一摆轮351和第二摆轮352上的偏心轴355，带动第一敲击臂321和第二敲击臂322来回运动，第一敲击臂321和第二敲击臂322上的敲击锤33对线缆进行敲击除冰。双重除冰装置，确保除冰完全。