發(fā)布時間：2022-03-08所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 文章摘要：近年來，我國南方各地連年發(fā)生大雪災(zāi)，給國家和人民帶來了不可估量的損失，尤其是對輸電設(shè)施的影響，許多高壓線鐵塔因為覆冰被壓塌，高壓線因為覆冰被壓斷。很多高壓線除冰的方法已經(jīng)被研究出來或正在研究中，比如電流融化法、敲擊法、銑削法，這幾種方法各
文章摘要：近年來，我國南方各地連年發(fā)生大雪災(zāi)，給國家和人民帶來了不可估量的損失，尤其是對輸電設(shè)施的影響，許多高壓線鐵塔因為覆冰被壓塌，高壓線因為覆冰被壓斷。很多高壓線除冰的方法已經(jīng)被研究出來或正在研究中，比如電流融化法、敲擊法、銑削法，這幾種方法各有千秋。該越障式除冰機(jī)器人集越障、除冰、防冰于一體，還能實現(xiàn)自平衡，提高除冰的工作效率，實現(xiàn)最大程度的智能化，且降低了勞動強(qiáng)度。最主要的特點更在于它自身的越障方式，使用雙滾輪和圓盤相結(jié)合的越障方式，更是在傳統(tǒng)“三臂除冰機(jī)器人”上的創(chuàng)新和突破。
關(guān)鍵詞：越障;除冰;機(jī)器人
引言
輸電線路冬季因受冰雪危害引起的供電中斷事故通常都是較嚴(yán)重的，其修復(fù)難度大、周期長、停電面積廣、影響鐵路交通。輸電線路一旦覆冰超過一定程度，將會引起的斷線、線路倒桿(塔)和絕緣子閃絡(luò)等重大事故，對電力系統(tǒng)的安全運行產(chǎn)生嚴(yán)重危害。因此，一直是全世界范圍內(nèi)需要解決的難點問題。目前已研制的一些機(jī)器人，用以高壓線除冰，但大多功率太低、續(xù)航時間短。因此現(xiàn)在主要依靠人力除冰，通過電力工人爬上高壓線塔用鐵錘、拉桿、竹棒沿線敲打使覆冰脫落，這種方法不僅效率低而且對電力工人的生命安全造成了極大的威脅。因此，研制新型高效的除冰器來代替人工變得十分迫切。
1. 除冰器的整體方案
根據(jù)高壓輸電線除冰的實際情況，高壓線除冰機(jī)器人由除冰部分、越障部分及自平衡三部分組成。其工作流程是：通過三個雙軸步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動使除冰機(jī)器人在高壓輸電線上運動，首先，高速轉(zhuǎn)動的除冰麻花鉆實現(xiàn)除冰功能，接著，電機(jī)帶動毛刷轉(zhuǎn)動甩掉高壓線上剩余的水珠和一些碎冰，防止溫度降低再次結(jié)冰，接下來就是防冰了，通過流量控制閥控制丙烯酸樹脂流入海綿里的量，再由海綿與輸電線的摩擦使丙烯酸樹脂均勻地涂抹在輸電線上，當(dāng)水滴接觸到該涂料表面時，會因為丙烯酸樹脂的憎水作用而滑落，使輸電線表面不存留水分，從而實現(xiàn)防冰的目的。在這三部分工作的時候，若遇到障礙物，越障機(jī)構(gòu)開始工作：三臂依次越障并且全部完成之后依次復(fù)位，以便下次越障。當(dāng)外界風(fēng)力使高壓線上的除冰機(jī)器人傾斜時，平衡機(jī)構(gòu)里的小球就會隨之滾動，傳感器感應(yīng)小球的距離，控制電機(jī)帶動絲桿轉(zhuǎn)動，配重塊向另一邊運動，使其達(dá)到整體平衡的效果如圖 1 所示。
2. 輸電線除冰機(jī)器人 ■
2.1 機(jī)器人行走(越障)模塊
機(jī)構(gòu)主要由電機(jī)Ⅰ、滑輪、伸縮立柱、絲桿、電機(jī)Ⅱ、轉(zhuǎn)盤、電機(jī)Ⅲ組成。其中電機(jī)Ⅰ、Ⅲ帶動滑輪轉(zhuǎn)動，在滑輪與輸電線摩擦力的作用下，實現(xiàn)越障機(jī)構(gòu)的向前運動;電機(jī) Ⅱ帶動絲桿的轉(zhuǎn)動，從而使伸縮立柱在滑軌里直線滑動;電機(jī)Ⅲ帶動轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動。
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(1) 電機(jī)Ⅰ和滑輪機(jī)構(gòu)雙頭電機(jī)帶動階梯軸的轉(zhuǎn)動，階梯軸通過鍵與兩個滑輪配合，并通過兩個軸承嵌在伸縮立柱里如圖 2 所示。
(2) 電機(jī)Ⅱ、絲桿和伸縮立柱部分
雙頭電機(jī)帶動階梯軸的轉(zhuǎn)動，階梯軸通過鍵與兩個滑輪配合，并通過兩個軸承嵌在伸縮立柱里。
(3) 電機(jī)Ⅱ通過電機(jī)座固定在轉(zhuǎn)盤上，并通過聯(lián)軸器與絲桿連接，絲桿與伸縮立柱螺紋連接，固定滑軌用螺母固定在轉(zhuǎn)盤上，絲桿轉(zhuǎn)動時，伸縮立柱只能沿固定導(dǎo)軌上下滑動。
(4) 電機(jī)Ⅲ和轉(zhuǎn)盤部分
電機(jī)Ⅲ通過電機(jī)擋板固定在整體板上并通過鍵與轉(zhuǎn)盤相連，帶動轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動;轉(zhuǎn)盤是通過軸承與整體板配合在一起的。
■ 2.2 除冰模塊的設(shè)計
除冰裝置由鉆頭、夾持導(dǎo)軌、絲桿、聯(lián)軸器、電機(jī)、轉(zhuǎn) 盤組成。高速轉(zhuǎn)動的電機(jī)與除冰麻花鉆之間是用撓性聯(lián)軸器連接實現(xiàn)除冰的功能，這種聯(lián)軸器對被連接兩軸間的各種相對位移有補(bǔ)償能力，而且具有緩沖減震的能力，有效的緩沖了除冰時麻花鉆與冰塊的沖擊作用。
■ 2.3 防冰模塊設(shè)計
防冰裝置由涂料瓶、流量調(diào)速閥、涂料管、海綿(涂料刷)、夾持導(dǎo)軌、絲桿、聯(lián)軸器、電機(jī)、轉(zhuǎn)盤組成。涂料管上的流量控制閥為電磁控制閥，流量控制閥與微處理器連接。涂料機(jī)構(gòu)包括涂料瓶、涂料管和涂料刷，涂料瓶固定于框體，瓶下接涂料管，涂料管末端與處于涂料瓶下方的涂料刷連接，涂料瓶內(nèi)放置憎水涂料，涂料管上安裝有流量控制閥。涂料刷的刷體為一個半圓覆蓋在輸電線上。涂料刷的刷體為可滲液體的泡沫塑料或纖維織物，這里選用海綿。流量控制閥控制丙烯酸樹脂流入海綿里的量，再由海綿與輸電線的摩擦使丙烯酸樹脂均勻地涂在輸電線上，當(dāng)水滴接觸到該涂料表面時，會因為丙烯酸樹脂的憎水作用而滑落，使涂層表面不存留水分，起到防冰作用。
■ 2.4 發(fā)動機(jī)引起輸電線舞動的解決方法
自平衡裝置由感應(yīng)裝置和調(diào)整裝置組成。通過傳感器感應(yīng)圓球的距離觸發(fā)絲桿電機(jī)的轉(zhuǎn)動，由絲桿控制來實現(xiàn)自平衡的配重塊，從而實現(xiàn)機(jī)器人的自平衡裝置。
3.結(jié)束語
就目前來看，利用架空高壓線除冰器代替人工除冰是目前發(fā)展趨勢，而且機(jī)械除冰法具有效率高、成本低、保障人身安全等優(yōu)點。研制新的機(jī)械除冰機(jī)器代替人工進(jìn)行輸電線除冰具有較好的應(yīng)用前景和實用意義。——論文作者：陸成銘、陳繼明、陳汝斯，桂林電子科技大學(xué)
參考文獻(xiàn)
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