自平衡式配電線路雜物清理裝置的制作方法

本發明屬于配電線路維護技術領域，尤其涉及一種自平衡式配電線路雜物清理裝置。

背景技術：

配電線路電纜上纏繞異物如廣告布條、氣球等，容易遭受雷擊、火災等事件，進而引起配電線路的損傷，導致配電線路運行維護工作困難，由于大部分電纜在高空部位，其危害性大，作業人員未近距離靠近電纜很難發現或消除上述缺陷；采取帶電作業存在很大極限性，往往受到帶電作業安全間隙的限制而無法開展，又存在較大危險性，特別是進入斷股電纜或電位拆除異物作業存在很大的安全風險，且勞動強度極大，而對于電纜垂直排列或有交叉跨越的情況，則需要停電作業，降低了供電可靠性。而且在清理過程中，由于清理裝置的自身缺點，對配電線路清理不完全，導致配電線路發生二次損壞。

技術實現要素：

本發明為了解決現有技術中的不足之處，提供一種自動化程度高、勞動強度低、操作便捷高效、安全可靠性強的自平衡式配電線路雜物清理裝置。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：自平衡式配電線路雜物清理裝置，包括驅動輪組件和設在驅動輪組件下方的安全輪組件，驅動輪組件左側和右側分別設有一個可折疊支撐式平衡翼，兩個可折疊支撐式平衡翼的構造相同且左右對稱設置，兩個可折疊支撐式平衡翼上連接有位于驅動輪組件下部前方的雜物清理器；

驅動輪組件包括輪轂、左支撐架和右支撐架，左支撐架和右支撐架的構造相同且左右對稱設置；左支撐架和右支撐架均由三根支臂組成，三根支臂的內端固定連接，相鄰兩個支臂之間的夾角為120°，三根支臂的外端側部分別設有一個支撐導向輪，左支撐架上的三個支撐導向輪的中心線位于同一個圓柱表面上，左支撐架上的三個支撐導向輪和右支撐架上的三個支撐導向輪左右一一相對設置；

輪轂內壁的左側和右側分別設有圓形軌道，左側的三個支撐導向輪均伸入并滾動連接在左側的圓形軌道上，右側的三個支撐導向輪均伸入并滾動連接在右側的圓形軌道上；輪轂外圓周設有行走輪，行走輪沿圓周表面上設有一圈上輪槽；

右側的可折疊支撐式平衡翼包括水平連接板、翻轉支撐板和連桿，水平連接板左側固定設在右支撐架右側下部，水平連接板左側與翻轉支撐板右側鉸接，水平連接板下表面固定設有翻轉電機，翻轉支撐板下表面沿左右方向設有導向板，導向板上沿左右方向設有導向孔，翻轉電機的主軸與連桿的一端垂直并固定連接，連桿的另一端垂直設有伸入到導向孔內并可沿導向孔滑動的導柱；

水平連接板下表面設有無線信號接收器；左支撐架和右支撐架之間設有位于輪轂內的安裝架，安裝架上設有陀螺旋轉平衡機構、控制電路板、可充電鋰電池和用于驅動輪轂轉動的動力驅動機構。

陀螺旋轉平衡機構包括設在安裝架上的兩個安裝盒，兩個安裝盒沿前后方向水平布置，兩個安裝盒的頂部均敞口，每個安裝盒的右側均開設有安裝孔，每個安裝盒內均設有一個陀螺儀，每個安裝盒的右側均設有一個陀螺角度控制電機，陀螺角度控制電機的主軸穿過安裝孔伸入到安裝盒內并固定連接有L型的懸臂板，懸臂板由相互垂直的頂板和側板組成，側板左側與陀螺角度控制電機的主軸固定并垂直連接，陀螺儀頂部與頂板下表面固定連接。

陀螺儀包括密封殼體，密封殼體內設有高速電機，高速電機的頂部與密封殼體的頂部內壁固定連接，高速電機的主軸垂直朝下并同軸向傳動連接有旋轉盤，旋轉盤的外邊緣頂部固定連接有旋轉筒，旋轉筒位于高速電機外壁與密封殼體內壁之間。

動力驅動機構包括位于陀螺旋轉平衡機構下方的驅動電機，驅動電機的主軸上傳動連接有齒輪，輪轂的內壁設有與輪轂同一中心線的內齒圈，齒輪與內齒圈嚙合。

雜物清理器包括左連接桿、右連接桿、上半圓筒、下半圓筒和清理刀桿，左連接桿后端設在左側的水平連接板上表面，右連接桿后端設在右側的水平連接板上表面，左連接桿和右連接桿關于上輪槽的中心線左右對稱設置，左連接桿前側向右折彎，右連接桿前后向左折彎，左連接桿前端和右連接桿前端分別與上半圓筒的左側和右側固定連接，上半圓筒和下半圓筒的中心線重合且沿前后水平方向設置，上半圓筒和下半圓筒左右兩側分別沿長度方向一體設有凸條板，同側的兩個凸條板上穿設有用于鎖緊上半圓筒和下半圓筒的緊固螺栓，上半圓筒和下半圓筒的內壁設有一層刷毛，上半圓筒內壁的刷毛和下半圓筒內壁的刷毛之間形成圓柱形的清潔通道，清潔通道的中心線與上輪槽底部橫截面的中心線重合，清理刀桿后端設在下半圓筒底部，清理刀桿前端設有位于清潔通道的中心線下方的刀尖，刀尖至少設有三個。

安全輪組件包括設在左側的水平連接板底部的左安裝板和設在右側的水平連接板底部的右安裝板，左安裝板和右安裝板均垂直設置，左安裝板和右安裝板之間設有穿設有輪軸，輪軸上轉動連接有位于左安裝板和右安裝板之間的安全輪，安全輪頂部與行走輪底部之間具有間隙，安全輪的圓周面上開設有一圈下輪槽，上輪槽和下輪槽上下對應形成穿線槽；輪軸兩端分別設有固定塊和螺母。

采用上述技術方案，本發明的各個部件盡量采用絕緣材料，如塑料制成，這樣具有較高的安全性。本發明的使用過程為：操作者爬到電桿上，擰下緊固螺栓和螺母，取下下半圓筒和清理刀桿，抽出輪軸，取下安全輪，將上輪槽和上半圓筒置于配電線上，然后將下半圓筒扣在上半圓筒底部，擰上緊固螺栓，按上安全輪，穿上輪軸，擰上螺母。通過遙控器在地面上遙控操作，無線信號接收器接到信號后，將信號傳輸給控制電路板，通過控制電路板對翻轉電機、高速電機、陀螺角度控制電機和驅動電機進行啟閉或調速，可充電鋰電池為電路控制板、其他用電元件和所有電機供電。

準備行進時，先啟動陀螺旋轉平衡機構，即開啟兩個高速電機，高速電機帶動旋轉盤和旋轉筒高速旋轉，沿前后方向設置的兩個陀螺儀在高速旋轉后，可以使整個裝置保持良好的自平衡，然后啟動翻轉電機，將兩個翻轉支撐板迅速向上翻轉與水平連接板保持水平，起到良好的平衡作用，由于陀螺儀的高速旋轉以及翻轉支撐板和水平連接板，避免左右傾倒，接著就可以啟動驅動電機，驅動電機帶動齒輪旋轉，齒輪驅動齒圈旋轉，齒圈帶動輪轂和行走輪轉動，行走輪沿著配電線向前行進，在行進過程中，清理刀桿前端的多個刀尖可將掛在配電線上的雜物清理掉，然后上半圓筒和下半圓筒內壁的刷毛就可以將配電線表面的灰塵雜質進行清潔。

初次操作者很可能在剛開始行進過程沒有保持好平衡，會使驅動輪組件轉動180°，安全輪和行走輪倒置，即行走輪位于安全輪下方，由于安全輪和行走輪均與輸電線具有一定摩擦力，這樣也可通過驅動電機帶動行走輪向前行進，照樣對配電線進行清潔作業。

本發明的輪轂采用左輪轂支架和右輪轂支架上設置的支撐導向輪進行支撐，同側的三個支撐導向輪形成正三角形的三個頂點，具有良好的穩定性，充分減輕重量并降低生產成本。

陀螺儀沿前后方向設有兩個，可以充分提高裝置的平衡性。另外，可通過陀螺角度控制電機來驅動懸臂板轉動，懸臂板再帶動旋轉盤和旋轉筒的回轉中心線傾斜一定角度，這樣就可以最大程度調節本裝置的左右平衡穩定性。

當本發明放置時，啟動翻轉電機，翻轉電機的主軸驅動連桿向下轉動，連桿另一端的導柱沿導向孔移動，同時將翻轉支撐板向下翻轉90°把整個本發明支起來。另外，翻轉支撐板可以延長水平連接板的長度，從而提高平衡度。

綜上所述，本發明設計新穎、原理科學、自動化程度高、勞動強度低、采用遙控操作，能夠方便快捷地清除輸電線路上的雜物，并對配電線路表面進行清潔。

附圖說明

圖1是本發明去掉雜物清理器的結構示意圖；

圖2是本發明去掉行走輪和安全輪組件的內部立體結構示意圖；

圖3是圖2的半剖視圖。

具體實施方式

如圖1、圖2和圖3所示，本發明的自平衡式配電線路雜物清理裝置，包括驅動輪組件和設在驅動輪組件下方的安全輪組件，驅動輪組件左側和右側分別設有一個可折疊支撐式平衡翼，兩個可折疊支撐式平衡翼的構造相同且左右對稱設置，兩個可折疊支撐式平衡翼上連接有位于驅動輪組件下部前方的雜物清理器。

驅動輪組件包括輪轂1、左支撐架和右支撐架，左支撐架和右支撐架的構造相同且左右對稱設置；左支撐架和右支撐架均由三根支臂2組成，三根支臂2的內端固定連接，相鄰兩個支臂2之間的夾角為120°，三根支臂2的外端側部分別設有一個支撐導向輪3，左支撐架上的三個支撐導向輪3的中心線位于同一個圓柱表面上，左支撐架上的三個支撐導向輪3和右支撐架上的三個支撐導向輪3左右一一相對設置。

輪轂1內壁的左側和右側分別設有圓形軌道4，左側的三個支撐導向輪3均伸入并滾動連接在左側的圓形軌道4上，右側的三個支撐導向輪3均伸入并滾動連接在右側的圓形軌道4上；輪轂1外圓周設有行走輪5，行走輪5沿圓周表面上設有一圈上輪槽6。

右側的可折疊支撐式平衡翼包括水平連接板7、翻轉支撐板8和連桿9，水平連接板7左側固定設在右支撐架右側下部，水平連接板7左側與翻轉支撐板8右側鉸接，水平連接板7下表面固定設有翻轉電機10，翻轉支撐板8下表面沿左右方向設有導向板11，導向板11上沿左右方向設有導向孔12，翻轉電機10的主軸與連桿9的一端垂直并固定連接，連桿9的另一端垂直設有伸入到導向孔12內并可沿導向孔12滑動的導柱13。

水平連接板7下表面設有無線信號接收器14；左支撐架和右支撐架之間設有位于輪轂1內的安裝架15，安裝架15上設有陀螺旋轉平衡機構、控制電路板16、可充電鋰電池17和用于驅動輪轂1轉動的動力驅動機構。

陀螺旋轉平衡機構包括設在安裝架15上的兩個安裝盒18，兩個安裝盒18沿前后方向水平布置，兩個安裝盒18的頂部均敞口，每個安裝盒18的右側均開設有安裝孔，每個安裝盒18內均設有一個陀螺儀，每個安裝盒18的右側均設有一個陀螺角度控制電機19，陀螺角度控制電機19的主軸穿過安裝孔伸入到安裝盒18內并固定連接有L型的懸臂板20，懸臂板20由相互垂直的頂板和側板組成，側板左側與陀螺角度控制電機19的主軸固定并垂直連接，陀螺儀頂部與頂板下表面固定連接。

陀螺儀包括密封殼體21，密封殼體21內設有高速電機22，高速電機22的頂部與密封殼體21的頂部內壁固定連接，高速電機22的主軸垂直朝下并同軸向傳動連接有旋轉盤23，旋轉盤23的外邊緣頂部固定連接有旋轉筒24，旋轉筒24位于高速電機22外壁與密封殼體21內壁之間。

動力驅動機構包括位于陀螺旋轉平衡機構下方的驅動電機25，驅動電機25的主軸上傳動連接有齒輪26，輪轂1的內壁設有與輪轂1同一中心線的內齒圈27，齒輪26與內齒圈27嚙合。

雜物清理器包括左連接桿28、右連接桿29、上半圓筒30、下半圓筒31和清理刀桿32，左連接桿28后端設在左側的水平連接板7上表面，右連接桿29后端設在右側的水平連接板7上表面，左連接桿28和右連接桿29關于上輪槽6的中心線左右對稱設置，左連接桿28前側向右折彎，右連接桿29前后向左折彎，左連接桿28前端和右連接桿29前端分別與上半圓筒30的左側和右側固定連接，上半圓筒30和下半圓筒31的中心線重合且沿前后水平方向設置，上半圓筒30和下半圓筒31左右兩側分別沿長度方向一體設有凸條板33，同側的兩個凸條板33上穿設有用于鎖緊上半圓筒30和下半圓筒31的緊固螺栓，上半圓筒30和下半圓筒31的內壁設有一層刷毛34，上半圓筒30內壁的刷毛34和下半圓筒31內壁的刷毛34之間形成圓柱形的清潔通道，清潔通道的中心線與上輪槽6底部橫截面的中心線重合，清理刀桿32后端設在下半圓筒31底部，清理刀桿32前端設有位于清潔通道的中心線下方的刀尖35，刀尖35至少設有三個。

安全輪組件包括設在左側的水平連接板7底部的左安裝板36和設在右側的水平連接板7底部的右安裝板37，左安裝板36和右安裝板37均垂直設置，左安裝板36和右安裝板37之間設有穿設有輪軸38，輪軸38上轉動連接有位于左安裝板36和右安裝板37之間的安全輪39，安全輪39頂部與行走輪5底部之間具有間隙，安全輪39的圓周面上開設有一圈下輪槽40，上輪槽6和下輪槽40上下對應形成穿線槽43；輪軸38兩端分別設有固定塊41和螺母42。

本發明的各個部件盡量采用絕緣材料，如塑料制成，這樣具有較高的安全性。本發明的使用過程為：操作者爬到電桿上，擰下緊固螺栓和螺母42，取下下半圓筒31和清理刀桿32，抽出輪軸38，取下安全輪39，將上輪槽6和上半圓筒30置于配電線上，然后將下半圓筒31扣在上半圓筒30底部，擰上緊固螺栓，按上安全輪39，穿上輪軸38，擰上螺母42。通過遙控器在地面上遙控操作，無線信號接收器14接到信號后，將信號傳輸給控制電路板16，通過控制電路板16對翻轉電機10、高速電機22、陀螺角度控制電機19和驅動電機25進行啟閉或調速，可充電鋰電池17為電路控制板、其他用電元件和所有電機供電。

準備行進時，先啟動陀螺旋轉平衡機構，即開啟兩個高速電機22，高速電機22帶動旋轉盤23和旋轉筒24高速旋轉，沿前后方向設置的兩個陀螺儀在高速旋轉后，可以使整個裝置保持良好的自平衡，然后啟動翻轉電機10，將兩個翻轉支撐板8迅速向上翻轉與水平連接板7保持水平，起到良好的平衡作用，由于陀螺儀的高速旋轉以及翻轉支撐板8和水平連接板7，避免左右傾倒，接著就可以啟動驅動電機25，驅動電機25帶動齒輪26旋轉，齒輪26驅動齒圈旋轉，齒圈帶動輪轂1和行走輪5轉動，行走輪5沿著配電線向前行進，在行進過程中，清理刀桿32前端的多個刀尖35可將掛在配電線上的雜物清理掉，然后上半圓筒30和下半圓筒31內壁的刷毛34就可以將配電線表面的灰塵雜質進行清潔。

初次操作者很可能在剛開始行進過程沒有保持好平衡，會使驅動輪組件轉動180°，安全輪39和行走輪5倒置，即行走輪5位于安全輪39下方，由于安全輪39和行走輪5均與輸電線具有一定摩擦力，這樣也可通過驅動電機25帶動行走輪5向前行進，照樣對配電線進行清潔作業。

本發明的輪轂1采用左輪轂1支架和右輪轂1支架上設置的支撐導向輪3進行支撐，同側的三個支撐導向輪3形成正三角形的三個頂點，具有良好的穩定性，充分減輕重量并降低生產成本。

陀螺儀沿前后方向設有兩個，可以充分提高裝置的平衡性。另外，可通過陀螺角度控制電機19來驅動懸臂板20轉動，懸臂板20再帶動旋轉盤23和旋轉筒24的回轉中心線傾斜一定角度，這樣就可以最大程度調節本裝置的左右平衡穩定性。

當本發明放置時，啟動翻轉電機10，翻轉電機10的主軸驅動連桿9向下轉動，連桿9另一端的導柱13沿導向孔12移動，同時將翻轉支撐板8向下翻轉90°把整個本發明支起來。另外，翻轉支撐板8可以延長水平連接板7的長度，從而提高平衡度。

本實施例并非對本發明的形狀、材料、結構等作任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于本發明技術方案的保護范圍。