本发明涉及一种四翼三桨型风光互补式输电线路除冰设备，安装在蝶形帆板14上的四个风扇22和三支桨叶9可实现竖直升降和水平翻转，四根破碎杆2和一对齿刀15可清除覆冰，粘贴在帆板14和桨叶9表面的太阳能薄膜电池25可为蓄电池5充电，进而为风扇22供电。电动机13、齿轮轴11、齿圈19和鞍板17配合可使设备可靠地环抱在线缆1上。其中帆板14和桨叶9由碳纤维制成，破碎杆2、钢卡（3）和齿刀15由不锈钢制成，部件由铝合金制成。该设备具有动力持续、节能高效、安装可靠、成本低、质量轻、易操作等优点。
1.一种四翼三桨型风光互补式输电线路除冰设备，主要包括帆板(14)、碎冰杆(2)、风扇(22)、蓄电池(5)、电动机(13)、齿圈(19)、齿刀(15)、桨叶(9)、鞍板(17)和太阳能薄膜电池(25)，其特征在于帆板(14)呈蝶形，帆板(14)四翼处对称安装有四个风扇电机(4)，每个风扇电机(4)的轴端各安装有一个风扇(22)，帆板(14)左端通过钢卡(3)固定有四根长短不一的碎冰杆(2)，右端通过螺钉(16)对称安装有一对齿刀(15)，帆板(14)中部左侧固定有蓄电池(5)，右侧固定有电动机(13)，中部设有四个方孔(23)，处在帆板(14)前侧的两个方孔(23)内各固定有一个导向销(27)，两个导向销(27)卡装在两个齿圈(19)中部的导向槽(30)内，帆板(14)中央竖直固定有一个基座(10)，基座(10)中部加工有过轴孔(29)，上端通过螺栓组件(26)固定有一支桨叶(9)，帆板(14)中部前后边缘各固定有一个斜基座(20)，每个斜基座(20)上通过螺栓组件(26)固定有一支桨叶(9)，三支桨叶(9)互成120°角，帆板(14)下面沿轴线固定有四个鞍板(17)，鞍板(17)与齿圈(19)扣合环抱在线缆(1)上，帆板(14)上表面粘贴有7片太阳能薄膜电池(25)，下表面粘贴有5片太阳能薄膜电池(25)，三支桨叶(9)的外表面分别粘贴有2片太阳能薄膜电池(25)，蓄电池(5)为风扇电机(4)和电动机(13)供电，太阳能薄膜电池(25)为蓄电池(5)充电。
2.根据权利要求1所述的一种四翼三桨型风光互补式输电线路除冰设备，其特征在于所述电动机(13)的轴端通过联轴器(18)连接有前端齿轮(12)，前端齿轮(12)与齿轮轴(11)同体，齿轮轴(11)套在过轴孔(29)内，齿轮轴(11)左部通过平键(8a)安装有后端齿轮(8)，齿轮轴(11)左端套装有轴承(6)，轴承(6)套装在轴承座(21)内，轴承座(21)底部通过螺钉组件(28)固定在帆板(14)上，前端齿轮(12)和后端齿轮(8)分别与一根齿圈(19)啮合，两根齿圈(19)的前端插入帆板(14)前侧的两个方孔(23)内，帆板(14)和桨叶(9)由碳纤维材料制成，基座(10)、斜基座(20)、鞍板(17)、齿圈(19)、齿轮轴(11)、前端齿轮(12)、后端齿轮(8)、联轴器(18)由铝合金材料制成，碎冰杆(2)、钢卡(3)和齿刀(15)由不锈钢材料制成。
一种四翼三桨型风光互补式输电线路除冰设备
技术领域
[0001] 本发明涉及一种输电线路维护设备，尤其是一种四翼三桨型风光互补式输电线路除冰设备。
背景技术
[0002] 随着用电需求的逐年增长，我国电网建设如火如荼，输电线路四通八达。冬季，大面积输电线路易形成覆冰，常导致供电中断和冰闪事故，对电网安全造成极大威胁。近年来，人们纷纷投入输电线路覆冰清除设备的开发，以确保电网安全运行，但现有除冰方案和设备在续航能力、除冰效率和成本方面还存在一些不足。例如，专利CN 1586384 A提出了一种输电线路除冰装置，利用电热丝加热融化覆冰，再用毛刷清除覆冰，其问题在于一方面融冰耗电量大，另一方面即使冰暂时融化，但在寒风和低温下会重新结冰。因此，开发动力持续、节能高效、易操作、成本低的输电线路除冰设备具有重要意义。
发明内容
[0003] 针对背景技术中的问题，本发明旨在提供一种四翼三桨型风光互补式输电线路除冰设备，该设备依靠风能和太阳能驱动，动力持续，采用敲击的方式清除覆冰，借助风力沿输电线路自行前进，长时间可靠地环抱在输电线路上而不掉落。
[0004] 本发明的目的是这样实现的：一种四翼三桨型风光互补式输电线路除冰设备，主要包括帆板、碎冰杆、风扇电机、风扇、蓄电池、电动机、齿圈、齿刀、桨叶、太阳能薄膜电池和鞍板。
[0005] 帆板呈蝶形，帆板四翼处对称安装有四个风扇电机，每个风扇电机的轴端安装有一个风扇。帆板的左端通过钢卡固定安装有四根长短不一的破碎杆，帆板右端通过螺钉对称安装有一对齿刀。帆板中部左侧固定有蓄电池。帆板中部右侧固定有电动机，电动机的轴端通过联轴器连接有前端齿轮，前端齿轮与齿轮轴同体，齿轮轴左部通过平键安装有后端齿轮，齿轮轴左端套装有轴承，轴承套装在轴承座内，轴承座底部通过螺钉组件固定在帆板上。帆板中部设有四个方孔，处在帆板前侧的两个方孔内各固定有一个导向销。两根齿圈的外圈分别与前端齿轮和后端齿轮啮合，前端伸入帆板前侧的两个方孔内。齿圈中部沿轴向加工有导向槽，导向槽卡装在导向销上。
[0006] 帆板中央竖直固定有一个基座，基座中部加工有过轴孔，过轴孔套装在齿轮轴外，基座上端通过螺栓组件固定安装有一支桨叶。帆板中部前后边缘各固定有一个斜基座，每个斜基座上通过螺栓组件固定有一支桨叶。三支桨叶互成120°角。帆板下面沿轴线固定有四个鞍板，鞍板与齿圈扣合环抱在线缆上。帆板上表面粘贴有7片太阳能薄膜电池，下表面粘贴有5片太阳能薄膜电池，三支桨叶的外表面分别粘贴有2片太阳能薄膜电池。
[0007] 蓄电池为风扇电机和电动机供电，太阳能薄膜电池为蓄电池充电。电动机、齿轮轴、齿圈和鞍板配合，使帆板环抱在线缆上，三支桨叶借助风力使帆板绕线缆旋转的同时沿线缆水平移动。四个风扇一方面提供设备升降的动力，另一方面在无风天气代替桨叶或在低风速天气辅助桨叶去推动帆板旋转。
[0008] 帆板14和桨叶9由碳纤维材料制成，基座10、斜基座20、鞍板17、齿圈19、齿轮轴11、前端齿轮12、后端齿轮8、联轴器18由铝合金材料制成，碎冰杆2、钢卡3和齿刀由不锈钢材料制成。
[0009] 本发明相对现有技术具有如下优点：1、采用风光互补方式持续提供动力，不存在动力不足、中途停机问题；2、选用太阳能薄膜电池，可根据设备表面形状裁剪粘贴，降低造型成本和设备重量；3、借助风力催动三支桨叶来提供旋转动力，结构简单，动力强劲；4、设计齿圈和鞍板，确保设备可靠地环抱在线缆上，绝不滑落；5、设置四根长短不一的碎冰杆和一对对称布置的齿刀，彻底清除线缆表面覆冰。
附图说明
[0010] 图1为该发明的正视图；图2为该发明的俯视图；图3为图1中的A向视图；图4为该发明的仰视图；图中：1. 线缆 2. 碎冰杆 3. 钢卡 4. 风扇电机 5. 蓄电池 6. 轴承 7. 卡簧 8. 后端齿轮 8a. 平键 9. 桨叶 10. 基座 11. 齿轮轴 12. 前端齿轮
13. 电动机 14. 帆板 15. 齿刀 16. 螺钉 17. 鞍板 18. 联轴器 19. 齿圈 20. 斜基座 21. 轴承座 22. 风扇 23. 方孔 24. 限位钉 25. 太阳能薄膜电池 26. 螺栓组件 27. 导向销 28. 螺钉组件 29. 过轴孔 30. 导向槽
[0011] 说明：该发明所涉及遥控装置及控制电路省略。
具体实施方式
[0012] 下面，结合附图对本发明作进一步说明：如图1和图2所示，一种四翼三桨型风光互补式输电线路除冰设备，主要由帆板14、碎冰杆2、风扇电机4、风扇22、蓄电池5、电动机13、齿圈19、齿刀15、桨叶9、太阳能薄膜电池25、鞍板17组成。
[0013] 如图1所示，帆板14加工成蝶形。结合图2，四根长短不一的破碎杆2通过钢卡3对称地固定在帆板14的左端下面，一对齿刀15通过螺钉16固定在帆板右端下面。四个风扇电机4对称安装在帆板14的四翼处，每个风扇电机4的轴端安装有一个风扇22。蓄电池5固定在帆板14的中部左侧，电动机13固定在帆板14的中部右侧。前端齿轮12通过联轴器18连接在电动机13的轴端，前端齿轮12与齿轮轴11同体，后端齿轮8通过平键8a套装在齿轮轴11中部靠左，轴承6的内圈套装在齿轮轴11的左端，外圈套装在轴承座21内，轴承座21底部通过螺钉组件28固定在帆板14上面。结合图4，帆板14中部加工有四个方孔23，处在帆板14前端的两个方孔23内固定有导向销27。两根齿圈19的外圈分别与前端齿轮12和后端齿轮8啮合，前端伸入帆板14前侧的两个方孔23内。齿圈19中部沿轴向加工有导向槽30，导向槽30卡装在导向销27上可自由滑动。
[0014] 如图1、图2和图4所示，帆板14中央固定有基座10，基座10中部加工有过轴孔29，齿轮轴11穿过过轴孔29，基座10上部通过螺栓组件26固定安装有一支桨叶9。帆板14中部前后边缘处各固定有一个斜基座20，每个斜基座20上通过螺栓组件26固定有一支桨叶9。三支桨叶9互成120°角。
[0015] 如图1、图3和图4所示，帆板14下面沿轴线固定有四个鞍板17，鞍板17与齿圈19扣合环抱在线缆1上。如图2、图3和图4所示，帆板14上表面粘贴有7片太阳能薄膜电池25，下表面粘贴有5片太阳能薄膜电池25，三支桨叶9的外表面分别粘贴有2片太阳能薄膜电池25。蓄电池5为风扇电机4和电动机13供电，太阳能薄膜电池25为蓄电池5充电。电动机13、齿轮轴11、齿圈19和鞍板17配合，使帆板环抱在线缆1上，三支桨叶9借助风力使帆板14绕线缆旋转的同时沿线缆1水平移动。四个风扇22一方面提供设备升降的动力，另一方面在无风天气代替桨叶9或在低风速天气辅助桨叶为帆板14提供旋转动力。
[0016] 帆板14和桨叶9由碳纤维材料制成，基座10、斜基座20、鞍板17、齿圈19、齿轮轴11、前端齿轮12、后端齿轮8、联轴器18由铝合金材料制成，碎冰杆2、钢卡2和齿刀由不锈钢材料制成。
[0017] 本发明的使用分为三个步骤：上行——操作遥控装置，启动风扇电机4，借助风扇22的推力将本发明所涉及的一种四翼三桨型风光互补式输电线路除冰设备运送至线缆1上方。待帆板14的中线与线缆1共线后，降低风扇22转速，使鞍板17准确骑跨在线缆1上。启动电动机13，使齿圈19顺时针转动与鞍板17扣合，从而使设备可靠地环抱在线缆1上。
[0018] 除冰——线缆大多处于百米高空，空气流速高，在风力催动下，三支桨叶9逆时针转动，进而带动帆板14绕线缆1逆时针转动并沿线缆1水平移动。若无风或风速低于4级，则启动风扇，使帆板14前端的两个风扇22产生向下的推力，后端的两个风扇22产生向上的推力，催动帆板14绕线缆1逆时针转动。固定在帆板14左端的四根碎冰杆2随帆板14一起转动，敲击线缆1周围的覆冰，从而使绝大部分覆冰掉落。固定在帆板14右端的一对齿刀15随帆板14一起转动，刮削线缆1上的剩余覆冰，从而使全部覆冰脱离线缆1。粘贴在帆板14和桨叶9表面的太阳能薄膜电池25可以吸收阳光，为蓄电池5持续充电，从而保障风扇22持续工作。
若风速在4级以上，则无需开启风扇22为帆板14提供旋转动力。
[0019] 下行——除冰完成后，操作遥控装置，启动风扇电机4，反向启动电动机13，使齿圈19逆时针离开鞍板17，借助四个风扇22的推力使设备飞离线缆1。调节风扇22的转速，使设备飞回地面。
[0020] 除冰作业结束后，无需拆卸蓄电池5。每次作业前24小时内，将设备置于阳光下暴晒，保证蓄电池5充满电。如遇阴雨天气，则通过24V直流电源向蓄电池5充电。
