珍愛生命奉獻(xiàn)社會第四屆全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽2010年10月高壓電線除冰裝置

設(shè)計(jì)者：劉華江蔡宗雷房德磊邰永承劉龍指導(dǎo)教師：李文忠金清肅

河北科技大學(xué)

1設(shè)計(jì)背景積冰壓斷的高壓電線

2008年，我國南方大部分省區(qū)遭遇了罕見的冰雪災(zāi)害，許多高壓電線由于積冰太多被壓斷，導(dǎo)致大面積停電，對生產(chǎn)生活造成了極大影響。所以很有必要設(shè)計(jì)一種高效的除冰裝置。2國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀

國內(nèi)外除了人工敲打和飛機(jī)噴灑融冰劑，主要還有槍擊法、在高壓電線外面涂特殊材料等方法，但是這些方法不安全、效率較低、成本較高。

國內(nèi)外有許多人正在研究除冰裝置，但還未見有成熟產(chǎn)品的報道。

3設(shè)計(jì)目標(biāo)與實(shí)現(xiàn)方案3.1設(shè)計(jì)目標(biāo)

利用機(jī)械方法，讓機(jī)器自動的在高壓電線上高效率的除冰。工作人員只需通過簡單的安裝就可以使機(jī)器開始工作。由于此設(shè)計(jì)預(yù)期的鋰電池供電充足、機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，達(dá)到長期使用的標(biāo)準(zhǔn)，無需經(jīng)常維護(hù)和修理，能適應(yīng)惡劣的環(huán)境。

敲擊部分行走部分3.2作品實(shí)物照片4詳細(xì)設(shè)計(jì)與制作4.1行走部分電機(jī)驅(qū)動小帶輪旋轉(zhuǎn)，將動力通過同步帶傳遞給大帶輪，通過行走輪帶動整個裝置在高壓電線上穩(wěn)定行走。下面的頂緊輪在彈簧的作用下頂緊，起輔助固定的作用。

行走部分實(shí)物圖大帶輪小帶輪直流電機(jī)行走輪同步帶行走部分實(shí)物圖

行走部分主要性能性能參數(shù)符號數(shù)值電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速n1100r/min小帶輪直徑D332mm大帶輪直徑D436mm行走輪內(nèi)直徑D535mm最高行走速度v310m/min

4.2敲擊裝置

電機(jī)帶動凸輪旋轉(zhuǎn)，頂開敲擊桿，使彈簧伸長，在彈簧回復(fù)力的作用下，帶動敲擊錘快速敲擊電線上的冰。敲擊錘敲擊端是刃狀的，這樣能夠在冰上產(chǎn)生很大的壓強(qiáng)，很容易將冰敲碎。

敲擊錘彈簧凸輪敲擊桿敲擊部分的實(shí)物圖在敲擊桿上有兩個限位螺釘，可以根據(jù)電線的粗細(xì)和冰的厚度進(jìn)行調(diào)節(jié)，防止敲壞電線。性能參數(shù)符號數(shù)值電機(jī)轉(zhuǎn)速n2188r/min敲擊次數(shù)e6次/s敲擊錘最大張開距離L480mm敲擊桿長度L3260mm彈簧形變長度△L50mm敲擊部分主要性能5裝置的使用安裝

工作人員只需上桿將機(jī)器掛到高壓電線上即可。通過遙控器控制機(jī)器向前、向后敲擊走動。6主要創(chuàng)新點(diǎn)①本裝置采用凸輪、彈簧的組合機(jī)構(gòu)，使整個裝置在行走過程中把冰敲碎并使之脫落。通過改變彈簧大小，可以改變敲擊的力量。②橡膠材料的行走輪和頂緊輪，能使整個裝置在高壓電線上穩(wěn)定的行走，不會發(fā)生打滑。③本裝置含有多種規(guī)格錘頭，可以適應(yīng)不同線徑和結(jié)冰厚度。④采用鋰電池供電，質(zhì)量輕、供電時間長，能連續(xù)工作一小時以上。