專利名稱：輸電線路巡檢螺旋裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于沿輸電線路巡檢的機(jī)器人裝置技術(shù)領(lǐng)域。適用 于一個(gè)耐張段線路間的往返運(yùn)動(dòng)。
技術(shù)背景目前的沿線巡檢機(jī)器人研究定位于實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離運(yùn)動(dòng)、高度智能 化、大容量數(shù)據(jù)傳輸，其研究技術(shù)始終處于實(shí)驗(yàn)室階段，不能大范圍的推廣開(kāi) 來(lái)。由于要實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離運(yùn)動(dòng)，輸電線路上的各種類型障礙必須跨越，尤其是耐 張塔的跨越，難度很大，往往因?yàn)檫@一原因?qū)⒄籽b置設(shè)計(jì)的異常復(fù)雜；由于 要實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸、輸電線路及桿塔絕緣子各種性能參數(shù)測(cè)量，需要攜 帶大量的檢測(cè)儀器，整套裝置重量大，常采用倒掛結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致"頭輕腳重"，存 在較嚴(yán)重的晃動(dòng)問(wèn)題；整套裝置的高度智能化設(shè)計(jì)及操作，導(dǎo)致其要求的運(yùn)行 條件較高，不適合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用；而由于其定位過(guò)高，裝置設(shè)計(jì)復(fù)雜、攜帶儀 器貴重，造成其單價(jià)過(guò)高，不適合大范圍推廣應(yīng)用。
電力系統(tǒng)中涉及跨越地域范圍最廣的是輸電線路部分。其跨越平原、丘陵、 山區(qū)等各種地形條件，遭受雷擊、雨雪等自然天氣影響，運(yùn)行條件相對(duì)來(lái)說(shuō)是 最不可控的部分。正常自然條件下，線路巡檢工作便艱苦異常，由于其所處地 域廣、自然條件復(fù)雜，道路通行困難，常規(guī)的巡檢工作費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，而且費(fèi)用 很大，當(dāng)遭遇特殊自然條件時(shí)，由于道路不通，線路通道基本處于不可控狀態(tài)。 例如覆冰和積雪會(huì)引起線路倒桿(塔)斷線和絕緣子閃絡(luò)等重大事故，給電力 系統(tǒng)安全運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重威脅。研究采用智能化機(jī)械裝置部分代替或全部代替人 力巡線及解除線路在突發(fā)自然災(zāi)害時(shí)的故障，如覆冰破除等問(wèn)題顯得極為迫切。 可以看到實(shí)際的運(yùn)行單位迫切需要一種能夠沿線運(yùn)動(dòng)的機(jī)械裝置，對(duì)于此 裝置不要求異常復(fù)雜的功能，但是能夠保證在正常自然條件，尤其是惡劣自然 災(zāi)害條件下正常工作。
基于目前線路巡檢機(jī)器人存在的實(shí)際應(yīng)用困難、惡劣自然災(zāi)害條件下不可 用的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，而輸電線路迫切需要一種簡(jiǎn)單、可靠巡檢機(jī)器人的實(shí)際，設(shè)計(jì) 發(fā)明了一種直觀、簡(jiǎn)單的沿輸電線路螺旋運(yùn)動(dòng)的機(jī)械裝置。
發(fā)明內(nèi)容-
本實(shí)用新型的目的在于利用設(shè)計(jì)的一種簡(jiǎn)單裝置，通過(guò)在有限距離線路上 的往返運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)一種簡(jiǎn)化的、可靠性更高的線路巡檢機(jī)器人功能，同時(shí)由于 裝置與導(dǎo)線接觸面積更大，裝置具備清除導(dǎo)線上附著物(覆冰、雪)等功能。
本實(shí)用新型是通過(guò)下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。本實(shí)用新型裝置包括有不少于
兩節(jié)的螺紋飛輪機(jī)構(gòu)連接組成；每節(jié)螺紋飛輪機(jī)構(gòu)由三個(gè)螺紋飛輪位于在同一 個(gè)平面上；該三個(gè)螺紋飛輪的中心點(diǎn)組成一個(gè)三角形，該三角形呈對(duì)稱銳角三 角形設(shè)置，該銳角a小于60。；在螺紋飛輪的中心安裝有電機(jī)；每節(jié)螺紋飛輪 機(jī)構(gòu)節(jié)與節(jié)之間通過(guò)彈性連線彈性連接；每節(jié)螺紋飛輪均布設(shè)置在彈性鋼箍上； 彈性鋼箍過(guò)通在電機(jī)端以及螺紋飛輪末端采用非封閉開(kāi)口設(shè)置，形成開(kāi)口環(huán)形。 本實(shí)用新型裝置能夠全包裹夾持在單根輸電導(dǎo)線上，并且與導(dǎo)線相接觸的 僅是螺紋飛輪。所有電機(jī)做同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于飛輪的螺紋狀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，依 靠摩擦力裝置能夠在導(dǎo)線上做旋轉(zhuǎn)前進(jìn)或后退運(yùn)動(dòng)。當(dāng)導(dǎo)線上存在"T"型或類 似"T"型障礙時(shí)，由于裝置不能再做前進(jìn)運(yùn)動(dòng)，但存在旋轉(zhuǎn)力，便會(huì)在原地旋 轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)至裝置開(kāi)口處時(shí)，在沿導(dǎo)線驅(qū)動(dòng)力作用下，裝置會(huì)前進(jìn)越過(guò)障礙，在 此期間由于障礙物的存在，裝置只能做沿導(dǎo)線的直線運(yùn)動(dòng)，而不能旋轉(zhuǎn)。越障 后裝置再次做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明與常規(guī)的線路巡檢機(jī)器人相比較，裝置重心緊 貼導(dǎo)線，穩(wěn)定性更高；采用全包裹結(jié)構(gòu)，裝置夾持導(dǎo)線力足夠，運(yùn)動(dòng)性能更強(qiáng)； 非封閉開(kāi)口設(shè)計(jì)，自適應(yīng)越障，不需要任何智能判斷環(huán)節(jié)；彈性鋼箍設(shè)計(jì)，具 備彈性擴(kuò)張和收縮功能，能夠適應(yīng)不同結(jié)構(gòu)尺寸的"T"型障礙物。
沿輸電線路螺旋機(jī)械運(yùn)動(dòng)裝置采用多節(jié)，每節(jié)三支電機(jī)及其螺紋飛輪按小
于60。的對(duì)稱銳角三角形布置，節(jié)與節(jié)之間通過(guò)彈性材料連接。每節(jié)采用非封閉 開(kāi)口設(shè)計(jì)，通過(guò)在電機(jī)端以及螺紋飛輪末端利用彈性鋼箍連接成開(kāi)口環(huán)形，裝 置能夠全包裹夾持在單根輸電導(dǎo)線上，并且與導(dǎo)線相接觸的僅是螺紋飛輪。所 有電機(jī)做同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于飛輪的螺紋狀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，依靠摩擦力裝置能夠 在導(dǎo)線上做旋轉(zhuǎn)前進(jìn)或后退運(yùn)動(dòng)。當(dāng)導(dǎo)線上存在"T"型或類似"T"型障礙時(shí)， 由于裝置不能再做前進(jìn)運(yùn)動(dòng)，但存在旋轉(zhuǎn)力，便會(huì)在原地旋轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)至裝置開(kāi) 口處時(shí)，在沿導(dǎo)線驅(qū)動(dòng)力作用下，裝置會(huì)前進(jìn)越過(guò)障礙，在此期間由于障礙物 的存在，裝置只能做沿導(dǎo)線的直線運(yùn)動(dòng)，而不能旋轉(zhuǎn)。越障后裝置再次做旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明與常規(guī)的線路巡檢機(jī)器人相比較，裝置重心緊貼導(dǎo)線，穩(wěn)定性更 高；采用全包裹結(jié)構(gòu)，裝置夾持導(dǎo)線力足夠，運(yùn)動(dòng)性能更強(qiáng)；非封閉開(kāi)口設(shè)計(jì)， 自適應(yīng)越障，不需要任何智能判斷環(huán)節(jié)；彈性鋼箍設(shè)計(jì)，具備彈性擴(kuò)張和收縮 功能，能夠適應(yīng)不同結(jié)構(gòu)尺寸的"T"型障礙物。 本實(shí)用新型的有益效果是 a.全包裹沿圓柱體夾持設(shè)計(jì)，使裝置穩(wěn)定性更高，不易跌落、搖擺；
b. 電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)螺紋做同方向轉(zhuǎn)動(dòng)，使裝置可在單根圓柱體上做螺旋前進(jìn)或后 退運(yùn)動(dòng)；
c. 依靠螺旋運(yùn)動(dòng)及非封閉開(kāi)口設(shè)計(jì)，使裝置具備自適應(yīng)跨越"T"型障礙的功 能；
e. 彈性鋼箍設(shè)計(jì)，使裝置在跨越障礙時(shí)具備彈性擴(kuò)張和收縮功能；
f. 類似火車的多節(jié)設(shè)計(jì)，提供裝置運(yùn)動(dòng)足夠的跨越障礙驅(qū)動(dòng)力。
以下結(jié)合附圖及實(shí)例進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型內(nèi)容。

圖l為本實(shí)用新型單節(jié)螺紋飛輪裝置截面圖2為三節(jié)式螺紋飛輪機(jī)械裝置示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型裝置包括有不少于兩節(jié)的螺紋飛輪機(jī)構(gòu)1連接組成；每節(jié)螺紋 飛輪機(jī)構(gòu)1由三個(gè)螺紋飛輪2位于在同一個(gè)平面上；該三個(gè)螺紋飛輪2的中心 點(diǎn)組成一個(gè)三角形，該三角形呈對(duì)稱銳角三角形設(shè)置，該銳角a小于60。；在螺 紋飛輪2的中心安裝有電機(jī)4;每節(jié)螺紋飛輪機(jī)構(gòu)1節(jié)與節(jié)之間通過(guò)彈性連線 5彈性連接；每節(jié)螺紋飛輪2均布設(shè)置在彈性鋼箍3上；彈性鋼箍3過(guò)通在電機(jī) 4端以及螺紋飛輪2末端采用非封閉開(kāi)口設(shè)置，形成開(kāi)口環(huán)形。
圖1示出了單節(jié)螺紋飛輪機(jī)構(gòu)1的截面圖，為了保證裝置能夠緊密夾持導(dǎo) 線6，而不發(fā)生脫落現(xiàn)象，三支電機(jī)連同螺紋飛輪呈小于60。(圖l中三角形的 a角度小于60。，其余兩角相等)的對(duì)稱銳角三角形布置，由于裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)主 要依靠螺紋飛輪與2導(dǎo)線6的摩擦力，這樣無(wú)論是電機(jī)4采用偏心結(jié)構(gòu)(飛輪 直徑可小于電機(jī)直徑)，還是中心結(jié)構(gòu)(飛輪直徑必須大于電機(jī)直徑)，只要能 保證僅飛輪與導(dǎo)線接觸即可。有關(guān)螺紋飛輪直徑是否大于導(dǎo)線直徑的選擇主要 基于"T"型障礙的特點(diǎn)、電機(jī)尺寸與扭矩的關(guān)系等綜合考慮。
從圖1可以看到，通過(guò)在電機(jī)端及飛輪末端通過(guò)彈性鋼箍將三支運(yùn)動(dòng)非封 閉連接，并且呈小于60°的對(duì)稱銳角三角形布置，裝置具備全包裹夾持導(dǎo)線的能 力，當(dāng)電機(jī)同方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，裝置即做螺旋運(yùn)動(dòng)。當(dāng)遇到"T"型障礙時(shí)，裝置具 備自主旋轉(zhuǎn)、"T"型障礙通過(guò)裝置的非封閉開(kāi)口處，進(jìn)而達(dá)到自主越障的功能。
圖2示出了三節(jié)式螺紋飛輪機(jī)構(gòu)1裝置示意圖。螺紋飛輪2上螺紋的結(jié)構(gòu)， 整個(gè)飛輪的結(jié)構(gòu)、尺寸，飛輪末端彈性鋼箍3的連接方式、螺紋飛輪2首端與 驅(qū)動(dòng)電機(jī)4的安裝以及電機(jī)間彈性鋼箍3的連接方式需要結(jié)合整個(gè)裝置的重量， 合理選擇、裝配。圖1中a對(duì)應(yīng)角度的三節(jié)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(圖2中最下面三支電機(jī)
連同飛輪結(jié)構(gòu))通過(guò)非彈性硬質(zhì)材料固定連接，而另外兩組旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)分別通過(guò) 彈性材料前后連接。當(dāng)裝置某一節(jié)因越障時(shí)開(kāi)口處的擴(kuò)張導(dǎo)致飛輪與導(dǎo)線結(jié)構(gòu) 接觸不牢進(jìn)而引起驅(qū)動(dòng)力不足的問(wèn)題，由于節(jié)與節(jié)之間的彈性連接，某一節(jié)的 彈性擴(kuò)張不會(huì)影響到其它節(jié)飛輪與導(dǎo)線的緊密接觸，進(jìn)而就不會(huì)影響到其余節(jié) 裝置驅(qū)動(dòng)力的供應(yīng)。這種設(shè)計(jì)能夠保證整套裝置在越障時(shí)有足夠的驅(qū)動(dòng)力。當(dāng) 然每節(jié)的尺寸、節(jié)與節(jié)之間的距離、節(jié)數(shù)的選擇等可根據(jù)實(shí)際情況具體設(shè)計(jì)。
權(quán)利要求1、輸電線路巡檢螺旋裝置，其特征是，本裝置包括有不少于兩節(jié)的螺紋飛輪機(jī)構(gòu)(1)連接組成；每節(jié)螺紋飛輪機(jī)構(gòu)(1)由三個(gè)螺紋飛輪(2)位于在同一個(gè)平面上；該三個(gè)螺紋飛輪(2)的中心點(diǎn)組成一個(gè)三角形，該三角形呈對(duì)稱銳角三角形設(shè)置，該銳角α小于60°；在螺紋飛輪(2)的中心安裝有電機(jī)(4)；每節(jié)螺紋飛輪機(jī)構(gòu)(1)節(jié)與節(jié)之間通過(guò)彈性連線(5)彈性連接；每節(jié)螺紋飛輪(2)均布設(shè)置在彈性鋼箍(3)上；彈性鋼箍(3)過(guò)通在電機(jī)(4)端以及螺紋飛輪(2)末端采用非封閉開(kāi)口設(shè)置，形成開(kāi)口環(huán)形。
專利摘要輸電線路巡檢螺旋裝置，本實(shí)用新型包括有不少于兩節(jié)的螺紋飛輪機(jī)構(gòu)(1)連接組成；每節(jié)螺紋飛輪機(jī)構(gòu)由三個(gè)螺紋飛輪(2)位于在同一個(gè)平面上；該三個(gè)螺紋飛輪的中心點(diǎn)組成一個(gè)三角形，該三角形呈對(duì)稱銳角三角形設(shè)置，該銳角α小于60°；在螺紋飛輪的中心安裝有電機(jī)(4)；每節(jié)螺紋飛輪機(jī)構(gòu)節(jié)與節(jié)之間通過(guò)彈性連線(5)彈性連接；每節(jié)螺紋飛輪均布設(shè)置在彈性鋼箍(3)上；彈性鋼箍過(guò)通在電機(jī)端以及螺紋飛輪末端采用非封閉開(kāi)口設(shè)置，形成開(kāi)口環(huán)形。本實(shí)用新型能夠全包裹夾持在單根輸電導(dǎo)線(6)上，并且與導(dǎo)線相接觸的僅是螺紋飛輪；本裝置能夠在導(dǎo)線上做螺旋前進(jìn)或后退運(yùn)動(dòng)；本實(shí)用新型具有穩(wěn)定性高、運(yùn)動(dòng)性能強(qiáng)、自適應(yīng)越障并且適應(yīng)不同結(jié)構(gòu)尺寸“T”型障礙物的顯著優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02G1/02GK201178267SQ20082008110
公開(kāi)日2009年1月7日 申請(qǐng)日期2008年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月22日
發(fā)明者科 王 申請(qǐng)人:云南電力試驗(yàn)研究院(集團(tuán))有限公司電力研究院