CN106125756B - 无人机及其巡检方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无人机及其巡检方法，用于检修电缆，包括：飞控设备箱，呈中空壳体结构；飞行装置，安装于所述飞控设备箱，包括可转动的旋翼；搭接装置，安装于所述飞控设备箱，所述搭接装置包括搭接件，所述搭接件一端设有抵持部，所述搭接件可相对所述飞控设备箱转动，以使所述抵持部抵持并电连接于所述电缆。上述无人机，可通过搭接装置电连接于电缆，从而实现了无人机在巡检过程中与导线实时等电位连接，降低了无人机在带电作业过程中由于与电缆的电位差导致的放电而带来的损坏风险，提高带电作业效率。

Description

无人机及其巡检方法

技术领域

本发明涉及输电技术领域，特别是涉及一种无人机及其巡检方法。

背景技术

高压电缆是电力系统的动脉，其直接关系到国民经济的发展和人民群众的正常生活，因此其安全运行越来越受到各级部门的重视。

架空线路不仅要承受固有机械载荷和电力负荷的内部压力，而且还要经受自然环境的各种外部侵害，如：腐蚀、污秽、雷击、强风、洪水、滑坡、沉陷、地震和鸟害等以及人为的破坏。随着时间的日积月累，势必使架空线路出现各种问题，如导线断股、避雷线断裂、杆塔倾斜、绝缘子闪烁、金具脱落、线路上悬挂风筝或编织袋、线路覆冰等，因此，电气设备在长期运行中需要经常测试、检查和维修。

目前，通常采用智能化的无人机带电作业来取代人工作业，该无人机能够在架空线路上稳定飞行，降落，移动作业。但由于无人机与电缆之间存在电位差，导致无人机在带电作用过程中容易由于放电而损坏。

发明内容

基于此，有必要针对无人机在带电作业过程中由于放电而损坏问题，提供一种可等电位作业以避免放电导致损坏的无人机及其巡检方法。

一种无人机，用于检修电缆，包括：

飞控设备箱；

飞行装置，安装于所述飞控设备箱，包括可转动的旋翼；及

搭接装置，安装于所述飞控设备箱，所述搭接装置包括搭接件，所述搭接件一端设有抵持部，所述搭接件可相对所述飞控设备箱转动，以使所述抵持部抵持并电连接于所述电缆。

上述无人机，可通过搭接装置电连接于电缆，从而实现了无人机在巡检过程中与电缆的等电位连接，降低了无人机在带电作业过程中由于与电缆的电位差导致的放电而带来的损坏风险，提高带电作业效率。

在其中一个实施例中，所述搭接件设有弹性件，所述弹性件连接并可抵持于所述抵持部。

在其中一个实施例中，所述搭接装置还包括压力传感器，所述压力传感器设于所述抵持部，用于获取所述弹性件受到的压力值。

在其中一个实施例中，所述抵持部包括滚轮，多个所述滚轮沿所述搭接件的延伸方向依次排列，所述滚轮的中心轴方向与所述搭接件的延伸方向平行。

在其中一个实施例中，所述搭接装置包括固定座与可转动地设于所述固定座的轴套，所述固定座安装于所述飞控设备箱上，所述搭接件可插设于所述轴套内并可在所述轴套的带动下转动。

在其中一个实施例中，所述固定座内设有轴套驱动件，所述轴套驱动件可驱动所述轴套相对所述飞控设备箱转动。

在其中一个实施例中，所述无人机还包括锁定机构，所述锁定机构包括设于所述固定座的电磁铁与卡持件，所述轴套连接于所述固定座的一端设有锁定件，所述电磁铁可通电以吸附所述卡持件，使所述卡持件卡持所述锁定件以固定所述轴套。

在其中一个实施例中，所述无人机还包括行走装置，所述行走装置包括行走支架及行走轮，所述行走支架一端连接于所述飞控设备箱，所述行走轮可转动地设于所述行走支架未连接所述飞控设备箱的一端。

一种上述无人机的巡检方法，用于巡检电缆，包括以下步骤：

控制所述无人机沿引导路径飞行；

控制所述无人机的搭接件接触电缆；

转动所述搭接件直至所述搭接件的抵持部与所述电缆电连接。

上述巡检方法，可通过转动搭接件，使无人机与电缆等电位连接，从而避免无人机在工作过程中因电位差导致的放电而损坏，提高了无人机的巡检效率。

在其中一个实施例中，转动所述搭接件直至所述搭接件的抵持部与所述电缆电连接具体包括以下步骤：

获取搭接件的所述抵持部受到的压力值；

根据所述压力值控制所述搭接件的工作状态。

附图说明

图1为一实施方式的无人机的结构示意图；

图2为图1所示的无人机的搭接装置的搭接件的连接端的结构示意图；

图3为图2所示的连接端的示意图；

图4为一实施方式的无人机的巡检方法的流程图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本较佳实施例的一种用于检修电缆200(如图3所示)的无人机100，该无人机100包括飞控设备箱20与分别安装于飞控设备箱20的飞行装置40及搭接装置60，且飞行装置40与搭接装置60位于飞控设备箱20外部。

其中，飞控设备箱20呈中空壳体结构，飞行装置40包括可转动的旋翼42。搭接装置60包括搭接件62，搭接件62一端设有抵持部(图未标)，搭接件62可相对飞控设备箱20转动，以使抵持部抵持并电连接于电缆200，从而使无人机100与电缆200电连接。

上述无人机100，可通过搭接装置60电连接于电缆200，从而实现了无人机100在巡检过程中与电缆200的等电位连接，降低了无人机100在带电作业过程中由于与电缆200的电位差导致的放电而带来的损坏风险，提高带电作业效率。

在本实施例中，搭接装置60的各个部件均为良导体，具有良好的导电性能，因此可通过与电缆200搭接使无人机100与电缆200为等电位。

请参阅图1、图2及图3，搭接件62设有弹性件6244，弹性件6244连接并可抵持于抵持部。如此，当抵持部接触并抵持电缆200时，弹性件6244压缩而向抵持部施加推力，使抵持部始终抵持于电缆200并与电缆200电连接。

进一步地，搭接件62上设有压力传感器(图未示)，该压力传感器设于抵持部，用于获取弹性件6244的受到的压力值，从而可根据该压力值的大小调节转动角度，以使抵持部始终抵持于电缆200上。

在本实施例中，抵持部包括滚轮6242，多个滚轮6242沿搭接件62延伸方向依次排列，滚轮6242的中心轴方向与搭接件62的延伸方向平行，弹性件6244为弹簧，抵持于滚轮6242与电缆200接触的相对的一端。如此，滚轮6242在弹性件6244的抵持下始终接触电缆200，并可沿电缆200滚动，以减小该搭接件62与电缆200之间的阻力。

更具体地，在本实施例中，滚轮6242的数量为三个，三个弹性件6244与三个滚轮6242分别对应设置，以根据各个滚轮6242与电缆200接触位置的不同而调整各个滚轮6242的位置以与圆柱状的电缆200配合。可以理解，滚轮6242的数量与大小可根据实际需要设置，滚轮6242的数量越多，抵持部与电缆200的接触面积越大，导电效果越好。因此，可根据滚轮6242数目、尺寸及弹性件6244的劲度系数将搭接件62分为不同的型号，而适用于不同的工作场合。

搭接装置60还包括固定座64与可转动地设于固定座64的轴套66。固定座64安装于飞控设备箱20上，轴套66设于固定座64一端，搭接件62可插设于轴套66内并可在轴套66的带动下转动，从而相对电缆200转动至合适位置而与电缆200电连接。由于搭接件62与轴套66可拆卸连接，因此可根据需要选择长度不同的搭接件62，以与不同结构的电缆200电连接。

进一步地，固定座64内设有轴套驱动件(图未示)，轴套驱动件可驱动轴套66相对飞控设备箱20转动。在本实施例中，该轴套驱动件为驱动电机，驱动电机的输出轴与轴套66连接以带动轴套66绕自身中心轴转动，从而带动搭接件62绕自身中心轴转动。

搭接件62呈柱状结构，包括固定端622与连接端624。其中，固定端622插设于轴套66内并与轴套66可拆卸连接，连接端624的一侧设有上述抵持部。如此，可根据所检修电缆200的不同结构选择安装不同的搭接件62，从而扩大该无人机100的适用范围。

无人机100还包括锁定机构(图未示)，锁定机构包括设于固定座64的电磁铁与卡持件，轴套66安装于固定座64的一端设有锁定件，电磁铁可通电以吸附卡持件，使卡持件卡持锁定件以固定轴套66，从而使搭接件62保持一定角度而始终抵持于电缆200。

在本实施例中，卡持件与锁定件均为相互配合的齿轮，电磁铁通电时，吸附卡持件至预定位置，从而使卡持件可与锁定件啮合而阻止锁定件转动。电磁铁失电时，对卡持件的吸引力消失，从而使卡持件从预定位置回复而脱离锁定件，使轴套66可在轴套驱动件的带动下转动。可以理解，锁定机构的具体结构不限于此，可根据需要设置。

如此，压力传感器可将获得的压力值信号反馈至轴套驱动件与锁定机构，轴套驱动件可根据该压力值信号调整轴套66的转动角度，从而调整搭接件62与电缆200的位置关系，锁定机构可根据压力值信号锁定轴套66，从而固定搭接件62的工作角度。在本实施例中，当压力信号为预设压力值时，轴套驱动件停止转动驱动轴套66，锁定机构启动，电磁铁带电以吸引卡持件卡持锁定件，从而将轴套66固定在合适位置上，以使搭接件60上的抵持部与电缆200之间的压力大小为预定值。

无人机100还包括行走装置80，行走装置80包括行走支架82及行走轮84，行走支架82一端连接于飞控设备箱20，行走轮84可转动地设于行走支架82未连接飞控设备箱20的一端，以沿电缆200移动。

无人机100还包括引导杆(图未示)，引导杆连接飞控设备箱20的一端与行走轮84对应，引导杆与行走支架82共同形成引导路径，电缆200可沿引导路径相对滑动。

如此，无人机100可通过飞行装置40飞行至电缆200上方，然后引导杆与电缆200接触，并使以引导杆与电缆200保持接触并相对滑动，从而使电缆200沿引导路径与行走轮84重合，之后使无人机100通过行走轮84相对电缆200移动。

在一实施例中，该无人机100还包括图像获取装置及传感装置(图未示)。该图像获取装置及传感装置均安装于飞控设备箱20上，图像获取装置用于获取周围环境图像，以判断无人机100所处位置，传感装置用于获取无人机100的姿态。

在一实施例中，该无人机100的飞行控制箱内还设有飞控系统，飞控系统用于控制无人机100各个部件，例如飞行装置40、图像获取装置、传感装置等部分协同工作，并可与地面站进行信息传递，以控制无人机100的飞行路线。

上述无人机100，可通过搭接装置60连接电缆200以进行等电位作业，并且抵持部在弹性件6244的作用下可始终抵持于电缆200，从而降低了无人机100在带电作业过程中由于放电而损坏的风向，提高了带电作业效率。此外，无人机100可在引导杆的引导下使行走轮84准确落在电缆200上，从而具有较高的工作效率。

如图4所示，一种无人机的巡检方法，用于巡检电缆200，包括以下步骤：

S110：控制无人机100沿引导路径飞行。

S120：控制无人机100的搭接件62接触电缆200。

S130：转动搭接件62直至搭接件62的抵持部与电缆200电连接。

上述巡检方法，可通过转动搭接件62，使无人机100与电缆200等电位连接，从而避免无人机在工作过程中因电位差导致的放电而损坏，提高了无人机100的巡检效率。

其中，步骤S110：控制无人机100沿引导路径飞行具体包括以下步骤：

S111：控制无人机100飞行至电缆200附近，并使引导机构位于电缆200下方。

S112：调整无人机100的位置，以使无人机100的引导杆接触电缆200。

S113：控制无人机100向上方飞行，以使电缆200与引导杆接触并相对引导杆滑动至引导杆连接于飞控设备箱20的一端。

S114：控制无人机100沿连接支架垂直向下飞行，以使电缆200与行走支架82接触并相对行走支架82滑动，直至无人机100的行走支撑轮落在电缆200上。

具体地，飞控系统控制飞行装置40的旋翼42转动，并在图像获取装置及传感装置的配合下，使以无人机100飞行至相应位置。

步骤S120：转动搭接件62直至搭接件62的抵持部与电缆200电连接具体包括以下步骤：

S121：获取搭接件60受到的压力值；

S122：根据压力值信号控制搭接件60的工作状态。

请参阅图1、图2及图4，具体地，图像获取装置首先确认该无人机100所要着落的电缆200的具体位置，定位模块获取无人机100相对大地的坐标，并将该坐标发送给地面站。地面站不断给出电缆200相对无人机100的三维坐标以及坐标反馈纠正信息。

飞控系统根据现有机器人的旋翼42的工作姿态、图像获取装置的反馈信息以及传感装置的融合信息，调整无人机100的，将无人机100缓慢调整到引导杆之间的引导连接杆与电缆200平行的位置，同时使引导杆接触电缆200朝向地面的一侧。

然后，飞控系统控制无人机100沿着引导杆缓慢飞行，并使电缆200保持接触引导杆，直至电缆200滑入引导杆的末端，从而与行走支架82接触，进而控制无人机100缓慢垂直下落，电缆200沿着行走支架82上移，行走轮84落在电缆200上。

之后，飞控系统控制轴套驱动件带动搭接件62转动，使搭接件62的连接端624搭接到电缆200上，压力传感器检测弹性件6244受到的压力达到一定压力值时，飞控系统控制轴套驱动件关闭，并控制锁住机构的电磁铁带电而固定轴套66，从而使搭接件62处于预设角度以始终与电缆200电连接。如此，在无人机100移动作业的过程中，搭接件62的抵持部在弹性件6244的作用下始终抵持电缆200，并且在不光滑的电缆200上也能确保与电缆200接触，防止充放电现象的发生。

上述巡检方法，采用图像获取采用图像获取装置与传感装置共同作用，使输电导线沿引导杆及连接竖杆与行走轮84配合，搭接件62在弹性件6244的作用下始终抵持于电缆200，从而避免充放电现象的产生，落线精确，消除了安全隐患。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种无人机，用于检修电缆，其特征在于，包括：

飞控设备箱；

飞行装置，安装于所述飞控设备箱，包括可转动的旋翼；及

搭接装置，安装于所述飞控设备箱，所述搭接装置包括搭接件，所述搭接件一端设有抵持部，所述搭接件可相对所述飞控设备箱转动，以使所述抵持部抵持并电连接于所述电缆；

其中，所述抵持部包括滚轮，多个所述滚轮沿所述搭接件的延伸方向依次排列，所述滚轮的中心轴方向与所述搭接件的延伸方向平行。

2.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述搭接件设有弹性件，所述弹性件连接并可抵持于所述抵持部。

3.根据权利要求2所述的无人机，其特征在于，所述弹性件抵持于所述滚轮与所述电缆接触的相对的一端。

4.根据权利要求2所述的无人机，其特征在于，所述搭接装置还包括压力传感器，所述压力传感器设于所述抵持部，用于获取所述弹性件受到的压力值。

5.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述搭接装置包括固定座与可转动地设于所述固定座的轴套，所述固定座安装于所述飞控设备箱上，所述搭接件可插设于所述轴套内并可在所述轴套的带动下转动。

6.根据权利要求5所述的无人机，其特征在于，所述固定座内设有轴套驱动件，所述轴套驱动件可驱动所述轴套相对所述飞控设备箱转动。

7.根据权利要求5所述的无人机，其特征在于，所述无人机还包括锁定机构，所述锁定机构包括设于所述固定座的电磁铁与卡持件，所述轴套连接于所述固定座的一端设有锁定件，所述电磁铁可通电以吸附所述卡持件，使所述卡持件卡持所述锁定件以固定所述轴套。

8.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述无人机还包括行走装置，所述行走装置包括行走支架及行走轮，所述行走支架一端连接于所述飞控设备箱，所述行走轮可转动地设于所述行走支架未连接所述飞控设备箱的一端。

9.一种如权利要求1～8任意一项所述无人机的巡检方法，用于巡检电缆，其特征在于，包括以下步骤：

控制所述无人机沿引导路径飞行；

控制所述无人机的搭接件接触电缆；

转动所述搭接件直至所述搭接件的抵持部与所述电缆电连接。

10.根据权利要求9所述的无人机，其特征在于，转动所述搭接件直至所述搭接件的抵持部与所述电缆电连接具体包括以下步骤：

获取搭接件的所述抵持部受到的压力值；

根据所述压力值控制所述搭接件的工作状态。

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