架空线除冰机器人的对称锤打式除冰机构的制作方法

本发明涉及架空线除冰机器人技术领域，特别涉及一种架空线除冰机器人的对称锤打式除冰机构。

背景技术：

架空线除冰机器人是用于清除架空输电线覆冰的自动化装置，能够有效清除覆冰，避免电力系统故障。其中，除冰机构是除冰机器人的关键机构，一般采用加热或者冲击方式实现除冰，典型的有如：授权公告号为cn101572397b，名为架空线除冰机器人的除冰机构，该除冰机构安装于架空线除冰机器人的前端，在的除冰机构的前端设有冰刀底座，在的冰刀底座上安装有用于在架空线除冰机器人推进过程中进行除冰的组合冰刀，架空线除冰机器人的除冰机构还包括破冰锥套、安装于破冰锥套内的可伸缩的破冰锥、破冰锥底座、凸轮、弹簧和破冰电机；破冰锥底座安装于架空线除冰机器人的前端，破冰锥套和破冰电机均安装在该破冰锥底座上；破冰电机连接的凸轮并驱动该凸轮旋转，弹簧设置在破冰锥套内，破冰锥插装在弹簧中，破冰锥的上端具有一与凸轮相配合的突起；破冰锥相对于架空线倾斜。

在实践中发现，上述除冰机构存在以下问题：1、由于破冰锥只设置一个，在破冰锥向覆冰冲击时由于反作用力经常导致破冰机构受力进而传递给机器人本体，造成震动甚至机器人翘起，长期如此容易引起故障甚至机器人从架空线上掉落；2、由于冰刀采用直刃结构，即刀刃为“一”字结构，虽然可以切开冰柱，但是由于架空线通常为多股导线，其表面有缝隙，被切开的冰柱仍然有部分渗透在架空线的缝隙中无法立即脱落导致除冰效果不佳；3、由于采用的是锥形结构的冰锥，在低温状态下容易磨损甚至损坏，磨损或损坏后拆卸也很麻烦。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案实现：

一种架空线除冰机器人的对称锤打式除冰机构，包括锤打机构和冰刀座，所述锤打机构包括两个结构相同并相互镜像设置的锤打机构底座，所述锤打机构底座包括锤打连杆、锤击部、弹簧、凸轮轴架、第一齿轮、凸轮轴、凸轮；

所述锤打机构底座为u形结构，其横向可滑动穿设有所述锤打连杆；所述锤打连杆一端固定设置有锤击部，另一端固定设置有凸块；所述锤打连杆上固定设置有弹簧插销，所述弹簧套设在所述锤打连杆上并位于锤打机构底座的u形槽内；

所述锤打机构底座一侧固定设置有所述凸轮轴架，所述凸轮轴架可转动穿设有所述凸轮轴；所述凸轮轴一端固定套设有所述第一齿轮，另一端固定套设有所述凸轮；

所述凸轮与所述凸块相互对应；

所述两个锤打机构之间可转动穿设有第一转轴，第一转轴一端固定套设有第一蜗杆，另一端固定套设有第二蜗杆；所述第一蜗杆和第二蜗杆分别与两个锤打机构上的第一齿轮啮合；

所述第一转轴上固定套设有第二齿轮；

所述两个锤打机构其中之一上固定设置有破冰电机，破冰电机输出轴上固定套设有主动齿轮，所述主动齿轮与所述第二齿轮相互啮合。

由于采用了对称锤打方式，锤击冰柱时两个锤击部的力作用大小相同方向相反，正好相互抵消，不仅避免了现有技术中破冰锥只设置一个，在破冰锥向覆冰冲击时由于反作用力经常导致破冰机构受力进而传递给机器人本体，造成震动甚至机器人翘起，长期如此容易引起故障甚至机器人从架空线上掉落的问题，还提高了破冰的效率。

优选地，所述冰刀座固定设置在所述锤打机构一侧并与所述锤击部相对应；所述冰刀座包括底板、刀架以及冰刀，底板和刀架呈t形结构，刀架上固定设置有冰刀，所述冰刀的刀刃分为直刃部和扩张部，所述直刃部的横截面为一直线结构，所述扩张部的横截面为三角形结构。

冰刀的刀刃分为直刃部和扩张部，在直刃部切开冰柱后，随着机器人的继续推进，横截面为三角形结构的扩张部逐渐沿着直刃部留下的缝隙进入到冰柱内，通过其结构逐渐将该冰柱缝隙撑大从而达到分离冰柱和架空线的作用。

优选地，所述锤击部包括锤座和锤头；

所述锤座为u形结构，其u上端部敞口，下端部封闭，内部设置有燕尾槽；

所述锤座的u形底板上开设有固定孔；

所述锤座内可滑动设置有所述锤头；

所述锤头包括与所述燕尾槽对应的凸缘以及锤头刃，所述锤头刃为横截面呈三角形结构；

所述锤座通过螺丝钉穿过固定孔与所述锤打连杆固定连接。

锤头与锤座可分离设置，可以在锤头磨损后更加便于更换；此外，锤头刃为横截面呈三角形结构更加便于破坏冰柱。

优选地，所述锤头与所述锤座相互匹配，所述锤头一侧固定设置有锤头刃，锤头刃采用合金钢材制成。

优选地，所述第一蜗杆和第二蜗杆的螺纹方向相反。

第一蜗杆和第二蜗杆的螺纹方向相反能够保证两个凸轮的转向相同，并能够同步。

优选地，所述第一齿轮、第二齿轮、主动齿轮均为直齿轮。

优选地，所述破冰电机为直流减速电动机。

直流减速电动机成本低廉，便于安装和控制。

优选地，所述锤打连杆的横截面呈方形结构。

锤打连杆的横截面呈方形结构可以防止在锤打过程中因震动发生转动影响锤打效果。

优选地，所述锤打机构安装到架空线除冰机器人上后，所述锤打连杆与水平面相互平行。

机器人安装到架空线上后，由于覆冰的冰柱多为倒置的蝌蚪状结构，从上下方向击打不方便也很难做到，因此从左右方向锤打是最好的选择，锤打连杆与水平面相互平行正好能够达到这一目的。

采用该优选技术方案后其有益效果包括：

1、由于采用了对称锤打方式，锤击冰柱时两个锤击部的力作用大小相同方向相反，正好相互抵消，不仅避免了现有技术中破冰锥只设置一个，在破冰锥向覆冰冲击时由于反作用力经常导致破冰机构受力进而传递给机器人本体，造成震动甚至机器人翘起，长期如此容易引起故障甚至机器人从架空线上掉落的问题，还提高了破冰的效率；

2、冰刀的刀刃分为直刃部和扩张部，在直刃部切开冰柱后，随着机器人的继续推进，横截面为三角形结构的扩张部逐渐沿着直刃部留下的缝隙进入到冰柱内，通过其结构逐渐将该冰柱缝隙撑大从而达到分离冰柱和架空线的作用；

3、锤头与锤座可分离设置，可以在锤头磨损后更加便于更换；此外，锤头刃为横截面呈三角形结构更加便于破坏冰柱；

4、机器人安装到架空线上后，由于覆冰的冰柱多为倒置的蝌蚪状结构，从上下方向击打不方便也很难做到，因此从左右方向锤打是最好的选择，锤打连杆与水平面相互平行正好能够达到这一目的。

附图说明

图1是本发明提供的除冰结构安装到架空线除冰机器人上并悬挂于架空线上的示意图；

图2是本发明提供的除冰机构安装到架空线除冰机器人上并悬挂于架空线上的俯视图；

图3是本发明提供的实施例中锤打机构的总体结构示意图；

图4是本发明提供的实施例中锤打机构的主视图；

图5是图4的俯视图；

图6是图4的侧视图；

图7是图4的仰视图；

图8是实施例中锤击部的爆炸图；

图9是实施例中冰刀座的总体示意图；

图10是实施例中冰刀的结构示意图；

图11是实施例中冰刀轴测图。

具体实施方式

为使本申请实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的图1~11，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1~5所示，一种架空线除冰机器人的对称锤打式除冰机构2，包括锤打机构和冰刀座3。图3是本发明提供的实施例中锤打机构的总体结构示意图，锤打机构包括两个结构相同并相互镜像设置的锤打机构底座20、21，锤打机构底座20、21分别固定安装在机器人同一端的两侧，并位于架空线之间。由于两个机构结构相同，仅仅是镜像对称固定，因此此处仅重点介绍其中一个即可。

锤打机构底座20包括锤打连杆201、锤击部202、弹簧203、凸轮轴架204、第一齿轮205、凸轮轴206、凸轮207。锤打机构底座20为u形结构，其采用钢板弯曲制成或者采用槽钢制成，锤打机构底座20横向可滑动穿设有锤打连杆201，锤打连杆201的横截面呈方形结构，可以防止在锤打过程中因震动发生转动影响锤打效果。

锤打连杆201一端固定设置有锤击部202，另一端固定设置有凸块2011。锤打连杆201上固定设置有弹簧插销2010，固定方式可以是螺纹方式或者是过盈配合方式。弹簧203套设在锤打连杆201上并位于锤打机构底座20的u形槽内，且弹簧203被弹簧插销2010限制在锤打机构底座20的u形槽以侧壁与弹簧插销2010之间，弹簧203一直处于半压缩状态。

锤打机构底座20一侧固定设置有两个凸轮轴架204，两个凸轮轴架204上可转动穿设有凸轮轴206。凸轮轴206一端固定套设有第一齿轮205，另一端固定套设有凸轮207。凸轮207与凸块2011相互对应，当凸轮207转动时，能够带动凸块2011移动，从而带动锤打连杆201移动并压缩弹簧203。

两个锤打机构之间可转动穿设有第一转轴22，第一转轴22一端固定套设有第一蜗杆224，另一端固定套设有第二蜗杆225。第一蜗杆224和第二蜗杆225分别与两个锤打机构上的第一齿轮205啮合。需要注意的是，本实施例中的第一蜗杆224和第二蜗杆225的螺纹方向相反，这样就能够保证两个凸轮207的转向相同，并能够同步。

第一转轴22上固定套设有第二齿轮222。两个锤打机构其中之一上固定设置有破冰电机220，本实施例选择锤打机构底座21上设置破冰电机220，破冰电机220输出轴上固定套设有主动齿轮221，主动齿轮221与第二齿轮222相互啮合。第一齿轮205、第二齿轮222、主动齿轮221均为直齿轮。

上述的锤击部202包括锤座2020、和锤头2022，图8是实施例中锤击部的爆炸图，如图8所示，锤座2020为u形结构，其u上端部敞口，下端部封闭，内部设置有燕尾槽，燕尾槽优选设置在u形槽两侧，用于滑动设置锤头2022。锤座2020的u形底板上开设有固定孔2021，锤座2020内可滑动设置有锤头2022，锤头2022包括与燕尾槽对应的凸缘以及锤头刃2023，锤头刃2023为横截面呈三角形结构。锤座2020通过螺丝钉穿过固定孔2021与锤打连杆201固定连接。安装时，由于螺丝钉被锤头2022限制，即使是震动也不会松动。锤头2022与锤座2020相互匹配，锤头2022一侧固定设置有锤头刃2023，锤头刃2023采用合金钢材制成。采用锤头2022与锤座2020可分离的设置，可以在锤头2022磨损后更加便于更换；此外，锤头刃2023为横截面呈三角形结构更加便于破坏冰柱。

为了便于安装和控制并降低成本，破冰电机220采用直流减速电动机。

需要特别注意的是，锤打机构安装到架空线除冰机器人上后，锤打连杆201与水平面相互平行。机器人安装到架空线上后，由于覆冰的冰柱多为倒置的蝌蚪状结构，从上下方向击打不方便也很难做到，因此从左右方向锤打是最好的选择，锤打连杆201与水平面相互平行正好能够达到这一目的。

请参看图1、2、9~11，为了进一步达到更好的除冰效果，冰刀座3固定设置在锤打机构一侧并与锤击部202相对应。冰刀座3包括底板30、刀架以及冰刀31，底板30和刀架呈t形结构，刀架上固定设置有冰刀31，冰刀31的刀刃分为直刃部310和扩张部311，直刃部310的横截面为一直线结构，扩张部311的横截面为三角形结构。

请参看图1~11，工作时，将架空线除冰机器人1挂在架空线4上，架空线除冰机器人1端部的锤打机构对称安装并位于架空线4两侧。当机器人检测到行进方向有覆冰时，控制破冰电机220转动，破冰电机220带动主动齿轮221、第二齿轮222、第一转轴22、第一蜗杆224、第二蜗杆225、第一齿轮205、凸轮轴206以及凸轮207转动，凸轮207带动凸块2011横向间歇运动，从而带动锤打连杆201移动并压缩弹簧203，当凸轮转动到四分之一后，由于弹簧203的作用，锤打连杆201迅速向架空线4运动，并带动锤击部202对架空线上的冰柱进行锤击。

由于采用了对称锤打方式，锤击冰柱时两个锤击部的力作用大小相同方向相反，正好相互抵消，不仅避免了现有技术中破冰锥只设置一个，在破冰锥向覆冰冲击时由于反作用力经常导致破冰机构受力进而传递给机器人本体，造成震动甚至机器人翘起，长期如此容易引起故障甚至机器人从架空线上掉落的问题，还提高了破冰的效率。

此外，冰刀31的刀刃分为直刃部310和扩张部311，在直刃部310切开冰柱后，随着机器人的继续推进，横截面为三角形结构的扩张部311逐渐沿着直刃部310留下的缝隙进入到冰柱内，通过其结构逐渐将该冰柱缝隙撑大从而达到分离冰柱和架空线的作用。