CN109878727A - 一种基于光纤激光灯的进行危险操作的机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于光纤激光灯的进行危险操作的机器人，包括无人机、起落架和智能处理系统，所述无人机的两侧均通过转动轴安装有太阳能板，所述无人机内开设有空腔，所述空腔内安装有蓄电池和电路板，所述空腔顶部的内侧壁上固定安装有固定杆，所述固定杆的底部的两侧均固定安装有固定座，所述起落架包括支撑腿、脚架和连接座，所述支撑腿和连接座的数量均为4个，所述脚架的数量为2个，所述连接座上开设有通孔，其中两个连接座通过通孔固定套设在其中一个脚架的两端，另外两个连接座通过通孔固定套设在另外一个脚架的两端，所述连接座的底部开设有凹槽，该基于光纤激光灯的进行危险操作的机器人设计合理，续航能力强，适应性广。

Description

一种基于光纤激光灯的进行危险操作的机器人

技术领域

本发明属于光纤激光灯技术领域，特别涉及一种基于光纤激光灯的进行危险操作的机器人。

背景技术

架空输电线路点多面广，跨度大，线路长，沿线环境复杂，风筝和风筝线、农用塑料布、广告布、锡箔纸、遮阳网等漂浮性异物经常缠挂在输电线路上，可造成相间短路、单相接地，导致线路跳闸停电或线路损毁，垂落的异物或烧断损毁的导线还可造成人畜伤亡，给电力系统和社会造成极大的经济损失，目前，异物的清除作业主要采用一些传统方法和工具或稍加改进的工具进行清除。对于杆塔及杆塔附近导线上的异物，可通过作业人员攀登杆塔，手工摘除，或借助绝缘操作杆、绝缘异物清除杆等工具清除，具有需攀爬杆塔、走线、高电压高空作业、难度高、风险大、耗时长、需停电作业等缺点，除了以上传统清障方法，一些智能化、自动化创新型的工具及研究相继出现。例如高压架空线路清障机器人、无人机喷火装置等，但是，异物清除的效率依然较低，依然具有一定的危险性，并且有可能对高压线造成损伤，为此，本发明提出一种基于光纤激光灯的进行危险操作的机器人。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于光纤激光灯的进行危险操作的机器人，该基于光纤激光灯的进行危险操作的机器人设计合理，续航能力强，适应性广。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种基于光纤激光灯的进行危险操作的机器人，包括无人机、起落架和智能处理系统，所述无人机的两侧均通过转动轴安装有太阳能板，所述无人机内开设有空腔，所述空腔内安装有蓄电池和电路板，所述空腔顶部的内侧壁上固定安装有固定杆，所述固定杆的底部的两侧均固定安装有固定座，所述起落架包括支撑腿、脚架和连接座，所述支撑腿和连接座的数量均为4个，所述脚架的数量为2个，所述连接座上开设有通孔，其中两个连接座通过通孔固定套设在其中一个脚架的两端，另外两个连接座通过通孔固定套设在另外一个脚架的两端，四个所述支撑腿分别固定安装在四个连接座的顶部，所述连接座的底部开设有凹槽，所述凹槽内设置有支撑脚垫，所述支撑腿、连接座和脚架上开设有伸缩孔，所述伸缩孔与凹槽的中心位置处连通，伸缩内杆穿过伸缩孔与支撑脚垫的中心位置处固定连接，所述无人机的底部开设有4个圆孔，四个所述支撑腿分别固定安装在无人机底部的圆孔处，所述智能处理系统包括处理器、距离传感器一、距离传感器二、风向传感器、高清摄像头、光纤激光灯、无线收发器、电动推杆一、电动推杆二和步进电机，所述处理器和无线收发器均集成安装在电路板上，所述处理器中存储有各种异物的形态特点以及熔点，所述距离传感器一安装在支撑脚垫底部的中心位置处，所述高清摄像头和距离传感器二安装在无人机的前端，所述风向传感器安装在无人机的底部，所述电动推杆一的数量为2个，两个所述电动推杆一分别固定安装在固定杆底部的两侧的固定座上，所述太阳能板的后侧固定设置有加强板，连接轴包括连接杆一和连接杆二，所述连接杆一的一端固定连接有半球形壳，所述连接杆二的一端固定连接有连接球，所述连接球安装在半球形壳内，所述连接杆一的另一端固定安装在加强板上，所述连接杆二的另一端与电动推杆一的输出轴固定连接，所述电动推杆二的数量为4个，四个所述电动推杆二分别固定安装在空腔底部内侧壁上的四个圆孔处，所述电动推杆二的输出轴穿过圆孔与伸缩内杆固定连接，所述步进电机安装在空腔底部的内侧壁上，所述无人机底部与步进电机对应的位置处镶嵌有轴承，所述光纤激光灯的顶部安装有转动杆，所述转动杆的一端穿过轴承与步进电机的输出轴固定连接。

作为本发明的一种优选方式，所述半球形壳与连接球之间填充有润滑油。

作为本发明的一种优选方式，所述支撑脚垫的底部设置有防滑凸起。

作为本发明的一种优选方式，所述蓄电池通过供电电路分别与处理器、距离传感器一、距离传感器二、风向传感器、高清摄像头、光纤激光灯、无线收发器、电动推杆一、电动推杆二和步进电机电性连接。

作为本发明的一种优选方式，所述处理器通过监测电路分别与距离传感器一、距离传感器二和风向传感器电性连接。

作为本发明的一种优选方式，所述处理器通过指令电路分别与高清摄像头、光纤激光灯、无线收发器、电动推杆一、电动推杆二和步进电机电性连接。

作为本发明的一种优选方式，所述太阳能板内设置有太阳能转换装置。

作为本发明的一种优选方式，所述太阳能板通过充电电路与蓄电池电性连接。

作为本发明的一种优选方式，所述距离传感器二和光纤激光灯的一侧处于同一平面。

作为本发明的一种优选方式，所述轴承为滚珠轴承。

本发明的有益效果：本发明的一种基于光纤激光灯的进行危险操作的机器人，包括无人机、起落架、转动轴、太阳能板、空腔、蓄电池、固定杆、固定座、支撑腿、脚架、连接座、支撑脚垫、伸缩孔、伸缩内杆、处理器、距离传感器一、距离传感器二、风向传感器、高清摄像头、光纤激光灯、无线收发器、电动推杆一、电动推杆二、加强板、连接轴、半球形壳、连接球、连接杆一、连接杆二、圆孔、电路板、步进电机、轴承和转动杆。

1、此基于光纤激光灯的进行危险操作的机器人能够对高压线上的异物进行切割去除，识别到异物后自动执行切割，无需控制，切割精确，切割效率高，处理器内存储有各种异物的形态特点以及熔点，能够根据各种异物的熔点调节光纤激光灯的功率，从而能够避免激光温度过高导致异物起火，造成危险，同时能够避免激光温度不够导致切割困难，实用性高。

2、此基于光纤激光灯的进行危险操作的机器人的底部设置了风向传感器，能够识别风向，使机器人在执行切割时不处于下风口，避免切割下的异物接触到机器人造成其损坏，安全性高，并且在执行切割时，沿着高压线最底部进行切割，从而避免对高压线造成损伤影响其使用寿命。

3、此基于光纤激光灯的进行危险操作的机器人续航能力强，当蓄电池电量弱时，能够展开太阳能板进行充电，展开的太阳能板能够有效的增加与阳光的接触面积，提高充电效率，不需要再返航充电，能够极大的提高其续航能力，提高工作效率，能够适应于在地理环境险恶的地方进行异物清除工作，比如山区，适应性广。

4、此基于光纤激光灯的进行危险操作的机器人的起落架具有自动适应场地的功能，通过距离传感器一监测各个支撑腿上的支撑脚垫距离降落场地的距离，当各个支撑脚垫距离场地的高度不一致时，说明场地不平坦，此时处理器能够控制电动推杆二将对应的伸缩内杆和支撑脚垫推出相应长度，从而使无人机平稳降落，并且有利于通过太阳能板补充电能。

附图说明

图1为一种基于光纤激光灯的进行危险操作的机器人的主视图；

图2为一种基于光纤激光灯的进行危险操作的机器人的剖面示意图；

图3为一种基于光纤激光灯的进行危险操作的机器人的横切面示意图；

图4为一种基于光纤激光灯的进行危险操作的机器人的起落架剖面示意图；

图5为一种基于光纤激光灯的进行危险操作的机器人的连接轴剖面示意图；

图6为一种基于光纤激光灯的进行危险操作的机器人的智能处理系统示意图；

图中：1-无人机、2-起落架、3-转动轴、4-太阳能板、5-空腔、6-蓄电池、7-固定杆、8-固定座、9-支撑腿、10-脚架、11-连接座、12-支撑脚垫、13-伸缩孔、14-伸缩内杆、15-处理器、16-距离传感器一、17-距离传感器二、18-风向传感器、19-高清摄像头、20-光纤激光灯、21-无线收发器、22-电动推杆一、23-电动推杆二、24-加强板、25-连接轴、26-半球形壳、27-连接球、28-连接杆一、29-连接杆二、30-圆孔、31-电路板、32-步进电机、33-轴承、34-转动杆。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：一种基于光纤激光灯的进行危险操作的机器人，包括无人机1、起落架2和智能处理系统，所述无人机1的两侧均通过转动轴3安装有太阳能板4，所述无人机1内开设有空腔5，所述空腔5内安装有蓄电池6和电路板31，所述空腔5顶部的内侧壁上固定安装有固定杆7，所述固定杆7的底部的两侧均固定安装有固定座8，所述起落架2包括支撑腿9、脚架10和连接座11，所述支撑腿9和连接座11的数量均为4个，所述脚架10的数量为2个，所述连接座11上开设有通孔，其中两个连接座11通过通孔固定套设在其中一个脚架10的两端，另外两个连接座11通过通孔固定套设在另外一个脚架10的两端，四个所述支撑腿9分别固定安装在四个连接座11的顶部，所述连接座11的底部开设有凹槽，所述凹槽内设置有支撑脚垫12，所述支撑腿9、连接座11和脚架10上开设有伸缩孔13，所述伸缩孔13与凹槽的中心位置处连通，伸缩内杆14穿过伸缩孔13与支撑脚垫12的中心位置处固定连接，所述无人机1的底部开设有4个圆孔30，四个所述支撑腿9分别固定安装在无人机1底部的圆孔30处，所述智能处理系统包括处理器15、距离传感器一16、距离传感器二17、风向传感器18、高清摄像头19、光纤激光灯20、无线收发器21、电动推杆一22、电动推杆二23和步进电机32，所述处理器15和无线收发器21均集成安装在电路板31上，所述处理器15中存储有各种异物的形态特点以及熔点，所述距离传感器一16安装在支撑脚垫12底部的中心位置处，所述高清摄像头19和距离传感器二17安装在无人机1的前端，所述风向传感器18安装在无人机1的底部，所述电动推杆一22的数量为2个，两个所述电动推杆一22分别固定安装在固定杆7底部的两侧的固定座8上，所述太阳能板4的后侧固定设置有加强板24，连接轴25包括连接杆一28和连接杆二29，所述连接杆一28的一端固定连接有半球形壳26，所述连接杆二29的一端固定连接有连接球27，所述连接球27安装在半球形壳26内，所述连接杆一28的另一端固定安装在加强板24上，所述连接杆二29的另一端与电动推杆一22的输出轴固定连接，所述电动推杆二23的数量为4个，四个所述电动推杆二23分别固定安装在空腔5底部内侧壁上的四个圆孔30处，所述电动推杆二23的输出轴穿过圆孔30与伸缩内杆14固定连接，所述步进电机32安装在空腔5底部的内侧壁上，所述无人机1底部与步进电机32对应的位置处镶嵌有轴承33，所述光纤激光灯20的顶部安装有转动杆34，所述转动杆34的一端穿过轴承33与步进电机32的输出轴固定连接。

作为本发明的一种优选方式，所述半球形壳26与连接球27之间填充有润滑油。

作为本发明的一种优选方式，所述支撑脚垫12的底部设置有防滑凸起。

作为本发明的一种优选方式，所述蓄电池6通过供电电路分别与处理器15、距离传感器一16、距离传感器二17、风向传感器18、高清摄像头19、光纤激光灯20、无线收发器21、电动推杆一22、电动推杆二23和步进电机32电性连接。

作为本发明的一种优选方式，所述处理器15通过监测电路分别与距离传感器一16、距离传感器二17和风向传感器18电性连接。

作为本发明的一种优选方式，所述处理器15通过指令电路分别与高清摄像头19、光纤激光灯20、无线收发器21、电动推杆一22、电动推杆二23和步进电机32电性连接。

作为本发明的一种优选方式，所述太阳能板4内设置有太阳能转换装置。

作为本发明的一种优选方式，所述太阳能板4通过充电电路与蓄电池电性连接。

作为本发明的一种优选方式，所述距离传感器二17和光纤激光灯20的一侧处于同一平面。

作为本发明的一种优选方式，所述轴承33为滚珠轴承。

工作原理：在使用此基于光纤激光灯的进行危险操作的机器人时，通过相应的遥控装置将无人机1遥控飞行到需要清除异物的高压线处，通过无线收发器21接受遥控指令，高清摄像头19对异物进行图像拍摄，然后传递给处理器15，处理器15根据各种异物的形态特点对异物进行识别检测，识别成功后确定异物的熔点，风向传感器18能够监测到风向并传递给处理器15，处理器15根据风向信息控制无人机1飞向高压线处于上风口的一侧，距离传感器二17能够监测到光纤激光灯20距离异物的距离，并将信息传递给处理器15，处理器15根据距离信息控制无人机飞到距离异物合适的距离处，并使光纤激光灯20对准具有异物的高压线部分的最低处，然后处理器15根据异物的熔点调整光纤激光灯的输出功率并控制光纤激光灯打开，处理器15根据光纤激光灯的输出功率以及异物熔点判断切割的速度，然后控制处理器15控制步进电机32以一定速度转动进行切割，此基于光纤激光灯的进行危险操作的机器人能够对高压线上的异物进行切割去除，识别到异物后自动执行切割，无需控制，切割精确，切割效率高，处理器15内存储有各种异物的形态特点以及熔点，能够根据各种异物的熔点调节光纤激光灯20的功率，从而能够避免激光温度过高导致异物起火，造成危险，同时能够避免激光温度不够导致切割困难，实用性高，此基于光纤激光灯的进行危险操作的机器人的底部设置了风向传感器18，能够识别风向，使机器人在执行切割时不处于下风口，避免切割下的异物接触到机器人造成其损坏，安全性高，并且在执行切割时，沿着高压线最底部进行切割，从而避免对高压线造成损伤影响其使用寿命，当此基于光纤激光灯的进行危险操作的机器人工作一定时间后(蓄电池6的使用时间固定)，无人机1进入充电续航模式，此时处理器15通过无线收发器21向遥控装置发送续航信息，通过遥控装置控制无人机1在阳光充足的地方降落，降落的过程中，距离传感器一16能够监测到各个支撑腿9上的支撑脚垫12距离降落场地的距离并将信息传递给处理器15，当各个支撑脚垫12距离场地的高度不一致时，说明场地不平坦，此时处理器15能够控制电动推杆二23将伸缩内杆14和支撑脚垫12推出相应长度，从而使无人机1平稳降落，有利于通过太阳能板4补充电能的进行，降落后，处理器15控制电动推杆一22将太阳能板4顶起展开，进行电能补充，充电完毕后，处理器15控制太阳能板4复位，此时可以继续进行高压线异物清除，此基于光纤激光灯的进行危险操作的机器人续航能力强，当蓄电池6电量弱时，能够展开太阳能板4进行充电，不需要再返航充电，能够极大的提高其续航能力，提高工作效率，能够适应于在地理环境险恶的地方进行高压线异物清除，比如山区，适应性广。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种基于光纤激光灯的进行危险操作的机器人，包括无人机(1)、起落架(2)和智能处理系统，其特征在于，所述无人机(1)的两侧均通过转动轴(3)安装有太阳能板(4)，所述无人机(1)内开设有空腔(5)，所述空腔(5)内安装有蓄电池(6)和电路板(31)，所述空腔(5)顶部的内侧壁上固定安装有固定杆(7)，所述固定杆(7)的底部的两侧均固定安装有固定座(8)，所述起落架(2)包括支撑腿(9)、脚架(10)和连接座(11)，所述支撑腿(9)和连接座(11)的数量均为4个，所述脚架(10)的数量为2个，所述连接座(11)上开设有通孔，其中两个连接座(11)通过通孔固定套设在其中一个脚架(10)的两端，另外两个连接座(11)通过通孔固定套设在另外一个脚架(10)的两端，四个所述支撑腿(9)分别固定安装在四个连接座(11)的顶部，所述连接座(11)的底部开设有凹槽，所述凹槽内设置有支撑脚垫(12)，所述支撑腿(9)、连接座(11)和脚架(10)上开设有伸缩孔(13)，所述伸缩孔(13)与凹槽的中心位置处连通，伸缩内杆(14)穿过伸缩孔(13)与支撑脚垫(12)的中心位置处固定连接，所述无人机(1)的底部开设有4个圆孔(30)，四个所述支撑腿(9)分别固定安装在无人机(1)底部的圆孔(30)处，所述智能处理系统包括处理器(15)、距离传感器一(16)、距离传感器二(17)、风向传感器(18)、高清摄像头(19)、光纤激光灯(20)、无线收发器(21)、电动推杆一(22)、电动推杆二(23)和步进电机(32)，所述处理器(15)和无线收发器(21)均集成安装在电路板(31)上，所述处理器(15)中存储有各种异物的形态特点以及熔点，所述距离传感器一(16)安装在支撑脚垫(12)底部的中心位置处，所述高清摄像头(19)和距离传感器二(17)安装在无人机(1)的前端，所述风向传感器(18)安装在无人机(1)的底部，所述电动推杆一(22)的数量为2个，两个所述电动推杆一(22)分别固定安装在固定杆(7)底部的两侧的固定座(8)上，所述太阳能板(4)的后侧固定设置有加强板(24)，连接轴(25)包括连接杆一(28)和连接杆二(29)，所述连接杆一(28)的一端固定连接有半球形壳(26)，所述连接杆二(29)的一端固定连接有连接球(27)，所述连接球(27)安装在半球形壳(26)内，所述连接杆一(28)的另一端固定安装在加强板(24)上，所述连接杆二(29)的另一端与电动推杆一(22)的输出轴固定连接，所述电动推杆二(23)的数量为4个，四个所述电动推杆二(23)分别固定安装在空腔(5)底部内侧壁上的四个圆孔(30)处，所述电动推杆二(23)的输出轴穿过圆孔(30)与伸缩内杆(14)固定连接，所述步进电机(32)安装在空腔(5)底部的内侧壁上，所述无人机(1)底部与步进电机(32)对应的位置处镶嵌有轴承(33)，所述光纤激光灯(20)的顶部安装有转动杆(34)，所述转动杆(34)的一端穿过轴承(33)与步进电机(32)的输出轴固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于光纤激光灯的进行危险操作的机器人，其特征在于：所述半球形壳(26)与连接球(27)之间填充有润滑油。

3.根据权利要求1所述的一种基于光纤激光灯的进行危险操作的机器人，其特征在于：所述支撑脚垫(12)的底部设置有防滑凸起。

4.根据权利要求1所述的一种基于光纤激光灯的进行危险操作的机器人，其特征在于：所述蓄电池(6)通过供电电路分别与处理器(15)、距离传感器一(16)、距离传感器二(17)、风向传感器(18)、高清摄像头(19)、光纤激光灯(20)、无线收发器(21)、电动推杆一(22)、电动推杆二(23)和步进电机(32)电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于光纤激光灯的进行危险操作的机器人，其特征在于：所述处理器(15)通过监测电路分别与距离传感器一(16)、距离传感器二(17)和风向传感器(18)电性连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于光纤激光灯的进行危险操作的机器人，其特征在于：所述处理器(15)通过指令电路分别与高清摄像头(19)、光纤激光灯(20)、无线收发器(21)、电动推杆一(22)、电动推杆二(23)和步进电机(32)电性连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于光纤激光灯的进行危险操作的机器人，其特征在于：所述太阳能板(4)内设置有太阳能转换装置。

8.根据权利要求1所述的一种基于光纤激光灯的进行危险操作的机器人，其特征在于：所述太阳能板(4)通过充电电路与蓄电池电性连接。

9.根据权利要求1所述的一种基于光纤激光灯的进行危险操作的机器人，其特征在于：所述距离传感器二(17)和光纤激光灯(20)的一侧处于同一平面。

10.根据权利要求1所述的一种基于光纤激光灯的进行危险操作的机器人，其特征在于：所述轴承(33)为滚珠轴承。