CN108934532A - 一种无人机机载树障修剪器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种无人机机载树障修剪器，属于树木修剪领域，包括多旋翼无人机、动力系统、控制系统、绝缘支撑杆、传动轴、换向传动装置、无人机连接架和刀头；绝缘支撑杆一端固定设置有动力系统，绝缘支撑杆的另一端固定设置有换向传动装置，多旋翼无人机通过无人机连接架固定于绝缘支撑杆靠近动力系统的一端，且多旋翼无人机上设置有多旋翼无人机支架，传动轴贯穿绝缘支撑杆内部，且传动轴一端与动力系统连接，另一端与换向传动装置连接，刀头连接于换向传动装置下方，控制系统与动力系统电连接，动力系统还用于驱动多旋翼无人机；利用多翼无人机搭载定制电锯到达高空树障位置，动力系统驱动刀头快速清除树障，或对超高树木进行修剪。

Description

一种无人机机载树障修剪器

技术领域

本发明涉及树木修剪领域，特别是涉及一种无人机机载树障修剪器。

背景技术

近年来，速生桉被大面积种植，造成电网企业每年都会发生线树安全距离不足导致输电线路跳闸的情况，对电网安全稳定运行、供电可靠性均造成了极大威胁。如何清理安全距离不足的输电线路沿线树障一直是困扰着输电线路运行人员的一道难题，主要由三个方面的问题：第一、发现超高桉树隐患并能及时砍伐是解决线树矛盾的有效措施，但目前很多树主漫天要价，不愿配合电力部门进行合理砍伐，增大了通道树木砍伐的成本，提高管理的难度；第二、当高压电力线路与树木之间的距离超过规程规定的安全距离时，高压电线就会对树木放电，如遇雨天或空气湿度过大的天气，带电导线将空气间隙击穿，过高的树木成为导体，对树木及周围的建筑、设备、人员都会构成危害，甚至可能造成重大设备、人身伤亡事故，不仅造成人民生命财产的损失，同时也使电力企业无奈地卷入法律纠纷和经济赔偿之中；第三、砍伐过高的线路通道树木时，必须对线路进行停电或采取可靠的绝缘隔离措施，同时为使砍伐树木倒向线路相反方向必须利用绳索绑扎到树木重心以上合适位置，而需要多位人员拉住另一端绳子，即增大砍伐的难度系数，而且存在的风险也高，甚至还有可能因操作失误树木倒落在导线上造成触电等事故发生。因此，电网企业亟需一种既可保证供电可靠性与设备及作业人员人身安全，又能实现不停电、快捷、精准、高效开展树障清除工作的树木修剪器。

发明内容

本发明的目的是提供一种无人机机载树障修剪器，以解决上述现有技术存在的问题，使高空树障快捷、精准的得到修剪，保证树与线之间有足够的安全距离，确保通电线路安全运行。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种无人机机载树障修剪器，包括多旋翼无人机、动力系统、控制系统、绝缘支撑杆、传动轴、换向传动装置、无人机连接架和刀头；所述绝缘支撑杆一端固定设置有所述动力系统，所述绝缘支撑杆的另一端固定设置有所述换向传动装置，所述多旋翼无人机通过所述无人机连接架固定于所述绝缘支撑杆靠近所述动力系统的一端，且所述多旋翼无人机上设置有多旋翼无人机支架，所述传动轴贯穿所述绝缘支撑杆内部，且所述传动轴一端与所述动力系统连接，另一端与所述换向传动装置连接，所述刀头连接于所述换向传动装置下方，所述控制系统与所述动力系统电连接，所述动力系统还用于驱动所述多旋翼无人机。

可选的，所述换向传动装置包括箱体、输入轴、输入伞形齿轮、输出伞形齿轮和输出轴；所述箱体固定连接于所述绝缘支撑杆端部，所述输入轴一端与所述传动轴端部固定连接，另一端与所述输入伞形齿轮固定连接，所述输入伞形齿轮与所述输出伞形齿轮啮合，所述输出伞形齿轮固定连接于所述输出轴的一端上，所述输出轴的另一端与所述刀头连接。

可选的，所述输出轴可拆卸连接有刀头。

可选的，所述刀头为锯盘、一字型刀头或软锯型刀头。

可选的，所述无人机连接架下端与所述绝缘支撑杆固定连接，上端设置有卡槽，所述多旋翼无人机下端设置有卡接头，所述卡接头插入所述卡槽，实现所述多旋翼无人机与所述无人机连接架的连接固定。

可选的，所述动力系统包括直流电机和机载锂电池，所述机载锂电池与所述直流电机电连接，所述直流电机输出轴与所述传动轴连接；所述控制系统包括无线遥控装置、主控制器和遥控器，所述多旋翼无人机连接所述无线遥控装置，所述无线遥控装置连接所述主控制器，所述主控制器连接机所述机载锂电池及直流电机，所述遥控器和无线遥控装置无线通信连接。

可选的，所述直流电机通过螺纹套管设置在绝缘支撑杆的端部，所述螺纹套管两端分别与所述绝缘支撑杆和所述直流电机螺纹连接。

可选的，所述直流电机外部设置有直流电机保护套，所述直流电机保护套与所述绝缘支撑杆固定连接。

可选的，所述传动轴为传动软轴。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供的无人机机载树障修剪器，通过多翼无人机搭载刀头、动力系统等到达高空树障位置，动力系统驱动刀头快速清除树障，或对超高树木进行修剪，在最大限度地保证供电可靠性与设备及作业人员人身安全的前提下，实现不停电、快捷、精准、高效开展树障清除工作，也避免了由于砍伐树木或电击伤人引起的经济纠纷以及与树主的正面冲突，同时达到减轻作业人员劳动强度，保障电网安全运行和人身作业安全的效果。

进一步的，本发明提供的无人机机载树障修剪器可更换多种刀头，能同时满足多种生长特点、木质软硬程度不同的树木修剪和清除，提高了本发明的现场适用性。

进一步的，传动软轴可保证绝缘支撑杆在复杂的修剪环境下发生形变时，仍能保持力矩传递，增强了装置的持续工作能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的无人机机载树障修剪器的整体结构示意图；

图2为本发明提供的无人机机载树障修剪器的俯视图；

图3为本发明提供的无人机机载树障修剪器的正视图；

图中：1-多旋翼无人机；2-绝缘支撑杆；3-换向传动装置；4-箱体；5-刀头；6-传动轴；7-直流电机；8-直流电机保护套；9-无人机连接架；10-多旋翼无人机支架；11-机载锂电池。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种无人机机载树障修剪器，以解决现有技术存在的问题，通过多翼无人机搭载刀头、动力系统等到达高空树障位置，动力系统驱动刀头快速清除树障，或对超高树木进行修剪。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-3所示，本实施例提供一种无人机机载树障修剪器，包括多旋翼无人机1、动力系统、控制系统、绝缘支撑杆2、传动轴6、换向传动装置3、无人机连接架9和刀头5；绝缘支撑杆2一端固定设置有动力系统，绝缘支撑杆2的另一端固定设置有换向传动装置3，多旋翼无人机1通过无人机连接架9固定于绝缘支撑杆2靠近动力系统的一端，且多旋翼无人机1上设置有多旋翼无人机支架10，当无人机机载树障修剪器落地时多旋翼无人机支架10对其起支撑作用，传动轴6贯穿绝缘支撑杆2内部，且传动轴6一端与动力系统连接，另一端与换向传动装置3连接，刀头5连接于换向传动装置3下方，控制系统与动力系统电连接，动力系统还用于驱动多旋翼无人机1。

本实施例提供的无人机机载树障修剪器工作时，动力系统输出扭矩传递给传动轴6，传动轴6通过通过换向传动装置3带动刀头5做旋转运动，以此来达到切割的目的，同时动力系统为多旋翼无人机1提供动力；绝缘支撑杆2使刀头与多翼无人机、动力系统、控制系统之间保持安全距离，并绝缘隔开，防止多旋翼无人机1受到枝叶干扰，以及刀头受到电击后摧毁控制系统的情况。

进一步的，换向传动装置3包括箱体4、输入轴、输入伞形齿轮、输出伞形齿轮和输出轴；箱体4固定连接于绝缘支撑杆2端部，输入轴一端与传动轴6端部固定连接，另一端与输入伞形齿轮固定连接，输入伞形齿轮与输出伞形齿轮啮合，输出伞形齿轮固定连接于输出轴的一端上，输出轴的另一端与刀头5连接。

传动轴6通过输入轴带动输入伞形齿轮转动，输出伞形齿轮与输入伞形齿轮配合转动，带动输出轴转动，进而带动刀头5转动，实现修剪工作。

进一步的，刀头5与输出轴可拆卸连接，刀头5可以选用锯盘、一字型刀头或软锯型刀头，其中软锯型刀头为弧形带锯齿的软质锯片，针对树木的生长特点及材质软硬程度对多功能刀头使用有三种情况，分别为：对于桉树、松树、杉树、八角树等木质较软的树种，其直径为5-25mm范围内可使用一字型刀头；对于枝杈较多而木质较硬的树种，其直径为3-15mm范围内可使用软锯型刀头；在枝杈较为单一且生长速度过快的桉树、竹子等，其直径为5-35mm范围内可使用锯盘型刀头。根据以上的不同树种及环境，更换相应的刀头进行修剪，提高本申请对施工现场的适用性。

进一步的，无人机连接架9下端与绝缘支撑杆2固定连接，上端设置有卡槽，多旋翼无人机1下端设置有卡接头，卡接头插入卡槽，实现多旋翼无人机1与无人机连接架9的连接固定。

进一步的，动力系统包括直流电机7和机载锂电池11，机载锂电池11与直流电机7电连接，直流电机7输出轴与传动轴6连接；控制系统包括无线遥控装置、主控制器和遥控器，多旋翼无人机1连接无线遥控装置，无线遥控装置连接主控制器，主控制器连接机机载锂电池11及直流电机7，遥控器和无线遥控装置无线通信连接。

无线遥控装置可以接受遥控器发出的无线指令，并将指令传递给主控制器，主控制器做出分析并控制直流电机7的启停和输出功率，以及多旋翼无人机1的飞行方向等；机载锂电池11为多旋翼无人机1和直流电机7提供动力。

进一步的，直流电机7通过螺纹套管设置在绝缘支撑杆2的端部，螺纹套管两端分别与绝缘支撑杆2和直流电机7螺纹连接。

进一步的，直流电机7外部设置有直流电机保护套8，用来保护直流电机7不受树木枝叶或其他障碍物干扰，影响直流电机7运行，直流电机保护套8与绝缘支撑杆2固定连接。

进一步的，传动轴6可以为传动软轴，当绝缘支撑杆2在复杂的修剪环境下发生形变时，仍能保持力矩传递，不影响修剪工作的正常运行，增强了装置的持续工作能力。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种无人机机载树障修剪器，其特征在于：包括多旋翼无人机、动力系统、控制系统、绝缘支撑杆、传动轴、换向传动装置、无人机连接架和刀头；所述绝缘支撑杆一端固定设置有所述动力系统，所述绝缘支撑杆的另一端固定设置有所述换向传动装置，所述多旋翼无人机通过所述无人机连接架固定连接于所述绝缘支撑杆靠近所述动力系统的一端，且所述多旋翼无人机上设置有多旋翼无人机支架，所述传动轴贯穿所述绝缘支撑杆内部，且所述传动轴一端与所述动力系统连接，另一端与所述换向传动装置连接，所述刀头连接于所述换向传动装置下方，所述控制系统与所述动力系统电连接，所述动力系统还用于驱动所述多旋翼无人机。

2.根据权利要求1所述的无人机机载树障修剪器，其特征在于：所述换向传动装置包括箱体、输入轴、输入伞形齿轮、输出伞形齿轮和输出轴；所述箱体固定连接于所述绝缘支撑杆端部，所述输入轴一端与所述传动轴端部固定连接，另一端与所述输入伞形齿轮固定连接，所述输入伞形齿轮与所述输出伞形齿轮啮合，所述输出伞形齿轮固定连接于所述输出轴的一端上，所述输出轴的另一端与所述刀头连接。

3.根据权利要求2所述的无人机机载树障修剪器，其特征在于：所述刀头可拆卸连接于所述输出轴上。

4.根据权利要求3所述的无人机机载树障修剪器，其特征在于：所述刀头为锯盘、一字型刀头或软锯型刀头。

5.根据权利要求1所述的无人机机载树障修剪器，其特征在于：所述无人机连接架下端与所述绝缘支撑杆固定连接，上端设置有卡槽，所述多旋翼无人机下端设置有卡接头，所述卡接头插入所述卡槽，实现所述多旋翼无人机与所述无人机连接架的固定连接。

6.根据权利要求1所述的无人机机载树障修剪器，其特征在于：所述动力系统包括直流电机和机载锂电池，所述机载锂电池分别与所述直流电机和所述多旋翼无人机电连接，所述直流电机输出轴与所述传动轴连接；所述控制系统包括无线遥控装置、主控制器和遥控器，所述多旋翼无人机连接所述无线遥控装置，所述无线遥控装置连接所述主控制器，所述主控制器连接机所述机载锂电池及直流电机，所述遥控器和无线遥控装置无线通信连接。

7.根据权利要求6所述的无人机机载树障修剪器，其特征在于：所述直流电机通过螺纹套管设置在绝缘支撑杆的端部，所述螺纹套管两端分别与所述绝缘支撑杆和所述直流电机螺纹连接。

8.根据权利要求6或7所述的无人机机载树障修剪器，其特征在于：所述直流电机外部设置有直流电机保护套，所述直流电机保护套与所述绝缘支撑杆固定连接。

9.根据权利要求1所述的无人机机载树障修剪器，其特征在于：所述传动轴为传动软轴。