自平衡式配电线路杂物清理装置的制作方法

本发明属于配电线路维护技术领域，尤其涉及一种自平衡式配电线路杂物清理装置。

背景技术：

配电线路电缆上缠绕异物如广告布条、气球等，容易遭受雷击、火灾等事件，进而引起配电线路的损伤，导致配电线路运行维护工作困难，由于大部分电缆在高空部位，其危害性大，作业人员未近距离靠近电缆很难发现或消除上述缺陷；采取带电作业存在很大极限性，往往受到带电作业安全间隙的限制而无法开展，又存在较大危险性，特别是进入断股电缆或电位拆除异物作业存在很大的安全风险，且劳动强度极大，而对于电缆垂直排列或有交叉跨越的情况，则需要停电作业，降低了供电可靠性。而且在清理过程中，由于清理装置的自身缺点，对配电线路清理不完全，导致配电线路发生二次损坏。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种自动化程度高、劳动强度低、操作便捷高效、安全可靠性强的自平衡式配电线路杂物清理装置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：自平衡式配电线路杂物清理装置，包括驱动轮组件和设在驱动轮组件下方的安全轮组件，驱动轮组件左侧和右侧分别设有一个可折叠支撑式平衡翼，两个可折叠支撑式平衡翼的构造相同且左右对称设置，两个可折叠支撑式平衡翼上连接有位于驱动轮组件下部前方的杂物清理器；

驱动轮组件包括轮毂、左支撑架和右支撑架，左支撑架和右支撑架的构造相同且左右对称设置；左支撑架和右支撑架均由三根支臂组成，三根支臂的内端固定连接，相邻两个支臂之间的夹角为120°，三根支臂的外端侧部分别设有一个支撑导向轮，左支撑架上的三个支撑导向轮的中心线位于同一个圆柱表面上，左支撑架上的三个支撑导向轮和右支撑架上的三个支撑导向轮左右一一相对设置；

轮毂内壁的左侧和右侧分别设有圆形轨道，左侧的三个支撑导向轮均伸入并滚动连接在左侧的圆形轨道上，右侧的三个支撑导向轮均伸入并滚动连接在右侧的圆形轨道上；轮毂外圆周设有行走轮，行走轮沿圆周表面上设有一圈上轮槽；

右侧的可折叠支撑式平衡翼包括水平连接板、翻转支撑板和连杆，水平连接板左侧固定设在右支撑架右侧下部，水平连接板左侧与翻转支撑板右侧铰接，水平连接板下表面固定设有翻转电机，翻转支撑板下表面沿左右方向设有导向板，导向板上沿左右方向设有导向孔，翻转电机的主轴与连杆的一端垂直并固定连接，连杆的另一端垂直设有伸入到导向孔内并可沿导向孔滑动的导柱；

水平连接板下表面设有无线信号接收器；左支撑架和右支撑架之间设有位于轮毂内的安装架，安装架上设有陀螺旋转平衡机构、控制电路板、可充电锂电池和用于驱动轮毂转动的动力驱动机构。

陀螺旋转平衡机构包括设在安装架上的两个安装盒，两个安装盒沿前后方向水平布置，两个安装盒的顶部均敞口，每个安装盒的右侧均开设有安装孔，每个安装盒内均设有一个陀螺仪，每个安装盒的右侧均设有一个陀螺角度控制电机，陀螺角度控制电机的主轴穿过安装孔伸入到安装盒内并固定连接有L型的悬臂板，悬臂板由相互垂直的顶板和侧板组成，侧板左侧与陀螺角度控制电机的主轴固定并垂直连接，陀螺仪顶部与顶板下表面固定连接。

陀螺仪包括密封壳体，密封壳体内设有高速电机，高速电机的顶部与密封壳体的顶部内壁固定连接，高速电机的主轴垂直朝下并同轴向传动连接有旋转盘，旋转盘的外边缘顶部固定连接有旋转筒，旋转筒位于高速电机外壁与密封壳体内壁之间。

动力驱动机构包括位于陀螺旋转平衡机构下方的驱动电机，驱动电机的主轴上传动连接有齿轮，轮毂的内壁设有与轮毂同一中心线的内齿圈，齿轮与内齿圈啮合。

杂物清理器包括左连接杆、右连接杆、上半圆筒、下半圆筒和清理刀杆，左连接杆后端设在左侧的水平连接板上表面，右连接杆后端设在右侧的水平连接板上表面，左连接杆和右连接杆关于上轮槽的中心线左右对称设置，左连接杆前侧向右折弯，右连接杆前后向左折弯，左连接杆前端和右连接杆前端分别与上半圆筒的左侧和右侧固定连接，上半圆筒和下半圆筒的中心线重合且沿前后水平方向设置，上半圆筒和下半圆筒左右两侧分别沿长度方向一体设有凸条板，同侧的两个凸条板上穿设有用于锁紧上半圆筒和下半圆筒的紧固螺栓，上半圆筒和下半圆筒的内壁设有一层刷毛，上半圆筒内壁的刷毛和下半圆筒内壁的刷毛之间形成圆柱形的清洁通道，清洁通道的中心线与上轮槽底部横截面的中心线重合，清理刀杆后端设在下半圆筒底部，清理刀杆前端设有位于清洁通道的中心线下方的刀尖，刀尖至少设有三个。

安全轮组件包括设在左侧的水平连接板底部的左安装板和设在右侧的水平连接板底部的右安装板，左安装板和右安装板均垂直设置，左安装板和右安装板之间设有穿设有轮轴，轮轴上转动连接有位于左安装板和右安装板之间的安全轮，安全轮顶部与行走轮底部之间具有间隙，安全轮的圆周面上开设有一圈下轮槽，上轮槽和下轮槽上下对应形成穿线槽；轮轴两端分别设有固定块和螺母。

采用上述技术方案，本发明的各个部件尽量采用绝缘材料，如塑料制成，这样具有较高的安全性。本发明的使用过程为：操作者爬到电杆上，拧下紧固螺栓和螺母，取下下半圆筒和清理刀杆，抽出轮轴，取下安全轮，将上轮槽和上半圆筒置于配电线上，然后将下半圆筒扣在上半圆筒底部，拧上紧固螺栓，按上安全轮，穿上轮轴，拧上螺母。通过遥控器在地面上遥控操作，无线信号接收器接到信号后，将信号传输给控制电路板，通过控制电路板对翻转电机、高速电机、陀螺角度控制电机和驱动电机进行启闭或调速，可充电锂电池为电路控制板、其他用电元件和所有电机供电。

准备行进时，先启动陀螺旋转平衡机构，即开启两个高速电机，高速电机带动旋转盘和旋转筒高速旋转，沿前后方向设置的两个陀螺仪在高速旋转后，可以使整个装置保持良好的自平衡，然后启动翻转电机，将两个翻转支撑板迅速向上翻转与水平连接板保持水平，起到良好的平衡作用，由于陀螺仪的高速旋转以及翻转支撑板和水平连接板，避免左右倾倒，接着就可以启动驱动电机，驱动电机带动齿轮旋转，齿轮驱动齿圈旋转，齿圈带动轮毂和行走轮转动，行走轮沿着配电线向前行进，在行进过程中，清理刀杆前端的多个刀尖可将挂在配电线上的杂物清理掉，然后上半圆筒和下半圆筒内壁的刷毛就可以将配电线表面的灰尘杂质进行清洁。

初次操作者很可能在刚开始行进过程没有保持好平衡，会使驱动轮组件转动180°，安全轮和行走轮倒置，即行走轮位于安全轮下方，由于安全轮和行走轮均与输电线具有一定摩擦力，这样也可通过驱动电机带动行走轮向前行进，照样对配电线进行清洁作业。

本发明的轮毂采用左轮毂支架和右轮毂支架上设置的支撑导向轮进行支撑，同侧的三个支撑导向轮形成正三角形的三个顶点，具有良好的稳定性，充分减轻重量并降低生产成本。

陀螺仪沿前后方向设有两个，可以充分提高装置的平衡性。另外，可通过陀螺角度控制电机来驱动悬臂板转动，悬臂板再带动旋转盘和旋转筒的回转中心线倾斜一定角度，这样就可以最大程度调节本装置的左右平衡稳定性。

当本发明放置时，启动翻转电机，翻转电机的主轴驱动连杆向下转动，连杆另一端的导柱沿导向孔移动，同时将翻转支撑板向下翻转90°把整个本发明支起来。另外，翻转支撑板可以延长水平连接板的长度，从而提高平衡度。

综上所述，本发明设计新颖、原理科学、自动化程度高、劳动强度低、采用遥控操作，能够方便快捷地清除输电线路上的杂物，并对配电线路表面进行清洁。

附图说明

图1是本发明去掉杂物清理器的结构示意图；

图2是本发明去掉行走轮和安全轮组件的内部立体结构示意图；

图3是图2的半剖视图。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本发明的自平衡式配电线路杂物清理装置，包括驱动轮组件和设在驱动轮组件下方的安全轮组件，驱动轮组件左侧和右侧分别设有一个可折叠支撑式平衡翼，两个可折叠支撑式平衡翼的构造相同且左右对称设置，两个可折叠支撑式平衡翼上连接有位于驱动轮组件下部前方的杂物清理器。

驱动轮组件包括轮毂1、左支撑架和右支撑架，左支撑架和右支撑架的构造相同且左右对称设置；左支撑架和右支撑架均由三根支臂2组成，三根支臂2的内端固定连接，相邻两个支臂2之间的夹角为120°，三根支臂2的外端侧部分别设有一个支撑导向轮3，左支撑架上的三个支撑导向轮3的中心线位于同一个圆柱表面上，左支撑架上的三个支撑导向轮3和右支撑架上的三个支撑导向轮3左右一一相对设置。

轮毂1内壁的左侧和右侧分别设有圆形轨道4，左侧的三个支撑导向轮3均伸入并滚动连接在左侧的圆形轨道4上，右侧的三个支撑导向轮3均伸入并滚动连接在右侧的圆形轨道4上；轮毂1外圆周设有行走轮5，行走轮5沿圆周表面上设有一圈上轮槽6。

右侧的可折叠支撑式平衡翼包括水平连接板7、翻转支撑板8和连杆9，水平连接板7左侧固定设在右支撑架右侧下部，水平连接板7左侧与翻转支撑板8右侧铰接，水平连接板7下表面固定设有翻转电机10，翻转支撑板8下表面沿左右方向设有导向板11，导向板11上沿左右方向设有导向孔12，翻转电机10的主轴与连杆9的一端垂直并固定连接，连杆9的另一端垂直设有伸入到导向孔12内并可沿导向孔12滑动的导柱13。

水平连接板7下表面设有无线信号接收器14；左支撑架和右支撑架之间设有位于轮毂1内的安装架15，安装架15上设有陀螺旋转平衡机构、控制电路板16、可充电锂电池17和用于驱动轮毂1转动的动力驱动机构。

陀螺旋转平衡机构包括设在安装架15上的两个安装盒18，两个安装盒18沿前后方向水平布置，两个安装盒18的顶部均敞口，每个安装盒18的右侧均开设有安装孔，每个安装盒18内均设有一个陀螺仪，每个安装盒18的右侧均设有一个陀螺角度控制电机19，陀螺角度控制电机19的主轴穿过安装孔伸入到安装盒18内并固定连接有L型的悬臂板20，悬臂板20由相互垂直的顶板和侧板组成，侧板左侧与陀螺角度控制电机19的主轴固定并垂直连接，陀螺仪顶部与顶板下表面固定连接。

陀螺仪包括密封壳体21，密封壳体21内设有高速电机22，高速电机22的顶部与密封壳体21的顶部内壁固定连接，高速电机22的主轴垂直朝下并同轴向传动连接有旋转盘23，旋转盘23的外边缘顶部固定连接有旋转筒24，旋转筒24位于高速电机22外壁与密封壳体21内壁之间。

动力驱动机构包括位于陀螺旋转平衡机构下方的驱动电机25，驱动电机25的主轴上传动连接有齿轮26，轮毂1的内壁设有与轮毂1同一中心线的内齿圈27，齿轮26与内齿圈27啮合。

杂物清理器包括左连接杆28、右连接杆29、上半圆筒30、下半圆筒31和清理刀杆32，左连接杆28后端设在左侧的水平连接板7上表面，右连接杆29后端设在右侧的水平连接板7上表面，左连接杆28和右连接杆29关于上轮槽6的中心线左右对称设置，左连接杆28前侧向右折弯，右连接杆29前后向左折弯，左连接杆28前端和右连接杆29前端分别与上半圆筒30的左侧和右侧固定连接，上半圆筒30和下半圆筒31的中心线重合且沿前后水平方向设置，上半圆筒30和下半圆筒31左右两侧分别沿长度方向一体设有凸条板33，同侧的两个凸条板33上穿设有用于锁紧上半圆筒30和下半圆筒31的紧固螺栓，上半圆筒30和下半圆筒31的内壁设有一层刷毛34，上半圆筒30内壁的刷毛34和下半圆筒31内壁的刷毛34之间形成圆柱形的清洁通道，清洁通道的中心线与上轮槽6底部横截面的中心线重合，清理刀杆32后端设在下半圆筒31底部，清理刀杆32前端设有位于清洁通道的中心线下方的刀尖35，刀尖35至少设有三个。

安全轮组件包括设在左侧的水平连接板7底部的左安装板36和设在右侧的水平连接板7底部的右安装板37，左安装板36和右安装板37均垂直设置，左安装板36和右安装板37之间设有穿设有轮轴38，轮轴38上转动连接有位于左安装板36和右安装板37之间的安全轮39，安全轮39顶部与行走轮5底部之间具有间隙，安全轮39的圆周面上开设有一圈下轮槽40，上轮槽6和下轮槽40上下对应形成穿线槽43；轮轴38两端分别设有固定块41和螺母42。

本发明的各个部件尽量采用绝缘材料，如塑料制成，这样具有较高的安全性。本发明的使用过程为：操作者爬到电杆上，拧下紧固螺栓和螺母42，取下下半圆筒31和清理刀杆32，抽出轮轴38，取下安全轮39，将上轮槽6和上半圆筒30置于配电线上，然后将下半圆筒31扣在上半圆筒30底部，拧上紧固螺栓，按上安全轮39，穿上轮轴38，拧上螺母42。通过遥控器在地面上遥控操作，无线信号接收器14接到信号后，将信号传输给控制电路板16，通过控制电路板16对翻转电机10、高速电机22、陀螺角度控制电机19和驱动电机25进行启闭或调速，可充电锂电池17为电路控制板、其他用电元件和所有电机供电。

准备行进时，先启动陀螺旋转平衡机构，即开启两个高速电机22，高速电机22带动旋转盘23和旋转筒24高速旋转，沿前后方向设置的两个陀螺仪在高速旋转后，可以使整个装置保持良好的自平衡，然后启动翻转电机10，将两个翻转支撑板8迅速向上翻转与水平连接板7保持水平，起到良好的平衡作用，由于陀螺仪的高速旋转以及翻转支撑板8和水平连接板7，避免左右倾倒，接着就可以启动驱动电机25，驱动电机25带动齿轮26旋转，齿轮26驱动齿圈旋转，齿圈带动轮毂1和行走轮5转动，行走轮5沿着配电线向前行进，在行进过程中，清理刀杆32前端的多个刀尖35可将挂在配电线上的杂物清理掉，然后上半圆筒30和下半圆筒31内壁的刷毛34就可以将配电线表面的灰尘杂质进行清洁。

初次操作者很可能在刚开始行进过程没有保持好平衡，会使驱动轮组件转动180°，安全轮39和行走轮5倒置，即行走轮5位于安全轮39下方，由于安全轮39和行走轮5均与输电线具有一定摩擦力，这样也可通过驱动电机25带动行走轮5向前行进，照样对配电线进行清洁作业。

本发明的轮毂1采用左轮毂1支架和右轮毂1支架上设置的支撑导向轮3进行支撑，同侧的三个支撑导向轮3形成正三角形的三个顶点，具有良好的稳定性，充分减轻重量并降低生产成本。

陀螺仪沿前后方向设有两个，可以充分提高装置的平衡性。另外，可通过陀螺角度控制电机19来驱动悬臂板20转动，悬臂板20再带动旋转盘23和旋转筒24的回转中心线倾斜一定角度，这样就可以最大程度调节本装置的左右平衡稳定性。

当本发明放置时，启动翻转电机10，翻转电机10的主轴驱动连杆9向下转动，连杆9另一端的导柱13沿导向孔12移动，同时将翻转支撑板8向下翻转90°把整个本发明支起来。另外，翻转支撑板8可以延长水平连接板7的长度，从而提高平衡度。

本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。