一种角度连续可调螺旋自锁式高压输电线路接地线夹的制作方法

本发明涉及高压输电线路导线接地工具，尤其是一种角度连续可调螺旋自锁式高压输电线路接地线夹。

背景技术：

随着我国高压电网的发展，在输电线路停电检修时，检修处装设地线是保障线路停电检修人员人身安全的基本保障。目前工程检修中使用的传统接地线夹主要有有弹簧压紧式、舌型压紧式、钳型压紧式、螺旋压紧式这四类，但设计上存在不少问题，如自锁性能差，操作效率不高，适应性不高等。国内在线夹设计上尚未有很好地解决操作杆与线夹间角度连续可调的技术问题，在工程应用中存在挂接不牢靠，易脱落，或对导线位置、操作工位及输电塔架的适应性差、操作劳动强度大等现象，接地线夹脱落造成检修人员失去安全保护的情况时有发生。在停电检修前做安全措施和送电时拆除安全措施花费了检修人员大量的时间和精力，使得挂接和拆卸地线工作成为整个停电检修、抢修工作的“瓶颈”。由于传统线夹的操作杆与线夹构体部分夹角无法实现角度连续可调，使得检修人员往往只能将线夹挂接在耐张塔跳线，或者人工爬出耐张绝缘子串后对耐张线路挂架地线，存在极大的安全风险，且有违反安规的嫌疑。因此，工程施工中急需一种角度连续可调、自锁性强、适应性好的高压输电线路接地线夹，以加快挂、接地线的速度，减轻检修人员的操作强度，提高线路检修效率。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述现有技术存在的不足，提供一种自锁性强，夹持稳定，相对操作杆角度连续可调，对导线、杆塔类型和操作工位适应性好，操作效率高，可大幅降低检修人员作业强度的高压输电线路的接地线夹。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种角度连续可调螺旋自锁式高压输电线路接地线夹，包括机架、驱动机构和传动机构，其特征在于：所述机架包括调角度机架、挂钩、垂直连接板、角度调整弧形滑槽和水平连接板；所述驱动机构为驱动轴、正交锥齿轮和双向螺旋机构，正交锥齿轮包括主动锥齿轮和被动锥齿轮，双向螺旋机构包括双向螺旋丝杠和导向螺母，导向螺母上设置有定位滑动槽；所述传动机构包括导向滑轨、线夹压头和剪叉机构；

所述驱动轴由调角度机架上的轴承座支承固定，驱动轴的一端与操作杆相连，另一端与正交锥齿轮的主动锥齿轮相连，双向螺旋丝杠的下端与正交锥齿轮的被动锥齿轮相连并装配于调角度机架的轴承座上，双向螺旋丝杠的上端有两段螺纹，两段螺纹为对开反向，每段螺纹各装配有导向螺母形成螺旋副，双向螺旋丝杠由水平连接板上的轴承座支承固定；水平连接板的一端与垂直连接板相连，另一端通过锁止螺栓与调角度机架上的角度调整弧形滑槽相配合；

所述挂钩装配于垂直连接板上，导向滑轨装配于挂钩上，线夹压头装配于导向滑轨形成移动副，剪叉机构有两根剪叉臂，两根剪叉臂的一端分别通过滑动销与导向螺母上的定位滑动槽相配合，操作杆转动时带动驱动轴转动，驱动轴驱动正交锥齿轮带动双向螺旋丝杠旋转，随着双向螺旋丝杠的旋转，导向螺母通过螺旋副同时向两端或向内移动，导向螺母螺旋副向两端或向内同时移动则驱动剪叉机构实现开合运动，两根剪叉臂的另一端分别与两根连杆的一端铰接，两根连杆的另一端分别与线夹压头的一端铰接，通过剪叉机构的开、合来实现线夹压头沿导向滑轨的松、紧动作。

进一步地，所述正交锥齿轮的传动比为1：1.5，正交锥齿轮选择较小传动比设计，实现较高的操作效率，减轻检修人员的工作量。

进一步地，剪叉机构的剪叉臂采用非直臂设计，每根剪叉臂分别包括前叉臂与后叉臂，每根剪叉臂的前叉臂与后叉臂的夹角为160⁰-170⁰。前叉臂与后叉臂按增程目标设计成较小比值，能提高线夹操作效率，减轻检修人员操作工作量。

进一步地，所述挂钩的勾体部分设计有60⁰扇形导线夹持区，当线夹压头夹紧导线，导线位于扇形导线夹持区内，勾体扇形夹持区相对相邻勾体的其他部分位置成凹形，夹持区两端则形成凸台，当扭紧或松开线夹时，线夹往往摆动，此时夹持区两端凸台对导线移动起约束作用，则实现对线夹力的支撑，利于线夹的扭紧或松开。同时，凹型夹持区有自适应设计，改善对导线的夹持状况。

进一步地，挂钩的勾体导线夹持区中部设计有2~4mm宽的导线接触区，位于勾体扇形夹持区内，沿着扇形区内弧中间分布，呈带状。当线夹压头夹紧导线时，可改善导线与勾体夹持区的接触状态，在夹持力的作用下，由于材料弹性变形，则导线与导线接触区的接触状态由点接触变为面接触，增大接触面积，保证线夹良好导电状态。同时，挂钩与线夹压头的夹紧面进行自适应设计，边缘曲面采用大曲面设计，改善线夹对不同角度进线导线的夹持状态。挂钩末端采用外翻形状设计，挂接导线时更利于导线滑入线夹勾体导线夹持区内。

进一步地，所述水平连接板与角度调整弧形滑槽相配合的一端设有定位螺纹孔，定位螺纹孔配套有定位螺纹口螺旋副，锁止螺栓穿过调角度机架的角度调整弧形滑槽与定位螺纹口螺旋副相连，带动水平连接板沿着角度调整弧形滑槽移动，并旋紧固定在需要的位置，实现线夹挂钩部分与操作杆轴线在-90⁰~+90⁰之间连续角度可调，以提高线夹对高压输电杆塔、不同导线进线角度以及不同操作工位的适应性。

进一步地，所述驱动轴与操纵杆的连接处为快速转换接头。

进一步地，所述角度调整弧形滑槽的角度调整范围为0~180°。

进一步地，所述角度连续可调螺旋自锁式高压输电线路接地线夹的主体材料为7075铝合金，所述剪叉机构的剪叉臂材料为304不锈钢。

进一步地，所述正交锥齿轮为直齿锥齿轮，材质为45Cr。

有益效果：1．利用正交锥齿轮轴线相对位置不变，当其中一轴线绕另一轴线转动，其啮合条件不变的啮合特性，可方便实现操作杆轴线与线夹夹角在-90⁰~+90⁰大角度范围的连续可调，显著提高线夹对各种高压导线位置、不同输电塔架和不同操作工位的适应性，扩大线夹在各种高压输电线路检修的应用范围。

2．小的传动比锥齿轮副设计提高螺旋丝杠的转动速度、大升程螺旋丝杠设计提高传动行程、小的前后臂比的剪叉机构设计发挥机构增程效应，通过这3方面的革新设计，大幅提高线夹传动效率，显著减轻检修人员劳动强度，操作杆只需旋转1~2圈即可完成夹紧和松开动作。

3．利用螺旋自锁原理及条件，通过螺旋丝杠自锁实现线夹的自锁功能，提高检修工作的可靠性和安全性。与传统线夹相比，其显著优点在于既大幅降低检修人员劳动强度，也兼顾操作的安全性。

4．挂钩与线夹压头的导线夹持区采用边缘大曲面等自适应设计，改善对输电导线不同位置和方向的适应性，减小线夹夹紧时出现“虚夹”现象的概率。

5．反向双螺旋丝杠与剪叉传动机构的配合设计，无干涉和死点现象，保证剪叉机构两臂的开合一致性，剪叉机构受力均匀对称，从而保证了线夹压头在导向滑轨的移动的顺畅性，避免出现卡滞现象，夹持力大，确保夹持过程的稳定性和可靠性。

综上所述，本发明的接地线夹自锁性强，夹持稳定，相对操作杆角度连续可调，对导线、杆塔类型和操作工位适应性好，操作效率高，可大幅降低检修人员作业强度的高压输电线路的接地线夹，解决传统线夹在耐张塔横担上挂接难，挂接可靠性不高的技术难题，满足不同塔形和施工工位的操作要求，并可以便捷更换线夹和验电器的绝缘操作杆接头，提高接地可靠性和装设工作效率。

附图说明

图1是本发明（线夹夹角0⁰）示意图。

图2是本发明（线夹夹角90⁰）正视图。

图3是本发明（线夹夹角0⁰）俯视图。

图4是本发明的正交锥齿轮副与角度调整弧形滑槽装配示意图。

图5是本发明的双向螺旋丝杠立体图。

图6是本发明的调角度机架立体图。

图7是本发明的剪叉机构示意图。

图8是本发明的线夹压头立体图。

图9是本发明（线夹夹角0⁰）斜视立体图。

图10是本发明（线夹夹角-90⁰）轴视立体图。

图11是本发明（线夹夹角90⁰）轴视立体图。

图中标记：1-调角度机架，2-挂钩，3-垂直连接板，4-角度调整弧形滑槽，5-导向滑轨，6-线夹压头，7-剪叉机构，8-驱动轴，9-正交锥齿轮，10-双向螺旋丝杠，11-导向螺母，12-水平连接板，13-定位滑动槽。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明作进一步说明。

如图1至图11所示，本发明的一种角度连续可调螺旋自锁式高压输电线路接地线夹，包括机架、驱动机构和传动机构，机架包括调角度机架1、挂钩2、垂直连接板3、角度调整弧形滑槽4和水平连接板12；驱动机构为驱动轴8、正交锥齿轮9和双向螺旋机构，正交锥齿轮9由主动锥齿轮与被动锥齿轮啮合形成，锥齿轮副传动比为1：1.5，双向螺旋机构包括双向螺旋丝杠10和导向螺母11，导向螺母11上设置有定位滑动槽13；传动机构包括导向滑轨5、线夹压头6和剪叉机构7。

其中，挂钩2的勾体部分设计有60⁰扇形导线夹持区，线夹压头6和勾体导线夹持区中部设计有3mm的导线接触区，挂钩2末端为外翻形状。角度调整弧形滑槽4的角度调整范围为0~180°。本发明的主体材料为7075铝合金，其中的剪叉机构7的剪叉臂材料为304不锈钢，正交锥齿轮9为直齿锥齿轮，材质为45Cr。

本发明的装配方式和作用原理如下：

调角度机架1上装配2个轴承座，用于装配及支撑驱动轴8，驱动轴8的一端通过快速转换接头与绝缘操作杆相联，绝缘操作杆旋转动力通过驱动轴8传递给线夹，驱动轴8另一端装配正交锥齿轮9的主动锥齿轮。调角度机架1上设有轴承孔，双向螺旋丝杠10的下端装配正交锥齿轮9的被动锥齿轮并装配于调角度机架1的轴承孔，双向螺旋丝杠10的上端有两段螺纹，两段螺纹为对开反向，每段螺纹上装配有一个导向螺母11形成螺旋副，每个导向螺母11的同侧上开有定位滑动槽13，因螺纹互为反向，当双向螺旋丝杠10旋转时，导向螺母11通过螺旋副同时向外或向内移动。双向螺旋丝杠10的上端由水平连接板12上的轴承座支承固定。

挂钩2装配于垂直连接板3上，导向滑轨5装配于挂钩2上，线夹压头6装配于导向滑轨5形成移动副。剪叉机构7有两根剪叉臂，剪叉臂采用非直臂设计，每根剪叉臂分别包括前叉臂与后叉臂，通过销轴铰接，前叉臂与后叉臂的夹角为165⁰。剪叉机构7的前叉臂设计有滑销，滑销装配于导向螺母11的定位滑动槽13内形成移动副。当双向螺旋丝杠10转动，导向螺母11同时向内或向外移动时，定位滑动槽13约束剪叉机构7的前叉臂滑销沿双向螺旋丝杠10轴线方向的运动，前叉臂滑销只能沿着导向螺母11上的定位滑动槽13移动，导向螺母11的移动则带动剪叉机构7的开合。

剪叉臂的两根后叉臂尾端与两根连杆一端分别通过销轴铰接，两根连杆的另一端则与线夹压头6的一端铰接一起。当剪叉机构7开合时，则通过连杆带动线夹压头6沿导向滑轨5移动，实现线夹的松开或夹紧动作。水平连接板12的一端通过螺钉与垂直连接板3连接形成一体，另一端则设计有螺孔座，锁止螺栓从调角度机架1的一侧穿过角度调整弧形滑槽4与水平连接板12的螺孔座形成螺纹配合，锁止螺栓松开后可带动水平连接板12及其上附带的双向螺旋机构、剪叉机构7、垂直连接板3及挂钩2等部件沿角度调整弧形滑槽4转动，实现了线夹与操作杆轴线之间角度在-90⁰~+90⁰范围内连续可调。当调到所需操作角度，旋紧锁止螺栓则可将线夹固定在所需角度。

使用本发明所述的一种角度连续可调螺旋自锁式高压输电线路接地线夹时，将线夹驱动轴8通过快速转换接头安装在绝缘操作杆上，通过松开锁止螺栓调整线夹角度后旋紧，旋转操作杆带动驱动轴8和正交锥齿轮9的主动锥齿轮转动，主动锥齿轮则驱动被动锥齿轮和双向螺旋丝杠10共同转动，双向螺旋丝杠10转动带动2个导向螺母11同时向外或向内移动。导向螺母11通过定位滑动槽13带动剪叉机构7开或合，剪叉机构7则通过连杆带动线夹压头6沿着导向滑轨5移动。当顺时针扭动操作杆时，压头6沿导向滑轨5向线夹勾体方向移动，把导线压紧在勾体的导线扇形夹持区内，实现对输电导线的夹紧。反之，当逆时针扭动操作杆，压头6沿导向滑轨5远离勾体移动，则实现对输电导线的夹持的松开。由于正交锥齿轮9小传动比的增速效应、双向螺旋丝杠10螺旋的大升程作用以及剪叉机构7的增程效果，能大大提高线夹的工作效率，显著降低检修人员劳动强度。