专利名称：输电线路巡检螺旋装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于沿输电线路巡检的机器人装置技术领域。适用 于一个耐张段线路间的往返运动。
技术背景目前的沿线巡检机器人研究定位于实现长距离运动、高度智能 化、大容量数据传输，其研究技术始终处于实验室阶段，不能大范围的推广开 来。由于要实现长距离运动，输电线路上的各种类型障碍必须跨越，尤其是耐 张塔的跨越，难度很大，往往因为这一原因将整套装置设计的异常复杂；由于 要实现视频数据实时传输、输电线路及杆塔绝缘子各种性能参数测量，需要携 带大量的检测仪器，整套装置重量大，常采用倒挂结构，导致"头轻脚重"，存 在较严重的晃动问题；整套装置的高度智能化设计及操作，导致其要求的运行 条件较高，不适合现场实际应用；而由于其定位过高，装置设计复杂、携带仪 器贵重，造成其单价过高，不适合大范围推广应用。
电力系统中涉及跨越地域范围最广的是输电线路部分。其跨越平原、丘陵、 山区等各种地形条件，遭受雷击、雨雪等自然天气影响，运行条件相对来说是 最不可控的部分。正常自然条件下，线路巡检工作便艰苦异常，由于其所处地 域广、自然条件复杂，道路通行困难，常规的巡检工作费时、费力，而且费用 很大，当遭遇特殊自然条件时，由于道路不通，线路通道基本处于不可控状态。 例如覆冰和积雪会引起线路倒杆(塔)断线和绝缘子闪络等重大事故，给电力 系统安全运行带来严重威胁。研究采用智能化机械装置部分代替或全部代替人 力巡线及解除线路在突发自然灾害时的故障，如覆冰破除等问题显得极为迫切。 可以看到实际的运行单位迫切需要一种能够沿线运动的机械装置，对于此 装置不要求异常复杂的功能，但是能够保证在正常自然条件，尤其是恶劣自然 灾害条件下正常工作。
基于目前线路巡检机器人存在的实际应用困难、恶劣自然灾害条件下不可 用的现实问题，而输电线路迫切需要一种简单、可靠巡检机器人的实际，设计 发明了一种直观、简单的沿输电线路螺旋运动的机械装置。
发明内容-
本实用新型的目的在于利用设计的一种简单装置，通过在有限距离线路上 的往返运动，实现一种简化的、可靠性更高的线路巡检机器人功能，同时由于 装置与导线接触面积更大，装置具备清除导线上附着物(覆冰、雪)等功能。
本实用新型是通过下列技术方案来实现的。本实用新型装置包括有不少于
两节的螺纹飞轮机构连接组成；每节螺纹飞轮机构由三个螺纹飞轮位于在同一 个平面上；该三个螺纹飞轮的中心点组成一个三角形，该三角形呈对称锐角三 角形设置，该锐角a小于60。；在螺纹飞轮的中心安装有电机；每节螺纹飞轮 机构节与节之间通过弹性连线弹性连接；每节螺纹飞轮均布设置在弹性钢箍上； 弹性钢箍过通在电机端以及螺纹飞轮末端采用非封闭开口设置，形成开口环形。 本实用新型装置能够全包裹夹持在单根输电导线上，并且与导线相接触的 仅是螺纹飞轮。所有电机做同一方向转动时，由于飞轮的螺纹状结构特点，依 靠摩擦力装置能够在导线上做旋转前进或后退运动。当导线上存在"T"型或类 似"T"型障碍时，由于装置不能再做前进运动，但存在旋转力，便会在原地旋 转，当转至装置开口处时，在沿导线驱动力作用下，装置会前进越过障碍，在 此期间由于障碍物的存在，装置只能做沿导线的直线运动，而不能旋转。越障 后装置再次做旋转运动。本发明与常规的线路巡检机器人相比较，装置重心紧 贴导线，稳定性更高；采用全包裹结构，装置夹持导线力足够，运动性能更强； 非封闭开口设计，自适应越障，不需要任何智能判断环节；弹性钢箍设计，具 备弹性扩张和收縮功能，能够适应不同结构尺寸的"T"型障碍物。
沿输电线路螺旋机械运动装置采用多节，每节三支电机及其螺纹飞轮按小
于60。的对称锐角三角形布置，节与节之间通过弹性材料连接。每节采用非封闭 开口设计，通过在电机端以及螺纹飞轮末端利用弹性钢箍连接成开口环形，装 置能够全包裹夹持在单根输电导线上，并且与导线相接触的仅是螺纹飞轮。所 有电机做同一方向转动时，由于飞轮的螺纹状结构特点，依靠摩擦力装置能够 在导线上做旋转前进或后退运动。当导线上存在"T"型或类似"T"型障碍时， 由于装置不能再做前进运动，但存在旋转力，便会在原地旋转，当转至装置开 口处时，在沿导线驱动力作用下，装置会前进越过障碍，在此期间由于障碍物 的存在，装置只能做沿导线的直线运动，而不能旋转。越障后装置再次做旋转 运动。本发明与常规的线路巡检机器人相比较，装置重心紧贴导线，稳定性更 高；采用全包裹结构，装置夹持导线力足够，运动性能更强；非封闭开口设计， 自适应越障，不需要任何智能判断环节；弹性钢箍设计，具备弹性扩张和收縮 功能，能够适应不同结构尺寸的"T"型障碍物。 本实用新型的有益效果是 a.全包裹沿圆柱体夹持设计，使装置稳定性更高，不易跌落、摇摆；
b. 电机直接驱动螺纹做同方向转动，使装置可在单根圆柱体上做螺旋前进或后 退运动；
c. 依靠螺旋运动及非封闭开口设计，使装置具备自适应跨越"T"型障碍的功 能；
e. 弹性钢箍设计，使装置在跨越障碍时具备弹性扩张和收縮功能；
f. 类似火车的多节设计，提供装置运动足够的跨越障碍驱动力。
以下结合附图及实例进一步阐述本实用新型内容。
图l为本实用新型单节螺纹飞轮装置截面图2为三节式螺纹飞轮机械装置示意图。
具体实施方式
本实用新型装置包括有不少于两节的螺纹飞轮机构1连接组成；每节螺纹 飞轮机构1由三个螺纹飞轮2位于在同一个平面上；该三个螺纹飞轮2的中心 点组成一个三角形，该三角形呈对称锐角三角形设置，该锐角a小于60。；在螺 纹飞轮2的中心安装有电机4;每节螺纹飞轮机构1节与节之间通过弹性连线 5弹性连接；每节螺纹飞轮2均布设置在弹性钢箍3上；弹性钢箍3过通在电机 4端以及螺纹飞轮2末端采用非封闭开口设置，形成开口环形。
图1示出了单节螺纹飞轮机构1的截面图，为了保证装置能够紧密夹持导 线6，而不发生脱落现象，三支电机连同螺纹飞轮呈小于60。(图l中三角形的 a角度小于60。，其余两角相等)的对称锐角三角形布置，由于装置的转动主 要依靠螺纹飞轮与2导线6的摩擦力，这样无论是电机4采用偏心结构(飞轮 直径可小于电机直径)，还是中心结构(飞轮直径必须大于电机直径)，只要能 保证仅飞轮与导线接触即可。有关螺纹飞轮直径是否大于导线直径的选择主要 基于"T"型障碍的特点、电机尺寸与扭矩的关系等综合考虑。
从图1可以看到，通过在电机端及飞轮末端通过弹性钢箍将三支运动非封 闭连接，并且呈小于60°的对称锐角三角形布置，装置具备全包裹夹持导线的能 力，当电机同方向转动时，装置即做螺旋运动。当遇到"T"型障碍时，装置具 备自主旋转、"T"型障碍通过装置的非封闭开口处，进而达到自主越障的功能。
图2示出了三节式螺纹飞轮机构1装置示意图。螺纹飞轮2上螺纹的结构， 整个飞轮的结构、尺寸，飞轮末端弹性钢箍3的连接方式、螺纹飞轮2首端与 驱动电机4的安装以及电机间弹性钢箍3的连接方式需要结合整个装置的重量， 合理选择、装配。图1中a对应角度的三节旋转机构(图2中最下面三支电机
连同飞轮结构)通过非弹性硬质材料固定连接，而另外两组旋转机构分别通过 弹性材料前后连接。当装置某一节因越障时开口处的扩张导致飞轮与导线结构 接触不牢进而引起驱动力不足的问题，由于节与节之间的弹性连接，某一节的 弹性扩张不会影响到其它节飞轮与导线的紧密接触，进而就不会影响到其余节 装置驱动力的供应。这种设计能够保证整套装置在越障时有足够的驱动力。当 然每节的尺寸、节与节之间的距离、节数的选择等可根据实际情况具体设计。
权利要求1、输电线路巡检螺旋装置，其特征是，本装置包括有不少于两节的螺纹飞轮机构(1)连接组成；每节螺纹飞轮机构(1)由三个螺纹飞轮(2)位于在同一个平面上；该三个螺纹飞轮(2)的中心点组成一个三角形，该三角形呈对称锐角三角形设置，该锐角α小于60°；在螺纹飞轮(2)的中心安装有电机(4)；每节螺纹飞轮机构(1)节与节之间通过弹性连线(5)弹性连接；每节螺纹飞轮(2)均布设置在弹性钢箍(3)上；弹性钢箍(3)过通在电机(4)端以及螺纹飞轮(2)末端采用非封闭开口设置，形成开口环形。
专利摘要输电线路巡检螺旋装置，本实用新型包括有不少于两节的螺纹飞轮机构(1)连接组成；每节螺纹飞轮机构由三个螺纹飞轮(2)位于在同一个平面上；该三个螺纹飞轮的中心点组成一个三角形，该三角形呈对称锐角三角形设置，该锐角α小于60°；在螺纹飞轮的中心安装有电机(4)；每节螺纹飞轮机构节与节之间通过弹性连线(5)弹性连接；每节螺纹飞轮均布设置在弹性钢箍(3)上；弹性钢箍过通在电机端以及螺纹飞轮末端采用非封闭开口设置，形成开口环形。本实用新型能够全包裹夹持在单根输电导线(6)上，并且与导线相接触的仅是螺纹飞轮；本装置能够在导线上做螺旋前进或后退运动；本实用新型具有稳定性高、运动性能强、自适应越障并且适应不同结构尺寸“T”型障碍物的显著优点。
文档编号H02G1/02GK201178267SQ20082008110
公开日2009年1月7日 申请日期2008年4月22日 优先权日2008年4月22日
发明者科 王 申请人:云南电力试验研究院(集团)有限公司电力研究院