專利名稱：旋轉型輸電線除冰機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種高壓輸電線除冰機，主要應用于小型變電站、城市架空電力線路
等小范圍高壓輸電線的除冰。
背景技術：
現(xiàn)有的機械除冰的方法主要有鏟刮法和振動(敲擊)除冰法。鏟刮法耗能小，價 格低廉，但操作困難，安全性能也需完善。而強烈的振動(敲擊)除冰，對霧凇有一定的效 果，但對雨凇效果有限，除冰效果不佳?！峨娏ㄔO》2009年03期《架空輸電線路除冰機器人的結構設計》 一文中，闡明的 除冰機器人結構比較復雜，在實際使用中穩(wěn)定性和可靠性不是很好，效率較低，且除冰成本 較高。而當前，國內外還未見使用旋轉的機械除冰方法來扭碎輸電線上的覆冰。

發(fā)明內容
發(fā)明所要解決的是克服現(xiàn)有的對高壓輸電線除冰技術的不足，提供一種旋轉型輸 電線除冰機。實現(xiàn)小范圍輸電線低成本快速除冰的目的。
本發(fā)明的技術方案 —種旋轉型輸電線除冰機，其特征在于，該除冰機包括前輪箱、后輪箱、前扭轉 箱、后扭轉箱、上半中間旋轉機構、下半中間旋轉機構、連線機構；各部件之間的連接如下
前輪箱和前扭轉箱通過前合頁連接；后輪箱和后扭轉箱通過后合頁連接；
非工作狀態(tài)時，上半中間旋轉機構通過第一插銷和前輪箱連接，通過第二插銷和 后輪箱連接；下半中間旋轉機構通過第三插銷和后扭轉箱連接，通過第四插銷和前扭轉箱 連接； 工作狀態(tài)時，前輪箱與前扭轉箱固定連接和后輪箱與后扭轉箱固定連接，使得前
上半齒輪和前下半齒輪構成前大齒輪，后上半齒輪和后下半齒輪構成后大齒輪；前扭轉箱
中的前小齒輪和前大齒輪嚙合；后扭轉箱中的后小齒輪和后大齒輪嚙合。 連線機構通過它的中間長連桿、螺栓和螺母固定在前輪箱上。 本機構的技術方案主要分為三個部分，即加緊、扭轉、行進。現(xiàn)分別闡述 1.加緊方面，考慮到一般的加持機構由普通電機帶動，不能提供足夠的加持力，而
且需要增加額外的控制電路，使系統(tǒng)在惡劣的環(huán)境下工作的穩(wěn)定性下降，選擇了純機械的
外摩擦棘輪-上下夾緊組件作為加緊機構，運用它的反向制動原理進行加緊。通過上下中
間旋轉機構的旋轉給棘輪提供工作動力。 2.扭轉方面，由于整個機構是需要在電線上可以方便安裝，但是在工作的時候，為 達到任意角度旋轉，整個機構需要包裹住電線，把機構做成對稱的上下中間旋轉機構，兩邊 各有一個半齒輪，工作的時候，合并前輪箱和前扭轉箱、后輪箱和后扭轉箱，使得前上半齒 輪和前下半齒輪構成，后上半齒輪和后下半齒輪構成后大齒輪；前扭轉箱中的前小齒輪和 前大齒輪嚙合；后扭轉箱中的后小齒輪和后大齒輪嚙合，即可由前后扭轉電機帶動齒輪系進行完整的扭轉工作。 3.行進方面，在冰雪天氣下，時常伴有強風，靠前后兩個行走輪子在一根電線上行 走，是很不穩(wěn)定的，于是制作了一個連線機構，在原有機身上伸出一根連桿到旁邊的一根電 線上，并裝有輪子，這樣在行走時就是三個輪子成三角形布置，使機構更加穩(wěn)定。更重要的 是，它為扭轉提供了力矩，實現(xiàn)了旋轉的目標。
本發(fā)明的有益效果 本發(fā)明可以直接除去高壓輸電線上10mm的冰層，而且在除冰過程中，相鄰部分的 冰層受到扭轉力也會同時脫落，非常高效。旋轉型除冰機械可以單獨完成除冰工作，大大降 低了人的勞動強度，提高了工作的安全性。整個機構結構簡單，體積小，重量輕，方便實用。 使用穩(wěn)定性和效率比較高，在小范圍除冰的效果顯著，成本較低。


圖1旋轉型輸電線除冰機的總裝配圖。 圖2旋轉型輸電線除冰機的后視圖。 圖3前輪箱主視圖。 圖4圖3的A-A剖視圖。 圖5后輪箱主視圖。 圖6圖5的B-B剖視圖。 圖7前扭轉箱的主視圖。 圖8前扭轉箱的右視圖。 圖9上下半中間旋轉機構的主視圖。 圖10上下半中間旋轉機構的左視圖。 圖ll旋轉箱的主視圖。 圖12圖11的C-C剖視圖。 圖13夾緊機構的主視圖。 圖14夾緊機構的右視圖。 圖15連線機構的主視圖。 圖16連線機構的仰視視圖。 圖中前輪箱1、前輪箱插銷2、后輪箱插銷3、后輪箱4、上半中間旋轉機構5、后 扭轉箱6、后扭轉箱插銷7、下半中間旋轉機構8、前扭轉箱插銷9、前扭轉箱10、中間長連桿 11、手提桿12、后合頁21、前合頁22、行走輪架30、行走輪31、行走連軸器32、行走電機33、 前薄法蘭34、前輪箱外圈35、前厚法蘭36、前輪箱半軸瓦37、螺紋孔41、通孔42、前輪箱插 銷孔43、前輪箱連接孔44、后行走輪51、后行走輪架52、后薄法蘭53、后輪箱外圈55、后厚 法蘭56、螺紋孔61、后輪箱半軸瓦62、后輪箱插銷孔63、后輪箱連接孔64、前扭轉箱厚法蘭 71 、前扭轉箱外圈72 、前扭轉箱薄法蘭73 、扭轉電機座74、前扭轉電機75 、前扭轉連軸器76 、 前扭轉軸77、前小齒輪78、前扭轉箱連接孔79、螺紋孔80、前扭轉箱半軸瓦81、前扭轉箱插 銷孔83、前上半齒輪91、后上半齒輪92、上半旋轉箱93、下半旋轉箱94、后下半齒輪95、前 下半齒輪96、上夾緊凸塊97、下夾緊凸塊98、左卡簧132、凸塊軸133、左端扭簧134、右端扭 簧135、右卡簧136、短臂輪架151、輔助行走上輪軸152、輔助行走上輪153、電線154、長臂輪架155、彎臂輪架156、輔助行走下輪157。
具體實施例方式
結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。 —種旋轉型輸電線除冰機。該除冰機包括前輪箱1、后輪箱4、后扭轉箱6、上半 中間旋轉機構5、下半中間旋轉機構8、前扭轉箱10、連線機構，見圖1。
各部件之間的連接如下 前輪箱1和前扭轉箱10通過前合頁22連接；后輪箱4和后扭轉箱6通過后合頁 21連接，見圖2。 非工作狀態(tài)時，上半中間旋轉機構5通過前輪箱插銷2和前輪箱1連接，通過后輪 箱插銷3和后輪箱4連接；下半中間旋轉機構8通過后扭轉箱插銷7和后扭轉箱6連接，通 過前扭轉箱插銷9和前扭轉箱10連接，見圖1。 工作狀態(tài)時，前輪箱1與前扭轉箱10的固定連接和后輪箱4與后扭轉箱6的固定 連接，使得前上半齒輪91和前下半齒輪96構成前大齒輪，后上半齒輪92和后下半齒輪95 構成后大齒輪，見圖9、10。前扭轉箱10中的前小齒輪和前大齒輪嚙合；后扭轉箱6中的后 小齒輪和后大齒輪嚙合，見圖1。 連線機構通過它的中間長連桿11、螺釘和螺母固定在前輪箱1上，見圖1。
手提桿10用螺釘固定在前輪箱1和后輪箱4上。 前輪箱l，見圖3，它包括驅動行走部分的行走輪架30、行走輪31、行走連軸器
32、行走電機33 ;前薄法蘭34、前輪箱外圈35、前厚法蘭36、前輪箱半軸瓦37。 前輪箱外圈35夾在前厚法蘭36、前薄法蘭34之間，周向用三個螺栓和三個螺母固
定構成前輪箱。 驅動行走部分依靠行走輪架30連在薄法蘭的圓心位置上，行走電機33連接在行
走輪架30上，通過行走連軸器32與行走前輪31軸連接。 前輪箱半軸瓦37鑲嵌在前厚法蘭36的中心孔中，見圖3。 前輪箱外圈35，見圖4，其左下端設螺紋孔41，用于固定前輪箱1與前扭轉機箱10 的連接前合頁22，前輪箱外圈35的正上部設通孔42，用于與連線機構連接；前輪箱外圈35 的左上端設前輪箱連接孔44，用于和前扭轉箱的相同位置的連接。 前厚法蘭36面的中間位置上設有前輪箱插銷孔43，用于在非工作狀態(tài)時，與固定 于上半中間旋轉機構5上前輪箱插銷2的連接。 后輪箱4，見圖5、6，它包括后行走輪51、后行走輪架52、后薄法蘭53、后輪箱外 圈55、后厚法蘭56、后輪箱半軸瓦62。 后輪箱外圈55夾在后厚法蘭56、后薄法蘭53之間，用周向用三個螺釘54和三個 螺母固定構成后輪箱2。 后行走輪51連接在后行走輪架52上，通過角鐵和螺釘把行走后輪架52用螺釘固 定在后薄法蘭53上。 后輪箱半軸瓦62鑲嵌在后厚法蘭56的中心孔上，見圖6。 后輪箱外圈55，見圖6，其左下設螺紋孔61，用于固定后輪箱4與后扭轉機箱6的 連接后合頁21 ;后輪箱外圈55的左端設前輪箱連接孔64，用于和后扭轉箱的相同位置的連
6接。后輪箱外圈55的中間設后輪箱插銷孔63，用于在非工作狀態(tài)時與上半中間旋轉機構5 的連接。 前、后厚法蘭、前、后薄法蘭的結構和尺寸完全相同。前、后半軸瓦的結構和尺寸完 全相同。前行走輪和前行走輪架的結構和尺寸與后行走輪和后行走輪架結構和尺寸完全相 同。 前扭轉箱10，見圖7、8，它包括前扭轉箱厚法蘭71、前扭轉箱外圈72、前扭轉箱薄 法蘭73、前扭轉電機座74、前扭轉電機75、前扭轉連軸器76、前扭轉軸77、前小齒輪78、前 扭轉箱半軸瓦81。 前扭轉箱外圈72夾在前扭轉箱厚法蘭71和前扭轉箱薄法蘭73之間，用周向三個 螺釘和三個螺母連接固定構成前扭轉箱。 前扭轉箱半軸瓦81鑲嵌在前扭轉箱厚法蘭71的中心孔上，見圖8。 前扭轉電機座74固定在前扭轉箱薄法蘭73上，前扭轉電機75固定在前扭轉電機
座74上。 前扭轉軸77通過鍵與前小齒輪78連接，前扭轉軸77支撐在安裝于前扭轉箱厚法 蘭71和前扭轉箱薄法蘭73的軸承中。 前扭轉軸77的左端通過前扭轉連軸器76與前扭轉電機74連接。 前扭轉箱外圈72，見圖8，其左上端設螺紋孔80，用于固定前輪箱1與前扭轉機箱
10的前合頁22，見圖2 ;前扭轉箱外圈72的左下端設前扭轉箱連接孔79，用于與前輪箱1
相同位置的連接。 前扭轉箱厚法蘭71上設前扭轉箱插銷孔83用于在非工作狀態(tài)時，與固定在下半
中間旋轉機構8上的第四插銷9的連接。 后扭轉箱3與前扭轉箱5的結構尺寸完全相同。 上半中間旋轉機構5，見圖9、10，包括前上半齒輪91、后上半齒輪92、上半扭轉箱 93、前、后輪箱插銷2、3和上加緊組件。 前上半齒輪91通過周向的螺釘固定在上半扭轉箱93(見圖9、 12)的右端；
后上半齒輪92通過周向的螺釘固定在上半扭轉箱93(見圖9、 12)的左端；
上加緊組件見圖10、13、14，上加緊組件連接在上半旋轉箱93中的兩個凸耳(見圖 11、12)間。 前、后輪箱插銷插銷2、3，見圖1、9，連接在上半旋轉箱93外部的中間。 下半中間旋轉機構8，見圖9、10，包括下半旋轉箱94、后下半齒輪95、前下半齒輪
96、第三和第四插銷7、9下加緊組件。 后下半齒輪95通過周向的螺釘固定在下半扭轉箱94(見圖9、 12)的左端；
前下半齒輪96通過周向的螺釘固定在下半扭轉箱94(見圖9、 12)的右端；
下加緊組件見圖10、13、14，下加緊組件連接在下半旋轉箱94箱內中的兩個凸耳 間。 前后扭轉箱插銷7、9，見圖1、9，連接在下半旋轉箱94外部的中間。 下加緊組件與上加緊組件結構和尺寸完全相同，其在下半扭轉箱94內的連接方
式和上加緊組件與上半旋轉箱93連接方式也完全相同。 上、下加緊組件包括上夾緊凸塊97、左卡簧132、凸塊軸133、左端扭簧134、右端扭下夾緊凸塊為98。 夾緊凸塊97通過凸塊軸133、左端扭簧134、右端扭簧135、左卡簧132和右卡簧
136連接在上半扭轉箱93內的兩個凸耳(見圖11、12)間。 上半旋轉箱93和下半旋轉箱94的結構和尺寸完全相同。 本機所使用的四個半軸瓦的結構和尺寸完全相同。 安裝在前輪箱厚法蘭上的、安裝在后輪箱厚法蘭上的半軸瓦、安裝在前扭轉箱厚 法蘭上的、安裝在后扭轉箱厚法蘭上的半軸瓦，除冰機工作時，均嵌入上半旋轉箱93和下 半旋轉箱94外周的兩個凹槽(見圖12)中，半軸瓦的內環(huán)面與凹槽底環(huán)面形成轉動副。
連線機構包括中間長連桿11、短臂輪架151、輔助行走上輪軸152、輔助行走上輪 153、電線154、長臂輪架155、彎臂輪架156、輔助行走下輪157。 輔助行走上輪153通過輔助行走上輪軸152連接在短臂輪架151上，形成轉動副； 輔助行走下輪157通過輔助行走下輪軸與彎臂輪架156連接，形成轉動副。
長臂輪架155與彎臂輪架156呈90度固定連接。 電線154在輔助行走上輪153和輔助行走下輪157兩個輪子間，如圖15、 16。整個 連線機構是架在除冰輸電線旁邊的另一根電線154上，使行走穩(wěn)定，而且可以提供旋轉的扭矩。 本機構易于加工，機身主體部分都可以采用鑄造完成，采用鋁制材料，機構簡易輕 巧，對于加緊棘輪，凸塊，行走輪，軸，輪架等等，皆可在普通數(shù)控車(銑)床上加工得到。
使用方式 1.將前輪箱插銷插入前輪箱，后輪箱插銷插入后輪箱； 2.從前輪箱連接孔與前扭轉箱連接孔處和后輪箱連接孔與后扭轉箱連接孔打 開； 3.將覆冰的高壓輸電線置于上下兩個夾緊凸塊間，前后行走輪架在覆冰的高壓輸 電線上； 4.連線機構的兩個輪子分別處在旁邊另一個高壓輸電線的上下面上； 5.用螺栓和螺母使前輪箱與前扭轉機箱和后輪箱與后扭轉機箱固定；拔出前輪
箱插銷和后輪箱插銷； 6.啟動前后扭轉電機，前小齒輪驅動前大齒輪，同時后小齒輪驅動后大齒輪，通過 前后扭轉電機的正反不停轉動，帶動兩個夾緊凸塊起初在兩個扭簧的作用下，貼合在覆冰 的高壓輸電線上，隨著大小齒輪的轉動，根據(jù)夾緊凸塊本身的反向制動原理，夾緊凸塊會加 緊覆冰并繼續(xù)進行旋轉，達到扭轉高壓輸電線上的覆冰使其脫落。
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權利要求
一種旋轉型輸電線除冰機，其特征在于，該除冰機包括前輪箱(1)、后輪箱(4)、后扭轉箱(6)、上半中間旋轉機構(5)、下半中間旋轉機構(8)、前扭轉箱(10)、連線機構(11)；各部件之間的連接如下前輪箱(1)和前扭轉箱(10)通過前合頁(22)連接；后輪箱(4)和后扭轉箱(6)通過后合頁(21)連接；非工作狀態(tài)時，上半中間旋轉機構(5)通過前輪箱插銷(2)和前輪箱(1)連接，通過后輪箱插銷(3)和后輪箱(4)連接；下半中間旋轉機構(8)通過后扭轉箱插銷(7)和后扭轉箱(6)連接，通過前扭轉箱插銷(9)和前扭轉箱(10)連接；工作狀態(tài)時，前輪箱(1)與前扭轉箱(10)的固定連接和后輪箱(4)與后扭轉箱(6)的固定連接，使得前上半齒輪(91)和前下半齒輪(96)構成前大齒輪，后上半齒輪(92)和后下半齒輪(95)構成后大齒輪；前扭轉箱(10)中的前小齒輪和前大齒輪嚙合；后扭轉箱(6)中的后小齒輪和后大齒輪嚙合；連線機構通過它的中間長連桿(11)、螺栓和螺母固定在前輪箱(1)上。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種旋轉型輸電線除冰機，其特征在于，前輪箱(1)包括 驅動行走部分的行走輪架(30)、行走輪(31)、行走連軸器(32)、行走電機(33);前薄法蘭 (34)、前輪箱外圈(35)、前厚法蘭(36)、前輪箱半軸瓦(37);前輪箱外圈(35)夾在前厚法蘭(36)、前薄法蘭(34)之間，周向用螺釘和螺母固定構成 前輪箱；驅動行走部分依靠行走輪架(30)連在前薄法蘭(34)的圓心位置上，行走電機(33)連 接在行走輪架(30)上，通過行走連軸器(32)與行走前輪(31)軸連接； 前輪箱半軸瓦(37)鑲嵌在前厚法蘭(36)的中心孔中；前輪箱外圈(35)的左下端設螺紋孔(41)，用于固定前輪箱(1)與前扭轉機箱(10)的 前合頁(22)，前輪箱外圈(35)的正上部設第二通孔(42)，用于與連線機構連接；前輪箱外 圈(35)的左上端設第三通孔(44)，用于和前扭轉箱的相同位置的連接；前厚法蘭(36)面的中間位置上設有前輪箱插銷孔(43)，用于在非工作狀態(tài)時，與固定 于上半中間旋轉機構(5)上前輪箱插銷(2)的連接。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種旋轉型輸電線除冰機，其特征在于前扭轉箱(10)包括前扭轉箱厚法蘭(71)、前扭轉箱外圈(72)、前扭轉箱薄法蘭(73)、 前扭轉電機座(74)、前扭轉電機(75)、前扭轉連軸器(76)、前扭轉軸(77)、前小齒輪(78)、 前扭轉箱半軸瓦(81);前扭轉箱外圈(72)夾在前扭轉箱厚法蘭(71)和前扭轉箱薄法蘭(73)之間，用周向螺 釘和螺母連接固定構成前扭轉箱，前扭轉箱軸瓦(81)鑲嵌在前扭轉箱厚法蘭(71)的中心 孔上；前扭轉電機座(74)固定在前扭轉箱薄法蘭(73)上，前扭轉電機(75)固定在前扭轉電 機座(74)上;前扭轉軸(77)通過鍵與前小齒輪(78)連接，前扭轉軸(77)支撐在安裝于前扭轉箱厚 法蘭(71)和前扭轉箱薄法蘭(73)的軸承中；扭轉軸(77)的左端通過前扭轉連軸器(76)與前扭轉電機(74)連接； 前扭轉箱外圈(72)的左上端設螺紋孔(80)，用于固定前輪箱(1)與前扭轉機箱(10)的連接前合頁(22);前扭轉箱厚法蘭(71)上設前扭轉箱插銷孔(83)用于在非工作狀態(tài)時，與固定在下半 中間旋轉機構(8)上的前扭轉箱插銷(9)的連接。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種旋轉型輸電線除冰機，其特征在于 上半中間旋轉機構(5)包括前上半齒輪(91)、后上半齒輪(92)、上半扭轉箱(93)、前輪箱插銷和后輪箱插銷(2、3)、上加緊組件；前上半齒輪(91)通過周向的螺釘固定在上半扭轉箱(93)的前端； 后上半齒輪(92)通過周向的螺釘固定在上半扭轉箱(93)的后端； 上加緊組件連接在上半旋轉箱(93)箱內中的兩個凸耳間； 前輪箱插銷和前輪箱插銷(2、3)連接在上半旋轉箱(93)外部的中間； 下半中間旋轉機構(8)包括下半旋轉箱(94)、后下半齒輪(95)、前下半齒輪(96)、后扭轉箱插銷和前扭轉箱插銷(7、9)下加緊組件；后下半齒輪(95)通過周向的螺釘固定在下半扭轉箱(94)的左端； 前下半齒輪(96)通過周向的螺釘固定在下半扭轉箱(94)的右端； 下加緊組件連接在下半旋轉箱(94)箱內中的兩個凸耳間； 第三和第四插銷(7、9)連接在下半旋轉箱(94)外部的中間；下加緊組件與上加緊組件結構和尺寸完全相同，其在下半扭轉箱(94)內的連接方式 和上加緊組件與上半旋轉箱(93)連接方式也完全相同。
5. 根據(jù)權利要求1所述的一種旋轉型輸電線除冰機，其特征在于 上加緊組件包括上夾緊凸塊(97)、左卡簧(132)、凸塊軸(133)、左端扭簧(134)、右端扭簧(135)、右卡簧(136);夾緊凸塊(97)通過凸塊軸(133)、左端扭簧(134)、右端扭簧(135)、左卡簧(132)和右 卡簧(136)連接在上半扭轉箱(93)內的兩個凸耳間。
6. 根據(jù)權利要求l所述的一種旋轉型輸電線除冰機，其特征在于連線機構包括中間 長連桿(1D、短臂輪架(151)、輔助行走上輪軸(152)、輔助行走上輪(153)、電線(154)、長 臂輪架(155)、彎臂輪架(156)、輔助行走下輪(157);輔助行走上輪(153)通過輔助行走上輪軸(152)連接在短臂輪架(151)上，形成轉動 副；輔助行走下輪(157)通過輔助行走下輪軸與彎臂輪架(156)連接，形成轉動副； 長臂輪架(155)與彎臂輪架(156)呈90度固定連接； 電線(154)在輔助行走上輪(153)和輔助行走下輪(157)兩個輪子間。
全文摘要
一種旋轉型輸電線除冰機，構成各部件間的連接前輪箱(1)和前扭轉箱(10)、后輪箱(4)和后扭轉箱(6)分別通過前合頁(22)和后合頁(21)連接。下半中間旋轉機構(8)通過后扭轉箱插銷(7)和后扭轉箱(6)連接，通過前扭轉箱插銷(9)和前扭轉箱(10)連接。工作時，前、后輪箱與前、后扭轉箱的固定連接，使得前上半齒輪(91)和前下半齒輪(96)構成前大齒輪，后上半齒輪(92)和后下半齒輪(95)構成后大齒輪；前扭轉箱中的前小齒輪和前大齒輪嚙合；后扭轉箱中的后小齒輪和后大齒輪嚙合；連線機構的連線桿(11)通過螺栓和螺母固定在前輪箱上。通過扭轉，解決了對高壓輸電線小范圍的低成本快速除冰問題。
文檔編號H02G7/16GK101777741SQ20101012046
公開日2010年7月14日 申請日期2010年3月8日 優(yōu)先權日2010年3月8日
發(fā)明者周坤玲, 方立橋, 楊飛, 趙坤, 郝燁江, 高陽 申請人:北京交通大學