基于物联网的电缆冰雪应急清理设备的制作方法

1.本发明涉及电缆清理领域，特别是涉及基于物联网的电缆冰雪应急清理设备。


背景技术：

2.露天的输电电缆在遇到冰雪或冰冻灾害时，其表面会被覆冰、积雪，当冰雪重量达到一定值时，会导致输电电缆的跳闸、断线、倒杆、绝缘子闪络和通信中断等事故，进而使电网陷入瘫痪的状态，因此需要及时对电缆进行除冰雪处理。
3.中国专利公开号cn110932176b公开了一种用于电缆清理冰雪维护装置，解决了露天的输电电缆在遇到冰雪或冰冻灾害时，当冰雪重量达到一定值时，会导致输电电缆的跳闸、断线等事故，包括第一壳体；第一壳体的侧面与行走部铰接，第一壳体内加工有若干组“工”字形的第一滑槽，每组第一滑槽与清理装置卡接，清理装置的一侧与驱动装置卡接，驱动装置的侧面与补液装置固定连接；通过飞行器将本装置带至电缆上方，驱动装置带动清理装置的转动，对电缆上的冰雪进行清理。
4.但是，上述技术方案存在如下不足之处：当电缆上的冰较厚时，通过驱动装置驱动清理装置单纯进行转动的方式无法有效除去电缆上覆盖的冰，清理不全面。


技术实现要素：

5.本发明目的是针对背景技术中存在的问题，提出通过挤压方式破冰并通过刮除方式清理碎冰和积雪的基于物联网的电缆冰雪应急清理设备。
6.本发明的技术方案，基于物联网的电缆冰雪应急清理设备，包括无人机通讯及搭载平台和滚夹清理装置；滚夹清理装置在无人机通讯及搭载平台底部并排设置多组，滚夹清理装置包括对称设置的两组滚夹清理机构和用于驱动两组滚夹清理机构向内合拢或向外展开的翻转机构，滚夹清理机构包括转动架、设置在转动架上的两组垂直分布的滚夹清理组件和用于驱动两组滚夹清理组件同时转动的驱动机构，滚夹清理组件包括转动轴b、凸轮柱、转动筒、安装架和多组压裂刮除组件，凸轮柱设置在转动轴b上，凸轮柱沿两端至中间方向具有至转动轴b中心轴距离逐渐减小的多个台阶面，台阶面为用于推动压裂刮除组件的环形波浪面，转动轴b与转动筒同轴转动连接，转动轴b转速大于转动筒转速，转动轴b转动设置在安装架上，安装架设置在转动架上，压裂刮除组件绕转动筒均匀设置多组，压裂刮除组件包括沿转动筒轴向并排分布的多组滑动组件，滑动组件沿转动筒径向滑动设置在转动筒上。
7.优选地，无人机通讯及搭载平台包括无人机、通讯模块、球接台、球接杆、底板和拉伸弹簧，通讯模块设置在无人机顶部，通讯模块通讯连接有遥控终端，通讯模块通讯连接有控制器，控制器与无人机、翻转机构和驱动机构分别控制连接，球接台设置在无人机底部，球接杆顶部具有滚接球部，滚接球部球形铰接在球接台上，底板设置在球接杆底部，无人机和底板之间连接多个拉伸弹簧。
8.优选地，翻转机构包括安装罩、齿条、齿轮a、转动轴a和用于驱动齿条升降的升降机构，安装罩和升降机构均竖直设置在底板底部，齿条两侧均具有竖向分布的齿条部，齿轮a和转动轴a均设置两个，两个齿轮a分别啮合连接在齿条两侧的齿条部处，齿轮a和转动架均设置在转动轴a上，转动轴a转动设置在安装罩内。
9.优选地，安装罩上设置有供转动架穿过的活动通道，转动架上设置有遮盖在活动通道处的盖板，活动通道和盖板均为弧形结构。
10.优选地，安装罩底部设置有摄像头，摄像头与通讯模块通讯连接。
11.优选地，滑动组件包括滑动柱、压台和限位环，滑动柱滑动设置在转动筒上，压台设置在滑动柱位于转动筒外侧的一端，限位环设置在滑动柱位于转动筒内侧的一端。
12.优选地，滚夹清理组件还包括齿轮b、齿轮c、转动轴c、齿轮d和齿轮e，齿轮b设置在转动轴b上，齿轮b与齿轮c啮合连接，齿轮c和齿轮d同轴设置在转动轴c上，齿轮d与齿轮e啮合连接，齿轮e设置在转动筒上，转动轴c转动设置在安装架上；驱动机构包括壳体、电机和两组对称分布的传动组件，传动组件包括锥齿盘和锥齿轮，锥齿盘与锥齿轮啮合连接，锥齿轮设置在转动轴b上，电机与两个锥齿盘驱动连接，电机设置在壳体内，壳体设置在转动架上。
13.优选地，壳体上设置有通风口，通风口处设置有滤网；还包括吹除组件，吹除组件包括凸轮、滚轮、轮架、滑杆、活塞盘、胶圈、压缩弹簧、活塞筒和固定架，电机与凸轮驱动连接，凸轮抵接在滚轮上，滚轮转动设置在轮架上，轮架、滑杆和活塞盘依次连接，滑杆滑动设置在固定架上，压缩弹簧连接在轮架和固定架之间，胶圈设置在活塞盘圆周面上，胶圈与活塞筒内壁滑动密封连接，活塞筒和固定架均设置在壳体上，活塞筒开口朝向通风口。
14.优选地，上述基于物联网的电缆冰雪应急清理设备的使用方法包括如下步骤：s1、工作人员通过遥控终端经由通讯模块向控制器发送控制信号，控制器控制无人机飞行至待清理冰雪的电缆上方，通过摄像头回传的画面来确定无人机是否飞行到位；s2、通过翻转机构驱动同组滚夹清理装置中的两组滚夹清理机构向内合拢，使得四组滚夹清理组件装夹在电缆外周；s3、控制无人机沿着电缆走向飞行；同时通过驱动机构驱动同组滚夹清理机构中的两组滚夹清理组件同时转动，使转动轴b和转动筒同时转动，转动轴b带动凸轮柱转动，通过凸轮柱推动多组滑动组件间歇性压在电缆上，滑动组件将电缆上的冰压碎，并将碎冰刮落，或将电缆上的积雪刮落；s4、冰雪清理完毕后，通过翻转机构驱动同组滚夹清理装置中的两组滚夹清理机构向外展开，控制无人机飞回。
15.与现有技术相比，本发明具有如下有益的技术效果：本发明能通过挤压方式破冰并通过刮除方式清理碎冰和积雪，冰雪去除效果更充分。在无人机通讯及搭载平台飞行至待清理冰雪的电缆上方时，通过翻转机构将两组滚夹清理机构向内合拢，以装夹在电缆上。然后控制无人机通讯及搭载平台沿着电缆飞行，启动驱动机构，利用转动的滚夹清理组件破碎电缆上的冰并刮落碎冰和积雪。
附图说明
16.图1为本发明实施例附着在电缆上的结构示意图；图2为图1的局部结构剖视图；图3为图2中a处的结构放大图；图4为图2中b处的结构放大图；图5为图4中c处的结构放大图；图6为滑动柱在转动筒上的分布示意图；图7为两个转动筒上的滑动柱伸出状态示意图。
17.附图标记：1、无人机；2、球接台；3、球接杆；4、底板；5、拉伸弹簧；6、安装罩；601、活动通道；7、升降机构；8、齿条；9、齿轮a；91、转动轴a；10、转动架；11、壳体；111、通风口；12、电机；13、锥齿盘；14、锥齿轮；15、齿轮b；16、转动轴b；17、齿轮c；18、转动轴c；19、齿轮d；20、齿轮e；21、凸轮柱；22、转动筒；23、安装架；231、清洁刷；24、滑动柱；25、压台；26、限位环；27、凸轮；28、滚轮；29、轮架；30、滑杆；31、活塞盘；32、胶圈；33、压缩弹簧；34、活塞筒；35、固定架；36、滤网；37、摄像头；38、盖板。
具体实施方式
18.实施例一，如图1-图7所示，本实施例提出的基于物联网的电缆冰雪应急清理设备，包括无人机通讯及搭载平台和滚夹清理装置，图1和图7中的箭头指示方向为清理冰雪时的前进方向。
19.滚夹清理装置在无人机通讯及搭载平台底部并排设置多组，滚夹清理装置包括对称设置的两组滚夹清理机构和用于驱动两组滚夹清理机构向内合拢或向外展开的翻转机构，滚夹清理机构包括转动架10、设置在转动架10上的两组垂直分布的滚夹清理组件和用于驱动两组滚夹清理组件同时转动的驱动机构，滚夹清理组件包括转动轴b16、凸轮柱21、转动筒22、安装架23和多组压裂刮除组件，凸轮柱21设置在转动轴b16上，凸轮柱21沿两端至中间方向具有至转动轴b16中心轴距离逐渐减小的多个台阶面，台阶面为用于推动压裂刮除组件的环形波浪面，转动轴b16与转动筒22同轴转动连接，转动轴b16转速大于转动筒22转速，转动轴b16转动设置在安装架23上，安装架23设置在转动架10上，压裂刮除组件绕转动筒22均匀设置多组，压裂刮除组件既用于对电缆上的冰雪进行破碎和刮除处理，还能在电缆上进行滚动，实现滚夹清理装置的移动。
20.如图6所示，压裂刮除组件包括沿转动筒22轴向并排分布的多组滑动组件，滑动组件沿转动筒22径向滑动设置在转动筒22上。滑动组件包括滑动柱24、压台25和限位环26，滑动柱24滑动设置在转动筒22上，压台25设置在滑动柱24位于转动筒22外侧的一端，限位环26设置在滑动柱24位于转动筒22内侧的一端，相邻滑动组件中的两个压台25滑动连接，从而能彼此刮落压台25上可能附着的冰雪，还能对多组滑动组件的滑动方向进行进一步导向，使得滑动组件沿着转动筒22径向进行准确滑动。安装架23上设置有用于清理压台25的清洁刷231，在压台25转动至清洁刷231处时，通过清洁刷231刮除压台25上可能附着的冰雪。
21.本实施例通过挤压方式破冰并通过刮除方式清理碎冰和积雪，冰雪去除效果更充分。在无人机通讯及搭载平台飞行至待清理冰雪的电缆上方时，通过翻转机构将两组滚夹
清理机构向内合拢，以装夹在电缆上。然后控制无人机通讯及搭载平台沿着电缆飞行，启动驱动机构，利用转动的滚夹清理组件破碎电缆上的冰并刮落碎冰和积雪。转动轴b16以大于转动筒22转速的速度进行转动，使得凸轮柱21转速大于转动筒22转速，滑动组件中的压台25在转动至距离电缆最近处时能充分地将电缆上的冰压裂开来，在该压台25转开过程中能将碎冰刮落，也能将积雪刮落。在压台25压冰时，环形波浪面的最外端抵接在滑动柱24端部，通过凸轮柱21对滑动组件施加压力，从而通过压台25充分破冰。在压台25未压冰时，滑动柱24未被凸轮柱21推动，压台25在电缆上刮除碎冰和积雪时，滑动组件因电缆的反作用力而向转动筒22内侧滑动，不会刮破电缆。
22.实施例二，如图1-图7所示，本实施例提出的基于物联网的电缆冰雪应急清理设备，相较于实施例一，本实施例中，无人机通讯及搭载平台包括无人机1、通讯模块、球接台2、球接杆3、底板4和拉伸弹簧5，通讯模块设置在无人机1顶部，通讯模块通讯连接有遥控终端，工作人员能通过遥控终端控制本电缆冰雪应急清理设备。通讯模块通讯连接有控制器，控制器与无人机1、翻转机构和驱动机构分别控制连接，球接台2设置在无人机1底部，球接杆3顶部具有滚接球部，滚接球部球形铰接在球接台2上，底板4设置在球接杆3底部，无人机1和底板4之间连接多个拉伸弹簧5，能降低滚夹清理装置随无人机1飞行时的颠簸幅度。在无人机1飞行时，可能存在倾斜状态，通过球接台2和球接杆3的球形铰接能维持无人机通讯及搭载平台对滚夹清理装置的平稳搭载。无人机1飞行时也能向下吹风，吹落电缆上的碎冰和积雪，起到辅助清理作用。
23.如图1-图3所示，翻转机构包括安装罩6、齿条8、齿轮a9、转动轴a91和用于驱动齿条8升降的升降机构7，升降机构7可采用电动推杆或直线电机等能实现齿条8沿直线移动的结构，安装罩6和升降机构7均竖直设置在底板4底部，齿条8两侧均具有竖向分布的齿条部，齿轮a9和转动轴a91均设置两个，两个齿轮a9分别啮合连接在齿条8两侧的齿条部处，齿轮a9和转动架10均设置在转动轴a91上，转动轴a91转动设置在安装罩6内。升降机构7能驱动齿条8升降，在需要将滚夹清理装置滚夹在电缆上时，升降机构7驱动齿条8上升，齿条8带动齿轮a9转动，齿轮a9通过转动轴a91带动转动架10向下转动，使得两个转动架10相向转动，直至多组滚夹清理装置夹在电缆上。
24.如图3所示，安装罩6上设置有供转动架10穿过的活动通道601，转动架10上设置有遮盖在活动通道601处的盖板38，活动通道601和盖板38均为弧形结构。盖板38能对活动通道601进行遮挡以防止外部空气中的飞雪或碎冰进入安装罩6内侧，防止影响齿条8和齿轮a9的顺畅啮合。
25.如图2所示，安装罩6底部设置有摄像头37，摄像头37与通讯模块通讯连接，摄像头37能通过通讯模块回传电缆清理处的画面，方便对滚夹清理装置的准确装夹进行定位，以及对冰雪清理效果进行判断。
26.上述基于物联网的电缆冰雪应急清理设备的使用方法包括如下步骤：s1、工作人员通过遥控终端经由通讯模块向控制器发送控制信号，控制器控制无人机1飞行至待清理冰雪的电缆上方，通过摄像头37回传的画面来确定无人机1是否飞行到位，还能用于判断是否将电缆上的冰雪清理干净；s2、通过翻转机构驱动同组滚夹清理装置中的两组滚夹清理机构向内合拢，使得四组滚夹清理组件装夹在电缆外周；
s3、控制无人机1沿着电缆走向飞行；同时通过驱动机构驱动同组滚夹清理机构中的两组滚夹清理组件同时转动，使转动轴b16和转动筒22同时转动，转动轴b16带动凸轮柱21转动，通过凸轮柱21推动多组滑动组件间歇性压在电缆上，滑动组件将电缆上的冰压碎，并将碎冰刮落，或将电缆上的积雪刮落，无人机1所产生的风也能辅助将电缆上的冰雪吹落；s4、冰雪清理完毕后，通过翻转机构驱动同组滚夹清理装置中的两组滚夹清理机构向外展开，控制无人机1飞回，准备下一电缆上的冰雪清理。
27.实施例三，如图1-图7所示，本实施例提出的基于物联网的电缆冰雪应急清理设备，相较于实施例一，本实施例中，滚夹清理组件还包括齿轮b15、齿轮c17、转动轴c18、齿轮d19和齿轮e20，齿轮b15设置在转动轴b16上，齿轮b15与齿轮c17啮合连接，齿轮c17和齿轮d19同轴设置在转动轴c18上，齿轮d19与齿轮e20啮合连接，齿轮e20设置在转动筒22上，转动轴c18转动设置在安装架23上。
28.如图2和图4所示，驱动机构包括壳体11、电机12和两组对称分布的传动组件，传动组件包括锥齿盘13和锥齿轮14，锥齿盘13与锥齿轮14啮合连接，锥齿轮14设置在转动轴b16上，电机12与两个锥齿盘13驱动连接，电机12设置在壳体11内，壳体11设置在转动架10上。
29.电机12能同时驱动两个锥齿盘13转动，锥齿盘13带动锥齿轮14转动，锥齿轮14带动转动轴b16转动，转动轴b16通过齿轮b15、齿轮c17、转动轴c18、齿轮d19和齿轮e20带动转动筒22转动，齿轮b15小于齿轮c17，齿轮d19小于齿轮e20，能实现转动轴b16以大于转动筒22的转速进行转动，使得凸轮柱21能以较快速度间歇性推动多组滑动组件外移，即实现了振动，从而能进行快速破冰，还能震落破碎的冰。
30.如图2、图4和图5所示，壳体11上设置有通风口111，通风口111处设置有滤网36。电缆冰雪应急清理设备还包括吹除组件，吹除组件包括凸轮27、滚轮28、轮架29、滑杆30、活塞盘31、胶圈32、压缩弹簧33、活塞筒34和固定架35，电机12与凸轮27驱动连接，凸轮27抵接在滚轮28上，滚轮28转动设置在轮架29上，轮架29、滑杆30和活塞盘31依次连接，滑杆30滑动设置在固定架35上，压缩弹簧33连接在轮架29和固定架35之间，胶圈32设置在活塞盘31圆周面上，胶圈32与活塞筒34内壁滑动密封连接，活塞筒34和固定架35均设置在壳体11上，活塞筒34开口朝向通风口111。
31.电机12能驱动凸轮27转动，凸轮27推动滚轮28移动，压缩弹簧33对轮架29施加压力，使得凸轮27维持与滚轮28的滚动接触。在滚轮28通过滑杆30带动活塞盘31和胶圈32外移时，活塞盘31和胶圈32向通风口111方向吹风，以吹落电缆上的碎冰和雪；在压缩弹簧33推动滚轮28移动时，活塞盘31和胶圈32反向移动，通过通风口111从外部抽风，以备下次吹除冰雪过程，滤网36能防止外部空气中的碎冰雪进入活塞筒34内。
32.上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于此，在所属技术领域的技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本发明宗旨的前提下还可以作出各种变化。