一种输电线缆除冰机器人的制作方法

1.本发明属于电网维护技术领域，更具体地说，是涉及一种输电线缆除冰机器人。


背景技术：

2.在冬季下雪过后，输电线缆上极易结冰，并形成冰层，如果不及时清理，会使输电线缆的重量逐步增大，严重时会造成输电系统倒杆断线。目前，清除高压电线上的冰层工作需要工作人员登高至电线杆的顶处并手持除冰器清除输电线缆上的冰层，在清除较长的输电线缆时，需要多次登杆进行工作，降低了工作效率；并且使用除冰器清除输电线缆经常有残冰存留，清除效果较差。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种输电线缆除冰机器人，以解决现有技术中存在的输电线缆冰层清除效率低，且清除效果较差的技术问题。
4.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种输电线缆除冰机器人，包括移动机构、外壳及依次安装于外壳内的多个开槽机构、多个盐液喷洒器、加热器、第一冰层破碎机及第一碎冰清除器；移动机构的上端设有支撑杆；外壳固设于支撑杆上，外壳的两侧壁上设有用于输电线缆穿过的连通孔；多个开槽机构围绕输电线缆设置，开槽机构上设有开槽刀；盐液喷洒器包括储液箱、多个喷嘴及喷筒，储液箱用于容纳盐液，喷嘴和喷筒均与储液箱连接；加热器的数量为两个，分别位于输电线缆的上下方，加热器具有与输电线缆外侧面相适配的加热面；第一冰层破碎机的数量为两个，第一冰层破碎机具有击碎输电线缆表面冰层的锤头，所述锤头具有往复运动的自由度；第一碎冰清除器具有输电线缆穿过的安装孔，第一破碎清除器靠近第一冰层破碎机的一端设有用于清除碎冰的环形刃。
5.在一种可能的实现方式中，所述开槽机构和所述盐液喷洒器均为四个，绕输电线缆周向均布设置；多个所述喷嘴沿输电线缆的长度方向设置，所述喷筒位于多个所述喷嘴之间。
6.在一种可能的实现方式中，所述开槽机构包括直线驱动器、驱动电机及连接架，所述直线驱动器的固定端连接于所述外壳内壁上，自由端与所述连接架连接，所述开槽刀转动连接于所述连接架上，所述驱动电机安装于所述连接架上，且与所述开槽刀传动连接。
7.在一种可能的实现方式中，所述喷嘴包括本体结构和喷头，所述本体结构上设有出液孔道和位于所述出液孔道内的连接部，所述喷头滑动连接于所述出液孔道内；所述连接部与所述喷头之间设有伸缩管和位于所述伸缩管内的弹性件，所述伸缩管和所述弹性件的两端分别与所述连接部和所述喷头连接；所述喷头与输电线缆上的冰层接触后，挤压所述弹性件变形而控制所述喷头回缩。
8.在一种可能的实现方式中，所述储液箱上设有注液管，所述注液管穿设于所述外壳上，所述注液管的内壁上设有内螺纹和螺纹连接的密封盖。
9.在一种可能的实现方式中，位于输电线缆下方的所述加热器的外侧面上设有与所
述加热面相连通的疏通孔，用于引流融化生成的液体流出。
10.在一种可能的实现方式中，所述第一冰层破碎机包括承载架，安装板及第一驱动器，所述第一驱动器固设于所述外壳内壁上，所述承载架的下端设有开口，所述安装板固设于所述承载架内，所述锤头的数量为多个，且并列安装在所述承载架内；所述锤头的上端与所述安装板固定连接，下端穿过所述开口位于所述承载架的下方；所述锤头的下端为与输电线缆相适配的弧形面。
11.在一种可能的实现方式中，所述弧形面的内壁上设有多个破碎齿，多个所述破碎齿呈环形均布设置。
12.在一种可能的实现方式中，所述输电线缆除冰机器人还包括设于所述外壳内的第二冰层破碎机和第二碎冰清除器，所述第二冰层破碎机和所述第二碎冰清除器依次设置在所述第一碎冰清除器的下方；所述第二冰层破碎机上的所述锤头的破碎深度大于所述第一冰层破碎机上的所述锤头的破碎深度，所述第一冰层破碎机上的环形刃的内径尺寸大于所述第二冰层破碎机上的环形刃的内径尺寸；所述外壳内壁上还设有分别用于驱动所述第一碎冰清除器和所述第二碎冰清除器转动的第二驱动器。
13.在一种可能的实现方式中，所述外壳下端面上设有暂存盒，所述移动机构的上端设有储液槽，所述暂存盒上设有用于引流的导管，所述外壳的底部设有与所述暂存盒连通的贯穿孔。
14.本发明提供的输电线缆除冰机器人的有益效果在于：与现有技术相比，本发明输电线缆除冰机器人，使用时将移动机构放置于输电线缆的下方，且输电线缆穿过外壳上的连通孔；启动移动机构带动外壳在输电线缆上移动，同时启动开槽机构，借助开槽刀在输电线缆的冰层上加工出较深的凹槽，由盐液喷洒器中储液箱向喷嘴和喷筒提供盐液，喷嘴将盐液直接注入到冰层的凹槽内，而喷筒将盐液均匀喷洒至冰层表面，通过盐液降低冰的融点；进而再进入加热器的加热面与冰层接触，加快冰层融化；然后待冰层表面融化一部分后，驱动第一冰层破碎机并使用锤头击碎输电线缆表面上的冰层，且由后方的第一破碎清除器上的环形刃将输电线缆表面被击碎的冰层清理掉，便于后续对输电线缆上深度的冰层进行清除操作，借助分层除冰使冰层被完全清除。通过这种方式，由移动机构带动外壳运动，且先后经过开槽、注入盐液、加热升温、破碎冰层及清理碎冰的操作，加快了输电线缆上冰层的清除效率，同时也提高了冰层的清除效果。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本发明实施例提供的输电线缆除冰机器人的结构示意图；
17.图2为本发明实施例提供的开槽机构的安装示意图；
18.图3为本发明实施例提供的盐液喷洒器的安装示意图；
19.图4为本发明实施例提供的储液箱与外壳的连接示意图；
20.图5为本发明实施例提供的喷嘴的结构示意图；
21.图6为图5中a处的放大图；
22.图7为本发明实施例提供的加热器的侧视图；
23.图8为本发明实施例提供的第一冰层破碎机的结构示意图；
24.图9为本发明实施例提供的锤头的结构示意图：
25.图10为本发明实施例提供的第一碎冰清除器的结构示意图。
26.其中，图中各附图标记：
27.1、移动机构；11、支撑杆；12、储液槽；13、输电线缆；
28.2、外壳；21、连通孔；22、暂存盒；23、导管；24、位置传感器；
29.3、开槽机构；31、开槽刀；32、直线驱动器；33、驱动电机；34、连接架；
30.4、盐液喷洒器；41、储液箱；411、注液管；412、密封盖；42、喷嘴；43、喷筒；44、本体结构；441、出液孔道；442、连接部；45、喷头；46、伸缩管；47、弹性件；
31.5、加热器；51、加热面；52、疏通孔；
32.6、第一冰层破碎机；61、锤头；62、承载架；63、安装板；64、第一驱动器；65、开口；66、弧形面；67、破碎齿；
33.7、第一碎冰清除器；71、安装孔；72、环形刃；73、尖端；74、第二驱动器；
34.8、第二冰层破碎机；
35.9、第二碎冰清除器。
具体实施方式
36.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
37.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
38.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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发明的限制。
39.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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
40.请参阅图1至图10，现对本发明提供的输电线缆除冰机器人进行说明。一种输电线缆除冰机器人，包括移动机构1、外壳2及依次安装于外壳2内的多个开槽机构3、多个盐液喷洒器4、加热器5、第一冰层破碎机6及第一碎冰清除器7；移动机构1的上端设有支撑杆11；外壳2固设于支撑杆11上，外壳2的两侧壁上设有用于输电线缆13穿过的连通孔21；多个开槽机构3围绕输电线缆13设置，开槽机构3上设有开槽刀31；盐液喷洒器4包括储液箱41、多个喷嘴42及喷筒43，储液箱41用于容纳盐液，喷嘴42和喷筒43均与储液箱41连接；加热器5的
数量为两个，分别位于输电线缆13的上下方，加热器5具有与输电线缆13外侧面相适配的加热面51；第一冰层破碎机6的数量为两个，第一冰层破碎机6具有击碎输电线缆13表面冰层的锤头61，锤头61具有往复运动的自由度；第一碎冰清除器7具有输电线缆13穿过的安装孔71，第一破碎清除器靠近第一冰层破碎机6的一端设有用于清除碎冰的环形刃72。
41.本发明提供的输电线缆除冰机器人，与现有技术相比，使用时将移动机构1放置于输电线缆13的下方，且输电线缆13穿过外壳2上的连通孔21；启动移动机构1带动外壳2在输电线缆13上移动，同时启动开槽机构3，借助开槽刀31在输电线缆13的冰层上加工出较深的凹槽，由盐液喷洒器4中储液箱41向喷嘴42和喷筒43提供盐液，喷嘴42将盐液直接注入到冰层的凹槽内，而喷筒43将盐液均匀喷洒至冰层表面，通过盐液降低冰的融点；进而再进入加热器5的加热面51与冰层接触，加快冰层融化；然后待冰层表面融化一部分后，驱动第一冰层破碎机6并使用锤头61击碎输电线缆13表面上的冰层，且由后方的第一破碎清除器上的环形刃72将输电线缆13表面被击碎的冰层清理掉，便于后续对输电线缆13上深度的冰层进行清除操作，借助分层除冰使冰层被完全清除。通过这种方式，由移动机构1带动外壳2运动，且先后经过开槽、注入盐液、加热升温、破碎冰层及清理碎冰的操作，加快了输电线缆13上冰层的清除效率，同时也提高了冰层的清除效果。
42.由于第一冰层破碎机6上的锤头61在击碎冰层时，为分层击碎，每一次清除步骤仅对输电线缆13表面的冰层进行击碎，且使用第一破碎清除器将击碎的碎冰清除。由移动机构1控制外壳2往复运动，从而对输电线缆13逐层除冰。
43.在外壳2的前后端均设置向外延伸的承载板，承载板上安装位置传感器24，用于监测输电线缆13上冰层的厚度和剩余冰层厚度。
44.在移动机构1的作用下，外壳2等沿输电线缆13运动，因而开槽机构3在冰层上所开设出的凹槽为连续的长条状。
45.请参阅图1至图5，作为本发明提供的输电线缆除冰机器人的一种具体实施方式，开槽机构3和盐液喷洒器4均为四个，绕输电线缆13周向均布设置；多个喷嘴42沿输电线缆13的长度方向设置，喷筒43位于多个喷嘴42之间。
46.借助四个开槽机构3可以同时在冰层上均匀开设四个长条状凹槽，然后再借助四个盐液喷洒器4可以同时四个凹槽内注入盐液，且借助喷筒43向冰层表面喷射盐液，以使冰层表面各处均布满盐液，盐液被冰层内吸收而降低冰层的融点。
47.在储液箱41上安装升降器，升降器与喷嘴42连接，升降器带动喷嘴42朝向冰层运动，进而使喷嘴42的喷头45靠近凹槽或者进入凹槽内，保证盐液准确地进入到凹槽内。
48.请参阅图1和图2，作为本发明提供的输电线缆除冰机器人的一种具体实施方式，开槽机构3包括直线驱动器32、驱动电机33及连接架34，直线驱动器32的固定端连接于外壳2内壁上，自由端与连接架34连接，开槽刀31转动连接于连接架34上，驱动电机33安装于连接架34上，且与开槽刀31传动连接。
49.直线驱动器32的固定端固定安装在外壳2内壁上，而自由端与连接架34相连接，因而可以驱动连接架34朝向或者背离冰层运动。
50.开槽刀31转动连接在连接架34上，而驱动电机33固定在连接架34上，驱动电机33的输出轴与开槽刀31传动连接，启动驱动电机33后带动开槽刀31高速转动进而在冰层上加工出凹槽。
51.工作人员可以根据所需开槽的深度，借助直线驱动器32控制连接架34和开槽刀31沿输电线缆13的径向运动。
52.设置连接架34为u型结构，直线驱动器32的自由端与连接架34的腹板固定连接，驱动电机33安装在一个翼板上，开槽刀31安装在连接架34内，且一端伸出连接架34之外，用于在冰层上开槽。
53.请参阅图1、图3至图6，作为本发明提供的输电线缆除冰机器人的一种具体实施方式，喷嘴42包括本体结构44和喷头45，本体结构44上设有出液孔道441和位于出液孔道441内的连接部442，喷头45滑动连接于出液孔道441内；连接部442与喷头45之间设有伸缩管46和位于伸缩管46内的弹性件47，伸缩管46和弹性件47的两端分别与连接部442和喷头45连接；喷头45与输电线缆13上的冰层接触后，挤压弹性件47变形而控制喷头45回缩。
54.本体结构44为管状结构，喷头45安装在本体结构44的下端，且与本体结构44滑动配合。
55.本体结构44的内部设有出液孔道441和连接部442，并在连接部442靠近喷头45的一侧安装伸缩管46，伸缩管46内设置弹性件47，伸缩管46和弹性件47的另一端均与滑动进本体结构44内的喷头45固定连接。
56.设置喷嘴42的下端靠近冰层设置且与冰层相接触，并且在弹性件47和伸缩管46的作用下向上移动一段距离，以适应喷嘴42与冰层之间的接触。借助弹性件47的恢复力使喷嘴42的喷头45始终位于冰层的凹槽内，保证盐液与冰层之间接触充分接触。
57.请参阅图1、图3和图4，作为本发明提供的输电线缆除冰机器人的一种具体实施方式，储液箱41上设有注液管411，注液管411穿设于外壳2上，注液管411的内壁上设有内螺纹和螺纹连接的密封盖412。
58.使用时，工作人员可以打开密封盖412，方便、快捷地向储液箱41内加入盐液，储液箱41内有足够的盐液注入冰层的凹槽中。并且在该输电线缆除冰机器人工作时，使用密封盖412封闭注液管411，使盐液不会泄露出来。
59.请参阅图1，作为本发明提供的输电线缆除冰机器人的一种具体实施方式，位于输电线缆13下方的加热器5的外侧面上设有与加热面51相连通的疏通孔52，用于引流融化生成的液体流出。
60.在使用加热器5对输电线缆13上的冰层进行加热时，冰层表面会存在即刻融化的现象，因此在加热器5外壳2上设置与加热面51相连通的疏通孔52，使融化产生的水可以快速、完全的被排出，不会影响加热器5的加热效果。
61.在疏通孔52与加热面51的相交处加工倾斜导流面，以保证融化的水流至疏通孔52内。
62.请参阅图1和图8，作为本发明提供的输电线缆除冰机器人的一种具体实施方式，第一冰层破碎机6包括承载架62，安装板63及第一驱动器64，第一驱动器64固设于外壳2内壁上，承载架62的下端设有开口65，安装板63固设于承载架62内，锤头61的数量为多个，且并列安装在承载架62内；锤头61的上端与安装板63固定连接，下端穿过开口65位于承载架62的下方；锤头61的下端为与输电线缆13相适配的弧形面66。
63.承载架62为u型结构，第一驱动器64的自由端与承载架62的腹板固定连接，锤头61的一端安装进u型结构内，并与安装板63固定连接。锤头61具有弧形面66的一端穿过开口65
位于u型结构之外。
64.通过弧形面66与输电线缆13上的冰层接触，可以更大范围地击碎冰层。弧形面66上设有凸起部，用于增大锤头61的破碎力度。
65.设置锤头61为多个，且并列排布设置，因此在第一驱动器64的驱动下，多个锤头61共同作用在冰层上，从而对一段冰层进行破碎。
66.第一驱动器64为气缸、电动推杆等。
67.请参阅图9，作为本发明提供的输电线缆除冰机器人的一种具体实施方式，弧形面66的内壁上设有多个破碎齿67，多个破碎齿67呈环形均布设置。
68.借助破碎齿67可以增大锤头61的破坏力，从而使冰层击碎地更为彻底。破碎齿67沿弧形面66的内壁均匀布置，并且破碎齿67均竖直朝下设置，在第一驱动器64的作用下控制承载架62和锤头61竖直向下移动，竖直设置的破碎齿67可以对冰层产生强烈地碰撞。
69.请参阅图1和图10，作为本发明提供的输电线缆除冰机器人的一种具体实施方式，输电线缆除冰机器人还包括设于外壳2内的第二冰层破碎机8和第二碎冰清除器9，第二冰层破碎机8和第二碎冰清除器9依次设置在第一碎冰清除器7的下方；第二冰层破碎机8上的锤头61的破碎深度大于第一冰层破碎机6上的锤头61的破碎深度，第一冰层破碎机6上的环形刃72的内径尺寸大于第二冰层破碎机8上的环形刃72的内径尺寸；外壳2内壁上还设有分别用于驱动第一碎冰清除器7和第二碎冰清除器9转动的第二驱动器74。
70.由于开槽机构3和加热器5对冰层的影响较深，而接着使用第一冰层破碎机6对冰层进行破碎时，则破碎的冰层较浅，无法一次性全部将凹槽对应的冰层全部破碎，影响该输电线缆13冰层的清除效果和效率。
71.第一冰层破碎机6、第一碎冰清除器7、第二冰层破碎机8、第二碎冰清除器9依次设置在外壳2内部，从而在一次清除运动过程中，先由第一冰层破碎机6和第一碎冰清除器7对输电线缆13表面的冰层进行破碎后清除操作，紧接着由第二冰层破碎机8和第二碎冰清除器9对输电线缆13上的表面冰层进行破碎后清除操作，提高了一次清除运动过程的效率和深度。
72.调节第一冰层破碎机6和第二冰层破碎机8与输电线缆13与外壳2内壁的距离，即可实现冰层的破碎深度不同。改变第一碎冰清除器7和第二碎冰清除器9中环形刃72的口径，以使环形刃72可以清除不同深度位置的冰渣、碎冰。
73.第二驱动器74驱动环形刃72高速旋转，可以更好地将碎冰除去。环形刃72上设有尖端73。第二驱动器74为电动机等。
74.请参阅图1，作为本发明提供的输电线缆除冰机器人的一种具体实施方式，外壳2下端面上设有暂存盒22，移动机构1的上端设有储液槽12，暂存盒22上设有用于引流的导管23，外壳2的底部设有与暂存盒22连通的贯穿孔。
75.在除冰过程中会产生大量的冰水或者冰渣，如果不加以处理，则会落在移动机构1或者地面上，影响该输电线缆除冰机器人的正常使用。
76.因此本技术的输电线缆除冰机器人在外壳2底部开设贯穿孔后，冰水和冰渣穿过贯穿孔进入到暂存盒22中，然后通过导管23引流冰水或者冰渣至移动机构1上的储液槽12内。
77.通过这种方式，可以使对冰水和冰渣进行集中处理，不会对外部环境造成影响。
78.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。