架空高压输电线路除冰机器人的磁力驱动旋转除冰装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及机器人技术和磁场学领域，尤其是涉及架空高压输电线路作业机器人 的架空高压输电线路除冰机器人的磁力驱动旋转除冰装置。
【背景技术】
[0002] 架空高压输电线路作业机器人主要包括巡检机器人、除冰机器人、绝缘子清扫机 器人等以及其它智能检测和维护设备。自上世纪八十年代以来，架空高压输电线路作业 机器人一直是机器人技术领域的研究热点。美国、日本、加拿大、中国等国家先后开展了 架空高压输电线路作业机器人的研究工作。2008年，日本的Debenest等人专为高压多分 裂导线研制出了名为"Expliner"的巡检机器人。2000年，加拿大魁北克水电研究院的 Montambault等人研制了名为HQLine-ROVer的遥控小车，该小车起初被用于清除电力传 输线地线上的积冰，逐渐发展为用于线路巡检、维护等多用途的移动平台。2006年至今， Montambault及Pouliot等人在HQLineROVer的基础上研制并发展了新一代巡检机器人， 取名"LineScout"，其技术比较先进，功能比较齐全，该机器人不仅可以巡检线路，还可以完 成导线修补、螺栓紧固等相对简单的线路维护作业。
[0003] 2000年以来，中国南方部分地区频繁发生雨雪冰冻灾害，导致输电线表面结冰、重 力增大，高压输电线路大面积受损。而除冰工作要由人工进行，不仅工作量大、效率低，而且 十分危险。2011年哈尔滨工业大学的研发创新团队研发出了高压线除冰机器人，该机器人 采用电机驱动两把月牙刀将高压线上的冰击碎。就该研发的高压线除冰机器人是利用电机 驱动两月牙手臂运动，对于高压巡检而言，机器人要尽可能做到体积小，重量轻，而电机的 增加无疑对高压线增加了负荷。2012年湖北工业大学设计的高压线除冰机器人是采用电机 驱动弯刀旋转将高压线上的结冰除去。
[0004] 电动机Motors是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈也就是定 子绕组产生旋转磁场并作用于转子鼠笼式式闭合错框形成磁电动力旋转扭矩。电动机按使 用电源不同分为直流电动机和交流电动机，而电力系统中的电动机大部分是交流电机，可 以是同步电机或者是异步电机，电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步。电动机主 要由定子与转子组成，通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和永久磁铁磁感线磁 场方向方向有关。电动机工作原理是磁场对电流受力的作用，使电动机转动。不同种类的 电机适用于不同的领域，且电机的研究于应用已经相当成熟。
[0005] 综上所述，基于电机驱动机械臂运动的高压线除冰机器人所固有的体形笨重等问 题，利用高压线周围的环形磁场使通电线圈受安培力产生转矩驱动机构旋转，避免采用磁 极式转子复杂式结构使通电线圈在磁极式磁场中切割磁感线做功的现有电机技术。本专利 技术就是在这样的背景下展开的。
【发明内容】
[0006] 本发明主要解决架空高压输电线路除冰机器人现有的电机驱动方式带来的体型 笨重问题；提供了一种能彻底消除电机驱动带来的机器人体形笨重问题的架空高压输电线 路除冰机器人的磁力驱动旋转除冰装置。
[0007] 本发明还有一个目的是解决架空高压输电线路电机驱动式除冰机器人在杆塔之 间的除冰效率低的问题；提供了一种高效的架空高压输电线路除冰机器人的磁力驱动旋转 除冰装置。
[0008] 本发明再有一目的是打破传统的磁极式的电机驱动方式带来的结构复杂、增加高 压线负荷问题；提供了一种利用架空高压输电线周围的环形磁场对载流线圈产生的磁力旋 转驱动方式的架空高压输电线路除冰机器人的磁力驱动旋转除冰装置。
[0009] 本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
[0010] -种架空高压输电线路除冰机器人的磁力驱动旋转除冰装置，其特征在于，包括 上机体磁芯、以及下机体磁芯，上机体磁芯和下机体磁芯闭合组成一个中间空心，外缘为多 个凸台组成的梅花状本体，该梅花状本体包括一个上机体磁芯和下机体磁芯围绕构成磁芯 内环和磁芯外环305 ;所述上机体磁芯和下机体磁芯机构相同，包括若干个凸台组成的一 个弧形体，每个凸台包括两个径向边，第一径向边和第二径向边；径向边上周向设有若干导 向孔；能够通电的矩形线圈的有效长边穿过第一径向边和第二径向边上的磁芯导向孔。 [0011] 在上述的架空高压输电线路除冰机器人的磁力驱动旋转除冰装置，梅花状本体内 的空心供高压线穿过，且磁芯内环和磁芯外环与高压线同轴。
[0012] 在上述的架空高压输电线路除冰机器人的磁力驱动旋转除冰装置，第一径向边和 第二径向边延伸面经过高压线轴线。
[0013] 在上述的架空高压输电线路除冰机器人的磁力驱动旋转除冰装置，矩形线圈用软 铁材料制成；所述矩形线圈的每一圈的有效长边置于上机体磁芯以及下机体磁芯中，矩形 线圈的无效边置于弱导磁材料中。
[0014] 在上述的架空高压输电线路除冰机器人的磁力驱动旋转除冰装置，上机体磁芯以 及下机体磁芯由强导磁材料制成，强导磁材料具有聚磁作用。
[0015] 因此，本发明具有如下优点：1.磁力驱动旋转力矩使机器人的除冰装置得以旋 转，打破了由电机驱动机构旋转的传统方法，有效的避免了由多电机带来的机器人体型笨 重等问题；2.可提高除冰机器人在架空高压输电线的除冰速度；3.与现有的磁极式驱动原 理不同，该装置利用高压线周围磁场对通电线圈产生安培力驱动，设计新颖；4.体积小，重 量轻，造价低廉。
【附图说明】
[0016] 图1为磁力驱动旋转装置主视图。
[0017] 图2为磁力驱动旋转装置后视图。
[0018] 图3为磁力驱动旋转装上、下机体闭合立体视图。
[0019] 图4为磁力驱动旋转装上、下机体打开立体视图。
[0020] 图5为磁力驱动旋转装下机体磁芯立体视图。
[0021] 图6为矩形线圈立体视图。
[0022] 图7为上机体磁芯的机构尺寸图。
[0023] 图8为磁力驱动旋转装置左视图尺寸图。
[0024] 图9为磁力驱动旋转装置力计算示意图。
【具体实施方式】
[0025] 下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。图中，。
[0026] 实施例：
[0027] 参见图1 一图6,本发明利用高压电流产生的磁场对通电导线的安培力使机器人 的除冰装置得以旋转；由两个结构相同、可以开合的、闭合后可中心对称于高压导线1的上 机体磁芯2以及下机体磁芯3组成，所述除冰装置由上机体磁芯2以及下机体磁芯3和缠 绕的矩形线圈4组成。
[0028] 矩形线圈4的有效长边401穿过上、下机体磁芯的径向边302、303上的磁芯导向 孔301，矩形线圈的无