专利名称：输变电线路除冰机器人的制作方法
技术领域：
本发明属于除冰装置技术领域，尤其涉及一种输变电线路除冰机器人。
背景技术：
目前电力线路除冰主要有两种方法 一是用人工方法，即派工人徒手攀 登上塔、上线，用木棒敲击碎冰，这样做既十分危险，效率又很低，高山大
岭、宽江大河人力难及；二是通过线路自身融冰，即先让线路暂时脱离电网，
然后用瞬间短路方法产生热量除冰，这种方法也不理想，输变电线路既不能 随意、经常停运，也因线路自身电阻太低(通常为尽量减少电力损耗，输变 电线路电阻越小越好)，热值远远不够，不能从根本上解决问题。冻雨冻雪对 输电系统的危害主要在电线上，只要控制和清除线上覆冰，基塔覆冰再厚也 不致垮塔。因此，解决输变电线路除冰问题是个关键。从理论和实践两方面 看，人工除冰和热量化冰的最大缺点是低效率、高消耗和难操作，但现尚未 发明输变电线路专用除冰机械。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高效率，低消耗，易操作的输变 电线路除冰机器人。
本发明的一种形式为包括主机，所述主机上连接柔性推动臂、悬挂导 向臂和除冰工作臂，在柔性推动臂的前端连接一可开合电机动力组，悬挂导 向臂的前端连接一可开合握线导向组，除冰工作臂的前端连接一可开合除冰 工作头，在所述可开合除冰工作头的前端可弧线摆动地连接至少两个正向除 冰转动刀组。
作为本发明的改进，所述柔性推动臂包括第一柔性推动臂、第二柔性推 动臂和第三柔性推动臂，所述第一柔性推动臂的一端固定连接在主机上，另一端与第二柔性推动臂的一端通过一万向联轴节相互连接，第二柔性推动臂 的另一端与第三柔性推动臂的一端相互铰连接，第三柔性推动臂的另一端连 接可开合电机动力组。
作为本发明的再改进，所述悬挂导向臂包括第一悬挂导向臂和第二悬挂 导向臂，第一悬挂导向臂的一端固定连接在主机上，另一端与第二悬挂导向 臂的一端相互铰连接，第二悬挂导向臂的另一端连接可开合握线导向组。
作为本发明的进一步改进，所述除冰工作臂包括第一除冰工作臂、第二 除冰工作臂、第三除冰工作臂和第四除冰工作臂，第一除冰工作臂的一端固 定连接在主机上，另一端通过一万向联轴节与第二除冰工作臂的一端相互连 接，第二除冰工作臂的另一端通过另一万向联轴节与第三除冰工作臂的一端 相互连接，第三除冰工作臂的另一端与第四除冰工作臂的一端相互铰连接， 第四除冰工作臂的另 一端连接可开合除冰工作头。
作为本发明的进一步改进，在可开合除冰工作头的后端可滑动调距地连
接至少两个反向除冰飞轮组。
作为本发明的改进，可开合电机动力组包括上罩壳和下罩壳，所述上罩
壳固定连接在柔性推动臂的上端，下罩壳与柔性推动臂之间滑动连接；在上
罩壳内布置一滚动电机，所述滚动电机的输出轴上连接一输出齿轮，输出齿 轮与过渡齿轮相互啮合，过渡齿轮同时与输入齿轮相互啮合，所述输入齿轮 连接在摩擦滚轮连接轴上，且摩擦滚轮连接轴上还连接摩擦滚轮，摩擦滚轮
连接轴连接在上罩壳上；下罩壳内布置导向轮，导向轮通过导向轮连接轴连 接在下罩壳上；在所述下罩壳外连接一可控制下罩壳开合的装置。
作为本发明的再改进，可开合握线导向组包括上罩壳和下罩壳，所述上 罩壳固定连接在悬挂导向臂的上端，下罩壳滑动连接在悬挂导向臂上；在上 罩壳内布置摩擦滚轮，所述摩擦滚轮通过摩擦滚轮连接轴连接在上罩壳内， 下罩壳内布置导向轮，导向轮通过导向轮连接轴连接在下罩壳上；在所述下 罩壳外连接一可控制下罩壳开合的装置。作为本发明的进一步改进，可开合除冰工作头包括上罩壳和下罩壳，所 述上罩壳固定连接在除冰工作臂的上端，下罩壳滑动连接在除冰工作臂上；
在上罩壳内布置摩擦滚轮，所述摩擦滚轮通过摩擦滚轮连接轴连接在上罩壳
内，下罩壳内布置导向轮，导向轮通过导向轮连接轴连接在下罩壳上；在所 述下罩壳外连接一可控制下罩壳开合的装置。
作为本发明的改进，在可开合除冰工作头的上部还设置一探测头；在主 机的底部设置一指示灯。
本发明的另一种形式为包括主机、悬挂导向推动臂和可开合工作头； 所述主机中内设微电脑控制系统和动力系统；悬挂导向推动臂的一端固定连 接在主机上，另一端连接一可开合工作头；在所述可开合工作头的前端连接 一正向除冰转动刀组。
本发明的主机为一台微电脑，其根据内设程序和探测系统指令控制整机 动作，达到全自动除冰作业的目标。本设备的动力系统采用若干组高效镍氢 电池，并随机配置备用电池若干，可在机充电也可单独充电，以适应野外作 业需要。柔性摩擦推动臂可全向伸曲，顶端连接的可开合电机动力组用于抱 握并可换握输电线，提供前进动力，防止原地打滑，并可根据可开合除冰工 作头的阻力控制和调整前进速度。悬挂导向臂可伸曲，主要功能是承担全机 重量，为全机确定基准方向，并可在柔性推动臂和除冰工作臂的联动下越过 防并线支架等障碍。工作臂可全向伸曲，顶端连接的可开合除冰工作头上设 置的正向除冰转动刀组用于除冰，反向除冰转动飞轮可为可开合除冰工作头 越障后创造换握线条件。正向除冰两组刀头转动、摆动并前进，摆动由内部 控制，前进靠推动；反向除冰时用两个飞轮状刀具的旋转和滑动调距，同时 工作臂给出径向推力和反向移动推力达到除冰目的。探测头用于在线探测并 识别冰雪层、防并线支架、绝缘瓷瓶串等参数和障碍物，以确定机器人正确 动作。主机底部设置的指示灯用于指示机器人工作方位。另外，本机器人还 具有余电测量功能，在电池电力不足时暂停作业，自动返回基塔更换电池。全机重心下限配置，以利克服除冰阻力并抗摆动。机身设绝缘把手，用于带 电情况下安全挂机。背带用于人员背负上塔。而且，全机使用抗低温、抗覆 冰设计。相对于传统的除冰方式，使用本发明可以高效地在线、带电、自动 化除冰，且除冰成本低，消耗少，整个机器易操作。本发明的第一种形式为 单臂直达型机器人，另一种形式为三臂越障型机器人。
在需要进行除冰雪作业时，由工人背负除冰机器人上输电塔，在线端一 定的距离内人工清除覆冰，将悬挂导向臂挂于输电线上，打开总开关，除冰 机器人的柔性推动臂和除冰工作臂即自动握线，并沿电线自动进行除冰作业， 遇防并线支架时，工作头绕过支架并调整方向，反向除冰一段距离，以便重 新握线，工作臂和推动臂联合动作，使悬挂臂松开电线，越过障碍重新握线， 推动臂随后以相同方式换握后再次进入正向除冰。机器探测到绝缘瓷瓶串即 到达另一基塔时停止工作，等待人工换线作业。在保证空中无障碍交互时可 多机分线作业。
图1是本发明实施例1的一种结构示意图。
图2是实施例1中可开合电机动力组的正视结构示意图。
图3是实施例1中可开合电机动力组的侧视结构示意图。 图4是实施例1中可开合握线导向组的正视结构示意图。 图5是实施例1中可开合握线导向组的侧视结构示意图。 图6是本发明实施例2的一种结构示意图。
具体实施例方式
实施例1
主机1内设微电脑控制系统和动力系统，且在主机1上连接柔性推动臂 2、悬挂导向臂3以及除冰工作臂4。
所述柔性推动臂2包括第一柔性推动臂2-1、第二柔性推动臂2-2和第三 柔性推动臂2-3。第一柔性推动臂2-1的一端固定连接在主机1上，另一端与第二柔性推动臂2-2的一端通过一万向联轴节5相互连接，第二柔性推动臂 2-2的另一端与第三柔性推动臂2-3的一端相互铰连接，第三柔性推动臂2-3 的另一端连接一可开合电机动力组6。
所述悬挂导向臂3包括第一悬挂导向臂3-1和第二悬挂导向臂3-2。第一 悬挂导向臂3-1的一端固定连接在主机1上，另一端与第二悬挂导向臂3-2 的一端相互铰连接，第二悬挂导向臂3-2的另一端连接一可开合握线导向组 7。
所述除冰工作臂4包括第一除冰工作臂4-l、第二除冰工作臂4-2、第三 除冰工作臂4-3和第四除冰工作臂4-4。第一除冰工作臂4-1的一端固定连接 在主机1上，另一端通过一万向联轴节8与第二除冰工作臂4-2的一端相互 连接，第二除冰工作臂4-2的另一端通过另一万向联轴节9与第三除冰工作 臂4-3的一端相互连接，第三除冰工作臂4-3的另一端与第四除冰工作臂4-4 的一端相互铰连接，第四除冰工作臂4-4的另一端连接一可开合除冰工作头 10。
如图2和3所示，可开合电机动力组6包括上罩壳6-1和下罩壳6-2，所 述上罩壳6-1固定连接在第三柔性推动臂2-3的上端，下罩壳6-2与第三柔性 推动臂2-3之间滑动连接。在上罩壳6-l内布置一滚动电机6-3，所述滚动电 机6-3的输出轴上连接一输出齿轮6-4，输出齿轮6-4与过渡齿轮6-5相互啮 合，过渡齿轮6-5同时与输入齿轮6-6相互啮合，所述输入齿轮6-6连接在摩 擦滚轮连接轴6-7上，且摩擦滚轮连接轴6-7上还连接摩擦滚轮6-8，摩擦滚 轮连接轴6-7连接在上罩壳6-l上。优选地，本实施方式中有两个摩擦滚轮 6-8，每个摩擦滚轮6-8分别对应一个过渡齿轮6-5、 一个输入齿轮6-6和一 个摩擦滚轮连接轴6-7。下罩壳6-2内布置导向轮6-9，优选地，本实施方式 中有三个导向轮6-9，每个导向轮6-9通过一导向轮连接轴6-10连接在下罩 壳6-2上。在所述下罩壳6-2外连接一可控制下罩壳6-2开合的装置6-11。 当上罩壳6-1和下罩壳6-2合并时，输电线11处于摩擦滚轮6-8和导向轮6-9之间。
如图4和5所示，可开合握线导向组7包括上罩壳7-1和下罩壳7-2，所 述上罩壳7-1固定连接在第二悬挂导向臂3-2的上端，下罩壳7-2滑动连接在 第二悬挂导向臂3-2上。与可开合电机动力组6类似，在上罩壳7-l内布置 摩擦滚轮7-3，所述摩擦滚轮7-3通过摩擦滚轮连接轴7-4连接在上罩壳7-1 内。本实施方式的摩擦滚轮7-3和摩擦滚轮连接轴7-4分别是两个。下罩壳 7-2内布置导向轮7-5，优选地，本实施方式中有三个导向轮7-5，每个导向 轮7-5通过一导向轮连接轴7-6连接在下罩壳7-2上。在所述下罩壳7-2外连 接一可控制下罩壳7-2开合的装置7-7。相同地，上罩壳7-l和下罩壳7-2合 并时，输电线11处于摩擦滚轮7-3和导向轮7-5之间。
如图1所示，在可开合除冰工作头10的前端可弧线摆动地连接两个正向 除冰转动刀组10-1，且在可开合除冰工作头10的后端可滑动调距地连接两 个反向除冰飞轮组10-2。在可开合除冰工作头10的上部还设置一探测头 10-3。
所述可开合除冰工作头10与可开合握线导向组7的结构类似，也包括上 罩壳、下罩壳、摩擦滚轮、导向轮、用于将摩擦滚轮连接在上罩壳的连接轴、 用于将导向轮连接在下罩壳的连接轴、以及控制下罩壳开合的装置。另外， 还增加了驱动正向除冰转动刀组转动的电机，以及驱动反向除冰飞轮组转动
的另一电机，正向除冰转动刀组的摆动由摩擦滚轮电机通过齿轮带动，反向 除冰飞轮组之间的间隙由控制下罩壳开合的装置调节。
而且，可开合除冰工作头10的上罩壳也是固定连接在第四除冰工作臂 4-4上端，可开合除冰工作头10的下罩壳滑动连接在第四除冰工作臂4-4上。
另外，在主机1上还连接背带12和一对绝缘把手13，图中只示出了一 个绝缘把手13，另一绝缘把手13处于主机的背面。
主机1的外表面设置一微电脑控制系统面板14。
在主机1的底部设置一指示灯15。实施例2
如图6所示，输变电线路除冰机器人包括主机16，主机16内设微电脑 控制系统和动力系统。悬挂导向推动臂17的一端固定连接在主机16上，另 一端连接一可开合工作头18。在所述可开合工作头18的前端连接一正向除 冰转动刀组19，在所述正向除冰转动刀组19的中心设置一绕线孔19-1。
可开合工作头18的内部结构与实施例1中可开合电机动力组6的内部结 构相同，且在主机16上也设置背带、 一对绝缘把手、微电脑控制系统面板、 指示灯等部件。
权利要求
1、输变电线路除冰机器人，其特征在于包括主机，所述主机上连接柔性推动臂、悬挂导向臂和除冰工作臂，在柔性推动臂的前端连接一可开合电机动力组，悬挂导向臂的前端连接一可开合握线导向组，除冰工作臂的前端连接一可开合除冰工作头，在所述可开合除冰工作头的前端可弧线摆动地连接至少两个正向除冰转动刀组。
2、 如权利要求1所述的输变电线路除冰机器人，其特征在于所述柔性 推动臂包括第一柔性推动臂、第二柔性推动臂和第三柔性推动臂，所述第一 柔性推动臂的一端固定连接在主机上，另一端与第二柔性推动臂的一端通过 一万向联轴节相互连接，第二柔性推动臂的另一端与第三柔性推动臂的一端 相互铰连接，第三柔性推动臂的另 一端连接可开合电机动力组。
3、 如权利要求1或2所述的输变电线路除冰机器人，其特征在于所述 悬挂导向臂包括第一悬挂导向臂和第二悬挂导向臂，第一悬挂导向臂的一端 固定连接在主机上，另一端与第二悬挂导向臂的一端相互铰连接，第二悬挂 导向臂的另一端连接可开合握线导向组。
4、 如权利要求3所述的输变电线路除冰机器人，其特征在于所述除冰 工作臂包括第一除冰工作臂、第二除冰工作臂、第三除冰工作臂和第四除冰 工作臂，第一除冰工作臂的一端固定连接在主机上，另一端通过一万向联轴 节与第二除冰工作臂的一端相互连接，第二除冰工作臂的另一端通过另一万 向联轴节与第三除冰工作臂的一端相互连接，第三除冰工作臂的另一端与第 四除冰工作臂的一端相互铰连接，第四除冰工作臂的另一端连接可开合除冰 工作头。
5、 如权利要求4所述的输变电线路除冰机器人，其特征在于在可开合 除冰工作头的后端可滑动调距地连接至少两个反向除冰飞轮组。
6、 如权利要求1所述的输变电线路除冰机器人，其特征在于可开合电机动力组包括上罩壳和下罩壳，所述上罩壳固定连接在柔性推动臂的上端， 下罩壳与柔性推动臂之间滑动连接；在上罩壳内布置一滚动电机，所述滚动电机的输出轴上连接一输出齿轮，输出齿轮与过渡齿轮相互啮合，过渡齿轮 同时与输入齿轮相互啮合，所述输入齿轮连接在摩擦滚轮连接轴上，且摩擦 滚轮连接轴上还连接摩擦滚轮，摩擦滚轮连接轴连接在上罩壳上；下罩壳内布置导向轮，导向轮通过导向轮连接轴连接在下罩壳上；在所述下罩壳外连 接一可控制下罩壳开合的装置。
7、 如权利要求1或6所述的输变电线路除冰机器人，其特征在于可开合握线导向组包括上罩壳和下罩壳，所述上罩壳固定连接在悬挂导向臂的上端，下罩壳滑动连接在悬挂导向臂上；在上罩壳内布置摩擦滚轮，所述摩擦 滚轮通过摩擦滚轮连接轴连接在上罩壳内，下罩壳内布置导向轮，导向轮通 过导向轮连接轴连接在下罩壳上；在所述下罩壳外连接一可控制下罩壳开合 的装置。
8、 如权利要求7所述的输变电线路除冰机器人，其特征在于可开合除 冰工作头包括上罩壳和下罩壳，所述上罩壳固定连接在除冰工作臂的上端， 下罩壳滑动连接在除冰工作臂上；在上罩壳内布置摩擦滚轮，所述摩擦滚轮 通过摩擦滚轮连接轴连接在上罩壳内，下罩壳内布置导向轮，导向轮通过导 向轮连接轴连接在下罩壳上；在所述下罩壳外连接一可控制下罩壳开合的装 置。
9、 如权利要求1或2所述的输变电线路除冰机器人，其特征在于在可开合除冰工作头的上部还设置一探测头；在主机的底部设置一指示灯。
10、 输变电线路除冰机器人，其特征在于包括主机、悬挂导向推动臂 和可开合工作头；所述主机中内设微电脑控制系统和动力系统；悬挂导向臂 的一端固定连接在主机上，另一端连接一可开合工作头；在所述可开合工作 头的前端连接一正向除冰转动刀组。
全文摘要
本发明公开了除冰装置技术领域中的一种高效率，低消耗，易操作的输变电线路除冰机器人，所述输变电线路除冰机器人包括主机，所述主机上连接柔性推动臂、悬挂导向臂和除冰工作臂，在柔性推动臂的前端连接一可开合电机动力组，悬挂导向臂的前端连接一可开合握线导向组，除冰工作臂的前端连接一可开合除冰工作头，在所述可开合除冰工作头的前端可弧线摆动地连接至少两个正向除冰转动刀组。
文档编号B25J9/00GK101299523SQ20081001973
公开日2008年11月5日 申请日期2008年3月13日 优先权日2008年3月13日
发明者汤靖邦 申请人:汤靖邦