CN109167321A - 一种新型除冰无人机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械电子设备领域，具体涉及一种新型除冰无人机。包括夹角调节杆、调节摄像头、步进电机、螺母、横拉杆、着陆架、飞控、飞行摄像头、上连接杆、储液箱、导液管、喷嘴、上支撑板、机臂、螺旋桨、夹持器等，通过调节摄像头监测线路之间的距离数据并传递给飞控，根据覆冰线路之间的实际距离，飞控控制步进电机工作，使其带动螺母以及横拉杆上下移动，进而通过夹角调节杆带动着陆架绕着上连接杆转动以使着陆架适应不同间距的覆冰线路；着陆架落在覆冰线路上以后，覆冰线路会触碰到喷嘴的顶杆，顶杆向上顶开球形阀，使得储液箱经导液管进入喷嘴的除冰剂流出覆盖在覆冰线路表面，实现了除冰的功能，达到了节省人力和安全的目的。

Description

一种新型除冰无人机

技术领域

本发明涉及机械电子设备领域，具体涉及一种新型除冰无人机。

背景技术

冰冻是一种特殊的气象灾害，会导致输电线路覆冰、杆塔倒塌，直接影响了国家输电网的正常运行。现有的高压线路除冰技术，主要包含热力除冰法、被动除冰法、人工除冰法等，热力除冰法主要运用低居里铁磁材料，除冰效果明显，但是采用人力和动力绕线机除冰能耗成本较高，而被动除冰法和人工除冰法均需要人力挂在吊环上进行作业，危险性较大而效率较低。因此，如何提供一种可替代人力的除冰装置是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种可替代人力的除冰装置。

为实现上述目的，本发明提供一种新型除冰无人机，其采用的技术方案如下：

一种新型除冰无人机，包括夹角调节杆、调节摄像头、步进电机、螺母、横拉杆、着陆架、飞控、飞行摄像头、上连接杆、储液箱、导液管、喷嘴、上支撑板、蓄电池、机臂、螺旋浆、夹持器、下支撑板、调节摄像头支架、信号接收机，所述螺旋浆安装在机臂上，所述机臂设有四个，所述四个机臂的内侧上端通过螺钉固定在上支撑板四角的下端面上，下端固定在下支撑板的上端面，所述上支撑板、下支撑板均为对称结构，所述蓄电池固定在上支撑板的上端面上，所述调节摄像头通过调节摄像头支架固定在下支撑板一侧的下方，所述飞行摄像头安装在下支撑板另一侧的上端面上，所述飞控安装在下支撑板上端面的中心位置，所述信号接收机固定在下支撑板上端面且位于飞控的一侧，所述上连接杆设有两个，对称固定在下支撑板上，所述储液箱固定在下支撑板的下端面，所述夹角调节杆设有四个，所述横拉杆的两端均以可转动的方式连接两个夹角调节杆，位于横拉杆同一端的两个夹角调节杆对称设置在横拉杆的两侧，所述夹角调节杆以可转动的方式与夹持器连接，所述夹持器夹持在着陆架上，所述导液管为折弯管，其上端插入储液箱内，下端从着陆架的一侧穿入着陆架内部并固定，所述喷嘴固定在导液管的下端并处于着陆架内部，所述着陆架的上端固定在上连接杆上，所述螺母通过四个螺钉固定在横拉杆上，所述步进电机穿过储液箱中间的通孔固定在下支撑板下端面的中心位置，所述步进电机转轴的输出端加工成螺杆，所述步进电机的转轴穿过横拉杆的中心位置与螺母配合。

优选的，所述着陆架包括着陆架主体、着陆架连接部、着陆架凹槽、着陆架底板，所述着陆架主体的上端与着陆架连接部固连，下端与两个着陆架底板固连，所述两个着陆架底板对称固连在着陆架主体上，所述着陆架连接部为空心圆柱结构，所述着陆架主体为空心结构，其外壁上开有着陆架凹槽且一侧开有矩形孔，所述矩形孔与着陆架主体的内部相连通，所述着陆架主体下端面为圆弧状，所述着陆架凹槽为U型槽，设置在着陆架主体的三个外侧面上，所述导液管从着陆架主体一侧的矩形孔插入着陆架主的内部。

优选的，所述喷嘴包括导向柱、导向套、外壳上部、外壳中部、弹簧，球形阀、外壳下部、顶杆，所述导向套与外壳上部的内壁固连，所述外壳中部的上端与外壳上部固连，下端与外壳下部固连，所述球形阀的上端与导向柱固连，下端与顶杆固连，所述导向柱的上端穿过导向套中心的导向孔且可沿着导向套的导向孔上下滑动，所述弹簧套在导向柱上且位于外壳中部内，所述弹簧的上端固连在导向套的下端，所述弹簧的下端顶在球形阀上，所述外壳下部为空心锥状，所述球形阀在弹簧的压力下顶住外壳下部的内壁，所述顶杆的直径小于外壳下部的最小内径，所述顶杆的下端设有圆顶且伸出外壳下部的下端面。

优选的，所述储液箱包括储液箱主体、出液口，所述储液箱主体的侧壁上设有四个出液口，所述出液口上设有密封圈，所述导液管的上端插入出液口内并可沿着出液口滑动。

优选的，所述夹持器包括夹持器主体、夹持器连接部，所述夹持器主体上对称固连两个夹持器连接部，所述夹持器连接部上设有圆形通孔，所述夹持器主体夹在着陆架主体上且夹持器主体卡在着陆架凹槽内。

优选的，所述夹角调节杆包括调节杆主体、调节杆连接部，所述调节杆连接部设有四个，对称固连在调节杆主体上，所述调节杆连接部上设有圆形通孔，所述调节杆连接部与夹持器连接部通过销连接。

优选的，所述横拉杆包括横拉杆主体、横拉杆通孔、横拉杆连接部，所述横拉杆连接部设有四个，对称固连在横拉杆连接部上，所述横拉杆主体的中间位置设有横拉杆通孔和四个螺纹孔，所述调节杆连接部与横拉杆连接部通过销连接。

本发明具有如下优点：

(1)通过调节摄像头监测线路之间的距离数据并传递给飞控，根据覆冰线路之间的实际距离，飞控控制步进电机工作，使其带动螺母以及横拉杆上下移动，进而通过夹角调节杆带动着陆架绕着上连接杆转动以使着陆架适应不同间距的覆冰线路；

(2)着陆架落在覆冰线路上以后，覆冰线路会触碰到喷嘴的顶杆，顶杆向上顶开球形阀，使得储液箱经导液管进入喷嘴的除冰剂流出覆盖在覆冰线路表面，实现了除冰的功能，达到了节省人力和安全的目的；

(3)通过覆冰线路的机械触碰开启球形阀，最终使除冰剂流出覆盖在覆冰线路进行除冰，可减少无人机的电能消耗，提高续航能力。

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，下面将对实施例或现有技术描述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：本发明一种新型除冰无人机的整体结构示意图；

图2：本发明一种新型除冰无人机的上半部分结构示意图；

图3：本发明一种新型除冰无人机的立体结构示意图；

图4：本发明一种新型除冰无人机的步进电机处结构示意图；

图5：本发明一种新型除冰无人机的下半部分结构示意图；

图6：本发明一种新型除冰无人机的着陆架和导液管的结构示意图；

图7：本发明一种新型除冰无人机的着陆架和导液管的剖视图；

图8：本发明一种新型除冰无人机的喷嘴结构示意图；

图9：本发明一种新型除冰无人机的储液箱结构示意图；

图10：本发明一种新型除冰无人机的夹持器结构示意图；

图11：本发明一种新型除冰无人机的夹角调节杆结构示意图；

图12：本发明一种新型除冰无人机的横拉杆结构示意图。

符号说明：

1、夹角调节杆，2、调节摄像头，3、步进电机，4、螺母，5、横拉杆，6、着陆架，7、飞控，8、飞行摄像头，9、上连接杆，10、储液箱，11、导液管，12、喷嘴，13、上支撑板，14、蓄电池，15、机臂，16、螺旋浆，17、夹持器，18、下支撑板，19、调节摄像头支架，20、信号接收机，101、调节杆主体，102、调节杆连接部，501、横拉杆主体，502、横拉杆通孔，503、横拉杆连接部，601、着陆架主体，602、着陆架连接部，603、着陆架凹槽，604、着陆架底板，1001、储液箱主体，1002、出液口，1201、导向柱，1202、导向套，1203、外壳上部，1204、外壳中部，1205、弹簧，1206、球形阀，1207、外壳下部，1208、顶杆，1701、夹持器主体，1702、夹持器连接部。

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。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图和实例对本发明作进一步说明：

如图1～7所示，本发明一种新型除冰无人机，包括夹角调节杆1、调节摄像头2、步进电机3、螺母4、横拉杆5、着陆架6、飞控7、飞行摄像头8、上连接杆9、储液箱10、导液管11、喷嘴12、上支撑板13、蓄电池14、机臂15、螺旋浆16、夹持器17、下支撑板18、调节摄像头支架19、信号接收机20，所述螺旋浆16安装在机臂15上，所述机臂15设有四个，所述四个机臂15的内侧上端通过螺钉固定在上支撑板13四角的下端面上，下端固定在下支撑板18的上端面，所述上支撑板13、下支撑板18均为对称结构，所述蓄电池14固定在上支撑板13的上端面上，所述调节摄像头2通过调节摄像头支架19固定在下支撑板18一侧的下方，所述飞行摄像头8安装在下支撑板18另一侧的上端面上，所述飞控7安装在下支撑板18上端面的中心位置，所述信号接收机20固定在下支撑板18上端面且位于飞控7的一侧，所述上连接杆9设有两个，对称固定在下支撑板18上，所述储液箱10固定在下支撑板18的下端面，所述夹角调节杆1设有四个，所述横拉杆5的两端均以可转动的方式连接两个夹角调节杆1，位于横拉杆5同一端的两个夹角调节杆1对称设置在横拉杆5的两侧，所述夹角调节杆1以可转动的方式与夹持器17连接，所述夹持器17夹持在着陆架6上，所述导液管11为折弯管，其上端插入储液箱10内，下端从着陆架6的一侧穿入着陆架6内部并固定，所述喷嘴12固定在导液管11的下端并处于着陆架6内部，所述着陆架6的上端固定在上连接杆9上，所述螺母4通过四个螺钉固定在横拉杆5上，所述步进电机3穿过储液箱10中间的通孔固定在下支撑板18下端面的中心位置，所述步进电机3转轴的输出端加工成螺杆，所述步进电机3的转轴穿过横拉杆5的中心位置与螺母4配合，形成滚珠丝杠传动以将步进电机3转轴的旋转运动转化成螺母4以及横拉杆5的上下直线运动，进而通过夹角调节杆1带动着陆架6绕着上连接杆9转动以使着陆架6落在不同间距的输电线上。

如图6～7所示，所述着陆架6包括着陆架主体601、着陆架连接部602、着陆架凹槽603、着陆架底板604，所述着陆架主体601的上端与着陆架连接部602固连，下端与两个着陆架底板604固连，所述两个着陆架底板604对称固连在着陆架主体601上，所述着陆架连接部602为空心圆柱结构，所述着陆架主体601为空心结构，其外壁上开有着陆架凹槽603且一侧开有矩形孔，所述矩形孔与着陆架主体601的内部相连通，所述着陆架主体601的下端面为圆弧状，覆冰输电线从两个着陆架底板604的中间位置进入并与着陆架主体601的圆弧状下端面接触，圆弧状的下端面可增加覆冰输电线与着陆架6的接触面积，所述着陆架凹槽603为U型槽，设置在着陆架主体601的三个外侧面上，所述导液管11从着陆架主体601一侧的矩形孔插入着陆架主体601的内部。

如图7～8所示，所述喷嘴12包括导向柱1201、导向套1202、外壳上部1203、外壳中部1204、弹簧1205，球形阀1206、外壳下部1207、顶杆1208，所述导向套1202与外壳上部1203的内壁固连，所述外壳中部1204的上端与外壳上部1203固连，下端与外壳下部1207固连，所述球形阀1206的上端与导向柱1201固连，下端与顶杆1208固连，所述导向柱1201的上端穿过导向套1202中心的导向孔且可沿着导向套1202的导向孔上下滑动，所述弹簧1205套在导向柱1201上且位于外壳中部1204内，所述弹簧1205的上端固连在导向套1202的下端，所述弹簧1205的下端顶在球形阀1206上，所述外壳下部1207为空心锥状，所述球形阀1206在弹簧1205的压力下顶住外壳下部1207的内壁，所述顶杆1208的直径小于外壳下部1207的最小内径，所述顶杆1208的下端设有圆顶且伸出外壳下部1207的下端面，顶杆1208受到向上的力推动球形阀1206开启时，球形阀1206压缩弹簧1205并带动导向柱1201沿着导向套1202向上移动，当顶杆1208受到的向上的力消失时，弹簧1205的弹力推动球形阀1206向下运动顶住外壳下部1207的内壁，其中导向柱1201在导向套1202内滑动可使球形阀1206复位准确。

如图9所示，所述储液箱10包括储液箱主体1001、出液口1002，所述储液箱主体1001的侧壁上设有四个出液口1002，所述出液口1002上设有密封圈，所述导液管11的上端插入出液口1002内并可沿着出液口1002滑动。

如图10所示，所述夹持器17包括夹持器主体1701、夹持器连接部1702，所述夹持器主体1701上对称固连两个夹持器连接部1702，所述夹持器连接部1702上设有圆形通孔，所述夹持器主体1701夹在着陆架主体601上且夹持器主体1701卡在着陆架凹槽603内，防止夹持器17在着陆架6上晃动，使夹持更可靠。

如图11所示，所述夹角调节杆1包括调节杆主体101、调节杆连接部102，所述调节杆连接部102设有四个，对称固连在调节杆主体101上，所述调节杆连接部102上设有圆形通孔，所述调节杆连接部102与夹持器连接部1702通过销连接。

如图12所示，所述横拉杆5包括横拉杆主体501、横拉杆通孔502、横拉杆连接部503，所述横拉杆连接部503设有四个，对称固连在横拉杆连接部503上，所述横拉杆主体501的中间位置设有横拉杆通孔502和四个螺纹孔，所述调节杆连接部102与横拉杆连接部503通过销连接，所述横拉杆通孔502的直径大于步进电机3转轴的直径，使得步进电机3的转轴在转动过程中不会碰触到横拉杆5。

飞行摄像头8确定覆冰线路的位置以后，无人机上升至覆冰线路的上方，通过调节摄像头2监测线路之间的距离数据并传递给飞控7，根据覆冰线路之间的实际距离，飞控7控制步进电机3工作，使其带动螺母4以及横拉杆5上下移动，进而通过夹角调节杆1带动着陆架6绕着上连接杆9转动以使着陆架6适应覆冰线路的间距，着陆架6落在覆冰线路上以后，覆冰线路会触碰到喷嘴12的顶杆1208，顶杆1208向上顶开球形阀1206，使得储液箱10经导液管11进入喷嘴12的除冰剂流出覆盖在覆冰线路表面，实现了除冰的功能，达到了节省人力和安全的目的。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种新型除冰无人机，其特征在于：包括夹角调节杆、调节摄像头、步进电机、螺母、横拉杆、着陆架、飞控、飞行摄像头、上连接杆、储液箱、导液管、喷嘴、上支撑板、蓄电池、机臂、螺旋浆、夹持器、下支撑板、调节摄像头支架、信号接收机，所述螺旋浆安装在机臂上，所述机臂设有四个，所述四个机臂的内侧上端通过螺钉固定在上支撑板四角的下端面上，下端固定在下支撑板的上端面，所述上支撑板、下支撑板均为对称结构，所述蓄电池固定在上支撑板的上端面上，所述调节摄像头通过调节摄像头支架固定在下支撑板一侧的下方，所述飞行摄像头安装在下支撑板另一侧的上端面上，所述飞控安装在下支撑板上端面的中心位置，所述信号接收机固定在下支撑板上端面且位于飞控的一侧，所述上连接杆设有两个，对称固定在下支撑板上，所述储液箱固定在下支撑板的下端面，所述夹角调节杆设有四个，所述横拉杆的两端均以可转动的方式连接两个夹角可调杆，位于横拉杆同一端的两个夹角可调杆对称设置在横拉杆的两侧，所述夹角调节杆以可转动的方式与夹持器连接，所述夹持器夹持在着陆架上，所述导液管为折弯管，其上端插入储液箱内，下端从着陆架的一侧穿入着陆架内部并固定，所述喷嘴固定在导液管的下端并处于着陆架内部，所述着陆架的上端固定在上连接杆上，所述螺母通过四个螺钉固定在横拉杆上，所述步进电机穿过储液箱中间的通孔固定在下支撑板下端面的中心位置，所述步进电机转轴的输出端加工成螺杆，所述步进电机的转轴穿过横拉杆的中心位置与螺母配合。所述着陆架包括着陆架主体、着陆架连接部、着陆架凹槽、着陆架底板，所述架子主体的上端与着陆架连接部固连，下端与两个着陆架底板固连，所述两个着陆架底板对称固连在着陆架主体上，所述着陆架连接部为空心圆柱结构，所述着陆架主体为空心结构，其外壁上开有着陆架凹槽且一侧开有矩形孔，所述矩形孔与着陆架主体的内部相连通，所述着陆架主体下端面为圆弧状，所述着陆架凹槽为U型槽，设置在着陆架主体的三个外侧面上，所述导液管从着陆架主体一侧的矩形孔插入着陆架主的内部。

2.根据权利要求1所述的一种新型除冰无人机，其特征在于：所述喷嘴包括导向柱、导向套、外壳上部、外壳中部、弹簧，球形阀、外壳下部、顶杆，所述导向套与外壳上部的内壁固连，所述外壳中部的上端与外壳上部固连，下端与外壳下部固连，所述球形阀的上端与导向柱固连，下端与顶杆固连，所述导向柱的上端穿过导向套中心的导向孔且可沿着导向套的导向孔上下滑动，所述弹簧套在导向柱上且位于外壳中部内，所述弹簧的上端固连在导向套的下端，所述弹簧的下端顶在球形阀上，所述外壳下部为空心锥状，所述球形阀在弹簧的压力下顶住外壳下部的内壁，所述顶杆的直径小于外壳下部的最小内径，所述顶杆的下端设有圆顶且伸出外壳下部的下端面。

3.根据权利要求1或2所述的一种新型除冰装置，其特征在于：所述储液箱包括储液箱主体、出液口，所述储液箱主体的侧壁上设有四个出液口，所述出液口上设有密封圈，所述导液管的上端插入出液口内并可沿着出液口滑动。

4.根据权利要求1或2所述的一种新型除冰装置，其特征在于：所述夹持器包括夹持器主体、夹持器连接部，所述夹持器主体上对称固连两个夹持器连接部，所述夹持器连接部上设有圆形通孔，所述夹持器主体夹在着陆架主体上且夹持器主体卡在着陆架凹槽内。

5.根据权利要求1任一项所述的一种新型除冰无人机，其特征在于：所述夹角调节杆包括调节杆主体、调节杆连接部，所述调节杆连接部设有四个，对称固连在调节杆主体上，所述调节杆连接部上设有圆形通孔，所述调节杆连接部与夹持器连接部通过销连接。

6.根据权利要求1所述的一种新型除冰无人机，其特征在于：所述横拉杆包括横拉杆主体、横拉杆通孔、横拉杆连接部，所述横拉杆连接部设有四个，对称固连在横拉杆连接部上，所述横拉杆主体的中间位置设有横拉杆通孔和四个螺纹孔，所述调节杆连接部与横拉杆连接部通过销连接。