CN108963864B - 用于清障无人机上的定位瞄准喷火装置 - Google Patents
用于清障无人机上的定位瞄准喷火装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了用于清障无人机上的定位瞄准喷火装置，主要涉及清障无人机应用技术领域。包括喷气管、点火枪、定位瞄准装置、无线系统传输装置、中压燃气罐、高压燃气罐、中压燃气输管、高压燃气输管和远程遥控器；所述定位瞄准装置包括设置在喷气管末端的端部瞄准器、摄像头；所述无线系统传输装置包括无线信号发射器、遥控器信号接收器和执行器。本发明的有益效果在于：本装置能够有效地解决现有技术中存在的几个问题；位于地面控制无人机的操作人员能很好的观测到无人机与待清理输电线路的相对高度、相对距离，使喷火时能更好的对准输电线路上缠绕的垃圾，而且能根据实际清理需求来调整喷火的火焰长度，避免造成燃气的大量浪费。
Description
技术领域
本发明涉及清障无人机应用技术领域，具体是用于清障无人机上的定位瞄准喷火装置。
背景技术
输电线路异物中比较常见的有风筝线、广告飘带、以及磁带等线状或带状物。这类物体缠绕在输电线路上，易导致线路跳闸事故，特别是在春秋多风季节，输电线路周围的大棚塑料布、施工点围网、广告宣传气球等易漂浮物，在大风作用下，经常漂浮到输电线路上，危及线路的安全运行，需要进行处理。针对位于塔身附近的异物，可采用绝缘操作杆摘除，但针对一些位于档距中央的异物，处理起来则比较困难。常用的异物处理方法有停电处理和带电处理。停电处理影响线路供电可靠性，工作量较大，处理时人员需要借助设备滑到线档中间，安全风险较大，还有很多重要的输电线路，导线的负荷很重要，停电带来的损失很大，不适宜停电处理，这种情况下就需要有一种手段来及时处理漂浮在输电线路上的异物。
现有技术中最主要的就是通过喷火清障无人机进行清理，但是在使用过程中，位于地面控制无人机的操作人员不能很好的观测到无人机与待清理输电线路的相对高度，导致喷火时不能对准输电线路上缠绕的垃圾。
位于地面控制无人机的操作人员不能很好的观测到无人机与待清理输电线路的相对距离，仅能通过预估的方式进行喷火，导致喷火时不能对准输电线路上缠绕的垃圾。
由于仅能通过预估的方式观测到无人机与待清理输电线路的相对距离，为了避免无人机与待清理输电线路碰撞，其喷火的火焰长度很长，这样就无疑造成了燃气的大量浪费。而且不能根据实际清理需求来调整喷火的火焰长度。
发明内容
本发明的目的在于提供用于清障无人机上的定位瞄准喷火装置，它能够有效地解决现有技术中存在的几个问题；位于地面控制无人机的操作人员能很好的观测到无人机与待清理输电线路的相对高度、相对距离，使喷火时能更好的对准输电线路上缠绕的垃圾，而且能根据实际清理需求来调整喷火的火焰长度，避免造成燃气的大量浪费。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
用于清障无人机上的定位瞄准喷火装置，包括喷气管、点火枪，所述点火枪位于喷气管的末端，还包括定位瞄准装置、无线系统传输装置、中压燃气罐、高压燃气罐、中压燃气输管、高压燃气输管和远程遥控器；
所述定位瞄准装置包括设置在喷气管末端的端部瞄准器、摄像头，所述摄像头通过角度调节装置进行角度调节；
所述无线系统传输装置包括无线信号发射器、遥控器信号接收器和执行器，所述无线信号发射器与摄像头通过数据线连接，所述无线信号发射器与远程遥控器通过无线信号连接，所述遥控器信号接收器与远程遥控器通过无线信号连接，所述遥控器信号接收器与执行器通过数据线连接；
所述中压燃气罐通过第一输气管与中压燃气输管连接，所述第一输气管与中压燃气输管连接处设有第一电磁进气阀；所述高压燃气罐通过第二输气管与高压燃气输管连接，所述第二输气管与高压燃气输管连接处设有第二电磁进气阀，所述第一电磁进气阀、第二电磁进气阀均由执行器发出的信号控制，所述中压燃气输管远离第一电磁进气阀的一端设有第一单向阀，所述高压燃气输管第二电磁进气阀的一端设有第二单向阀，所述中压燃气输管通过第一单向阀与喷气管连通，所述高压燃气输管通过第二单向阀与喷气管连通；
所述远程遥控器上设有无人机方向控制座、显示屏幕、角度调节控制按钮、第一进气阀控制按钮、第二进气阀控制按钮和喷火按钮；所述显示屏幕与摄像头的无线信号发射器通过无线信号连接，所述角度调节控制按钮控制角度调节装置，所述第一进气阀控制按钮、第二进气阀控制按钮通过无线信号分别控制第一电磁进气阀、第二电磁进气阀的接通与关闭，所述喷火按钮通过无线信号控制点火枪的工作。
还包括顶部固定板，所述顶部固定板底部设有装置座，所述定位瞄准装置、无线系统传输装置设置在装置座内，所述顶部固定板侧面设有球面槽，所述摄像头为球状，所述球状的摄像头设置在球面槽内，所述角度调节装置包括遥控伺服电机，主动齿轮、从动齿轮，所述球状的摄像头上设有传动齿，所述球面槽内侧设有开口，所述开口处设置与传动齿啮合的从动齿轮，所述遥控伺服电机与主动齿轮传动连接，所述主动齿轮与从动齿轮啮合转动；所述角度调节控制按钮包括电机正转按钮、电机反转按钮，所述遥控伺服电机与电机正转按钮、电机反转按钮通过无线信号连接。
所述中压燃气输管上设有第一电磁排气阀，所述高压燃气输管上设有第二电磁排气阀，所述远程遥控器上设有第一排气阀控制按钮和第二排气阀控制按钮，所述第一排气阀控制按钮通过无线信号控制第一电磁排气阀的接通与关闭，所述第二排气阀控制按钮通过无线信号控制第二电磁排气阀的接通与关闭。
所述顶部固定板底部设有连接架，所述中压燃气输管、高压燃气输管通过连接架固定。
所述瞄准器上设有顶部瞄准孔和底部瞄准孔，所述顶部瞄准孔和底部瞄准孔均与摄像头、喷气管在一个竖直平面内。
对比现有技术，本发明的有益效果在于：
当无人机靠近输电线路后，摄像头能对准瞄准器，透过瞄准器上的瞄准孔能够看到输电线路时，摄像头拍摄的影像信号就会通过无线信号发射器发射到远程遥控器，远程遥控器上的显示屏幕就会显示影像，通过观测显示屏幕上显示的影像信息，位于地面控制无人机的操作人员能很好的观测到无人机与待清理输电线路的相对高度、相对距离的大体数值，相对于在地面上预估测距的方式能够更加精确，使喷火时能更好的对准输电线路上缠绕的垃圾。而且本装置设有中压燃气罐、中压燃气输管、高压燃气罐、高压燃气输管，中压燃气罐能对中压燃气输管、喷气管中提供中压燃气，中压下的燃气从喷气管喷出后，喷出的距离短，经点火枪点火后，火炬长度短；高压燃气罐能对高压燃气输管、喷气管中提供高压燃气，高压下的燃气从喷气管喷出后，喷出的距离长，经点火枪点火后，火炬长度长，通过此方法能根据实际清理需求来调整喷火的火焰长度，避免造成燃气的大量浪费。
附图说明
附图1是本发明具体结构示意图。
附图2是本发明附图1中I部放大图。
附图3是本发明中瞄准器结构示意图。
附图4是本发明使用状态图。
附图中所示标号：
1、喷气管；2、点火枪；3、中压燃气罐；4、高压燃气罐；5、中压燃气输管；6、高压燃气输管；7、远程遥控器；8、瞄准器；9、摄像头；10、无线信号发射器；11、遥控器信号接收器；12、执行器；13、第一输气管；14、第一电磁进气阀；15、第二输气管；16、第二电磁进气阀；17、第一单向阀；18、第二单向阀；19、无人机方向控制座；20、显示屏幕；21、角度调节控制按钮；22、第一进气阀控制按钮；23、第二进气阀控制按钮；24、喷火按钮；25、顶部固定板；26、装置座；27、球面槽；28、遥控伺服电机；29、主动齿轮；30、从动齿轮；31、开口；32、电机正转按钮；33、电机反转按钮；34、第一电磁排气阀；35、第二电磁排气阀；36、第一排气阀控制按钮；37、第二排气阀控制按钮；38、连接架；39、顶部瞄准孔；40、底部瞄准孔。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
本发明所述是用于清障无人机上的定位瞄准喷火装置，主体结构包括喷气管1、点火枪2，所述点火枪2位于喷气管1的末端，点火枪2用于点燃喷气管1喷出的燃气，还包括定位瞄准装置、无线系统传输装置、中压燃气罐3、高压燃气罐4、中压燃气输管5、高压燃气输管6和远程遥控器7；
所述定位瞄准装置包括设置在喷气管1末端的端部瞄准器8、摄像头9，所述摄像头9通过角度调节装置进行角度调节，摄像头9对准瞄准器8上的瞄准孔，从而将缠绕有异物的输电线路瞄准喷火；
所述无线系统传输装置包括无线信号发射器10、遥控器信号接收器11和执行器12，所述无线信号发射器10与摄像头9通过数据线连接，所述无线信号发射器10与远程遥控器7通过无线信号连接，摄像头9拍摄的影像信号会通过无线信号发射器10发射到远程遥控器7，所述遥控器信号接收器11与远程遥控器7通过无线信号连接，所述遥控器信号接收器11与执行器12通过数据线连接；远程遥控器7发出的信号经过遥控器信号接收器11接收后，再控制执行器12进行后续工作；
所述中压燃气罐3通过第一输气管13与中压燃气输管5连接，所述第一输气管13与中压燃气输管5连接处设有第一电磁进气阀14；所述高压燃气罐4通过第二输气管15与高压燃气输管6连接，所述第二输气管15与高压燃气输管6连接处设有第二电磁进气阀16，所述第一电磁进气阀14、第二电磁进气阀16均由执行器12发出的信号控制，所述中压燃气输管5远离第一电磁进气阀14的一端设有第一单向阀17，所述高压燃气输管6第二电磁进气阀16的一端设有第二单向阀18，所述中压燃气输管5通过第一单向阀17与喷气管1连通，所述高压燃气输管6通过第二单向阀18与喷气管1连通；当需要喷射距离较短的火炬时，执行器12发出信号控制第一电磁进气阀14打开，第二电磁进气阀16依然处于关闭状态，中压燃气罐3能对中压燃气输管5、第一单向阀17、喷气管1中提供中压燃气，中压下的燃气从喷气管1喷出后，喷出的距离短，经点火枪2点火后，火炬长度短，由于第二单向阀18的存在，中压燃气输管5排出的燃气不会进入到高压燃气输管6内；当需要喷射距离较长的火炬时，执行器12发出信号控制第二电磁进气阀16打开，第一电磁进气阀14依然处于关闭状态，高压燃气罐4能对高压燃气输管6、第二单向阀18、喷气管1中提供高压燃气，高压下的燃气从喷气管1喷出后，喷出的距离长，经点火枪2点火后，火炬长度长，由于第一单向阀17的存在，高压燃气输管6排出的燃气不会进入到中压燃气输管5内；通过此方法能根据实际清理需求来调整喷火的火焰长度，避免造成燃气的大量浪费。
所述远程遥控器7上设有无人机方向控制座19、显示屏幕20、角度调节控制按钮21、第一进气阀控制按钮22、第二进气阀控制按钮23和喷火按钮24；所述显示屏幕20与摄像头9的无线信号发射器10通过无线信号连接，当无人机靠近输电线路后，摄像头9能对准瞄准器8，透过瞄准器8上的瞄准孔能够看到输电线路时，摄像头9拍摄的影像信号就会通过无线信号发射器10发射到远程遥控器7，远程遥控器7上的显示屏幕20就会显示影像，通过观测显示屏幕20上显示的影像信息，位于地面控制无人机的操作人员能很好的观测到无人机与待清理输电线路的相对高度、相对距离的大体数值，相对于在地面上预估测距的方式能够更加精确，使喷火时能更好的对准输电线路上缠绕的垃圾。所述角度调节控制按钮21控制角度调节装置，角度调节装置能调节摄像头9的摄像角度。所述第一进气阀控制按钮22、第二进气阀控制按钮23通过无线信号分别控制第一电磁进气阀14、第二电磁进气阀16的接通与关闭，所述喷火按钮24通过无线信号控制点火枪2的工作。
还包括顶部固定板25，本装置通过顶部固定板25与无人机底部固定。所述顶部固定板25底部设有装置座26，所述定位瞄准装置、无线系统传输装置设置在装置座26内，所述顶部固定板25侧面设有球面槽27，所述摄像头9为球状，所述球状的摄像头9设置在球面槽27内，能在球面槽27内沿着球面上下滑动，所述角度调节装置包括遥控伺服电机28，主动齿轮29、从动齿轮30，所述球状的摄像头9上设有传动齿，所述球面槽27内侧设有开口31，所述开口31处设置与传动齿啮合的从动齿轮30，所述遥控伺服电机28与主动齿轮29传动连接，所述主动齿轮29与从动齿轮30啮合转动；所述角度调节控制按钮21包括电机正转按钮32、电机反转按钮33，所述遥控伺服电机28与电机正转按钮32、电机反转按钮33通过无线信号连接。遥控伺服电机28带动主动齿轮29的转动，主动齿轮29带动从动齿轮30转动，从动齿轮30转动带动传动齿转动，进而带动摄像头9的上下转动，通过设置主动齿轮29、从动齿轮30与传动齿之间合适的传动比，使遥控伺服电机28转动一周时摄像头9沿着竖直方向转动0.5°～2°(0.5°～2°之间的数值根据实际需要来选定，在实际应用中我们选用1°)，如说明书附图图4所示，当根据实际清理需求选定中压燃气罐3对中压燃气输管5、喷气管1中提供中压燃气，中压下的燃气从喷气管1喷出后，喷出的距离短，经点火枪2点火后，火炬长度短，应当用A摄像路线；当根据实际清理需求选定高压燃气罐4对高压燃气输管6、喷气管1中提供高压燃气，高压下的燃气从喷气管1喷出后，喷出的距离长，经点火枪2点火后，火炬长度长，应当用B摄像路线；摄像头9由A摄像路线转变成B摄像路线时，通过控制遥控伺服电机28带动主动齿轮29的转动，主动齿轮29带动从动齿轮30转动，从动齿轮30转动带动传动齿转动，进而带动摄像头9转动一定角度；摄像头9由B摄像路线转变成A摄像路线时，遥控伺服电机28反转即可。
所述中压燃气输管5上设有第一电磁排气阀34，所述高压燃气输管6上设有第二电磁排气阀35，所述远程遥控器7上设有第一排气阀控制按钮36和第二排气阀控制按钮37，所述第一排气阀控制按钮36通过无线信号控制第一电磁排气阀34的接通与关闭，所述第二排气阀控制按钮37通过无线信号控制第二电磁排气阀35的接通与关闭。池县紧急情况时，将第一电磁排气阀34、第二电磁排气阀35打开，使第一电磁排气阀34或第二电磁排气阀35内的燃气排出，避免中压燃气输管5、高压燃气输管6出现爆炸。
所述顶部固定板25底部设有连接架38，所述中压燃气输管5、高压燃气输管6通过连接架38固定。
所述瞄准器8上设有顶部瞄准孔39和底部瞄准孔40，所述顶部瞄准孔39和底部瞄准孔40均与摄像头9、喷气管1在一个竖直平面内。当根据实际清理需求选定中压燃气罐3进行工作时，摄像头9用用A摄像路线，选用用A摄像路线时，摄像头9对准底部瞄准孔40能够看到输电线路，摄像头9拍摄的影像信号就会通过无线信号发射器10发射到远程遥控器7，远程遥控器7上的显示屏幕20就会显示影像，通过观测显示屏幕20上显示的影像信息，位于地面控制无人机的操作人员能很好的观测到无人机与待清理输电线路的相对高度、相对距离的大体数值，相对于在地面上预估测距的方式能够更加精确，使喷火时能更好的对准输电线路上缠绕的垃圾。当根据实际清理需求选定高压燃气罐4进行工作时，摄像头9用用B摄像路线，选用用B摄像路线时，摄像头9对准顶部瞄准孔39。
使用方法以及原理：
首先根据实际需要选定采用中压燃气罐3还是高压燃气罐4提供燃气。以中压燃气罐3提供燃气为例：
如说明书附图图4所示，当根据实际清理需求选定中压燃气罐3提供燃气喷火时，应当用A摄像路线；选用用A摄像路线时，摄像头9对准底部瞄准孔40能够看到输电线路，摄像头9拍摄的影像信号就会通过无线信号发射器10发射到远程遥控器7，远程遥控器7上的显示屏幕20就会显示影像，通过观测显示屏幕20上显示的影像信息，位于地面控制无人机的操作人员能很好的观测到无人机与待清理输电线路的相对高度、相对距离的大体数值，相对于在地面上预估测距的方式能够更加精确，使喷火时能更好的对准输电线路上缠绕的垃圾。
当需要喷射距离较短的火炬时，执行器12发出信号控制第一电磁进气阀14打开，第二电磁进气阀16依然处于关闭状态，中压燃气罐3能对中压燃气输管5、第一单向阀17、喷气管1中提供中压燃气，中压下的燃气从喷气管1喷出后，喷出的距离短，经点火枪2点火后，火炬长度短，由于第二单向阀18的存在，中压燃气输管5排出的燃气不会进入到高压燃气输管6内，以此种方法来进行输电线异物清理。
Claims (5)
1.用于清障无人机上的定位瞄准喷火装置，包括喷气管(1)、点火枪(2)，所述点火枪(2)位于喷气管(1)的末端，其特征在于：还包括定位瞄准装置、无线系统传输装置、中压燃气罐(3)、高压燃气罐(4)、中压燃气输管(5)、高压燃气输管(6)和远程遥控器(7)；
所述定位瞄准装置包括摄像头(9)和设置在喷气管(1)末端的端部瞄准器(8)，所述摄像头(9)通过角度调节装置进行角度调节；
所述无线系统传输装置包括无线信号发射器(10)、遥控器信号接收器(11)和执行器(12)，所述无线信号发射器(10)与摄像头(9)通过数据线连接，所述无线信号发射器(10)与远程遥控器(7)通过无线信号连接，所述遥控器信号接收器(11)与远程遥控器(7)通过无线信号连接，所述遥控器信号接收器(11)与执行器(12)通过数据线连接；
所述中压燃气罐(3)通过第一输气管(13)与中压燃气输管(5)连接，所述第一输气管(13)与中压燃气输管(5)连接处设有第一电磁进气阀(14)；所述高压燃气罐(4)通过第二输气管(15)与高压燃气输管(6)连接，所述第二输气管(15)与高压燃气输管(6)连接处设有第二电磁进气阀(16)，所述第一电磁进气阀(14)、第二电磁进气阀(16)均由执行器(12)发出的信号控制，所述中压燃气输管(5)远离第一电磁进气阀(14)的一端设有第一单向阀(17)，所述高压燃气输管(6)第二电磁进气阀(16)的一端设有第二单向阀(18)，所述中压燃气输管(5)通过第一单向阀(17)与喷气管(1)连通，所述高压燃气输管(6)通过第二单向阀(18)与喷气管(1)连通；
所述远程遥控器(7)上设有无人机方向控制座(19)、显示屏幕(20)、角度调节控制按钮(21)、第一进气阀控制按钮(22)、第二进气阀控制按钮(23)和喷火按钮(24)；所述显示屏幕(20)与摄像头(9)的无线信号发射器(10)通过无线信号连接，所述角度调节控制按钮(21)控制角度调节装置，所述第一进气阀控制按钮(22)、第二进气阀控制按钮(23)通过无线信号分别控制第一电磁进气阀(14)、第二电磁进气阀(16)的接通与关闭，所述喷火按钮(24)通过无线信号控制点火枪(2)的工作。
2.根据权利要求1所述用于清障无人机上的定位瞄准喷火装置，其特征在于：还包括顶部固定板(25)，所述顶部固定板(25)底部设有装置座(26)，所述定位瞄准装置、无线系统传输装置设置在装置座(26)内，所述顶部固定板(25)侧面设有球面槽(27)，所述摄像头(9)为球状，所述球状的摄像头(9)设置在球面槽(27)内，所述角度调节装置包括遥控伺服电机(28)，主动齿轮(29)、从动齿轮(30)，所述球状的摄像头(9)上设有传动齿，所述球面槽(27)内侧设有开口(31)，所述开口(31)处设置与传动齿啮合的从动齿轮(30)，所述遥控伺服电机(28)与主动齿轮(29)传动连接，所述主动齿轮(29)与从动齿轮(30)啮合转动；所述角度调节控制按钮(21)包括电机正转按钮(32)、电机反转按钮(33)，所述遥控伺服电机(28)与电机正转按钮(32)、电机反转按钮(33)通过无线信号连接。
3.根据权利要求2所述用于清障无人机上的定位瞄准喷火装置，其特征在于：所述中压燃气输管(5)上设有第一电磁排气阀(34)，所述高压燃气输管(6)上设有第二电磁排气阀(35)，所述远程遥控器(7)上设有第一排气阀控制按钮(36)和第二排气阀控制按钮(37)，所述第一排气阀控制按钮(36)通过无线信号控制第一电磁排气阀(34)的接通与关闭，所述第二排气阀控制按钮(37)通过无线信号控制第二电磁排气阀(35)的接通与关闭。
4.根据权利要求2所述用于清障无人机上的定位瞄准喷火装置，其特征在于：所述顶部固定板(25)底部设有连接架(38)，所述中压燃气输管(5)、高压燃气输管(6)通过连接架(38)固定。
5.根据权利要求1所述用于清障无人机上的定位瞄准喷火装置，其特征在于：所述瞄准器(8)上设有顶部瞄准孔(39)和底部瞄准孔(40)，所述顶部瞄准孔(39)和底部瞄准孔(40)均与摄像头(9)、喷气管(1)在一个竖直平面内。
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