CN108599007A - 一种高压线路无人机安装滑轮绝缘绳的装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高压线路无人机安装滑轮绝缘绳的装置与方法，所述方法为携带挂钩滑轮装置的与无人机复合的作业机器人系统在无人机辅助下上线，再利用作业机器人系统的作业部分将挂钩滑轮上线，随后安装好滑轮绝缘绳。所述装置包括作业机器人部分和挂钩滑轮部分。本发明实现了在人工操控下对高压输电线路上滑轮绝缘绳的安装，不需在利用检修机器人对高压线路进行维修时的上下线过程中专门安排人员冒着安全隐患登塔甚至上线安置吊点，也不需依赖杆塔而增建辅助其上下线的结构；或是代替在需工人上塔进行作业时为牵引绝缘梯上线而使用抛绳器将绝缘绳抛起绕过线路的过程，大大节省了时间，降低了成本和危险度，提高了对高压输电线路巡检和维修效率。

Description

一种高压线路无人机安装滑轮绝缘绳的装置与方法

技术领域

本发明涉及一种高压线路无人机安装滑轮绝缘绳的装置与方法，尤其涉及一种利用与无人机复合的结构来安装高压线路滑轮绝缘绳的方法与装置，以代替人工上塔甚至上线操作设置所需吊点。

背景技术

架空高压输电线路是电力工业中电力输送的重要途径，输电线路安全和稳定的运行直接影响到电力系统高可靠性和稳定性电能的提供，故对其进行定期巡检和维修事关重要。现有的输电线路巡检和维修方法主要有人工法，直升机或车辆辅助法，检修机器人法。其中，人工法和检修机器人法最为常见。人工维修线路需工人着绝缘和安全设备上塔或上线操作，若在杆塔处攀爬上线，则还需搭等电位梯入线，若想在档段中间上线，则还需先设置一吊点，常用的方法是利用抛绳器将绝缘绳抛起绕过线路，再以此绝缘绳牵引绝缘软梯上线后，工人攀爬绝缘软梯上线作业。机器人检修法具有较高效率和安全性，但其上下线方式还不够成熟，最常见的方法是人上塔作业安装一吊点滑轮，再借助绝缘绳一端绑住机器人一端被拉扯而上线。现提出一种方法，发明一种高压线路无人机安装滑轮绝缘绳的方法与装置，此方法可用于在需人工登塔作业时直接在所需作业地点安置吊点或绝缘绳再进行后续作业，不需依赖杆塔，或在利用检修机器人对线路进行巡检和维修时，对其提供上线和下线所需吊点。此种方法既减少了在对高压线路进行巡检或维修时人工的操作过程，使不管工人还是检修机器人都可在任意所需地点上下线进行作业，又融合了现今已较为成熟的无人机技术，不仅使输电线路的巡检和维修更加安全可靠，效率更高，更是是学科交叉相互完善和延伸的拓展。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题，提供了一种高压线路无人机安装滑轮绝缘绳的方法与装置。

本发明还有一目的是解决现有技术所存在的技术问题，提供了一种代替人工对高压输电线路检修时所需吊点的安置方法。

本发明还有一目的是解决现有技术所存在的技术问题，提供了一种被与无人机复合的作业机器人系统安置在高压输电线路上作为吊点的挂钩滑轮结构，此结构适用于单分裂及双分裂垂直布置线路。

本发明还有一目的是解决现有技术所存在的技术问题，提供了一种被与无人机复合的作业机器人系统安置在高压输电线路上作为吊点的挂钩滑轮结构，此结构适用于双分裂水平布置、四分裂及六分裂线路。

本发明还有一目的是解决现有技术所存在的技术问题，提供了一种可代替人工作业，结构紧凑，效率高的与无人机复合的辅助安置吊点的作业机器人系统，其中作业部分两套，分别对应两种不同挂钩滑轮结构。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种高压线路无人机安装滑轮绝缘绳的装置，其特征在于：包括作业机器人部分和设置在作业机器人部分下方的挂钩滑轮部分；所述作业机器人部分包括行走轮机构、夹紧机构、机架机构、机箱、检测装置、等电位装置和作业手机构，所述挂钩滑轮部分包括挂钩滑轮和绝缘绳；机架机构与无人机下方两侧对称布置，行走轮机构安装于机架上，夹紧机构安装于无人机机构正下方且夹线部分的夹紧状态与行走轮同高，所述机箱用于放置电源和控制部分，并用于整体重心调节，所述作业手机构安装于一边的机架上，所述挂钩滑轮包含两侧对称布置的挂钩，中间用作缠绕绝缘绳的绕线部分，和两对称布置的滑轮。

其中，所述机架机构于无人机机构下方两侧对称布置，所述行走轮机构安装于机架上，所述夹紧机构安装于无人机机构正下方且夹线部分的夹紧状态与行走轮同高，所述机箱用于放置电源和控制部分，并用于整体重心调节，所述作业手机构安装于一边的机架上，所述挂钩滑轮包含两侧对称布置的挂钩，中间用作缠绕绝缘绳的绕线部分，和两对称布置的滑轮。所述挂钩滑轮用于在需人工登塔作业时直接在所需作业地点安置吊点或绝缘绳再进行后续作业，或在利用检修机器人对线路进行巡检和维修时，对其提供上线和下线所需吊点，不需依赖杆塔。本发明实现了在人工操控下对高压输电线路上滑轮绝缘绳的安装，不需在利用检修机器人对高压线路进行维修时的上下线过程中专门安排人员冒着安全隐患登塔甚至上线安置吊点，也不需依赖杆塔而增建辅助其上下线的结构；或是代替在需工人上塔进行作业时为牵引绝缘梯上线而使用抛绳器将绝缘绳抛起绕过线路的过程，大大节省了时间，降低了成本和危险度，提高了对高压输电线路巡检和维修效率。

在上述一种高压线路无人机安装滑轮绝缘绳的装置，所述机架机构位于无人机机构下方对称两侧，用于支撑此作业机器人部分，所述机架机构上方曲线走向的设计用于作业机器人上线过程中行走轮机构落线的导向轨道。

在上述一种高压线路无人机安装滑轮绝缘绳的装置，所述夹紧机构夹爪部分的开合控制传动利用钢丝绳设计为线传动，所述钢丝绳两端分别连接两夹爪，中间的走线利用夹紧臂架上所设置的滑轮槽以连接至丝杠螺母，以此将螺母的平移运动转换为两夹爪的开合运动；此结构不仅可利用钢丝绳的柔性来适应由于输电线路的柔性而产生的非理想情况的位移偏差，且结构紧凑；所述等电位装置安置于夹紧机构两侧，通过导向轴与夹紧臂架形成上下平移自由度，保证等电位轮一直与线路接触。

在上述一种高压线路无人机安装滑轮绝缘绳的装置，所述机箱有两个，安置在机架机构的两侧下方设定的距离，用于分别安置电源和控制部分，所述电源和控制部分为行走轮机构，夹紧机构，检测装置和作业手机构提供电源和控制，其重量和安装高度是调节整台巡检机器人重心的重要环节。

在上述一种高压线路无人机安装滑轮绝缘绳的装置，所述作业手机构有两套，其中一套对应双分裂水平布置、四分裂及六分裂线路，包括三个作业臂和一个作业末端夹爪，含两个转动作业关节和一个开合末端夹爪关节；所述两个转动作业关节传动方式分别为齿轮传动和涡轮蜗杆传动，所述开合末端夹爪关节利用丝杆螺母和四杆机构来达成末端夹爪的开合运动；其中另一套对应单分裂及双分裂垂直布置线路，包括四个作业臂和一个作业末端夹爪，含一个转动作业关节，一个平移关节，一个伸缩关节和一个开合末端夹爪关节。

在上述一种高压线路无人机安装滑轮绝缘绳的装置，适用于双分裂水平布置、四分裂及六分裂线路的挂钩滑轮，左右两端各置一凹形挂钩，中间设绕线装置，下方两侧设两滑轮，用绝缘绳的吊点；所述两端凹形挂钩稍长，用于调节和适应多分裂线路由于外界因素而导致间距并非理想状态的情况；所述凹形挂钩内侧加设一层绝缘橡胶，其具有的一定柔性在此挂钩滑轮起吊巡检机器人时既可使自身定位，又保证了凹形挂钩与线路之间的磨损的减少；所述绕线装置包括前后两根反向布置的绕线杆和两弹簧以及夹线装置，所述绕线杆用于缠绕绝缘绳，所述弹簧用于拉扯绕线杆，使绕线杆转动，绝缘绳下落，所述夹线装置采用一定柔性橡胶所制，用于夹住绝缘绳中间部分使绝缘绳在下落过程中不会被全部扯到一端；所述适用于单分裂及双分裂垂直布置线路的挂钩滑轮，上方为一凹形挂钩，内侧加设一层绝缘橡胶，下方与导线平行布置挂杆，所述挂杆两端布置两滑轮，中间设绕线装置；所述绝缘绳两端各绑重物使下落过程更稳定。

一种高压线路无人机安装滑轮绝缘绳的方法，其特征在于：包括：

步骤1，检查及前期准备；检查整套装置，确定没有故障后，将其运输到工人或检修机器人需上线路附近准备就绪；将绝缘绳以所需的姿态固定在挂钩滑轮上，再控制作业机器人部分的作业手机构，使末端夹爪正确初始姿态夹住挂钩滑轮；

步骤2，作业机器人部分携带挂钩滑轮部分上线；人操作无人机机构的操控手柄，控制无人机机构带动整个装置起飞，缓慢靠近并逐渐高于需安装滑轮绝缘绳的线路，当作业机器人的两行走轮中间平面和需上线的导线铅锤面大致重合时，停止上升并控制手柄使无人机机构携带整个装置开始缓慢下降，由于机架机构对其下降轨迹有导向作用，故行走轮可安全落线；整个系统上线之后操作地面基站控制夹紧机构的两夹爪夹紧，使其能够稳定可靠的停在线上；

步骤3，挂钩滑轮部分上线；人操控地面基站，控制作业机器人的作业手机构分别以合适的移速或转速运动，以致挂钩滑轮部分处于即将上线时的准备姿态，此时再缓慢控制作业手使其上线，然后控制末端夹爪缓慢松开，行走轮带动作业机器人后退，使末端夹爪退出挂钩滑轮；

步骤4，绝缘绳的下落；当末端夹爪滑出挂钩滑轮时，约束绕线杆保持水平的力消失，绕线杆在弹簧提供的转动力下向下转动，绝缘绳重端下落，直至两端重端垂地；

步骤5，绝缘软梯或起吊绝缘绳的上线；若是需工人上线作业，则利用挂钩滑轮上的绝缘绳起吊绝缘软梯，若是需检修机器人上线作业，则将起吊检修机器人所需的起吊绝缘绳一端与绝缘绳一端相绑后，拉动绝缘绳另一端，直至起吊绝缘绳替换绝缘绳的位置。

至此，滑轮绝缘绳已在高压线路上准备完毕。可根据不同需要继续后续作业。若是需工人上线作业，在绝缘软梯上线后工人可携带绝缘装置、安全装置与维修装置攀爬上线操作作业，若是需检修机器人上线作业，则根据不同检修机器人所需准备不同所需的吊篮，再与起吊绝缘绳相连，即可结合一定动力，如卷扬，将巡检机器人自动上线或下线。

因此，本发明具有如下优点：1、解决了对高压输电线路人工上线维修或检修机器人上线作业时上线过程中所需吊点的安置这一难题，可不依赖于杆塔，在档段中间亦可实现。2、可代替车辆辅助或人工上塔安装所需吊点，且结构简单，效果好，效率高，安全性好，成本合理。

附图说明

图1为本发明携带作业手机构一的作业机器人总体装配结构示意图。

图2为挂钩滑轮一结构示意图。

图3为本发明携带作业手机构二的作业机器人总体装配结构示意图。

图4为挂钩滑轮二结构示意图。

图5为作业机器人携带挂钩滑轮一上线时的初始姿态示意图。

图6为作业机器人携带挂钩滑轮二上线时的初始姿态示意图。

图7a为挂钩滑轮一中牵引绳(一半)的缠绕方式示意图。

图7b为挂钩滑轮一中牵引绳的下落完成示意图。

图8为作业机器人飞行和行走部分结构示意图。

图9为作业手机机构一结构示意图。

图10为作业手机机构一关节传动示意图。

其中，图10a为第一转动关节传动示意图，图10b为第二转动关节传动示意图，图10c 为开合关节传动示意图。

图11a为作业手机机构二结构示意图(视角一)。

图11b为作业手机机构二结构示意图(视角二)。

图12a为作业末端夹爪结构示意图(夹紧)。

图12b为作业末端夹爪结构示意图(张开)

图13为夹紧机构结构示意图。

图14为夹紧机构钢丝绳绕线方式示意图。

其中，图14a为夹紧机构钢丝绳绕线方式示意图(尚未绕制钢丝绳)，图14a为夹紧机构钢丝绳绕线方式示意图(绕制钢丝绳后)。

图15为等电位装置示意图。

其中图15a为等电位装置安装后的示意图，图15b为单独等电位装置示意图。

图16为挂钩滑轮一上线过程示意图。

其中，图16a为作业机器人起飞至导线斜上方，图16b为作业机器人飞至需落线导线上方，图16c为作业机器人开始下落，图16d为作业机器人落线完成且夹紧机构夹紧，图16e 为作业手机构的两转动关节耦合运动将挂钩滑轮部分送至其将落线地点，图16f为挂钩滑轮部分落线。

图17为挂钩滑轮二上线过程示意图。

其中，图17a为作业机器人落线完成且夹紧机构夹紧，图17b为在作业手机构二的配合下，将挂钩滑轮二转至与线路平行方向，图17c为在作业手机构二的配合下，将挂钩滑轮二移至即将上线高度，图17d为挂钩滑轮二上线，图17e为作业末端夹爪松开并后退，图17f 为作业手机构二返回至初始姿态。

图18为作业手机构一松开挂钩滑轮一后退，同时绕线杆旋转示意图。

图19为绕线杆旋转绝缘绳(一半)落下过程示意图。

图20为挂钩滑轮一落线后和绳子示意图。

其中，图20a为绝缘绳在挂钩滑轮上下落完毕示意图，图20b为绝缘绳在挂钩滑轮上下落完毕剖面图，图20c为起吊绝缘绳在挂钩滑轮上上线后示意图。

图21为挂钩滑轮一上线完成以致滑轮绝缘绳安置完毕后示意图。

图22a为挂钩滑轮二上线完成示意图。

图22b为挂钩滑轮二上线完成以致滑轮绝缘绳安置完毕后示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的实施方案作进一步具体的说明。实施例：

首先介绍一下本发明的具体结构：

图中，机箱1，机架机构2，摄像头3，行走轮机构4，作业手机构一5，等电位装置6，无人机机构7，夹紧机构8，凹形挂钩9，滑轮轴10，绕线装置11，夹线装置12，弹簧13，绕线杆14，滑轮15，橡胶16，作业手机构二17，滑轮18，挂钩19，绕线装置20，滑轮轴 21，挂钩滑轮一22，挂钩滑轮二23，绝缘绳24，第一转动关节25，第一作业臂26，第二作业臂27，第二转动关节28，第三作业臂29，末端夹爪机构30，开合关节31，第一关节电机 32，第一关节轴承33，第一齿轮34，第二关节电机35，第二关节蜗杆36，第二关节涡轮37，开合关节电机38，开合关节轴承39，开合丝杆40，开合关节涡轮41，开合关节蜗杆42，第二关节轴承43，第二齿轮44，开合关节45，第四作业臂46，伸缩关节47，第三作业臂48，旋转关节49，第二作业臂50，平移关节51，第一作业臂52，末端夹爪机构53，开合架54，末端夹爪55，开合连杆56，开合螺母57，单夹爪58，夹紧电机59，夹紧盖60，双夹爪61，夹紧螺母62，夹紧臂架63，夹紧钢丝绳64，夹紧丝杆65，张开钢丝绳66，导向轴67，导向杆68，等电位轮69，等电位轴70，高压输电线路71，起吊绝缘绳72。

以下介绍一下本发明的机械装置：

本发明涉及一种高压线路无人机安装滑轮绝缘绳的方法与装置。若面对双分裂水平布置、四分裂及六分裂线路，其装置包括图1所示作业机器人部分和图2所示挂钩滑轮一部分。所述作业机器人部分包括机箱1，机架机构2，摄像头3，行走轮机构4，作业手机构一5，等电位装置6，无人机机构7，夹紧机构8，所述挂钩滑轮一部分包括挂钩滑轮一22和绝缘绳24。若面对单分裂及双分裂垂直布置线路，其装置包括图3所示作业机器人部分和图4所示挂钩滑轮二部分。所述作业机器人部分包括机箱1，机架机构2，摄像头3，行走轮机构4，作业手机构二17，等电位装置6，无人机机构7，夹紧机构8，所述挂钩滑轮二部分包括挂钩滑轮二23和绝缘绳24。

如图1，图3和图8所示，所述无人机机构7选用现已成熟的无人机系统，与其复合的结构如下：所述机架机构2两边对称安装于无人机机构7下方，所述行走轮机构4分别等高安装于两侧机架机构2上，所述夹紧机构8安装于两行走轮机构4中间，位于无人机机构7 正下方，所述等电位装置6有两个，分别位于夹紧机构8两侧，所述机箱1分别安置于机架机构2两侧下方一定距离，所述双摄像头3安装于机架机构2上与行走轮机构等高，所述作业手机构与一边机架机构2连接，于整个装置正前方作业。

如图2，图5，图9和图12所示，对于挂钩滑轮一22，作业机器人部分作业手机构中的末端夹爪机构30将挂钩滑轮一22夹住，末端夹爪55夹住绕线装置11中间的上下面，且末端夹爪55的里侧圆弧约束住一侧绕线杆14，外侧平面约束另一侧绕线杆14，故通过末端夹爪机构30可将挂钩滑轮一22约束并在后续过程带其上线。

如图4，图6，图11和图12所示，对于挂钩滑轮二23，与挂钩滑轮一22同理，仍可通过末端夹爪机构53将挂钩滑轮二23约束并在后续过程带其上线。

如图13和图14，夹紧机构8由单夹爪58，夹紧电机59，夹紧盖60，双夹爪61，夹紧螺母62，夹紧臂架63，夹紧钢丝绳64，夹紧丝杆65，张开钢丝绳66等组成。所述夹紧臂架 63上端与无人机机构7连接。所述夹紧电机59安装于夹紧臂架63上端，用于驱动夹紧丝杆 65转动从而带动夹紧螺母62做左右平移运动。所述夹紧机构单夹爪58和双夹爪61在夹紧钢丝绳64和张开钢丝绳66的牵动下夹紧或张开，以此来约束住线路。所述夹紧钢丝绳64和张开钢丝绳66在安装于夹紧臂架63中多个滑轮的导向下走向分别如图14所示，在夹紧螺母 62做左右平移运动的带动下夹紧钢丝绳64和张开钢丝绳66分别收紧和放松，从而实现夹紧机构单夹爪58和双夹爪61的夹紧或张开。

如图2所示，所述挂钩滑轮一22两侧各分布凹形挂钩9，其长度用于适应由于外界干扰而使线路产生非理想状态下摆动产生的偏差，所述凹形挂钩9里侧布置一层橡胶16，其具有的一定柔性在此挂钩滑轮承受重量时既可使自身定位，又保证了凹形挂钩与线路之间的磨损的减少。所述绕线装置11里侧布置夹线装置12，弹簧13和绕线杆14。所述夹线装置11采用一定柔性橡胶所制，用于夹住绝缘绳24中间部分使其在下落过程中不会被全部扯到一端。所述弹簧13一侧钩于绕线装置11的一轴上，另一侧钩于绕线杆14里侧的环钩上，当末端夹爪机构30张开，弹簧13所提供的拉力带动绕线杆14旋转，即可使绝缘绳24开始下落。所述绕线杆14反向对称布置于绕线装置11上，用于缠绕绝缘绳24。所述滑轮15通过滑轮轴 10设于挂钩滑轮一22的两侧下方，用作绝缘绳24的吊点。

如图7所示，为绝缘绳24在挂钩滑轮一22上的绕线方式。所述绝缘绳24中间固定于夹线装置11上，两侧分别穿过滑轮15再以如图所示方式缠绕于绕线杆14上。所述绝缘绳24采用蚕丝绳，两端各绑重物使下落过程更稳定。如图5，上图为单侧绝缘绳绕线示意图，另一侧也同样布置，下图为绝缘绳下落完毕示意图。

如图4所示，挂钩滑轮二23上方两侧布置两挂钩19，其余部分结构与挂钩滑轮一22类似，绝缘绳24在其上的绕线方式与在挂钩滑轮一22上的绕线方式相同。

如图9和图10所示，所述作业手机构一5包括第一转动关节25，第一作业臂26，第二作业臂27，第二转动关节28，第三作业臂29，末端夹爪机构30，开合关节31。所述第一转动关节25如图10a所示，包括第一关节电机32，第一关节轴承33，第一齿轮34和第二齿轮 44，此关节通过复合于第一作业臂26的第一关节电机32带动第一齿轮34与第二齿轮44啮合传动，从而带动第二作业臂27摆动。所述第二转动关节28如图10b所示，此关节通过复合于第二作业臂27的第二关节电机35带动第二关节涡轮36与第二关节蜗杆37啮合传动，从而带动第三作业臂29摆动。所述开合关节31和末端夹爪机构30如图10c和图12所示，此关节通过复合于第三作业臂29的开合关节电机38带动开合关节蜗杆42与开合关节涡轮 41啮合传动，带动位于开合架54内部的开合丝杆40旋转，从而使与开合丝杆40配合的开合螺母57做往复平移运动，使铰接于开合螺母57上的开合连杆56带动两末端夹爪55做开合运动，以此来夹住或放开挂钩滑轮一22。

如图11所示，所述作业手机构二17包括开合关节45，第四作业臂46，伸缩关节47，第三作业臂48，旋转关节49，第二作业臂50，平移关节51，第一作业臂52，末端夹爪机构 53。所述平移关节51为丝杠螺母传动，所述旋转关节49通过齿轮传动，其可旋转的方向如图11a和图11b所示，所述伸缩关节47通过丝杠螺母传动，所述开合关节45与作业手机构一5相同。

如图15所示，所述等电位装置6包括导向轴67，导向杆68，等电位轮69，等电位轴70。所述等电位轮69通过等电位轴70与导向杆68连接，所述导向杆68安装于夹紧臂63中，所述导向杆68上设导向槽，通过导向轴67与夹紧臂63形成一上下平移自由度，从而实现在输电线路和重力合力作用下使等电位轮69按一定轨迹上下平移，以致等电位轮69一直与线路接触，保持作业机器人与线路等电位。

下面介绍一下本发明的工作流程：

对于双分裂水平布置、四分裂及六分裂线路，首先，检查作业机器人部分和挂钩滑轮部分，确定没有故障后，将其运输到首先需要巡检的线路附近准备就绪。将绝缘绳24以所需的姿态固定在挂钩滑轮一22上，再控制作业机器人部分的作业手机构一5，使末端夹爪机构30 正确夹住挂钩滑轮。然后，人工在地面操纵无人机机构7的操控手柄，控制无人机机构7携带整个装置起飞并缓慢上升逐渐处于即将上线线路的斜上方，如图16a；继续操作手柄，使无人机机构7携带整个装置慢慢平稳移至即将上线线路的上方，如图16b；继续操作手柄，使无人机机构7携带整个装置慢慢平稳下落，如图16c，直至行走轮机构4在机架机构2的导向下落线，此时夹紧机构8的两夹爪慢慢收紧将线路约束其中，如图16d，保证安全性。

作业机器人上线后人操控地面基站，控制作业机器人的作业手机构一5两作业臂的转动关节25和28，使其分别以合适的转速转动，如图16e，以致挂钩滑轮部分刚好水平的处于两线路中间，如图16f，此时再控制末端夹爪机构30缓慢松开，行走轮带动作业机器人后退，使末端夹爪机构30退出挂钩滑轮一22，如图18。

当末端夹爪机构30松开挂钩滑轮一22时，约束绕线杆14保持水平的力消失，绕线杆 14在弹簧13提供的转动力下向下转动，绝缘绳24重端下落，如图18，直至两端重端垂地。

对于单分裂及双分裂垂直布置线路，作业机器人携带挂钩滑轮二23上线过程与面向挂钩滑轮一22上线过程相同。作业机器人上线后的初始姿态如图17a所示，人操控地面基站，控制作业机器人的作业手机构二17两作业臂的伸缩关节47和旋转关节49分别以合适的速度伸缩和转动，直至挂钩滑轮二23与线路方向平行，如图17b，再控制平移关节51以合适速度下移，至挂钩滑轮二23的挂钩19的缺口正对线路，如图17c，然后控制伸缩关节47，将挂钩滑轮二23向线路方向推，直至线路进入挂钩19，如图17d，再控制末端夹爪机构53缓慢松开，控制伸缩关节47将末端夹爪机构53退出挂钩滑轮二23，如图17e，此时绕线杆也如挂钩滑轮一22上的绕线杆一样在弹簧提供的转动力下向下转动，绝缘绳24重端下落，直至两端重端垂地，最后控制三个关节使作业手机构二17复位，如图17f。

对于双分裂水平布置、四分裂及六分裂线路，若是需工人上线作业，则利用挂钩滑轮一 22上的绝缘绳24起吊绝缘软梯，在绝缘软梯上线后工人可携带绝缘装置、安全装置与维修装置攀爬上线操作作业。若是需检修机器人上线作业，则将起吊检修机器人所需的起吊绝缘绳一端与绝缘绳24一端相绑后，拉动绝缘绳24另一端，直至起吊绝缘绳替换绝缘绳24的位置，根据不同检修机器人所需准备不同所需的吊篮，再与起吊绝缘绳相连，即可结合一定动力，如卷扬，将巡检机器人自动上线或下线。如图，图20a为绝缘绳24下垂完毕后示意图，图20b为绝缘绳24下垂完毕后剖面示意图，图20c为起吊绝缘绳上线后剖面示意图。如图21为整个吊点安置过程完毕后示意图。对于单分裂及双分裂垂直布置线路，辅助工人上线作业或是需辅助检修机器人上线作业也同样适用。

滑轮绝缘绳使用完毕后，下线时，绕线杆无需收至水平，直接使末端夹爪机构夹住挂钩滑轮的绕线装置部分，其余过程与上线过程相逆。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了机箱1，机架机构2，摄像头3，行走轮机构4，作业手机构一5，等电位装置6，无人机机构7，夹紧机构8，凹形挂钩9，滑轮轴10，绕线装置11，夹线装置12，弹簧13，绕线杆14，滑轮15，橡胶16，作业手机构二17，滑轮18，挂钩19，绕线装置20，滑轮轴21，挂钩滑轮一22，挂钩滑轮二23，绝缘绳24，第一转动关节25，第一作业臂26，第二作业臂27，第二转动关节28，第三作业臂29，末端夹爪机构30，开合关节31，第一关节电机32，第一关节轴承33，第一齿轮34，第二关节电机35，第二关节蜗杆36，第二关节涡轮37，开合关节电机38，开合关节轴承39，开合丝杆40，开合关节涡轮41，开合关节蜗杆42，第二关节轴承43，第二齿轮44，开合关节45，第四作业臂46，伸缩关节47，第三作业臂48，旋转关节49，第二作业臂50，平移关节51，第一作业臂52，末端夹爪机构 53，开合架54，末端夹爪55，开合连杆56，开合螺母57，单夹爪58，夹紧电机59，夹紧盖 60，双夹爪61，夹紧螺母62，夹紧臂架63，夹紧钢丝绳64，夹紧丝杆65，张开钢丝绳66，导向轴67，导向杆68，等电位轮69，等电位轴70，高压输电线路71，起吊绝缘绳72等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (7)

1.一种高压线路无人机安装滑轮绝缘绳的装置，其特征在于：包括作业机器人部分和设置在作业机器人部分下方的挂钩滑轮部分；所述作业机器人部分包括行走轮机构、夹紧机构、机架机构、机箱、检测装置、等电位装置和作业手机构，所述挂钩滑轮部分包括挂钩滑轮和绝缘绳；机架机构与无人机下方两侧对称布置，行走轮机构安装于机架上，夹紧机构安装于无人机机构正下方且夹线部分的夹紧状态与行走轮同高，所述机箱用于放置电源和控制部分，并用于整体重心调节，所述作业手机构安装于一边的机架上，所述挂钩滑轮包含两侧对称布置的挂钩，中间用作缠绕绝缘绳的绕线部分，和两对称布置的滑轮。

2.根据权利要求2所述一种高压线路无人机安装滑轮绝缘绳的装置，其特征在于：所述机架机构位于无人机机构下方对称两侧，用于支撑此作业机器人部分，所述机架机构上方曲线走向的设计用于作业机器人上线过程中行走轮机构落线的导向轨道。

3.根据权利要求2所述一种高压线路无人机安装滑轮绝缘绳的装置，其特征在于：所述夹紧机构夹爪部分的开合控制传动利用钢丝绳设计为线传动，所述钢丝绳两端分别连接两夹爪，中间的走线利用夹紧臂架上所设置的滑轮槽以连接至丝杠螺母，以此将螺母的平移运动转换为两夹爪的开合运动；此结构不仅可利用钢丝绳的柔性来适应由于输电线路的柔性而产生的非理想情况的位移偏差，且结构紧凑；所述等电位装置安置于夹紧机构两侧，通过导向轴与夹紧臂架形成上下平移自由度，保证等电位轮一直与线路接触。

4.根据权利要求2所述一种高压线路无人机安装滑轮绝缘绳的方法与装置，其特征在于：所述机箱有两个，安置在机架机构的两侧下方设定的距离，用于分别安置电源和控制部分，所述电源和控制部分为行走轮机构，夹紧机构，检测装置和作业手机构提供电源和控制，其重量和安装高度是调节整台巡检机器人重心的重要环节。

5.根据权利要求2所述一种高压线路无人机安装滑轮绝缘绳的装置，其特征在于：所述作业手机构有两套，其中一套对应双分裂水平布置、四分裂及六分裂线路，包括三个作业臂和一个作业末端夹爪，含两个转动作业关节和一个开合末端夹爪关节；所述两个转动作业关节传动方式分别为齿轮传动和涡轮蜗杆传动，所述开合末端夹爪关节利用丝杆螺母和四杆机构来达成末端夹爪的开合运动；其中另一套对应单分裂及双分裂垂直布置线路，包括四个作业臂和一个作业末端夹爪，含一个转动作业关节，一个平移关节，一个伸缩关节和一个开合末端夹爪关节。

6.根据权利要求2所述一种高压线路无人机安装滑轮绝缘绳的装置，其特征在于：适用于双分裂水平布置、四分裂及六分裂线路的挂钩滑轮，左右两端各置一凹形挂钩，中间设绕线装置，下方两侧设两滑轮，用绝缘绳的吊点；所述两端凹形挂钩稍长，用于调节和适应多分裂线路由于外界因素而导致间距并非理想状态的情况；所述凹形挂钩内侧加设一层绝缘橡胶，其具有的一定柔性在此挂钩滑轮起吊巡检机器人时既可使自身定位，又保证了凹形挂钩与线路之间的磨损的减少；所述绕线装置包括前后两根反向布置的绕线杆和两弹簧以及夹线装置，所述绕线杆用于缠绕绝缘绳，所述弹簧用于拉扯绕线杆，使绕线杆转动，绝缘绳下落，所述夹线装置采用一定柔性橡胶所制，用于夹住绝缘绳中间部分使绝缘绳在下落过程中不会被全部扯到一端；所述适用于单分裂及双分裂垂直布置线路的挂钩滑轮，上方为一凹形挂钩，内侧加设一层绝缘橡胶，下方与导线平行布置挂杆，所述挂杆两端布置两滑轮，中间设绕线装置；所述绝缘绳两端各绑重物使下落过程更稳定。

7.一种高压线路无人机安装滑轮绝缘绳的方法，其特征在于：包括：

步骤1，检查及前期准备；检查整套装置，确定没有故障后，将其运输到工人或检修机器人需上线路附近准备就绪；将绝缘绳以所需的姿态固定在挂钩滑轮上，再控制作业机器人部分的作业手机构，使末端夹爪正确初始姿态夹住挂钩滑轮；

步骤2，作业机器人部分携带挂钩滑轮部分上线；人操作无人机机构的操控手柄，控制无人机机构带动整个装置起飞，缓慢靠近并逐渐高于需安装滑轮绝缘绳的线路，当作业机器人的两行走轮中间平面和需上线的导线铅锤面大致重合时，停止上升并控制手柄使无人机机构携带整个装置开始缓慢下降，由于机架机构对其下降轨迹有导向作用，故行走轮可安全落线；整个系统上线之后操作地面基站控制夹紧机构的两夹爪夹紧，使其能够稳定可靠的停在线上；

步骤3，挂钩滑轮部分上线；人操控地面基站，控制作业机器人的作业手机构分别以合适的移速或转速运动，以致挂钩滑轮部分处于即将上线时的准备姿态，此时再缓慢控制作业手使其上线，然后控制末端夹爪缓慢松开，行走轮带动作业机器人后退，使末端夹爪退出挂钩滑轮；

步骤4，绝缘绳的下落；当末端夹爪滑出挂钩滑轮时，约束绕线杆保持水平的力消失，绕线杆在弹簧提供的转动力下向下转动，绝缘绳重端下落，直至两端重端垂地；

步骤5，绝缘软梯或起吊绝缘绳的上线；若是需工人上线作业，则利用挂钩滑轮上的绝缘绳起吊绝缘软梯，若是需检修机器人上线作业，则将起吊检修机器人所需的起吊绝缘绳一端与绝缘绳一端相绑后，拉动绝缘绳另一端，直至起吊绝缘绳替换绝缘绳的位置。