[发明专利]一种基于自动张紧U型加热机构的除冰机器人

说明书

技术领域

本发明涉及架空输电线缆保护设备技术领域，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。

背景技术

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。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的不足，本发明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。

本发明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。

本发明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。