[发明专利]高压线路消冰平台

说明书

本发明是申请号为2015109531231、申请日为2015年12月17日、发 明名称为“高压线路消冰平台”的专利的分案申请。

技术领域

本发明涉及高压线路维护领域，尤其涉及一种高压线路消冰平台。

背景技术

高压线路结冰危害很大，需要对其进行除冰处理。当前，最常用的人 工除冰方式过于耗时耗力，给供电管理部门带来巨大的经济负担和人力负 担，而当前的热力除冰、机械除冰与自然脱冰都带有一定的缺陷，无法铺 开使用，尤其对于机械除冰来说，除了机械设备无法适应复杂的高压线路 环境之外，也缺乏必要的现场冰层厚度检测设备和现场削冰设备进行除冰 支持。

因此，需要一种新的高压线路除冰方案，能够替代现有的人工除冰方 式，采用机械除冰方式对整条高压线路进行除冰，从而尽可能地减少人工 参与，降低供电管理部门的运营成本。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于GPS行波检测的冲击式消 冰平台，采用GPS行波检测设备和冰层厚度计算设备对冰层厚度进行检 测，采用包括螺线管、旋转式弹药存储筒、无线通信接口、燃烧室和活塞 连杆的汽缸活塞机构以及扳机对高压线路进行除冰，并以改良后的机器人 为运载平台，完成对高压线路的自动除冰。

根据本发明的一方面，提供了一种基于GPS行波检测的冲击式消冰平 台，所述平台包括GPS行波检测设备、冰层厚度计算设备、冲击式消冰设 备和机器人主体，机器人主体行走在高压线路上，GPS行波检测设备用于 确定行波信号的传输时差，冰层厚度计算设备与GPS行波检测设备连接， 用于基于行波信号的传输时差确定高压线路的实时冰层厚度，冲击式消冰 设备用于基于实时冰层厚度确定冲击式消冰次数。

更具体地，在所述基于GPS行波检测的冲击式消冰平台中，包括：线 路参数检测设备，设置在防倾斜结构上，用于实时检测高压线路因为荷载 所引起的线路长度变化；温度参数检测设备，设置在防倾斜结构上，用于 实时检测高压线路所在环境的温度变化；GPS行波检测设备，设置在防倾 斜结构上，包括行波传感器、行波定位器和GPS时钟，用于实时检测在高 压线路上产生的行波信号的传输时差，行波传感器用于输出行波信号，行 波定位器与行波传感器和GPS时钟分别连接，基于行波信号和GPS时钟 输出的时间信息确定行波信号的传输时差；冰层厚度计算设备，设置在控 制箱内，采用FPGA芯片实现，与线路参数检测设备、温度参数检测设备 和GPS行波检测设备分别连接，基于线路长度变化、温度变化和行波信号 的传输时差确定高压线路的实时冰层厚度；汽缸活塞机构，搭载在机器人 主体上，包括螺线管、旋转式弹药存储筒、无线通信接口、燃烧室和活塞 连杆；活塞连杆顶部配有开端夹钳，用于夹住高压线路的地线，活塞连杆 底部与燃烧室连接；燃烧室底部连接旋转式弹药存储筒；旋转式弹药存储 筒底部连接螺线管和扳机；扳机，用于将旋转式弹药存储筒内弹药推送到 燃烧室内并触发弹药在燃烧室内爆炸，以对高压线路的地线产生瞬间的冲 击载荷，实现除冰效果；螺线管用于推动扳机，能够多次执行对扳机的推 动以实现多次触发弹药在燃烧室内爆炸；机器人主体，包括防倾斜结构、 控制箱、无刷直流电机、吊装环、行走机构、锁紧机构和压紧机构，防倾 斜结构位于前方高压线路上，控制箱和无刷直流电机都位于高压线路的下 方，吊装环用于将机器人主体吊装到高压线路上，行走机构和锁紧机构都 位于高压线路上，压紧机构位于高压线路的下方；防倾斜结构包括防倾斜 轮、固定螺栓和连接板，连接板分别与防倾斜轮和固定螺栓连接，防止机 器人主体向后倾斜；控制箱内设有主控板和电池，主控板上集成了飞思卡 尔MC9S12芯片和无线通信设备，无线通信设备用于与远端的供电运营服 务器建立双向无线通信链路；无刷直流电机通过减速器与行走机构的驱动 轮和压紧机构的压紧轮分别连接；行走机构包括同步带、同步带张紧机构、 驱动轮和水平放置的三个V型轮，驱动轮为三个V型轮在高压线路上的行 走提供动力，同步带依次经过驱动轮、同步带张紧机构和三个V型轮以保 持三个V型轮的同步行走；锁紧机构包括顺序连接的活动扳手、中间支撑 件、底部销件和U型螺栓，用于防止机器人主体从高压线路处坠落；压紧 机构与无刷直流电机连接，包括压紧轮、棘轮、棘爪、复位弹簧和压紧弹 簧，压紧轮为V型结构，用于在压紧弹簧的作用下压紧高压线路的架空地 线，棘轮与棘爪用于锁住或放开压紧轮，复位弹簧用于在压紧轮被放开时 将压紧轮复位；其中，飞思卡尔MC9S12芯片还与冰层厚度计算设备和螺 线管分别连接，以接收实时冰层厚度，根据实时冰层厚度确定扳机推动次 数，将扳机推动次数打包在除冰指令中并发送给螺线管；其中，螺线管接 收飞思卡尔MC9S12芯片发送的除冰指令，对除冰指令进行解析以获得扳 机推动次数，根据扳机推动次数多次执行对扳机的推动。