CN106975621A - 一种带电高压线异物清除装置 - Google Patents
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Abstract
一种带电高压线异物清除装置，包括可高速自转的刀盘，刀盘上安装有若干个刀片，当刀盘靠近高压线缆高速旋转时，将带动刀片对其附近的异物进行高速切削。与此同时，刀盘连接在一个支撑臂上，且在支撑臂的带动下绕高压线缆偏心转动，并保证高速旋转的刀片不碰撞高压线缆，实现围绕高压线缆一圈高效环切异物的效果。将支撑臂及刀盘等安装在现有的高压线缆巡检机器人上，随着巡检机器人在高压线缆上连续移动，即可实现对整条高压线缆持续、及时清除异物。由于采用本装置替代了人工清除异物作业，因此可有效避免工作人员发生触电危险，提高带电线缆异物清除的作业安全性。
Description
技术领域
本发明主要涉及高压输电线路的带电作业机器人领域，特指一种利用高速旋转的刀片切割带电高压导线上缠绕的异物的带电高压线异物清除装置。
背景技术
带电作业是指在不断电的情况下，对高压输电线缆及其附属设备开展测试、检修等作业，是一种避免在检修时停电从而保证正常供电的有效作业方法。随着电网的快速发展，超高压、特高压输电线路带电作业作为电网供电可靠性的重要保障，其重要性日益突出。
目前，国内外研制的带电作业机器人，主要实现带电更换防震锤、带电更换间隔棒、带电清除异物、带电更换绝缘子、线缆修补、带电紧固耐张线夹引流板螺栓等作业任务，对于高压线缆上缠绕的异物，如尼龙袋、废弃物纤维条、沉积固体垃圾等，主要通过高压线缆自加热烧掉，但存在效率低下、能耗高的缺点，或者采用人力手动去除的方法，效率低下且存在触电风险。
发明内容
本发明解决上述技术的不足而提供一种能够及时、高效、安全地清除高压线缆上缠绕的异物的带电高压线异物清除装置，能够在城镇化的不断扩张、高压线缆网的逐渐密集、高压线缆上异物逐渐增多的情况下，维护输电安全。
为解决上述问题，本发明提出的解决方案为：一种带电高压线异物清除装置，包括刀盘组件、旋转组件和安装座组件，所述旋转组件通过安装座组件安装在高压线缆行走机构上，所述旋转组件的旋转支撑臂同轴套装在高压线缆上，并且在高压线缆行走机构的带动下沿高压线缆移动，所述旋转支撑臂通过传动装置带动绕高压线缆为轴心旋转，所述刀盘组件安装在旋转支撑臂上与旋转支撑臂联动旋转，所述刀盘组件包括可自转的刀盘和安装在刀盘上的多片刀片，所述刀盘带动刀片旋转时，所有刀片的刀刃形成的旋转面平行或重合且均与高压线缆设有一间距。刀盘组件在旋转组件的带动下绕高压线缆转动，并保证高速旋转的刀片不碰撞高压线缆，实现围绕高压线缆一圈高效环切异物的效果，将旋转组件及刀盘组件通过安装座组件安装在现有的高压线缆行走机构上，随着高压线缆行走机构在高压线缆上连续移动，即可实现对整条高压线缆持续、及时清除异物，本发明利用刀盘带动刀片高速旋转的对异物进行切割，巧妙地设计了让刀盘做自转和绕高压线缆公转运动的结构，有效对缠绕或沉积在高压线缆上的异物进行环切的效果，从而替代了人工清除异物作业，可有效避免工作人员发生触电危险，提高带电线缆异物清除的作业安全性。
优选地，所述旋转组件包括旋转支座和旋转支撑臂，所述旋转支座固定在安装座组件上，所述旋转支撑臂同轴套装在旋转支座外侧并且旋转支撑臂与旋转支座为滑动连接或滚动连接，所述旋转支座的中部设有大于高压线缆直径的第一圆孔，所述旋转支座通过第一圆孔套装在高压线缆上，这样利用第一圆孔使得旋转组件可以沿高压线缆无阻碍的行走，而且保证整个装置在工作过程的安全性，减轻装置从高压线缆上掉落的危险，同时通过旋转支撑臂与旋转支座的连接保证刀盘组件可以绕高压线缆旋转清除异物。
作为传动装置的一种实施方式，所述传动装置包括涡轮和蜗杆，所述旋转支撑臂外圆周上设置有齿形成涡轮，旋转轴上安装有与旋转支撑臂上齿啮合的螺旋齿形成蜗杆，所述旋转轴通过轴承安装在安装座组件上，并且通过旋转驱动电机驱动旋转。
作为传动装置的第二种实施方式，所述传动装置包括第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮啮合，所述第一齿轮同轴固定在旋转支撑臂上，所述第二齿轮固定在旋转轴上，所述旋转轴通过轴承安装在安装座组件上，并且通过旋转驱动电机驱动旋转。
作为传动装置的第三种实施方式，所述传动装置包括第一同步带轮、第二同步带轮和同步带，所述第一同步带轮和第二同步带轮通过同步带连接，所述第一同步带轮同轴固定在旋转支撑臂上，所述第二同步带轮固定在旋转轴上，所述旋转轴通过轴承安装在安装座组件上，并且通过旋转驱动电机驱动旋转。
优选地，所述旋转支座和旋转支撑臂相对应位置上沿轴向设有大于高压线缆直径的开口，所述开口与第一圆孔连通，高压线缆从开口置于第一圆孔内。通过开口方便的实现了本发明与高压线缆的连接与脱离。
优选地，所述旋转支座的一端固定在安装座组件上，另一端上安装有端盖，所述旋转支座通过端盖与旋转支撑臂固定连接。
进一步，所述刀盘组件包括用于调节刀片与高压线缆间距的高度调节装置，所述高度调节装置包括刀盘支架和偏心支架，所述刀盘支架与高压线缆平行设置，所述偏心支架固定在旋转支撑臂上，所述偏心支架上沿高压线缆径向方向设有腰形孔，所述刀盘支架通过腰形孔安装在偏心支架上，所述刀盘安装在刀盘支架上。这样刀片距高压线缆的距离可调，从而可以实现对不同异物的清除，保证清除的效果。
优选地，所述刀盘组件包括刀盘和与刀盘平行设置的刀片，所述刀片的一端通过销轴安装在刀盘上，另一端伸出所述刀盘，所述刀片可绕销轴自由转动，这样刀片在切割硬质异物时，可以回转躲避，从而防止刀片损坏。
优选地，多片所述刀片均匀布设在刀盘靠近外圆周处，且所述刀片的刀刃设置在刀片的迎风面上。
优选地，所述刀盘通过刀盘驱动电机驱动旋转，所述刀盘驱动安装在刀盘支架上，所述刀盘驱动电机的输出轴与高压线缆垂直，所述刀盘安装在刀盘驱动电机的输出轴上。
优选地，所述安装座组件包括安装座。
由于采用上述结构，本发明的优点在于：
(1)采用机械装置清除高压线缆上的异物，效率更高，更安全。
(2)采用多个刀片同时旋转工作，即使部分刀片损坏，仍可继续完成作业。
(3)刀片通过销轴安装在刀盘上，防止在切割硬质异物时损坏刀片。
(4)刀片距高压线缆的距离可调，可以实现不同的清除异物效果。
(5)旋转支撑臂上开设有开口，便于高压线缆行走机构或高压线缆行走机器人将本装置与待清理高压线缆连接，或者与高压线缆脱离，提高作业效率。
综上所述，本发明提出的解决思路为：设计一个可高速自转的刀盘，刀盘上安装有若干个刀片，当刀盘靠近高压线缆高速旋转时,将带动刀片对其附近的异物进行高速切削。与此同时，刀盘连接在一个支撑臂上，且在支撑臂的带动下绕高压线缆偏心转动，并保证高速旋转的刀片不碰撞高压线缆，实现围绕高压线缆一圈高效环切异物的效果。将支撑臂及刀盘等安装在现有的高压线缆巡检机器人上，随着巡检机器人在高压线缆上连续移动，即可实现对整条高压线缆持续、及时清除异物。由于采用本装置替代了人工清除异物作业，因此可有效避免工作人员发生触电危险，提高带电线缆异物清除的作业安全性。
附图说明
图1是本发明的总装图；
图2是本发明的轴测分解结构图；
图3是本发明的旋转支撑臂轴测图；
图4是本发明的旋转支座轴测图；
图5是本发明的偏心支架轴测图；
图6是本发明的旋转轴轴测图。
附图中，1、刀盘组件，11、刀片，12、销轴，13、刀盘，14、刀盘驱动电机，15、刀盘支架，2、旋转组件，21、旋转支座，211、圆柱面，212、第一开口，213、第一圆孔，22、旋转支撑臂，221、第一传动件，222、第二开口，223、第二圆孔，224、安装台，23、偏心支架，231、腰形孔，24、端盖，3、安装座组件，31、安装座，32、上轴承座，33、旋转轴，331、第二传动件，34、下轴承座，35、电机支架，36、旋转驱动电机，4、高压线缆。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。其它与此例类似结构都应视为受本发明启发而形成的，并受到相应保护。
如图1和图2所示，本发明的带电高压线异物清除装置，它包括刀盘组件1、旋转组件2、安装座组件3等几部分，待清理异物的高压线缆4从旋转支座21的倒V形第一开口212和旋转支撑臂22的倒V形第二开口222进入旋转支座21的圆柱孔中，或者从倒V形开口与本发明脱离。刀盘组件1通过刀盘支架15安装在旋转组件2上，并可在旋转组件2的带动下绕高压线缆4摆动。旋转组件2通过旋转支座21安装在安装座组件3上，并通过安装座组件3的安装座31与已有作业机器人连接。
参见图1和图2，刀盘组件1由刀片11、销轴12、刀盘13、刀盘驱动电机14、刀盘支架15等零件组成。刀片11通过销轴12连接在刀盘13上，并可绕销轴12自由转动，按此方法可在刀盘13上均布地安装若干个刀片11。刀盘13安装在刀盘驱动电机14的输出轴上，刀盘驱动电机14安装在刀盘支架15上。当刀盘驱动电机14工作时将带动刀盘13转动，进而带动刀片11旋转。
参见图1～图5，旋转组件2由旋转支座21、旋转支撑臂22、偏心支架23、端盖24等零件组成。旋转支撑臂22通过第二圆孔223安装在旋转支座21的圆柱面211上，形成转动配合约束。端盖24安装在旋转支座21的小端，避免旋转支撑臂22脱落。偏心支架23安装在旋转支撑臂22的安装台224上,且其上的腰形槽231方向与高压线缆方向垂直。
参见图1、图2、图6，安装座组件3由安装座31、上轴承座32、旋转轴33、下轴承座34、电机支架35、旋转驱动电机36等零件组成。旋转轴33通过上轴承座32、下轴承座34安装在安装座31上。旋转驱动电机36通过电机支架35安装在安装座上，并通过联轴器与旋转轴连接。
参见图1、图2、图3和图6，传动装置包括，旋转支撑臂22上的用于传动的第一传动件221可设计为齿轮、蜗轮或者同步带轮等，此时旋转轴33上设计的第二传动件331需与之配对，分别为齿轮、蜗杆或者同步带轮等。当旋转支撑臂22和旋转轴33上的传动的第一传动件221和第二传动件331为同步带轮时，还需通过同步带将二者连接。
参见图1、图2和图5，偏心支架23的腰形槽231用于安装刀盘模块1，当刀盘模块1的刀盘支架15安装在偏心支架23的腰形槽231上不同位置时，即可调整刀盘模块1与高压线缆4间的位置，进而调整刀片11旋转时距高压线缆4的距离。
参见图1～图4，在本发明装置开始工作前，需将旋转支座21的倒V形第一开口212和旋转支撑臂22的倒V形第二开口222对齐，从而便于高压线缆4进入到旋转支座21的圆柱孔213中。在清除异物过程，虽然旋转支撑臂22会转动并带动刀盘模块1绕高压线缆4公转，但由于刀盘模块相对于高压线缆4有一定距离，因此不会造成高速旋转的刀片11与高压线缆4发生碰撞。
需要说明的是，本说明书中仅以旋转支撑臂上设计蜗轮、旋转轴上设计蜗杆等结构绍了高压线缆异物清除装置工作原理，在具体实施时，旋转支撑臂和公转支撑轴之间的传动结构还可以是齿轮、同步带轮、链轮等常见的结构。
Claims (12)
1.一种带电高压线异物清除装置，其特征在于：包括刀盘组件、旋转组件和安装座组件，所述旋转组件通过安装座组件安装在高压线缆行走机构上，所述旋转组件的旋转支撑臂同轴套装在高压线缆上，并且在高压线缆行走机构的带动下沿高压线缆移动，所述旋转支撑臂通过传动装置带动绕高压线缆为轴心旋转，所述刀盘组件安装在旋转支撑臂上与旋转支撑臂联动旋转，所述刀盘组件包括可自转的刀盘和安装在刀盘上的多片刀片，所述刀盘带动刀片旋转时，所有刀片的刀刃形成的旋转面平行或重合且均与高压线缆设有一间距。
2.根据权利要求1所述的带电高压线异物清除装置，其特征在于：所述旋转组件包括旋转支座和旋转支撑臂，所述旋转支座固定在安装座组件上，所述旋转支撑臂同轴套装在旋转支座外侧并且旋转支撑臂与旋转支座为滑动连接或滚动连接，所述旋转支座的中部设有大于高压线缆直径的第一圆孔，所述旋转支座通过第一圆孔套装在高压线缆上。
3.根据权利要求2所述的带电高压线异物清除装置，其特征在于：所述旋转支座和旋转支撑臂相对应位置上沿轴向设有大于高压线缆直径的开口，所述开口与第一圆孔连通，高压线缆从开口置于第一圆孔内。
4.根据权利要求3所述的带电高压线异物清除装置，其特征在于：所述旋转支座的一端固定在安装座组件上，另一端上安装有端盖，所述旋转支座通过端盖与旋转支撑臂固定连接。
5.根据权利要求2所述的带电高压线异物清除装置，其特征在于：所述传动装置包括涡轮和蜗杆，所述旋转支撑臂外圆周上设置有齿形成涡轮，旋转轴上安装有与旋转支撑臂上齿啮合的螺旋齿形成蜗杆，所述旋转轴通过轴承安装在安装座组件上，并且通过旋转驱动电机驱动旋转。
6.根据权利要求2所述的带电高压线异物清除装置，其特征在于：所述传动装置包括第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮啮合，所述第一齿轮同轴固定在旋转支撑臂上，所述第二齿轮固定在旋转轴上，所述旋转轴通过轴承安装在安装座组件上，并且通过旋转驱动电机驱动旋转。
7.根据权利要求2所述的带电高压线异物清除装置，其特征在于：所述传动装置包括第一同步带轮、第二同步带轮和同步带，所述第一同步带轮和第二同步带轮通过同步带连接，所述第一同步带轮同轴固定在旋转支撑臂上，所述第二同步带轮固定在旋转轴上，所述旋转轴通过轴承安装在安装座组件上，并且通过旋转驱动电机驱动旋转。
8.根据权利要求1至7之一所述的带电高压线异物清除装置，其特征在于：所述刀盘组件包括用于调节刀片与高压线缆间距的高度调节装置，所述高度调节装置包括刀盘支架和偏心支架，所述刀盘支架与高压线缆平行设置，所述偏心支架固定在旋转支撑臂上，所述偏心支架上沿高压线缆径向方向设有腰形孔，所述刀盘支架通过腰形孔安装在偏心支架上，所述刀盘安装在刀盘支架上。
9.根据权利要求8所述的带电高压线异物清除装置，其特征在于：所述刀盘组件包括刀盘和与刀盘平行设置的刀片，所述刀片的一端通过销轴安装在刀盘上，另一端伸出所述刀盘，所述刀片可绕销轴自由转动。
10.根据权利要求9所述的带电高压线异物清除装置，其特征在于：多片所述刀片均匀布设在刀盘靠近外圆周处，且所述刀片的刀刃设置在刀片的迎风面上。
11.根据权利要求10所述的带电高压线异物清除装置，其特征在于：所述刀盘通过刀盘驱动电机驱动旋转，所述刀盘驱动安装在刀盘支架上，所述刀盘驱动电机的输出轴与高压线缆垂直，所述刀盘安装在刀盘驱动电机的输出轴上。
12.根据权利要求11所述的带电高压线异物清除装置，其特征在于：所述安装座组件包括安装座。
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