一种防振锤复位机的制作方法

本实用新型涉及高压输电线路检修领域，特别涉及一种防振锤复位机。

背景技术：

采用高压和超高压架空电力线路是我国长距离输配电力的主要方式。超长高压导线易受风的影响而振动，低频率大振幅的振动会使输电线产生疲劳破坏，从而导致断线危险。为防止或减轻导线因振动而引起的危害，常常在高压线的悬挂点外安装防振锤。如图1所示，防振锤由固定在输电线上的紧固装置和固定悬挂在紧固装置上的哑铃形重锤组成。防振锤的使用有效降低了输电线的波动。然而防振锤的安装位置对于其减振作用有重要影响。一般说来，防振锤应该安装在线路起伏的波峰处，即线路振动时的最高点。若安装时偏离安装位置，或者长期使用后，防振锤偏离了安装位置，则其作用将受到极大的削弱。因此，出现上述情况后，应当立刻将防振锤复位。

在现有技术中，防振锤偏离安装位置时，通常需要人工进行手动复位，即：首先断电，然后复位人员爬上电杆进行复位处理。这样不仅不能向用户提供稳定的电力，而且对于工人来说，也存在较大的安全隐患。虽然也有利用复位器(复位机)进行复位，但都不能有效解决工程实际中的一些技术难题。

技术实现要素：

本实用新型目的是提供一种防振锤复位机，解决现有技术中防振锤需要人工复位的技术问题。

本实用新型所采用的技术方案是：一种防振锤复位机，包括：

“门”字形壳体，壳体由顶板、前侧板、后侧板、前底板、后底板组成；

固定连接于壳体内顶壁的行走系统，行走系统用于运输壳体在输电线上移动；

设置于壳体的前底板上的垂直调整电机安装支座，在垂直调整电机安装支座上设置有垂直调整机构，垂直调整机构上设置有对中旋转电机安装支座，对中旋转电机安装支座上设置有对中旋转机构；

设置于壳体的后侧板上的背挡电机安装支座，在背挡电机安装支座上设置有背挡机构，背挡机构用于稳定支撑待复位防振锤，以便对中旋转机构在对待复位防振锤进行对中旋转操作时，待复位防振锤不发生位移；

设置于壳体的顶板的X方向摄像头，X方向摄像头垂直指向输电线，用于观察复位机在输电线上的行走位置；

设置于前侧板或后侧板上的Y方向摄像头,Y方向摄像头垂直指向对中旋转机构的防振锤紧固螺栓导向筒，用于观察对中旋转机构在Y方向上的位置及姿态；

设置于对中旋转机构内部的Z方向摄像头，Z方向摄像头指向对中旋转机构的防振锤紧固螺栓导向筒，用于观察对中旋转机构在Z方向上的位置及姿态；

设置于前底板或后底板上的蓄电池组和控制电路板；

用于向控制电路板发送指令的用户控制端。

进一步的，行走系统包括：

贯穿壳体的支架和分别设置于支架两端的电驱机构；电驱机构包括行走电机、行走轮和导线；行走电机通过与控制电路板连接；行走电机的输出轴与行走轮连接。

进一步的，背挡机构包括背挡电机、伸缩支撑机构和适合于包裹待复位防振锤背部的包裹部件；背挡电机的输出端通过伸缩支撑机构与包裹部件连接。

进一步的，垂直调整机构包括垂直调整电机和垂直调整装置；垂直调整电机与垂直调整装置连接，垂直调整装置与对中旋转电机安装支座连接；垂直调整装置与待复位防振锤的防振锤紧固螺栓垂直。

进一步的，对中旋转机构包括防振锤紧固螺栓导向筒、空心轴套筒扳手、大齿轮、小齿轮轴端挡圈、小齿轮、旋转电机、滚动轴承III挡圈、滚动轴承III、伸缩调整螺母、伸缩调整丝杠、伸缩调整轴系联轴器、伸缩调整电机、滚动轴承II挡圈、滚动轴承II、轴承端盖II、弹簧和导向筒挡圈。

进一步的，防振锤紧固螺栓导向筒包括：空心圆锥薄壁部分、第一空心圆柱体薄壁部分和第二空心圆柱体薄壁部分，空心圆锥薄壁部分通过第一空心圆柱体薄壁部分与第二空心圆柱体薄壁部分连接，空心圆锥薄壁部分的最大直径为d₁，第一空心圆柱体薄壁部分直径为d₂，第二空心圆柱体薄壁部分直径d₃，所述d₁小于防振锤紧固螺母的正六边形外接圆直径d₀，所述d₂大于防振锤紧固螺栓的螺纹公称直径。

进一步的，空心轴套筒扳手中部固联大齿轮，大齿轮与小齿轮啮合，中、下部通过滚动轴承II、滚动轴承III支撑于伸缩调整螺母内腔，两组滚动轴承相对一侧分别设置有滚动轴承II挡圈和滚动轴承III挡圈，滚动轴承II另一侧设置有轴承端盖II对其定位。

进一步的，空心轴套筒扳手内腔包括：空心圆台、复合空腔、上空心圆柱、下空心圆柱；

空心圆台下端小圆直径大于防振锤紧固螺母的正六边形外接圆直径d₀，复合空腔由直径为d₀的空心圆柱体和六角套筒扳手组成，空心圆柱体的长度小于六角套筒扳手的长度。

进一步的，在空心轴套筒扳手的空心圆柱孔中设置有弹簧。

进一步的，伸缩调整电机输出轴通过伸缩调整轴系联轴器与伸缩调整丝杠固联，伸缩调整螺母上端面设置有与其固联的旋转电机，旋转电机输出轴上设置有与其固联的小齿轮，小齿轮与大齿轮啮合；小齿轮端面通过小齿轮轴端挡圈对其定位；在伸缩调整螺母的前端面设置有“凸”字形滑槽，与垂直调整螺母的“凸”字形滑轨构成移动副。

采用如上技术方案提供的一种防振锤复位机与现有技术相比，有益效果在于：

(1)功能较完备。在详细分析防振锤复位所需的基本动作基础上，从满足其复位动作的机械结构和电气控制入手，提出了一种由行走系统、背挡机构、对中旋转机构、垂直调整机构和电气与控制系统等组成的防振锤复位机。该装置能够运动到工作位置进行对中调整、进一步放松防振锤线夹的紧固螺母、拖动防振锤移位到最初安装的正确位置(且移位时不损伤高压输电导线)、拧紧防振锤的紧固螺母使其重新固定在高压输电导线上，满足了防振锤复位过程中所需的基本动作，功能较完备。

(2)精度和自动化程度高。该装置在依次完成X、Y个方向上的对中调整后，能够利用防振锤紧固螺栓导向筒、空心轴套筒扳手和防振锤(防振锤紧固螺母、螺栓等)实现Z方向上的四次对中调整，调整精度高。将X、Y、Z三个方向摄像头拍摄的图像数据通过无线模块传送到地面终端上，实时显示复位机的位置和姿态，并通过计算机控制各步进电机的正转、反转、停止实现复位过程的自动控制，自动化程度高。

(3)应用范围广。利用行走系统的两个行走轮将复位机悬挂于单根输电导线上、支架沿输电导线轴线前后对称分布、各组成系统的独立驱动，不仅可以实现单导线输电线路上防振锤的复位，也可实现双分裂及多分裂输电线路上的防振锤复位，应用范围广。

附图说明

图1是防振锤的示意图；

图2-1是本实用新型复位机的主视图；

图2-2是本实用新型复位机的左视图；

图3是本实用新型复位机行走系统的主视图；

图4-1是本实用新型复位机背挡机构的主视图；

图4-2是本实用新型复位机背挡机构的左视图；

图5是本实用新型复位机垂直调整机构的主视图；

图6是本实用新型复位机对中旋转机构的剖视图；

图7-1是本实用新型复位机壳体的主视图；

图7-2是本实用新型复位机壳体的左视图。

具体实施方式

如图2-1、2-2、7-1、7-2所示，一种防振锤复位机，包括：“门”字形壳体3，壳体3由顶板305、前侧板301、后侧板302、前底板304、后底板303组成；

固定连接于壳体3内顶壁的行走系统2，行走系统2用于运输壳体3在输电线1上移动；

设置于壳体3的前底板304上的垂直调整电机安装支座15，在垂直调整电机安装支座15上设置有垂直调整机构16，垂直调整机构16上设置有对中旋转电机安装支座14，对中旋转电机安装支座14上设置有对中旋转机构13；

设置于壳体3的后侧板302上的背挡电机安装支座7，在背挡电机安装支座7上设置有背挡机构8，背挡机构8用于稳定支撑待复位防振锤6，以便对中旋转机构13在对待复位防振锤6进行对中旋转操作时，待复位防振锤6不发生位移；

设置于壳体3的顶板305的X方向摄像头4，X方向摄像头4垂直指向输电线1，用于观察复位机在输电线1上的行走位置；

设置于前侧板301或后侧板302上的Y方向摄像头11,Y方向摄像头11垂直指向对中旋转机构13的防振锤紧固螺栓导向筒1301，用于观察对中旋转机构13在Y方向上的位置及姿态；

设置于对中旋转机构13内部的Z方向摄像头17，Z方向摄像头17指向对中旋转机构13的防振锤紧固螺栓导向筒1301，用于观察对中旋转机构13在Z方向上的位置及姿态；

设置于前底板304或后底板303上的蓄电池组18和控制电路板19；

蓄电池组18用于向整个复位机提供动力。通常情况下，蓄电池组是指具有充放电功能的蓄电装置，但在某些特殊情况下，将蓄电组替换为直流或交流电源、太阳能电池、燃料电池等装置的，应当视为本领域的普通技术人员能够联想到的技术方式。

用于向控制电路板发送指令的用户控制端。用户控制端可以是手持端，也可以是计算机或服务器，还可以是设置了相应软件的平板或者手机。

如图3所示，行走系统2包括：贯穿壳体3的支架5和分别设置于支架5两端的电驱机构；电驱机构包括行走电机201、行走轮209和导线；行走电机201通过与控制电路板19连接；行走电机201的输出轴与行走轮209连接。导线主要用于行走机构2中信号及能源的传递，既可以是电路板中的电路，也可以实体线路，还可以是无线发送接收装置。

下面提供一种行走系统的实现方式：行走系统2由行走电机201、行走电机输出轴202、行走轴系联轴器203、行走轮轴204、轴承端盖I与滚动轴承I支座连接用紧固螺栓205、滚动轴承I206、轴承端盖I207、滚动轴承I支座208、行走轮209和行走电机支座210组成。行走电机201通过行走电机支座210与支架5固联，行走电机输出轴202通过行走轴系联轴器203与行走轮轴204联结，在行走轮轴204中部固联一个行走轮209，行走轮209两侧依次设置有与支架5固联的滚动轴承I支座208、安装于滚动轴承I支座208中的滚动轴承I206、以及通过轴承端盖I与滚动轴承I支座连接用紧固螺栓205与滚动轴承I支座208固联的轴承端盖I207。

需要说明的是，上述行走系统的方式是众多方式的其中一种，上述方案采用每个行走轮均安装驱动装置的方案，同样可以只安装一个驱动装置，通过拖行或者推行的方式来实现行走的目的。除此之外，完全省略驱动装置，依靠人工借助绳子拖行的方式也包括在行走系统要求保护的范围内。

进一步的，背挡机构8包括背挡电机801、伸缩支撑机构和适合于包裹所述待复位防振锤6背部的包裹部件；背挡电机801的输出端通过伸缩支撑机构与所述包裹部件连接。

下面提供一种背挡机构的实现方式：如图4-1、4-2所示，背挡机构8由背挡电机801、背挡电机输出轴802、背挡轴系联轴器803、背挡丝杠804、背挡螺母805、档板I806和档板II807组成。背挡电机801通过背挡电机安装支座7与壳体3固联，背挡电机输出轴802与背挡丝杠804通过背挡轴系联轴器803联结，背挡丝杠804上设置一个与档板I806、档板II807固联的背挡螺母805；背挡丝杠804在背挡电机801的正反转作用下，带动背挡螺母805靠近远离防振锤6，使得档板I806和档板II807分别卡紧放松防振锤6的上部凹槽及下侧斜面。

如图5所示，垂直调整机构16包括垂直调整电机1601和垂直调整装置；垂直调整电机1601与垂直调整装置连接，垂直调整装置与对中旋转电机安装支座14连接；垂直调整装置与待复位防振锤6的防振锤紧固螺栓垂直。

垂直调整装置在现有技术中可以是能够垂直调整的螺旋副或能够伸缩的气压或液压杆。

下面提供一种垂直调整机构16的实现方式：垂直调整机构16由垂直调整电机1601、垂直调整电机输出轴1602、垂直调整轴系联轴器1603、垂直调整螺母1604和垂直调整丝杠1605组成。垂直调整电机1601通过垂直调整电机安装支座15与壳体3固联，垂直调整电机输出轴1602与垂直调整丝杠1605通过垂直调整轴系联轴器1603联结，在与垂直调整丝杠1605旋合的垂直调整螺母1604中部、下侧设置一个“凸”字形滑轨F，滑轨F与伸缩调整螺母1309前端面的“凸”字形滑槽E构成移动副，使得对中旋转机构13上的伸缩调整螺母1309在伸缩调整电机1312正反转作用下，带动防振锤紧固螺栓导向筒1301、空心轴套筒扳手1302、大齿轮1303、小齿轮1305、旋转电机1306等靠近远离防振锤紧固螺母9。

如图6所示，对中旋转机构13包括防振锤紧固螺栓导向筒1301、空心轴套筒扳手1302、大齿轮1303、小齿轮轴端挡圈1304、小齿轮1305、旋转电机1306、滚动轴承III挡圈1307、滚动轴承III1308、伸缩调整螺母1309、伸缩调整丝杠1310、伸缩调整轴系联轴器1311、伸缩调整电机1312、滚动轴承II挡圈1313、滚动轴承II1314、轴承端盖II1315、弹簧1316和导向筒挡圈1317。

如图6所示，防振锤紧固螺栓导向筒1301包括：空心圆锥薄壁部分、第一空心圆柱体薄壁部分和第二空心圆柱体薄壁部分，空心圆锥薄壁部分通过第一空心圆柱体薄壁部分与第二空心圆柱体薄壁部分连接，空心圆锥薄壁部分的最大直径为d₁，第一空心圆柱体薄壁部分直径为d₂，第二空心圆柱体薄壁部分直径为d₃，d₁小于防振锤紧固螺母9的正六边形外接圆直径d₀，d₂大于防振锤紧固螺栓10的螺纹公称直径。

需要特别说明的是，上端空心圆台外圆直径d₁略小于防振锤紧固螺母9的正六边形外接圆直径d₀，下端内侧小空心圆柱的内腔直径d₂略大于防振锤紧固螺栓10的螺纹公称直径，下端外侧大空心圆柱的外圆直径等于空心圆柱C的直径d₃。

如图6所示，空心轴套筒扳手1302中部固联大齿轮1303，大齿轮1303与小齿轮1305啮合，中、下部通过滚动轴承II1314、滚动轴承III1308支撑于伸缩调整螺母1309内腔，两组滚动轴承相对一侧分别设置有滚动轴承II挡圈1313和滚动轴承III挡圈1307，滚动轴承II1314另一侧设置有轴承端盖II1315对其定位。

大齿轮1303与小齿轮1305啮合，通过旋转电机1306的正、反转，使得空心轴套筒扳手1302放松、拧紧防振锤紧固螺母9。

如图6所示，空心轴套筒扳手1302内腔包括：空心圆台A、复合空腔B、上空心圆柱C、下空心圆柱D；

空心圆台A下端小圆直径大于防振锤紧固螺母9的正六边形外接圆直径d₀，复合空腔B由直径为d₀的空心圆柱体和六角套筒扳手组成，空心圆柱体的长度小于六角套筒扳手的长度。

特别说明的是，空心圆台A下端小圆直径略大于防振锤紧固螺母9的正六边形外接圆直径d₀(利用防振锤紧固螺母9进行Z方向的第三次导向,下文将对第三次导向进行详细说明)；复合空腔B由长度为L₁、直径为d₀的空心圆柱体(当防振锤紧固螺栓导向筒1301在外力作用下沿Z方向向下移动时，空心圆柱体套住防振锤紧固螺母9，利用防振锤紧固螺母9进行Z方向的第四次导向，下文将对第四次导向进行详细说明)和长度为L₂的六角套筒扳手用于放松、拧紧防振锤紧固螺母9组成。

如图6所示，在空心轴套筒扳手1302的空心圆柱孔C中设置有弹簧1316。当空心轴套筒扳手1302沿Z方向向上移动时，防振锤紧固螺栓导向筒1301上端面受到防振锤紧固螺母9下端面阻挡，防振锤紧固螺栓导向筒1301沿Z方向向下移动，弹簧收缩；当空心轴套筒扳手1302沿Z方向向下移动时，弹簧恢复原长，防振锤紧固螺栓导向筒1301复位。

如图6所示，伸缩调整电机1312输出轴通过伸缩调整轴系联轴器1311与伸缩调整丝杠1310固联，伸缩调整螺母1309上端面设置有与其固联的旋转电机1306，旋转电机1306输出轴上设置有与其固联的小齿轮1305，小齿轮1305与大齿轮1303啮合；小齿轮1305端面通过小齿轮轴端挡圈1304对其定位；在伸缩调整螺母1309的前端面设置有“凸”字形滑槽E，与垂直调整螺母1604的“凸”字形滑轨F构成移动副。

特别说明的是，小齿轮1305与大齿轮1303啮合，通过旋转电机1306的正、反转，使得空心轴套筒扳手1302放松、拧紧防振锤紧固螺母9；在伸缩调整螺母1309的前端面设置有“凸”字形滑槽E，与垂直调整螺母1604的“凸”字形滑轨F构成移动副，使得对中旋转机构13上的伸缩调整螺母1309在伸缩调整电机1312正反转作用下，带动防振锤紧固螺栓导向筒1301、空心轴套筒扳手1302、大齿轮1303、小齿轮1305、旋转电机1306等沿Z方向靠近防振锤紧固螺母9。

下面对复位机的工作原理进行简要叙述：

本装置依靠地面上操作人员远程控制各电机的正转、反转和停止，完成防振锤复位所需的以下几个基本动作。

(1)复位机从架线位置沿高压输电导线运动到工作位置,并完成X方向上的对中调整。将该复位机架设于输电导线上，通过两个行走电机201正转，使其沿导线运动到工作位置附近(即移位后防振锤的位置)后停止，观察X方向摄像头传送至计算机的图像，判断空心轴套筒扳手1302的具体位置；行走电机201正(反)转，进行微调，使空心轴套筒扳手1302的轴线和防振锤紧固螺栓10的轴线在X方向上处于同一个平面内，完成X方向上的对中调整，行走电机201停止。

(2)调整对中旋转机构上的空心轴套筒扳手轴线对准防振锤线夹紧固螺栓的轴线，完成Y方向上的对中调整。观察Y方向摄像头传送至计算机的图像，判断空心轴套筒扳手1302的具体位置；正(反)转垂直调整电机1601，依次带动垂直调整螺母1604、以及与垂直调整螺母1604固联的对中旋转机构13沿Y方向上(下)移动，使空心轴套筒扳手1302的轴线和防振锤紧固螺栓10的轴线处于同一条直线上，完成Y方向上的对中调整，垂直调整电机1601停止。为精确控制，Y方向摄像头上可以安装调整位置的姿态控制电机12。

(3)背挡机构从后方、下方卡紧防振锤的上部凹槽及下侧斜面。背挡电机801正转，背挡丝杠804带动背挡螺母805靠近防振锤6，使档板I806和档板II807分别卡紧防振锤6的上部凹槽及下侧斜面，将防振锤6固定，背挡电机801停止。

(4)继续调整对中旋转机构上的空心轴套筒扳手轴线对准防振锤线夹紧固螺栓的轴线，完成Z方向上的四次对中调整；同时，空心轴套筒扳手1302卡住防振锤紧固螺母9。

伸缩调整电机1312正转，带动防振锤紧固螺栓导向筒1301、空心轴套筒扳手1302、大齿轮1303、小齿轮1305、旋转电机1306等沿Z方向靠近防振锤紧固螺母9；当位于最上方的防振锤紧固螺栓导向筒1301的空心圆台内腔与防振锤紧固螺栓10外圆柱面接触时，进行Z方向的第一次导向；伸缩调整电机1312继续正转，当防振锤紧固螺栓导向筒1301的下端内侧小空心圆柱与防振锤紧固螺栓10外圆柱面接触时，进行Z方向的第二次导向；伸缩调整电机1312继续正转，当防振锤紧固螺栓导向筒1301的上端面与防振锤紧固螺母9的下端面接触时，受其阻挡，防振锤紧固螺栓导向筒1301沿Z方向向下移动，弹簧1316收缩，防振锤紧固螺母9与空心轴套筒扳手1302的空心圆台A内腔接触，进行Z方向的第三次导向；伸缩调整电机1312继续正转，当防振锤紧固螺母9与空心轴套筒扳手1302复合空腔B中的长度为L₁、直径为d₀的空心圆柱体接触时，进行Z方向的第四次导向。

(5)伸缩调整电机1312继续正转，同时启动旋转电机1306正转，防振锤紧固螺栓导向筒1301沿Z方向继续向下移动，防振锤紧固螺母9与空心轴套筒扳手1302复合空腔B中长度为L₂的六角套筒扳手接触，空心轴套筒扳手1302卡住防振锤紧固螺母9，伸缩调整电机1312停止。

(6)空心轴套筒扳手正转，放松防振锤线夹的紧固螺母。旋转电机1306继续正转，背挡机构8卡紧防振锤6的上部凹槽及下侧斜面，放松防振锤紧固螺母9。

(7)将防振锤沿高压输电导线移位到最初安装的正确位置。观察Z方向摄像头传送至计算机的图像，将防振锤紧固螺母9放松至一定程度时，旋转电机1306停止；行走电机201反转，观察X方向摄像头传送至计算机的图像，将防振锤6移位到最初安装的正确位置，行走电机201停止。

(8)空心轴套筒扳手反转，拧紧防振锤的紧固螺母，使其重新固定在高压输电导线上。观察Z方向摄像头传送至计算机的图像，旋转电机1306反转，背挡机构8卡紧防振锤6的上部凹槽及下侧斜面，拧紧防振锤紧固螺母9，旋转电机1306停止。

(9)装置恢复原位。背挡电机电机801、伸缩调整电机1312反转，背挡机构8、对中旋转机构13等恢复原位，防振锤复位结束。

采用如上技术方案提供的一种防振锤复位机与现有技术相比，有益效果在于：

(1)功能较完备。在详细分析防振锤复位所需的基本动作基础上，从满足其复位动作的机械结构和电气控制入手，提出了一种由行走系统、背挡机构、对中旋转机构、垂直调整机构和电气与控制系统等组成的防振锤复位机。该复位机能够运动到工作位置进行对中调整、进一步放松防振锤线夹的紧固螺母、拖动防振锤移位到最初安装的正确位置(且移位时不损伤高压输电导线)、拧紧防振锤的紧固螺母使其重新固定在高压输电导线上，满足了防振锤复位过程中所需的基本动作，功能较完备。

(2)精度和自动化程度高。该装置在依次完成X、Y个方向上的对中调整后，能够利用防振锤紧固螺栓导向筒、空心轴套筒扳手和防振锤(防振锤紧固螺母、螺栓等)实现Z方向上的四次对中调整，调整精度高。将X、Y、Z三个方向摄像头拍摄的图像数据通过无线模块传送到地面终端上，实时显示复位机的位置和姿态，并通过计算机控制各步进电机的正转、反转、停止实现复位过程的自动控制，自动化程度高。

(3)应用范围广。利用行走系统的两个行走轮将复位机悬挂于单根输电导线上、支架沿输电导线轴线前后对称分布、各组成系统的独立驱动，不仅可以实现单导线输电线路上防振锤的复位，也可实现双分裂及多分裂输电线路上的防振锤复位，应用范围广。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。