CN110435908A - 一种无人机冰挂清除系统 - Google Patents
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Abstract
一种无人机冰挂清除系统，包括无人机、悬挂装置、驱动装置、清除装置、平衡块和控制装置；无人机包括机尾、起落架、机舱、机身和旋翼，悬挂装置通过悬挂板安装在机尾上；驱动装置通过连接板安装在悬挂装置的下方；清除装置利用回转台安装在驱动装置的下方；平衡块安装在无人机的起落架上；控制装置安装在无人机的机舱内；本发明能够使得除冰人员位于安全距离，遥控无人机飞至屋檐下的冰挂处，利用清除装置连续、高效地清除高处的冰挂。
Description
技术领域
本发明属于无人机除冰技术领域，具体涉及一种无人机冰挂清除系统。
背景技术
在我国北方地区的冬季和初春，由于气温的冷暖交替，常常在建筑物的屋檐下形成冰挂。当这些冰挂脱落时，会危及下方人员的安全，造成物品的损坏。中国专利CN202530654U利用固定板将冰挂打落器固定在屋檐下，通过拉动操作绳，使得安装在导轨架上的游动框做往复运动，带动打落棒击落屋檐下的冰挂。使用该装置，需要事先将其安装在屋檐下，操作不便，并具有一定的危险性。另外，由于导轨架长度有限，在大量除冰挂时，需要反复地装卸屋檐冰挂打落器，影响了除冰效率。中国专利CN107994529A利用无人机携带机械臂前往除冰地点，然后调节机械手指夹紧力，采用自驱动爬行方式除冰。中国专利CN204713424U利用遥控器控制飞行器，使其飞至冰溜子的悬挂位置，然后启动飞行器上的激光器来融断冰溜子。中国专利CN107994529A和中国专利CN204713424U公开的2个除冰装置，虽然能够除去位于高处的冰溜子，但是耗时耗能，效率较低，无法满足大规模除冰挂的需要。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种无人机冰挂清除系统，能够使得除冰人员位于安全距离，遥控无人机飞至屋檐下的冰挂处，利用清除装置连续、高效地清除高处的冰挂。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种无人机冰挂清除系统，包括无人机10、悬挂装置20、驱动装置30、清除装置40、平衡块50和控制装置60；无人机10包括机尾11、起落架12、机舱13、机身14和旋翼15；起落架12安装于机身14的下方，旋翼15安装于机身14的上方，机身14的中部为机舱13，机身14的尾部安装有机尾11；
悬挂装置20通过悬挂板21安装在机尾11上；驱动装置30通过连接板33安装在悬挂装置20的下方；清除装置40利用回转台41安装在驱动装置30的下方；平衡块50安装在无人机10的起落架12上；控制装置60安装在无人机10的机舱13内。
所述的悬挂装置20包括摆杆22，摆杆22上部利用球形头部安装在悬挂板21上，悬挂板21安装在机尾11的下端；摆杆22的下端通过第一联轴器23和减振杆24上端连接，减振杆24的下端安装有减振弹簧27，并伸入缸体26内，缸体26的上端安装有第一端盖25。
所述的驱动装置30包括护罩31，护罩31套装在缸体26上；护罩31的下端安装有连接板33；护罩31内设有电机32，电机32安装在连接板33的上面，连接板33的下面连接有连接筒34，连接筒34的下端连接有轴承座39，轴承座39内孔的上端安装有第一轴承37，轴承座39内孔的下端安装有第二轴承310；
电机32的输出轴通过第二联轴器35和驱动轴38上端连接，驱动轴38支撑在第一轴承37和第二轴承310上。
所述的清除装置40包括回转台41、支撑筋42和清除器43，回转台41安装在驱动轴38的下端，回转台41的侧面安装有清除器43，8个清除器43通过支撑筋42固连；
所述的清除器43包括套筒435，套筒435上靠近回转台41的一端设置有限位孔433，套筒435内靠近回转台41的一端安装有滑块431，滑块431上安装的限位销432穿过套筒435上的限位孔433，套筒435远离回转台41的一端安装有球座437；
滑块431远离回转台41的一端和柔性杆434的一端连接，柔性杆434上套装有复位弹簧436，柔性杆434另一端安装有清除球438；在复位弹簧436的作用下，清除球438紧紧压在球座437的球窝面上。
所述的一种无人机冰挂清除系统的使用方法，包括以下步骤：
1)将清除装置40通过回转台41安装在驱动装置30的驱动轴38上；
2)将驱动装置30通过护罩31安装在悬挂装置20的缸体26上；
3)将悬挂装置20通过悬挂板21安装在无人机10上机尾11的下端；
4)将平衡块50安装在无人机10的起落架12上；
5)将控制装置60安装在无人机10的机舱13内；
6)利用遥控装置，控制无人机10飞至冰挂清除区域；
7)利用控制装置60启动电机32，通过驱动轴38带动清除装置40旋转；
8)柔性杆434在离心力的作用下，伸出套筒435，带动清除球438绕着回转台41高速转动；
9)通过控制装置60，控制无人机10沿着冰挂飞行，利用高速转动的清除球438击打冰挂，使其脱落；
10)待冰挂清除完后，利用控制装置60关闭电机32；柔性杆434在复位弹簧436的作用下，缩回进套筒435，清除球438复位到球座437的球窝里；
11)利用遥控装置60控制无人机返回，冰挂清除工作结束。
所述的步骤8)中柔性杆434伸出套筒435的长度以及清除球438击打冰挂的力度，通过调节电机32的转速来控制。
本发明的有益效果是：
本发明以无人机为工作平台，能够清除较高处的冰挂；能够利用电机的转速，控制清除球击打冰挂的力度，以及击打位置与无人机的距离；柔性杆能够有效地降低冰挂的反作用力对无人机飞行的影响；本发明无人机冰挂清除系统能够连续高效地清除不同高度、不同位置的冰挂；操作人员远离除冰区，在操作上较为安全。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明悬挂装置和驱动装置的结构示意图。
图3为本发明清除装置的结构示意图。
图4为本发明清除器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1、图2所示，一种无人机冰挂清除系统，包括无人机10、悬挂装置20、驱动装置30、清除装置40、平衡块50和控制装置60；
所述的无人机10包括机尾11、起落架12、机舱13、机身14和旋翼15；起落架12安装于机身14的下方；旋翼15安装于机身14的上方；机身14的中部为机舱13；机身14的尾部安装有机尾11；
悬挂装置20通过悬挂板21安装在机尾11上；驱动装置30通过连接板33安装在悬挂装置20的下方；清除装置40利用回转台41安装在驱动装置30的下方；平衡块50安装在无人机10的起落架12上；控制装置60安装在无人机10的机舱13内。
参照图2，所述的悬挂装置20包括悬挂板21、摆杆22、第一联轴器23、减振杆24、第一端盖25、缸体26和减振弹簧27；摆杆22上部利用球形头部安装在悬挂板21上，悬挂板21安装在机尾11的下端；摆杆22的下端通过第一联轴器23和减振杆24上端连接；减振杆24的下端安装有减振弹簧27，并伸入缸体26内，缸体26的上端安装有第一端盖25。
参照图2，所述的驱动装置30包括护罩31、电机32、连接板33、连接筒34、第二联轴器35、第二端盖36、第一轴承37、轴承座39、第二轴承310和第三端盖311；护罩31套装在缸体26上；护罩31的下端安装有连接板33；护罩31内设有电机32，电机32安装在连接板33的上面，连接板33的下面连接有连接筒34，连接筒34的下端连接有轴承座39，轴承座39内孔的上端安装有第一轴承37，轴承座39的上端安装有第二端盖36，第二端盖36压住第一轴承37；轴承座39内孔的下端安装有第二轴承310，轴承座39的下端安装有第三端盖311，第三端盖311压住第二轴承310；
电机32的输出轴通过第二联轴器35和驱动轴38上端连接，驱动轴38支撑在第一轴承37和第二轴承310上。
参照图3和图4，所述的清除装置40包括回转台41、支撑筋42和清除器43，回转台41安装在驱动轴38的下端，回转台41的侧面安装有清除器43，8个清除器43通过支撑筋42固连；
所述的清除器43包括滑块431、限位销432、柔性杆434、套筒435、复位弹簧436、球座437和清除球438；套筒435上靠近回转台41的一端设置有限位孔433，套筒435内靠近回转台41的一端安装有滑块431，滑块431上安装的限位销432穿过套筒435上的限位孔433，套筒435远离回转台41的一端利用螺纹结构安装有球座437；
滑块431远离回转台41的一端和柔性杆434的一端连接，柔性杆434上套装有复位弹簧436，柔性杆434另一端利用螺纹结构安装有清除球438；在复位弹簧436的作用下，清除球438紧紧压在球座437的球窝面上。
所述的一种无人机冰挂清除系统的使用方法，包括以下步骤：
1)将清除装置40通过回转台41安装在驱动装置30的驱动轴38上；
2)将驱动装置30通过护罩31安装在悬挂装置20的缸体26上；
3)将悬挂装置20通过悬挂板21安装在无人机10上机尾11的下端；
4)将平衡块50安装在无人机10的起落架12上；
5)将控制装置60安装在无人机10的机舱13内；
6)利用遥控装置，控制无人机10飞至冰挂清除区域；
7)利用控制装置60启动电机32，通过驱动轴38带动清除装置40旋转；
8)柔性杆434在离心力的作用下，伸出套筒435，带动清除球438绕着回转台41高速转动；柔性杆434伸出套筒435的长度以及清除球438击打冰挂的力度，通过调节电机32的转速来控制；
9)通过控制装置60，控制无人机10沿着冰挂飞行，利用高速转动的清除球438击打冰挂，使其脱落；柔性杆434能够有效地降低冰挂的反作用力对无人机10飞行的影响；
10)待冰挂清除完后，利用控制装置60关闭电机32；柔性杆434在复位弹簧436的作用下，缩回进套筒435，清除球438复位到球座437的球窝里；
11)利用遥控装置60控制无人机返回，冰挂清除工作结束。
Claims (6)
1.一种无人机冰挂清除系统，包括无人机(10)、悬挂装置(20)、驱动装置(30)、清除装置(40)、平衡块(50)和控制装置(60)；无人机(10)包括机尾(11)、起落架(12)、机舱(13)、机身(14)和旋翼(15)，起落架(12)安装于机身(14)的下方，旋翼(15)安装于机身(14)的上方，机身(14)的中部为机舱(13)，机身(14)的尾部安装有机尾(11)，其特征在于：
悬挂装置(20)通过悬挂板(21)安装在机尾(11)上；驱动装置(30)通过连接板(33)安装在悬挂装置(20)的下方；清除装置(40)利用回转台(41)安装在驱动装置(30)的下方；平衡块(50)安装在无人机(10)的起落架(12)上；控制装置(60)安装在无人机(10)的机舱(13)内。
2.根据权利要求1所述的一种无人机冰挂清除系统，其特征在于：所述的悬挂装置(20)包括摆杆(22)，摆杆(22)上部利用球形头部安装在悬挂板(21)上，悬挂板(21)安装在机尾(11)的下端；摆杆(22)下端通过第一联轴器(23)和减振杆(24)上端连接，减振杆(24)的下端安装有减振弹簧(27)，并伸入缸体(26)内，缸体(26)的上端安装有第一端盖(25)。
3.根据权利要求1所述的一种无人机冰挂清除系统，其特征在于：所述的驱动装置(30)包括护罩(31)，护罩(31)套装在缸体(26)上；护罩(31)的下端安装有连接板(33)；护罩(31)内设有电机(32)，电机(32)安装在连接板(33)的上面，连接板(33)的下面连接有连接筒(34)，连接筒(34)的下端连接有轴承座(39)，轴承座(39)内孔的上端安装有第一轴承(37)，轴承座(39)内孔的下端安装有第二轴承(310)；
电机(32)的输出轴通过第二联轴器(35)和驱动轴(38)上端连接，驱动轴(38)支撑在第一轴承(37)和第二轴承(310)上。
4.根据权利要求1所述的一种无人机冰挂清除系统，其特征在于：所述的清除装置(40)包括回转台(41)、支撑筋(42)和清除器(43)，回转台(41)安装在驱动轴(38)的下端，回转台(41)的侧面安装有清除器(43)，清除器(43)通过支撑筋(42)固连；
所述的清除器(43)包括套筒(435)，套筒(435)上靠近回转台(41)的一端设置有限位孔(433)，套筒(435)内靠近回转台(41)的一端安装有滑块(431)，滑块(431)上安装的限位销(432)穿过套筒(435)上的限位孔(433)，套筒(435)远离回转台(41)的一端安装有球座(437)；
滑块(431)远离回转台(41)的一端和柔性杆(434)的一端连接，柔性杆(434)上套装有复位弹簧(436)，柔性杆(434)另一端安装有清除球(438)；在复位弹簧(436)的作用下，清除球(438)压在球座(437)的球窝面上。
5.根据权利要求1所述的一种无人机冰挂清除系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将清除装置(40)通过回转台(41)安装在驱动装置(30)的驱动轴(38)上；
2)将驱动装置(30)通过护罩(31)安装在悬挂装置(20)的缸体(26)上；
3)将悬挂装置(20)通过悬挂板(21)安装在无人机(10)上机尾(11)的下端；
4)将平衡块(50)安装在无人机(10)的起落架(12)上；
5)将控制装置(60)安装在无人机(10)的机舱(13)内；
6)利用遥控装置，控制无人机(10)飞至冰挂清除区域；
7)利用控制装置(60)启动电机(32)，通过驱动轴(38)带动清除装置(40)旋转；
8)柔性杆(434)在离心力的作用下，伸出套筒(435)，带动清除球(438)绕着回转台(41)高速转动；
9)通过控制装置(60)，控制无人机(10)沿着冰挂飞行，利用高速转动的清除球(438)击打冰挂，使其脱落；
10)待冰挂清除完后，利用控制装置(60)关闭电机(32)；柔性杆(434)在复位弹簧(436)的作用下，缩回进套筒(435)，清除球(438)复位到球座(437)的球窝里；
11)利用遥控装置(60)控制无人机返回，冰挂清除工作结束。
6.根据权利要求5所述的一种无人机冰挂清除系统的使用方法，其特征在于：所述的步骤8)中柔性杆(434)伸出套筒(435)的长度以及清除球(438)击打冰挂的力度，通过调节电机(32)的转速来控制。
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