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高空静动平衡振打器

阅读:419发布:2022-07-02

专利汇可以提供高空静动平衡振打器专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种高空静动平衡振打器,属电 力 输电线的 机电一体化 除 冰 设备。控制部分由发射器、接收器以及控制 电路 组成。机械部分由行进单元和 除冰 单元等组成。行进单元中,行进轮为中间有凹槽的 齿轮 ,行进 电机 经主动 齿轮传动 行进轮转动,以实现沿输电线前进或后退;除冰单元由双摆击锤安装在电机上组成,该击锤随电机作正、反向180°旋转,从而击打去除输电线上的覆冰。考虑运行时的平衡,还设计了动平衡装置,它由一个液位 开关 和一套齿轮传动机构以及平衡 铁 组成。当 底板 倾斜时,液位开关导通,电机带电使齿轮传动机构运转,从而使平衡铁在底板上移动,以改变装置 重心 ,使底板处于平衡状态。本实用新型具有遥控操作、自动行进、自动破冰的特点。,下面是高空静动平衡振打器专利的具体信息内容。

1.一种高空静动平衡振打器,包括,除控制电路,发射器,接收器,其特征是:两个轴承座(5)固定在底板(12)上,每个轴承座内安装有一个轴承(4),横担轴(3)固定在两个轴承的内圈中;行进轮(2)安装固定在横担轴(3)上;行进轮结构为:由左侧档板(2a)和右侧档板(2b)经螺栓连接组成,左侧档板右端面上固定有一个供横担轴(3)穿入经紧固螺钉(2e)固定的内筒(2d),右侧档板左端面上固定有滚筒(2c),滚筒的直径小于左、右档板的直径,且左、右档板的外圆周上有啮合齿;行进电机(6)安装在底板上,行进电机的轴上安装的主动齿轮(7)与行进轮的左、右档板上的啮合齿配合传动,该主动齿轮(7)的中部有一供输电线(1)穿过的环形凹槽;摆动电机(10)安装在底板上,摆动电机的轴上安装有用作振打除冰的双摆击锤(11),双摆击锤的形状为弧形;还具有动平衡装置:平衡(17a)经支撑架(17b)固定在底板上,平衡电机Dp的轴上安装有调节齿轮(17d),调节齿轮与平衡铁(17a)底面上的从动齿(17c)啮合传动,绝缘盛容器(17e)固定在底板上,绝缘盛水容器内水位上方设有用作导电的两个触头,该两个触头形成的导电开关连接在平衡电机Dp的供电回路中。
2.根据权利要求1所述的高空静动平衡振打器,其特征是:还具有刹车机构:压簧(15c)一端与固定板(15b)连接,固定板经螺钉固定在底板(12)上,压簧(15c)另一端上固定有一刹车片(15),未受外时压簧的作用力使刹车片(15)与行进轮的滚筒(2c)分离,直流式电磁铁的动作部件经丝绳与刹车片固联;所述轴承座(5)上安装有用作对输电线(1)起限位作用的两根金属叉杆(5a)。
3.根据权利要求2所述的高空静动平衡振打器,其特征是:还具有箱盖(18),箱盖具有弧形顶部,箱盖底部全开口,箱盖经螺栓(18a)固定在底板上,且箱盖中部有作为输电线(1)通道的开口。
4.根据权利要求3所述的高空静动平衡振打器,其特征是:所述发射器型号为LM1000,接收器型号为RM-4J;所述除冰控制电路为:经稳压 后的12V直流电源正极顺次串接电阻R2、接收器的第7端子以及继电器J3的常开结点J3-1后连接于接收器的第8端子,继电器J5、继电器J6、继电器J7以及继电器J8的一端均接于接收器的第8端子,继电器J5另一端和电解电容C1正极均接于三极管BG1集电极,继电器J6另一端和电解电容C2正极均接于三极管BG2集电极,三极管BG1发射极以及三极管BG2的发射极均接于12V直流电源负极,电解电容C1负极以及C2负极分别与一个电位器串接后、接于接收器的第8端子,该两个电位器为双联电位器W1;电阻R3和电阻R4串接于接收器的第8端子与12V直流电源负极之间,电阻R5和电阻R6串接于接收器的第8端子与12V直流电源负极之间,电阻R3和电阻R4的结点接于三极管BG1的基极,三极管BG1的集电极串接继电器J7后接于接收器的第
8端子,三极管BG1的发射极接于金属盛水容器(17e)的一个触头上;电阻R5和电阻R6的结点接于三极管BG4的集电极,三极管BG4的发射极接于绝缘盛水容器的另一触头上,绝缘盛水容器的外壳接于12V的直流电源负极;12V直流电源正极顺次串接继电器J1的常开结点J1-1、接收器的第2端子以及继电器J1的常闭结点J1-2后接于12V直流电源负极;12V电源正极顺次串接继电器J2的常开结点J2-1、接收器的第5端子以及继电器J2的常闭结点J2-2后接于12V直流电源负极;行进电机(6)接于接收器的第2端子与第5端子之间;
继电器J5的常开触点J5-1以及常闭结点J5-2串接在12V直流电源正极和负极之间,继电器J6的常开触点J6-1以及常闭结点J6-2串接在12V直流电源正极和负极之间,摆动电机(10)一端接于常开结点J5-1和常闭结点J5-2的交结点,另一端接于常开结点J6-1和常闭结点J6-2的交结点;继电器J7的常开结点J7-1以及常闭结点J7-2串接在12V直流电源正极与负极之间,继电器J8的常开结点J8-1以及常闭结点J8-2串接在12V直流电源正极与负极之间,平衡电机Dp一端接于常开结点J7-1和常闭结点J7-2的交结点,另一端接于常开结点J8-1和常闭结点J8-2的交结点;接收器的第1端子、第4端子和第10端子均接于12V直流电源正极,接收器的第3端子、第6端子和第12端子均接于12V直流电源负极,接收器的外接电源的正接口接于第7端子,接收器的外接电源的负接口接于12V直流电源负极。
5.根据权利要求4所述的高空静动平衡振打器,其特征是:还具有工作指示电路:发光二极管Fg1和电阻R1串接在12V直流电源正极和负极之间。
6.根据权利要求5所述的高空静动平衡振打器,其特征是:所述12V直流电源由型号为DLM-12的4个蓄电瓶、两两串联后再并联组成。
7.根据权利要求1~6任一权利要求所述的高空静动平衡振打器,其特征是:所述底板(12)上有碎冰过孔(16)以及有供双摆击锤翻转的槽孔

说明书全文

高空静动平衡振打器

技术领域

[0001] 本实用新型涉及电输电线除设备,是以遥控方式自动前行后退进和振打的输电线除冰装置。

背景技术

[0002] 冰冻灾害成了电力传输的又一黑手,过去是北方严重,近年在南方也成发展之势,湖南、四川、江浙倒杆、断线、停电、甚至造成人身伤亡事故时有发生,电力系统已经为之付出了惨重代价。所以防冰除冰成了冬季主要安防任务之一。
[0003] 纵观现有除冰方式,尽管现在极少数地方安装了频率振荡使线路加热等自动除冰装置,但技术上仍存在一定问题,而且上百万投资,装配地点固定,使用形式单一的缺点,限制了推广应用。
[0004] 因此,现在各地仍然采用人工除冰方法,由工人爬到杆塔、电缆上用手工打击为主。但这样进度太慢,每人一天敲打距离不过两、三公里;而且破冰人员工作中往往手脚麻木,腰酸背,同时,他们还冒着线路断裂、杆塔倒塌等极大的伤亡危险。
[0005] 另外还有许多输电线路,其电缆上结有厚重覆冰,但又没有或不能停电,这时,带电除冰便是重要而迫切的方法。实用新型内容
[0006] 本实用新型的目的是提供一种遥控操作、自动行进、自动振打除冰的高空静动平衡振打器。
[0007] 本新型的目的是这样实现的:一种高空静动平衡振打器,包括:除冰控制电路,发射器,接收器,两个轴承座固定在底板上,每个轴承座内安装有一个轴承,横担轴固定在两个轴承的内圈中;行进轮安装固定在横担轴上;行进轮结构为:由左侧档板和右侧档板经螺栓连接组成,左侧档板右端面上固定有一个供横担轴穿入经紧固螺钉固定的内筒,右侧档板左端面上固定有滚筒,滚筒的直径小于左、右档板的直径,且左、右档板的外圆周上有啮合齿;行进电机安装在底板上,行进电机的轴上安装的主动齿轮与行进轮的左、右档板上的啮合齿配合传动,该主动齿轮的中部有一供输电线穿过的环形凹槽;摆动电机安装在底板上,摆动电机的轴上安装有用作振打除冰的双摆击锤,双摆击锤的形状为弧形;还具有动平衡装置:平衡支撑架固定在底板上,平衡电机Dp的轴上安装有调节齿轮,调节齿轮与平衡铁底面上的从动齿啮合传动,绝缘盛容器固定在底板上,绝缘盛水容器内水位上方设有用作导电的两个触头,该两个触头形成的导电开关连接在平衡电机Dp的供电回路中。
[0008] 还具有刹车机构:压簧一端与固定板连接,固定板经螺钉固定在底板上,压簧另一端上固定有一刹车片,未受外力时压簧的作用力使刹车片与行进轮的滚筒分离,直流式电磁铁的动作部件经丝绳与刹车片固联;所述轴承座上安装有用作对输电线起限位作用的两根金属叉杆。
[0009] 还具有箱盖,箱盖具有弧形顶部,箱盖底部全开口,箱盖经螺栓固定在底板上,且箱盖中部有作为输电线通道的开口。
[0010] 上述发射器型号为LM1000,接收器型号为RM-4J;所述除冰控制电路为:经稳压后的12V直流电源正极顺次串接电阻R2、接收器的第7端子以及继电器J3的常开结点J3-1后接于接收器的第8端子,继电器J5、继电器J6、继电器J7以及继电器J8的一端均接于接收器的第8端子,继电器J5另一端和电解电容C1正极均接于三极管BG1集电极,继电器J6另一端和电解电容C2正极均接于三极管BG2集电极,三极管BG1发射极以及三极管BG2的发射极均接于12V直流电源负极,电解电容C1负极以及C2负极分别与一个电位器串接后、接于接收器的第8端子,该两个电位器为双联电位器W1;电阻R3和电阻R4串接于接收器的第8端子与12V直流电源负极之间,电阻R5和电阻R6串接于接收器的第8端子与12V直流电源负极之间,电阻R3和电阻R4的结点接于三极管BG1的基极,三极管BG1的集电极串接继电器J7后接于接收器的第8端子,三极管BG1的发射极接于金属盛水容器的一个触头上;电阻R5和电阻R6的结点接于三极管BG4的集电极,三极管BG4的发射极接于金属盛水容器的另一触头上,金属盛水容器的外壳接于12V的直流电源负极;12V直流电源正极顺次串接继电器J1的常开结点J1-1、接收器的第2端子以及继电器J1的常闭结点J1-2后接于12V直流电源负极;12V电源正极顺次串接继电器J2的常开结点J2-1、接收器的第5端子以及继电器J2的常闭结点J2-2后接于12V直流电源负极;行进电机接于接收器的第2端子与第5端子之间;继电器J5的常开触点J5-1以及常闭结点J5-2串接在12V直流电源正极和负极之间,继电器J6的常开触点J6-1以及常闭结点J6-2串接在12V直流电源正极和负极之间,摆动电机一端接于常开结点J5-1和常闭结点J5-2的交结点,另一端接于常开结点J6-1和常闭结点J6-2的交结点;继电器J7的常开结点J7-1以及常闭结点J7-2串接在12V直流电源正极与负极之间,继电器J8的常开结点J8-1以及常闭结点J8-2串接在12V直流电源正极与负极之间,平衡电机Dp一端接于常开结点J7-1和常闭结点J7-2的交结点,另一端接于常开结点J8-1和常闭结点J8-2的交结点;接收器的第1端子、第4端子和第10端子均接于12V直流电源正极,接收器的第3端子、第6端子和第12端子均接于
12V直流电源负极,接收器的外接电源的正接口接于第7端子,接收器的外接电源的负接口接于12V直流电源负极。
[0011] 还具有工作指示电路:发光二极管Fg1和电阻R1串接在12V直流电源正极和负极之间。
[0012] 上述12V直流电源由型号为DLM-12的4个蓄电瓶、两两串联后再并联组成。 [0013] 上述底板上有碎冰过孔以及有供双摆击锤翻转的槽孔
[0014] 本新型具有以下特点和优点:
[0015] 在技术方面,本新型采用了担式吊挂结构解决单相工作问题,并在机械结构,设备安置和水平监测,转换控制等多方面进行了静态和动态平衡处理,尤其在采用行进轮大盘沿为齿,电机主齿轮分段,叉形限位,上密封下开口钟罩式箱盖,水平监测控制,铁体移动保平衡以及电磁铁吸合刹车和行进轮、打击锤结构和遥控器操作定与互动等方面有着独到之处。
[0016] 本新型为机电一体化设计,实现了远方遥控,自动行进,自动除冰,代替相关人员在冰天地中的高空作业,减少人身安全隐患,提高了除冰进度。
[0017] 本装置具有快速、灵活的特点,同时具有结构简单、投资少,并且不固定,可变换环境场地和不同等级输电线使用的优点,经现场试用,效果良好。附图说明
[0018] 图1是本新型的机电总体的结构框图
[0019] 图2-1是本新型前视方向的立体图。
[0020] 图2-2是本新型后视方向的立体图。
[0021] 图3-1是行进电机与行进轮啮合传动的立体示意图。
[0022] 图3-2是图3-1所示行进轮的装配示意图。
[0023] 图4是图2-1所示摆动电机上双摆击锤的立体示意图。
[0024] 图5是图2-2所示刹车机构的放大图。
[0025] 图6是图2-1所示轴承座上安装两根金属叉杆的示意图。
[0026] 图7是图2-2所示动平衡装置的立体图。
[0027] 图8是箱盖的立体示意图。
[0028] 图9-1和图9-2分别是发射器和接收器的面板示意图。
[0029] 图10是除冰控制电路图。

具体实施方式

[0030] 从图2-1、图2-2中可见:地面可经遥控器发射行进、倒退、击打等多种信号,高空电缆除冰装置接收到遥控信号后,进行整理转换,再向各单元发出控制指令,实施具体功能。行进单元由主体电机、变速齿轮、行进轮、横担轴等组成;除冰单元由180°往返电机、双摆击锤组成;制动单元则由电磁铁、压簧、刹车片组成;工作电源可由市电或汽柴油发电机从地面提供,也可自带蓄电瓶,免除长拉线。
[0031] 因要带电除冰,故本装置是在单相上工作,故很大特点是横担悬挂式,并且从器件布局到工作运行,都要充分考虑平衡问题,本装置从分层、静态、动态、等多方面采取了措施,后面将作详细介绍。
[0032] 元器件表:电路中所用元器件请见列表:元件名称 型号规格 元件名称 型号规格
发射器 LM1000 直流电动机Dx TH-80W-24V
接收器 RM11048 直流电动机DC.Dp TH-40W-24V
电阻R1、R2 3470.200Ω 直流阀式电磁铁 MFZ1-24V
电阻R3、R5 8.2Ω 蓄电瓶 DLM-12×4
电阻R4、R6 2.4Ω 继电器J1-8 JQX-15F
双联电位器W1 10kΩ 水平仪 SPY(自制)
电容C1、C2 22uf/25V 稳压二极管D5 WY-12V
晶体管BG1、BG2 3DG161 发光管Fg1 ф5红色
[0033] 器件装配与工作原理:带电除冰装置由行进、振打、刹车等机械部分和遥传信号、电气控制等部分组成,特别是为单相悬挂式工作,故平衡、稳定便成了要解决的特重问题。
[0034] 图2-1、图2-2中,1、输电线;2、行进轮;3、横担轴;4、(传动)轴承;5、轴承座;6、行进电机;7、主动齿轮;8、蓄电瓶;9、遥控器件(接收器及控制电路);10、摆动电机;11、双摆击锤;12、(装置)底板;13、(装置底板箱盖)连接孔;14、螺栓;15、刹车片;16、碎冰过孔;17、动平衡装置。
[0035] 本新型包括除冰控制电路,发射器,接收器,两个轴承座5固定有底板12上,每个轴承座内安装有一个轴承4,横担轴3固定在两个轴承的内圈上;行进轮2安装固定在横担轴3上;行进轮结构为:由左侧档板2a和右侧档板2b经螺栓连接组成,左侧档板右端面上固定有一个供横担轴3穿入经紧锁螺钉2e固定的内筒2d,右侧档板左端面上固定有滚筒2c,滚筒的直径小于左、右档板的直径,且左、右档板的外圆周上有啮合齿;行进电机6安装在底板上,行进电机的轴上安装的主动齿轮7与行进轮的左、右档板上的啮合齿配合传动,该主动齿轮7的中部有一供输电线1穿过的环形凹槽;摆动电机10安装在底板上,摆动电机的轴上安装有用作振打除冰的双摆击锤11,双摆击锤的形状为弧形;还具有动平衡装置(图7):平衡铁17a经支撑架17b固定在底板上,平衡电机Dp的轴上安装有调节齿轮17d,调节齿轮与平衡铁17a底面上的从动齿17c啮合传动,绝缘盛水容器17e固定在底板上,绝缘盛水容器内水位上方设有用作导电的两个触头,该两个触头形成的导电开关连接在平衡电机Dp的供电回路中。
[0036] 从图2-1、图2-2可以看到:输电线从行进轮的腹部穿过,行进轮则以其为轨道,中间滚动筒在上面滚动(参见图3-1、图3-2)。行进电机带动(两段)主动齿轮,再推动外沿为齿的行进轮工作。
[0037] 为重力均衡减少偏转压力,将行进轮外沿加工洗齿,将行进电机和主动齿轮安放在装置正中下方与之紧密配合中,便能匀速平稳地将行进轮带动。否则,若将主从齿轮旁置,将会增加侧重,影响平衡。
[0038] 同时请见图3-1和图3-2,由于输电线是从电机和行进轮的滚筒上穿过,所以行进轮2的挡盘直径设计为30厘米,比滚筒直径大了10厘米,留有空间位置;另图中主齿轮分为两段,呈“H”字型,这样既与行进轮大盘齿相对应,又腾出中部空间,上下空间相加,为输电线让出了约10厘米的位置,行进中双摆击锤已经击打下主要覆冰,故所有输电线都能通过,保障除冰工作的顺利进行。
[0039] 行进轮左侧档板上相连的滚筒,最好采用翻砂工艺制作成整体,但当条件不具备时,则需将紧固筒与合金轴在中间钻孔,再用螺钉穿插固定,方产生同样作用。 [0040] 由于横担轴直径取为3cm,紧密相扣的套筒仅增加厚度部分,故直径不大,若做滚筒将行进太慢。所以我们又在行进轮右侧档板上焊接直径为20cm的滚筒,可以成6倍以上的提高速度。
[0041] 当横担轴在左侧档板固定好后,再将左、右侧档板合并,用长螺杆紧密连接,形成完整的的行进轮。
[0042] 行进轮速度与台数计算:为避免质量过大,所以我们将主动轮直径和齿数都制成行进轮大齿的一半,即12cm与12齿,并由此再选择直流为24V、每分钟120转的伺服电机,即1秒转两圈,随之直径为20cm的滚动筒随24齿大盘每秒转一圈,从而计算如下: [0043] 周长=20×3.14÷100=0.628m
[0044] 则一个小时可行驶距离为:
[0045] 0.628×60×60÷1000=2.26km
[0046] 以每套装置一天工作6小时计,若50公里结冰线路,需要:
[0047] 100÷(6×2.26)≒4台
[0048] 由于装置为带电除冰,故不能搭接并保持安全距离,所以A.B.C三条输电线是采用分相,但同时实施除冰工作,这样所需:
[0049] 4×3=12台
[0050] 即用本设计制作的12台装置同时施工,50公里的结冰线路在5、6个小时内便可全部破除。以此方法,还可扩展到更长更多线路。
[0051] 由上可见,本行进轮即是挡板,又是齿轮,既解决了横担轴紧固问题又提高了滚动行进速度,一举几得的的设计。
[0052] 除冰单元:
[0053] 在图2-1、图2-2中的摆动电机、双摆击锤构成除冰单元。图4是放大示意,当电机0
得到工作指令,即做180 往返转动,上、下臂随之在底板沿导线开设的槽孔(即条形孔)中翻转,象机器手带动打击锤从上方和下方击打输电线上的覆冰,这些冰层将被一一块地击落,达到除冰目的。
[0054] 双摆击锤与普通锤不一样,我们将其设计制作为弧形状,这样对于普遍为圆形的电缆线将形成上下圆弧包围状,使之接触面更大,破冰效果更好。
[0055] 制动单元:
[0056] 因输电线翻山越岭,加之有自重和冰层的凝结,将会使电缆下坠,有的还形成较大坡度,故击冰中往往需要观察、调整等。为防止停滞时装置下滑,设计了刹车单元。图5是该单元的展开示意图,刹车机构结构为:压簧15c一端与固定板15b连接,固定板经螺钉固定在底板12上,压簧15c另一端上固定有一刹车片15,未受外力时压簧的作用力使刹车片15与行进轮的滚筒2c分离,直流阀式电磁铁15a的动作部件经钢丝绳与刹车片固联;所述轴承座5上安装有用作对输电线1起限位作用的两根金属叉杆5a。
[0057] 图中下压螺栓将弹簧(压簧)和刹车片固定在装置底板上,平时弹簧由自身作用力将刹车片撑开,当电磁铁得到遥控指令,即带电吸合,其钢丝线将刹车片拉下,使行进轮停止转动,达到制动停车的目的。
[0058] 动平衡装置:
[0059] 单相工作的带电除冰装置,既要考虑电机、行进轮、电磁铁、蓄电瓶、遥讯接收和控制器等在一块金属底板上固定装配,还要解决平衡不倒斜的重大问题,为此,我们采取了多项措施,将分别介绍于后。
[0060] 以行进轮滚筒为支撑点,两侧齿轮挡板即避免脱轨,又在倾斜中起到限位作用;横担轴既要随行进轮滚动变化,又要挑起器件底板,采用了传动轴承。
[0061] 轴承内圆与横担轴4紧密配合,可随行进轮转动;轴承座的两侧还焊接有两支金属叉杆5a,该叉口越过但又不接触输电线,这是在正常行进时不增加阻力,但在出现任意度倾斜时,四支金属叉便有一支或两支象三角形斜边一样反方向抵住输电线,使之斜度不至再增大。这是加强平衡的又一措施。
[0062] 在器件装配位置上,我们更是充分考虑重量平衡。如图2-2的装配板中,行进电机、主动齿轮与双摆电机、双摆击锤均安排在行进轮正下方的左右两侧,既保证工作效果,又重量均衡。
[0063] 遥讯接收及处理控制器和蓄电瓶放置于正视前方,由于约4kg的电瓶大大重于前者,所以,尽量靠中安装。
[0064] 图2-2右侧是底板装载的后视图,其中动平衡装置中有一个4kg重的平衡铁,与蓄电瓶对称安放。这样整个底板不偏不斜,保持平稳。
[0065] 以上对器件位置的合理安置,是利用其质量做到静态平衡。
[0066] 随着除冰工作的进行,装置必然会受到振动与颠簸,严重时还会产生倾斜,对该情况必须立即调整。但因器件固定,静态平衡已无计可施,所以,我们设置了如图7的动态平衡系统。
[0067] 图7中水平仪(即盛水容器)作平衡检测,其中连接有负极电源的两个触头(接线端子)。正常时水位平衡,与两个触头脱离;当装置往任意一侧倾斜时,液体流动积累到该侧,液面升高,即与该侧导线接通,将负电源送给所连控制器,控制器启动翻转,接通平衡电机的反向转动电源,电机运转,主齿轮带动平衡铁的从齿轮向水斜相反的方向移动,直到重新平衡,液面与导线断开,电机失电,移动停止。
[0068] 以上通过监测,转换控制,平衡铁反向移动的方式,实现的是动态平衡。这是本装置中的又一项独特设计。
[0069] 带电除冰的安全保证:
[0070] 为防止输电线下坠、吹摆动等,将其相间距离设计得大大超过国标值。如220kV相间放电距离在两米内,但输电线的相间距离则普遍设计为7米,可见余地之大,加之覆冰集结,增加了重量与凝固,线的摆弧只会减小,所以,我们的单相除冰装置将横向尺寸限制在50厘米以内,是完全有安全保障的。这也是A.B.C三条输电线采用分相,但可以同时实施除冰工作的原因。
[0071] 另为防止击碎的冰块飞溅,形成空中导体,造成相间放电,甚至短路,故,我们作了下开口上密封的钟罩式箱盖设计处理,如图8。
[0072] 图8中,由相同的四颗螺栓将箱盖18固定在底板上(因这里着重介绍箱盖,故吊带及其它器件未再画);箱盖有弧形顶部,既美观又给横担轴和行进轮留下空间;箱盖纵向中部有开口18b,给输电线留下通道;箱盖下部为中间全空的四壁结构。箱盖经螺栓18a与底板联接。
[0073] 箱盖长、宽、高尺寸为:60×50×92cm;输电线开口尺寸为:12×60cm;宽12cm是考虑线径和覆冰影响,高60是箱盖底边到滚筒间导线穿查的距离,都留有较大余地。 [0074] 底板以下加长的40cm空间桶位,一是考虑对35cm打击臂长度在下方摆动的掩盖;二是将上下击碎的冰块能受桶壁限制而垂直下降,不至于四面纷飞,由此加强安全保证。 [0075] 在箱盖和底板间留有5~10 cm条形空间,并在底板上已经预打下了3~10 cm大小不等的方圆孔(即碎冰过孔1b),这些是为被击下的碎冰在被封闭的箱盖中开辟泄露路子,不至堆积。实用中摆臂和铁锤在击打输电线覆冰的同时,对箱盖内的冰块也在挤压、打击、排泄,所以,箱盖内不会储存太多的冰块,不会影响工作的进行。
[0076] 本部分对带电除冰装置的机电结构,工作原理,尤其是平衡运作和安全防护等做了较为细致的设计处理,故照此制作出的实体有很好的工作状态。
[0077] 控制电路设计:带电除冰装置各器件安装设置完成后,要在高空电缆上作业,还有电源、遥讯、控制等问题需要解决,下面将逐一介绍。
[0078] 工作电源:
[0079] 装置中各电机、电磁铁等要工作,必需要有电能。电能可由地面市电和汽、柴油机发电供给,但这样的问题是需带长长的导线辫子,受沟壑山岭影响,有时可能会出现不可跨越的障碍。为此,我们重点还是设计为蓄电瓶法。
[0080] 如图10中所示,由4个12V蓄电瓶两两串联后再并联组成,这样,串联:可符合24V直流电机工作需要,并联:则储备更多能量。由此,对于行进、击打、动平衡、电磁铁等总功率约100瓦的用电器,一组电瓶可以运行20公里左右,基本上能满足一天单机除冰的里程。 [0081] 遥控器:
[0082] 本带电除冰装置其中一项重大作用是代替电气工作人员高空作业,所以具备远方操作控制功能。并考虑地形地貌,甚至翻山过江,信号传递需在数百米以上,因此,我们选择了如图9-1所示的LM1000高功率发射器,能保证信号发送到1000米以上。
[0083] 接收器则选用灵敏度高、感应力强的器件。由于本装置主要任务在于除冰,故,遥控接收、发射器是自身初步设计下,向质优厂家特制定购产品。
[0084] 从a中可以看见到,接收器由天线、分频、控制、继电器和电源脚及接线端子排组成。继电器接点如J1所示,控制脚内部相接,常开、公共、常闭接点分别由1.2.3端子送出。其它同型号继电器J2 、J3 、J4连接方式相似。
[0085] 控制电路:
[0086] 带电除冰装置控制电路如图10所示。
[0087] 发射器型号为LM1000,接收器型号为RM-4J;所述除冰控制电路为:经稳压 后的12V直流电源正极顺次串接电阻R2、接收器的第7端子以及继电器J3的常开结点J3-1连接于接收器的第8端子,继电器J5、继电器J6、继电器J7以及继电器J8的一端均接于接收器的第8端子,继电器J5另一端和电解电容C1正极均接于三极管BG1集电极,继电器J6另一端和电解电容C2正极均接于三极管BG2集电极,三极管BG1发射极以及三极管BG2的发射极均接于12V直流电源负极,电解电容C1负极以及C2负极分别与一个电位器串接后、接于接收器的第8端子,该两个电位器为双联电位器W1;电阻R3和电阻R4串接于接收器的第
8端子与12V直流电源负极之间,电阻R5和电阻R6串接于接收器的第8端子与12V直流电源负极之间,电阻R3和电阻R4的结点接于三极管BG1的基极,三极管BG1的集电极串接继电器J7后接于接收器的第8端子,三极管BG1的发射极接于金属盛水容器17e的一个触头上;电阻R5和电阻R6的结点接于三极管BG4的集电极,三极管BG4的发射极接于绝缘盛水容器的另一触头上,绝缘盛水容器的外壳接于12V的直流电源负极;12V直流电源正极顺次串接继电器J1的常开结点J1-1、接收器的第2端子以及继电器J1的常闭结点J1-2后接于
12V直流电源负极;12V电源正极顺次串接继电器J2的常开结点J2-1、接收器的第5端子以及继电器J2的常闭结点J2-2后接于12V直流电源负极;行进电机6接于接收器的第2端子与第5端子之间;继电器J5的常开触点J5-1以及常闭结点J5-2串接在12V直流电源正极和负极之间,继电器J6的常开触点J6-1以及常闭结点J6-2串接在12V直流电源正极和负极之间,摆动电机10一端接于常开结点J5-1和常闭结点J5-2的交结点,另一端接于常开结点J6-1和常闭结点J6-2的交结点;继电器J7的常开结点J7-1以及常闭结点J7-2串接在12V直流电源正极与负极之间,继电器J8的常开结点J8-1以及常闭结点J8-2串接在12V直流电源正极与负极之间,平衡电机Dp一端接于常开结点J7-1和常闭结点J7-2的交结点,另一端接于常开结点J8-1和常闭结点J8-2的交结点;接收器的第1端子、第4端子和第10端子均接于12V直流电源正极,接收器的第3端子、第6端子和第12端子均接于
12V直流电源负极,接收器的外接电源的正接口接于第7端子,接收器的外接电源的负接口接于12V直流电源负极。
[0088] 还具有工作指示电路:发光二极管Fg1和电阻R1串接在12V直流电源正极和负极之间。
[0089] 从图中可见,不论是地面上送还是蓄电瓶供给工作电源,都由R1分压后点亮发光管Fg1,随后,分两路供电。一路经电阻R2降压,稳压管D5稳压为12V,供给遥控接收器和摆臂振荡电路;另一路则经相关继电器接点供给24V电机正反向转动。
[0090] 图10中继电器接点前后方框中的数字表示该处与遥控接收器的对应端子相接,由于各结点已较为直观,故不再详述。
[0091] 行进电机的运作:
[0092] 结合图9和10,当遥控发射器按下1键,接收器接到信号,经转换处理后,启动继电器J1,常开结点J1-1闭合,接通24V正电源,经公共点送给行进电机Dx左侧,而常闭接点J1-2 断开,脱离负极;此时接行进电机Dx另一端的继电器J2截止,常闭接点J2-2闭合接通负电源,所以电动机正转,向前行进。
[0093] 当遥控发射器按下2键,接收器接到信号,转换处理后启动继电器J2,常开结点J2-1闭合,接通24V正电源,经公共点送给行进电机Dx右侧,而常闭接点J2-2 断开,脱离负极;此时接电机Dx左侧的继电器J1截止,常闭接点J1-2闭合接通电源负极,所以电机反转,向后行进。
[0094] 注意,在遥控发射器1键和2键设置的是反向互动开关,即一个按下时,另一个将自动弹起,否则接收器会使J1、J2同时启动,都将断开负极电源,行进电机将无法工作。 [0095] 打击电机运作:
[0096] 同样结合图9和图10,当遥控发射器按下3键,接收器收到信号,经转换处理后启动继电器J3,常开结点J3-1闭合,接通经R2降压、稳压二极管D5稳压为12V的正电源,后面集基耦合振荡电路投入工作,双连电位器W1、继电器J5和J6、电容C1和C2、三极管BG1和BG2分别构成两侧充放电电路,形成振荡,经W1调整,振荡频率选定为2Hz,即1秒钟内使继电器J5和J6往返启动与截止两次,其常开、常闭结点J5-1同J6-2和J6-1同J5-2轮番0
接通摆动电机DC的正负电源,使其同步作180 的往返转动,进而带动装有弧形锤的双臂摆动,从输电线的上面和下面轮番打击附着的冰层。配合行进电机Dx的行进,边走边快速敲打,基本无疏漏,并且速度、力度都将远远优于人员施工,所以,在除冰上有更好效果。
[0097] 动平衡电路:
[0098] 在前面装置安放中,除利用器件自身重量尽量做到静态平衡外,因运行振动等,可能引发倾斜,为此又增设了动态平衡系统,其机电转换控制过程在图10中可以看到:
[0099] 绝缘盛水器外壳(水平仪)接负极电源,上部两个触头(即接线端子)分别与晶体管BG3、BG4射极相连。正常时水位平衡,与两侧接线端子脱离;当装置往任意一侧倾斜时,此例为左面,则液体流积到左侧,左侧液面升高,BG3射极与负极线接通,启动翻转,继电器J7启动,常闭接点J7-1接通24V正电源,经公共点送给平衡电机Dp左侧,而常闭接点J7-2 断开,脱离负极;此时接电机Dp另一端的继电器J8截止,常闭接点J8-2闭合接通负电源,所以平衡电机顺时针转动,经齿轮咬合,推动平衡铁向右移动。直到重新平衡,液面与导线断开,电机失电,移动停止。
[0100] 当装置向右倾斜,运作程序与上相反,也将重新达到平衡。这便是机械与电子线路相结合形成的有效控制方式。
[0101] 刹车控制:
[0102] 当需要停车观察调整时,遥控发射器退出1、2、3键,按下第4键,接收器收到信号并转换处理后,启动继电器J4,常开结点J4-1闭合,接通24V电源,电磁铁DC吸合,带动钢丝线并联动拉下刹车片,装置停止运行,待观察处理后,恢复前述操作,装置又可重新投入除冰工作。
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