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1、珍爱生命珍爱生命 奉献社会奉献社会第四届全国大学生机械创新设计大赛第四届全国大学生机械创新设计大赛2010年年10月月2021/6/161高压电线除冰装置高压电线除冰装置 设计者：刘华江设计者：刘华江设计者：刘华江设计者：刘华江 蔡宗雷蔡宗雷蔡宗雷蔡宗雷 房德磊房德磊房德磊房德磊 邰永承邰永承邰永承邰永承 刘龙刘龙刘龙刘龙 指导教师：李文忠指导教师：李文忠指导教师：李文忠指导教师：李文忠 金清肃金清肃金清肃金清肃 河北科技大学河北科技大学 2021/6/1621 设计背景设计背景积冰压断的高压电线积冰压断的高压电线积冰压断的高压电线积冰压断的高压电线 2008年，我国南方大年，我国南方大部分省
2、区遭遇了罕见的冰雪部分省区遭遇了罕见的冰雪灾害，许多高压电线由于积灾害，许多高压电线由于积冰太多被压断冰太多被压断 ，导致大面积，导致大面积停电，对生产生活造成了极停电，对生产生活造成了极大影响大影响 。所以很有必要设计。所以很有必要设计一种高效的除冰装置。一种高效的除冰装置。2021/6/1632 国内外相关研究现状国内外相关研究现状 国内外除了人工敲打和飞机喷洒融冰剂，主要国内外除了人工敲打和飞机喷洒融冰剂，主要国内外除了人工敲打和飞机喷洒融冰剂，主要国内外除了人工敲打和飞机喷洒融冰剂，主要还有枪击法、在高压电线外面涂特殊材料等方法，还有枪击法、在高压电线外面涂特殊材料等方法，还有枪击法、
3、在高压电线外面涂特殊材料等方法，还有枪击法、在高压电线外面涂特殊材料等方法，但是这些方法不安全、效率较低、成本较高。但是这些方法不安全、效率较低、成本较高。但是这些方法不安全、效率较低、成本较高。但是这些方法不安全、效率较低、成本较高。 国内外有许多人正在研究除冰装置，但还未见国内外有许多人正在研究除冰装置，但还未见国内外有许多人正在研究除冰装置，但还未见国内外有许多人正在研究除冰装置，但还未见有成熟产品的报道。有成熟产品的报道。有成熟产品的报道。有成熟产品的报道。 2021/6/1643 设计目标与实现方案设计目标与实现方案 3.1 3.1 设计目标设计目标设计目标设计目标 利利利利用用用用
4、机机机机械械械械方方方方法法法法，让让让让机机机机器器器器自自自自动动动动的的的的在在在在高高高高压压压压电电电电线线线线上上上上高高高高效效效效率率率率的的的的除除除除冰冰冰冰。工工工工作作作作人人人人员员员员只只只只需需需需通通通通过过过过简简简简单单单单的的的的安安安安装装装装就就就就可可可可以以以以使使使使机机机机器器器器开开开开始工作。始工作。始工作。始工作。 由由由由于于于于此此此此设设设设计计计计预预预预期期期期的的的的锂锂锂锂电电电电池池池池供供供供电电电电充充充充足足足足、机机机机械械械械结结结结构构构构强强强强度度度度高高高高，达达达达到到到到长长长长期期期期使使使使用用用
5、用的的的的标标标标准准准准，无无无无需需需需经经经经常常常常维维维维护护护护和和和和修修修修理理理理，能能能能适适适适应恶劣的环境。应恶劣的环境。应恶劣的环境。应恶劣的环境。 2021/6/165 敲击部分敲击部分行走部分行走部分3.2 作品实物照片作品实物照片2021/6/1664 详细设计与制作详细设计与制作4.1 4.1 行走部分行走部分行走部分行走部分电机驱动小带轮旋转，电机驱动小带轮旋转，将动力通过同步带传递给将动力通过同步带传递给大带轮，通过行走轮带动大带轮，通过行走轮带动整个装置在高压电线上稳整个装置在高压电线上稳定行走。下面的顶紧轮在定行走。下面的顶紧轮在弹簧的作用下顶紧，起辅
6、弹簧的作用下顶紧，起辅助固定的作用。助固定的作用。 行走部分实物图行走部分实物图大带轮大带轮小带轮小带轮直流电机直流电机行走轮行走轮同步带同步带2021/6/167行走部分实物图行走部分实物图 行走部分主要性能行走部分主要性能性能参数性能参数符号符号 数值数值电机输出转速电机输出转速n1n1100r/min100r/min小带轮直径小带轮直径D3D332mm32mm大带轮直径大带轮直径D4D436mm36mm行走轮内直径行走轮内直径D5D535mm35mm最高行走速度最高行走速度v3v310m/min10m/min2021/6/168 4.2 4.2 敲击装置敲击装置敲击装置敲击装置 电机带动
7、凸轮旋转，顶开敲击杆，使弹簧伸长，在电机带动凸轮旋转，顶开敲击杆，使弹簧伸长，在弹簧回复力的作用下，带动敲击锤快速敲击电线上的冰。弹簧回复力的作用下，带动敲击锤快速敲击电线上的冰。敲击锤敲击端是刃状的，这样能够在冰上产生很大的压敲击锤敲击端是刃状的，这样能够在冰上产生很大的压强，很容易将冰敲碎。强，很容易将冰敲碎。 敲击锤敲击锤弹簧弹簧凸轮凸轮敲击杆敲击杆2021/6/169敲击部分的实物图敲击部分的实物图在敲击杆上有两个限位螺钉，可以在敲击杆上有两个限位螺钉，可以根据电线的粗细和冰的厚度进行调根据电线的粗细和冰的厚度进行调节，防止敲坏电线。节，防止敲坏电线。性能参数性能参数符号符号数值数值电
8、机转速电机转速n n2 2188r/min188r/min敲击次数敲击次数e e6 6次次/s/s敲击锤最大敲击锤最大张开距离张开距离L L4 480mm80mm敲击杆长度敲击杆长度L L3 3260mm260mm弹簧形变长度弹簧形变长度L L50mm50mm敲击部分主要性能敲击部分主要性能2021/6/16105 装置的使用安装装置的使用安装 工作人员只需上杆将机器挂到高压电线上即可。通过工作人员只需上杆将机器挂到高压电线上即可。通过遥控器控制机器向前、向后敲击走动。遥控器控制机器向前、向后敲击走动。2021/6/16116 主要创新点主要创新点本装置采用凸轮、弹簧的组合机构，使整个装置在行
9、走过程本装置采用凸轮、弹簧的组合机构，使整个装置在行走过程本装置采用凸轮、弹簧的组合机构，使整个装置在行走过程本装置采用凸轮、弹簧的组合机构，使整个装置在行走过程中把冰敲碎并使之脱落。通过改变弹簧大小，可以改变敲击中把冰敲碎并使之脱落。通过改变弹簧大小，可以改变敲击中把冰敲碎并使之脱落。通过改变弹簧大小，可以改变敲击中把冰敲碎并使之脱落。通过改变弹簧大小，可以改变敲击的力量。的力量。的力量。的力量。橡胶材料的行走轮和顶紧轮，能使整个装置在高压电线上稳橡胶材料的行走轮和顶紧轮，能使整个装置在高压电线上稳橡胶材料的行走轮和顶紧轮，能使整个装置在高压电线上稳橡胶材料的行走轮和顶紧轮，能使整个装置在高
10、压电线上稳定的行走，不会发生打滑。定的行走，不会发生打滑。定的行走，不会发生打滑。定的行走，不会发生打滑。本装置含有多种规格锤头，可以适应不同线径和结冰厚度。本装置含有多种规格锤头，可以适应不同线径和结冰厚度。本装置含有多种规格锤头，可以适应不同线径和结冰厚度。本装置含有多种规格锤头，可以适应不同线径和结冰厚度。采用锂电池供电，质量轻、供电时间长，能连续工作一小时采用锂电池供电，质量轻、供电时间长，能连续工作一小时采用锂电池供电，质量轻、供电时间长，能连续工作一小时采用锂电池供电，质量轻、供电时间长，能连续工作一小时以上。以上。以上。以上。 2021/6/16127 应用前景应用前景 本装置结构简单，坚固耐用，易于操作，成本较低，本装置结构简单，坚固耐用，易于操作，成本较低，本装置结构简单，坚固耐用，易于操作，成本较低，本装置结构简单，坚固耐用，易于操作，成本较低，安全性能好，将会得到广泛的应用。安全性能好，将会得到广泛的应用。安全性能好，将会得到广泛的应用。安全性能好，将会得到广泛的应用。 2021/6/1613谢谢各位专家评委谢谢各位专家评委！2021/6/1614 结束语结束语若有不当之处，请指正，谢谢！若有不当之处，请指正，谢谢！
