CN209419095U - 输电线路导线等电位智能修补装置的控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种输电线路导线等电位智能修补装置的控制电路，所述的控制***包括有电控***及地面操作***，电控***安装于机架上。所述的电控***包括电池，PLC控制器，电机驱动器及电机，继电器，电动推杆，电锁，限位开关，开关电源，断路器，指示灯，交换机，摄像头。本实用新型通过多轴定位控制***，紧凑型执行机构与电控***，无线传输网络和智能HMI地面操作***实现了人员地面远程遥控/辅助操作的高压输电线路的自动巡检作业与断股线路的自动修补作业。

Description

输电线路导线等电位智能修补装置的控制电路

技术领域

本实用新型涉及一种带电作业导线修补装置，特别是一种输电线路导线等电位智能修补装置的控制电路。

背景技术

各种的输电线路或配电线路，由于大都在暴露在外，经受风吹雨打，且还可能遭受雷击、火灾、外破等事件导致导线损伤，这些损伤的导线存在极大的危险性，需要及时对其进行修补，在进行修补作业时，多数情况需要人工高空带电作业，危险系数高，作业流程复杂，严重情况需要停电作业，降低了供电的可靠性，带来了经济损失。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，而提供一种可用于带电修补导地线的输电线路导线等电位智能修补装置的控制电路。

一种输电线路导线等电位智能修补装置的控制电路，所述的控制***包括有电控***及地面操作***，电控***安装于机架上，所述的电控***包括电池，PLC控制器，电机驱动器及电机，继电器，电动推杆，电锁，限位开关，开关电源，断路器，指示灯，交换机，摄像头，所述的电机包括有用于驱动绕丝机构沿着机架的丝杠前后移动的电机及实现绕丝机构的两半合拢与分开的绕丝电机，电机还包括实现夹丝机构合拢与分开的电机，电机还包括使主动轮转动的电机，电机还包括使两导电轮行走的行走电机，所述的PLC控制器分别与脉冲型驱动器、电锁、限位开关、继电器、总线驱动模块及交换机相连接，所述的电机驱动器与行走轮电机相连，所述的总线驱动模块与总线型驱动器相连，总线型驱动器用于驱动绕丝电机及夹丝电机，交换机连接有摄像头及无线通讯模块AP端，无线通讯模块AP端通过交换机与PLC控制器进行数据传输，电池给PLC控制器、无线通讯模块、交换机、总线驱动模块及总线型驱动器供电，BMS锂电池***通过RS485通讯与PLC交换电池信息，PLC再将电池信息通过无线传输将数据传给地面操作***，无线通讯网桥AP端通过交换机与路摄像头进行图像传输，所述的地面操作***通过无线通讯模块CPE端与无线通讯网桥AP端进行点对点通讯，所述的电控***与机架之间为活动拆卸式连接。

电控***通过无线通讯网桥AP端与地面网桥CPE端进行点对点通讯，最大距离为视距1KM以上，无线通讯网桥AP端通过交换机与PLC进行数据传输，实现设备的行走，爬坡，绕丝，自动回零，电锁开关，推杆升降等运动控制功能。BMS锂电池***通过RS485通讯与PLC交换电池信息，PLC再将电池信息通过无线传输将数据传给地面操作***。无线通讯网桥AP端通过交换机与2路摄像头进行图像传输，实现作业现场的实时监控，记录与回放功能。

所述的PLC控制器包括有脉冲输出端口及总线输出端口的运动控制端口，还包括有IO端口，DI接驱动器报警，接限位开关， DO作为脉冲输出端口连接行走轮电机驱动器，接电锁，继电器，PLC控制器通过RS485与BMS锂电池管理***进行通讯，读取电量，温度，电压，电流关键信息，PLC控制器自带DC5V电源为脉冲型电机驱动器输入端子供电。

电控***控制6个电机，由右手坐标系将各个轴分别定义为：1轴行走1X，2轴行走2X，3轴绕丝R，4轴绕丝Y，5轴绕丝X，6轴夹丝Y。其中1，2使用脉冲型驱动器控制，3-6轴使用总线型驱动器控制。

综上所述的，本实用新型相比现有技术如下优点：

本实用新型的输电线路导地线等电位智能修补装置的电控***，通过多轴定位控制***，紧凑型执行机构与电控***，无线传输网络和智能HMI地面操作***实现了人员地面远程遥控/辅助操作的高压输电线路的自动巡检作业与断股线路的自动修补作业。本装置还具有越障，爬坡，实时监控，状态显示，运动控制，自动回零，记录回放，故障报警与急停等功能，是运用自动化设备进行高空高压带电作业的一种新的探索，开创性地避免了电网工人的高空高压等电位作业和复杂低效的安全操作流程，同时减少输电线路停电，解放高空作业人力，更安全，更高效，更经济，具有广阔的应用前景与推广价值。

通过地面操作***人工在线示教的方式，人手不直接接触预绞丝的前提下实现半自动化绕丝作业，同时记录各轴各阶段的运动数据。再通过大量实验调整脉冲数，脉冲频率找出一组可以实现一键全自动化绕丝的数据。数据再经过细致优化，使得自动化绕丝过程速度更快，更流畅，绕丝动作更精确，最终自动绕丝效果明显好于人工手动绕丝效果。

附图说明

图1是本实用新型的输电线路导地线等电位智能修补装置结构示意图。

图2是导电轮结构示意图

图3是本实用新型的绕丝机构结构示意图。

图4是绕丝机构的另一角度示意图。

图5是绕丝机构剖面图。

图6是绕丝机构的断面示意图。

图7是夹丝机构示意图。

图8是夹丝机构断面示意图。

图9是框架体结构示意图。

图10是图9的正视图。

图11是电控***框图。

图12是电控设计方案图。

图13是X-Z坐标系图。

图14是Y-Z坐标系图。

图15是电控箱的示意图。

图16是电控箱的俯视图。

标号说明1执行机构11行走装置111导电轮安装座112吊钩113悬挂臂12绕丝装置121绕丝机构1211绕丝盘支撑座12111环形滑槽1212绕丝盘12121绕丝孔121212挡叶片121213锥形半管1213电锁1214主动轮1215未级齿轮1216凸轮随动器122夹丝机构1221夹紧支撑座1222夹紧块1223柔性夹紧块1224夹丝孔2机架3控制***31电控***4螺纹丝杆5防脱离齿轮6滑轨7滑块8底板9摄像头。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型进行更详细的描述。

实施例1

一种输电线路导线等电位智能修补装置的控制电路，所述的控制***包括有电控***及地面操作***，电控***安装于机架上。

电控***主要包括BMS锂电池***，无线通讯网桥AP端（车载端），PLC控制器，电机驱动器及电机，继电器，电动推杆，电锁，限位开关，开关电源，断路器，指示灯，交换机，摄像头9等。

PLC控制器包括4路脉冲输出端口，8路总线输出端口共计12路运动控制端口，16路IO端口，4路DI接驱动器报警，7路DI接限位开关，6路DO作为脉冲输出端口连接行走轮电机驱动器，6路DO接电锁，继电器。PLC控制器通过RS485与BMS锂电池管理***进行通讯，读取电量，温度，电压，电流等关键信息。PLC控制器自带DC5V电源为脉冲型电机驱动器输入端子供电。

电控***控制6个电机，根据图13、图14制定右手坐标系，6个轴分别定义为：1轴行走1X，2轴行走2X，3轴绕丝R，4轴绕丝Y，5轴绕丝X，6轴夹丝Y。其中1，2使用脉冲型驱动器控制，3-6轴使用总线型驱动器控制。

电控***通过无线通讯网桥AP端与地面网桥CPE端进行点对点通讯，最大距离为视距1KM以上，无线通讯网桥AP端通过交换机与PLC进行数据传输，实现设备的行走，爬坡，绕丝，自动回零，电锁开关，推杆升降等运动控制功能。BMS锂电池***通过RS485通讯与PLC交换电池信息，PLC再将电池信息通过无线传输将数据传给地面操作***。无线通讯网桥AP端通过交换机与2路摄像头进行图像传输，实现作业现场的实时监控，记录与回放功能。行走轮与电机通过60齿与24齿同步带传动轮，同步传送带进行传动，减速机减速比为1:5.08，这样电机扭矩放大12.7倍，可以拖动行走轮进行大角度爬坡与越障。绕丝机构前进拖动机构主要包括平行滑轨，滑块，电机，螺纹丝杠与连接块组成。采用平行滑轨确保绕丝机构沿导线方向前进时与悬挂臂平面的保持垂直，采用双滑块一组做单边滑轨支撑点，确保绕丝机构沿导线方向前进时与底板平面的保持垂直。4mm厚矩形底板座安装在铝型材框架上方，起固定与打平作用，加强主体框架稳定性的同时确保平行滑轨安装在同一平面中。执行机构与电控箱之间采用卡扣式连接，方便分合便于运输，模块化设计也方便日后的维护升级。

输电线路导线等电位智能修补装置，包括有执行机构1、机架2及控制***3，所述的控制***用于控制执行机构的动作，所述的执行机构包括有可在导线上行走的行走装置11、用于将预绞丝缠绕于导线上的绕丝装置12，所述的控制***包括有电控***及地面操作***，执行机构、电控***安装于机架上。所述的绕丝装置包括有绕丝机构121与夹丝机构122，所述的绕丝机构包括有两半设置的绕丝盘支撑座1211、两半设置的绕丝盘1212、电锁1213及螺纹丝杠4结构，所述的丝杠为双向螺纹丝杠，两半的绕丝盘支撑座分别设置在双向丝杠的两段上且在丝杠的带动下做分开或合拢运动，所述的电锁用于锁紧合拢后的绕丝盘支撑座，在各半的绕丝盘支撑座的相向面上设置有半圆孔，两半的绕丝盘支撑座的半圆孔合并成一个圆孔，在半圆孔的孔壁上开设有半圈的可嵌入半片绕丝盘的凹槽，绕丝盘支撑座合拢时两半圈的凹槽围成一个环形滑槽12111，绕丝盘嵌套在环形滑槽中且在转动中两者同心，在绕丝盘的圆心部位设置有可穿过导线的中心圆孔，中心圆孔分别分布在两半的绕丝盘上，在各半的绕丝盘上间隔设置有绕丝孔12121，绕丝盘上的绕丝孔分布于同一圆周处，绕丝盘面向夹丝机构侧有挡叶片121212与锥形半管121213，用于绕丝作业的收尾动作，还包括有一齿轮传动，齿轮传动中末级齿轮为环状结构且与绕丝盘的端面平行的设置于绕丝盘的一端，末级齿轮1215带动绕丝盘转动，末级齿轮为两半式结构，齿轮传动的主动轮1214支撑在绕丝盘支撑座上；所述的夹丝机构包括有夹紧支撑座1221、设置于夹紧支撑座上的夹紧块1222、电锁及螺纹丝杠结构，所述的丝杠为双向螺纹丝杠，两半的夹紧支撑座分别设置在双向丝杠的两段上且在丝杠的带动下做分开或合拢运动，所述的夹紧支撑座、夹紧块为两半构成，在夹紧块上还设置有柔性夹紧块1223，柔性夹紧块为两半结构，在柔性夹紧块上间隔设置有夹丝孔1224，夹丝孔分布于柔性夹紧块的同一圆周上，夹丝孔的数量与绕丝盘上孔的数量相当，在两半的柔性夹紧块的中心部位设置有中心圆孔，中心圆孔分布于两个的柔性夹紧块上，所述的电锁用于锁紧合拢后的夹紧块；所述的夹丝机构设置在机架上，绕丝机构设置在机架上的一螺纹丝杠上并沿着丝杠做远离与靠近夹丝机构的滑动，夹丝机构与绕丝机构的两双向丝杠处于平行的状态，机架上的螺纹丝杠与夹丝机构及绕丝机构的双向螺纹丝杠相垂直，夹丝机构中的柔性夹紧块的中心圆孔与绕丝机构的绕丝盘的中心圆孔同心。在绕丝盘另一端与绕丝盘支撑座相接触的那一端面的同一圆周处间隔设置有凸轮随动器，在绕丝盘支撑座的相应面上设置有一圈的滑槽，凸轮随动器1216卡在滑槽中运行。在绕丝盘的朝向夹丝机构的那一端面的中心圆孔外圈设置有呈锥状的由两半构成的套管，套管的小端远离绕丝盘，套管的大端连接于绕丝盘。在绕丝盘的设置有套管的那一端面上沿着绕丝盘的径向分布有挡叶片，挡叶片由套管向外延伸，所述的挡叶片数量为将绕丝盘上的各绕丝孔隔离开。所述的齿轮传动中的主动轮设置于末级齿轮下方的左侧，在末级齿轮下方右侧还设置一个防脱离齿轮5，主动轮与防脱离齿轮分设于两半的绕丝盘支撑座上。所述的柔性夹紧块为普通硬橡胶材料。所述的机架为方形的框架体，在框架体上设置有两条的滑轨及一段的丝杠，丝杠平行于滑轨6并位于两滑轨之间，在滑轨上设置有滑块7，绕丝机构与滑块相连。所述的夹丝机构通过连接座安装于机架上。所述的电控***与机架之间采用卡扣式连接。所述的框架体为铝型材框架。在框架体上设置底板8。所述的行走装置包括有前后布置的导电轮、导电轮安装座、设置在导电轮安装座上的吊钩，导电轮安装座通过悬挂臂支撑在机架上，导电轮的轮轴穿过导电轮安装座，一端安装导电轮，一端安装带轮，带轮带动轮轴转动，转动的轮轴带动导电轮转动。导电轮安装座111与吊钩112为一体式结构。悬挂臂113与机架的连接处加装加强角座。所述的各螺纹丝杠，主动轮及两个的导电轮分别采用独立的电机进行驱动。

本实施例未述部分与现有技术相同。

Claims (3)

1.一种输电线路导线等电位智能修补装置的控制电路，其特征在于：所述的输电线路导线等电位智能修补装置的控制电路包括有电控***及地面操作***，电控***安装于机架上，所述的电控***与机架之间采用卡扣式连接，所述的电控***包括电池，PLC控制器，电机驱动器及电机，继电器，电动推杆，电锁，限位开关，开关电源，断路器，指示灯，交换机，摄像头，所述的电机包括有用于驱动绕丝机构沿着机架的丝杠前后移动的电机及实现绕丝机构的两半合拢与分开的绕丝电机，电机还包括实现夹丝机构合拢与分开的电机，电机还包括使主动轮转动的电机，电机还包括使两导电轮行走的行走电机，所述的PLC控制器分别与脉冲型驱动器、电锁、限位开关、继电器、总线驱动模块及交换机相连接，所述的电机驱动器与行走轮电机相连，所述的总线驱动模块与总线型驱动器相连，总线型驱动器用于驱动绕丝电机及夹丝电机，交换机连接有摄像头及无线通讯模块AP端，无线通讯模块AP端通过交换机与PLC控制器进行数据传输，电池给PLC控制器、无线通讯模块、交换机、脉冲型驱动器，总线驱动模块及总线型驱动器供电，BMS锂电池***通过RS485通讯与PLC交换电池信息，PLC再将电池信息通过无线传输将数据传给地面操作***，无线通讯网桥AP端通过交换机与2路摄像头进行图像传输，所述的地面操作***通过无线通讯模块CPE端与无线通讯网桥AP端进行点对点通讯。

2.根据权利要求1所述的一种输电线路导线等电位智能修补装置的控制电路，其特征在于：所述的PLC控制器包括有脉冲输出端口及总线输出端口的运动控制端口，还包括有IO端，DI接驱动器报警，接限位开关， DO作为脉冲输出端口连接行走轮电机驱动器， DO还连接电锁，继电器，PLC控制器通过RS485与BMS锂电池管理***进行通讯，读取电量，温度，电压，电流关键信息，PLC控制器自带DC5V电源为脉冲型电机驱动器输入端子供电。

3.根据权利要求2所述的一种输电线路导线等电位智能修补装置的控制电路，其特征在于：电控***控制6个电机，由右手坐标系将各个轴分别定义为：1轴行走1X，2轴行走2X，3轴绕丝R，4轴绕丝Y，5轴绕丝X，6轴夹丝Y，其中1，2使用脉冲型驱动器控制，3-6轴使用总线型驱动器控制。