CN110661204A - 一种高空跨越架线装置 - Google Patents

Abstract

一种高空跨越架线装置，包括夹持机构、主动对接装置、对接锥、第二夹线段、对接捕获杆和第一夹线段；主动对接装置的一端连接第一夹线段，另一端连接对接捕获杆；对接捕获杆的端部能够插进对接锥，对接锥的端部连接第二夹线段，夹持机构夹持在第二夹线段或第一夹线段上，夹持机构上方连接无人机。本发明能稳定的夹持牵引线飞行，能够自动完成牵引绳在放线滑车中的穿越，能够适应不同规格的放线滑车。

Description

一种高空跨越架线装置

技术领域

本发明属于高空架线技术领域，特别涉及一种高空跨越架线装置。

背景技术

在社会经济的快速发展中，环境难免会受到人为破坏，国家电网公司早就已经提出了节约型建设理念，实行在科技和技术的不断创新，同时对环保措施实行全面优化。故提高线路架线效率及安全系数的措施是非常必要的。因此本方案研究采用无人机及无人机辅助架线设备进行架线作业

现有技术的缺陷和不足：

国内无人机放线施工通常需要有2名无人机驾驶员进行放线设备操作，协调员1名负责与塔上人员的协调，两名放线员协助放线兼职观察手。无人机到达指定塔号处，由驾驶员遥控切断绳头，塔上工作人员配合接住引绳，使引绳穿过放线滑车，完成引绳展放，这样的操作过程，风险性高，效率低，并且花费的人力物力大，在质量上难以保证，因此一种合适的高空架线装置就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高空跨越架线装置，以解决上述问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高空跨越架线装置，包括夹持机构、主动对接装置、对接锥、第二夹线段、对接捕获杆和第一夹线段；主动对接装置的一端连接第一夹线段，另一端连接对接捕获杆；对接捕获杆的端部能够插进对接锥，对接锥的端部连接第二夹线段，夹持机构夹持在第二夹线段或第一夹线段上，夹持机构上方连接无人机。

进一步的，夹持机构包括连接板、第一支撑板、基板、第二支撑板、夹板、滑块和螺杆；基板的上表面设置有连接板，连接板连接无人机；基板的下表面设置有两个第一支撑板和两个第二支撑板，两个第一支撑板之间设置有支撑杆，两个第二支撑板之间设置有螺杆，两个夹板的一端套设在支撑杆上，螺杆上螺纹设置有两个滑块，夹板与滑块连接；螺杆连接有电机。

进一步的，夹板的端部设置有与第二夹线段或第一夹线段相匹配的半圆弧，两个夹板的半圆弧相对设置。

进一步的，主动对接装置为中空圆柱结构，主动对接装置的表面沿周向等弧度设置有导向杆座，轴向相邻的导向杆座之间设置有导向杆；对接锥为中空的圆锥体结构，对接锥的表面沿周向等弧度设置有导向锥座，轴向相邻的导向锥座之间设置有导向锥。

进一步的，导向锥的端部设置有与导向杆相匹配的导向孔；一个导向锥上固定链接有电磁铁连接装置。

进一步的，对接捕获杆包括对接杆本体和锁紧机构；对接杆本体的一端连接主动对接装置，另一端连接锁紧机构。

进一步的，锁紧机构包括捕获锁、扭簧、扭簧轴、凸轮、锁舌和弹簧；捕获锁和对接杆本体螺纹连接，对接杆本体端部和捕获锁之间设置有弹簧；捕获锁的两侧对称设置有锁舌孔，锁舌孔内设置有锁舌，捕获锁内部锁舌连接有扭簧，对接杆本体内同轴设置有扭簧轴，扭簧连接扭簧轴；锁舌和扭簧轴之间的扭簧轴上还设置有凸轮。

进一步的，第二夹线段或第一夹线段上均沿轴向设置有过线槽。

与现有技术相比，本发明有以下技术效果：

本次设计中将高空跨越架线装置设计为主动对接结构和被动对接结构两部分，来完成牵引绳的穿越。下面将分析具体的穿越过程。

开始时，无人机夹持主动对接装置，主动对接装置携带牵引线，而被动对接装置在放线滑车的另一侧固定。由无人机携带主动对接装置飞行到被动对接装置附近悬停，触发自动对准系统，完成主动对接装置与被动对接装置的对接并锁紧。当由传感器检测到锁紧完成后，无人机松开主动对接装置，飞行到被动对接装置附近，再由自动对准系统，捕获、夹持住被动对接装置。再由传感器检测到夹紧后，被动对接装置松开与放线滑车的连接，无人机带动高空跨越架线装置整体飞下。最后由地面工作人员松开牵引绳、主动对接装装置、被动对接装置之间的连接，完成一级牵引绳的展放。

此穿越方案的优点是穿越过程简单，易于操作，且体积小，重量轻。能够自动完成牵引绳在放线滑车中的穿越。同时适应不同规格的放线滑车。在保证工作稳定，尽量避免在工作中发生掉落等危险事故。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明主动对接装置结构图；

图3为本发明对接锥结构图；

图4为本发明对接捕获杆结构图；

图5为本发明主动对接装置与对接捕获杆连接结构图；

图6为本发明锁紧机构结构图；

图7为本发明夹持机构结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进一步说明：

请参阅图1至图7，一种高空跨越架线装置，包括夹持机构、主动对接装置13、对接锥14、第二夹线段1、对接捕获杆17和第一夹线段12；主动对接装置13的一端连接第一夹线段12，另一端连接对接捕获杆17；对接捕获杆17的端部能够插进对接锥14，对接锥14的端部连接第二夹线段1，夹持机构夹持在第二夹线段1或第一夹线段12上，夹持机构上方连接无人机。

夹持机构包括连接板8、第一支撑板10、基板9、第二支撑板7、夹板11、滑块15和螺杆16；基板9的上表面设置有连接板8，连接板8连接无人机；基板9的下表面设置有两个第一支撑板10和两个第二支撑板7，两个第一支撑板10之间设置有支撑杆25，两个第二支撑板7之间设置有螺杆16，两个夹板11的一端套设在支撑杆25上，螺杆16上螺纹设置有两个滑块，夹板11与滑块连接；螺杆16连接有电机。

夹板11的端部设置有与第二夹线段1或第一夹线段12相匹配的半圆弧，两个夹板11的半圆弧相对设置。

主动对接装置13为中空圆柱结构，主动对接装置13的表面沿周向等弧度设置有导向杆座6，轴向相邻的导向杆座6之间设置有导向杆5；对接锥14为中空的圆锥体结构，对接锥14的表面沿周向等弧度设置有导向锥座2，轴向相邻的导向锥座2之间设置有导向锥4。

导向锥4的端部设置有与导向杆相匹配的导向孔；一个导向锥4上固定链接有电磁铁连接装置3。

对接捕获杆17包括对接杆本体和锁紧机构18；对接杆本体的一端连接主动对接装置13，另一端连接锁紧机构18。

锁紧机构18包括捕获锁21、扭簧22、扭簧轴23、凸轮24、锁舌20和弹簧19；捕获锁21和对接杆本体螺纹连接，对接杆本体端部和捕获锁21之间设置有弹簧19；捕获锁21的两侧对称设置有锁舌孔，锁舌孔内设置有锁舌20，捕获锁21内部锁舌20连接有扭簧22，对接杆本体内同轴设置有扭簧轴，扭簧连接扭簧轴；锁舌20和扭簧轴之间的扭簧轴上还设置有凸轮。

第二夹线段1或第一夹线段12上均沿轴向设置有过线槽。

对接装置是架线装置的核心部件，对接装置分为主动对接装置与被动对接装置。主动对接装置夹持牵引线与无人机相连，被动对接装置与放线滑车相连，悬挂放线滑车之前就将被动对接装置与滑车相连。主动对接装置为三根细轴和一根带有凸起的硬轴。被动对接装置为四个相对应的莲蓬型导向部件，中间管道中有卡槽。工作原理是：先通过三根细软轴进行目标捕获，然后无人机向前飞行，将对接杆上的捕获锁与被动对接装置的捕获锥相结合，实现两对接装置的刚性连接。

本设计中的对接装置主动对接装置由四个部分组成，分别是夹线部分，对接部分，辅助对接部分和基座。

基座主要是主动对接装置中的基础部分，负责所有部件的定位，连接。由于放线滑车中间隙的最小距离为180mm，为保证主动对接装置的顺利穿越，故基座的最大直径为45mm，取其长度为80mm。采用铝合金材料。

夹线部分需要实现的功能有两个，1、固定牵引绳；2、被无人机夹持。固定牵引绳的方式可参考夹线金具，由螺钉及压板组成。通过螺纹与基座连接。材料选用有铝合金。考虑到八旋翼无人机的轴距为1200mm，故被夹持部分的长度为600mm。

对接部分主要为对接杆与锁紧机构。锁紧机构采用凸轮、锁舌、扭簧轴组成。实现锁紧动作工作原理：捕获锁撞击进入捕获锥，锁舌在撞击力的作用下克服扭簧轴的扭转力矩旋转后进入锥巢；当锁舌到达锥巢卡口位置时，在扭簧轴的作用下快速回转到锁定状态，从而实现自动捕获；工作结束时，由人工旋转扭簧轴，时锁舌收回。捕获锁的最大直径为20mm，锁舌伸出时能达到24mm。锁舌为横截面为4×4mm的长方体。

对接杆的主要作用是负责伸出与，将捕获锁送进捕获锥，为了缓冲撞击，可在对接杆与基座中安装弹簧。根据对接杆的长度为70mm，半径为10mm。通过螺纹与捕获锁相连接，因此对接杆在主动对接装置与被动对接装置结合后，要承担牵引绳与主动对接装置的重量，故需要一次强度校核。导向杆的作用为对接杆顺利进入捕获锥提供导向作用。导向杆为软轴，工作原理是先通过软轴实现目标的预捕获，在主、被动对接装置靠近的过程中，逐渐矫正无人机的水平并辅助对接杆进入捕获锁。导向杆的尺寸为103mm，直径为6mm。材料选用橡胶。

根据本次设计需要，被动对接装置主要由对接锥、导向锥、安装支架和连接支架等组成，其中对接锥是被动对接装置的主要对接部分，起着接纳主动对接装置对接杆及捕获对接杆前端的捕获锁的作用。为了捕获对接杆与导向杆，故将对接锥和导向对接锥的端面圆的直径分别设置为50mm和12mm，深度设置为43mm和13mm，还需在安装支架上预留电路控制板的安装位置，并设计无人机夹持部分，同样考虑到八旋翼无人机的轴长，被夹持部位的长度取600mm。

夹持机构是无人机与对接装置连接的关键。本设计中，手爪由两个指构成，两个爪指都与导轨固定件固连，导轨运动件与螺母相连，两螺母分别在左、右旋滚珠丝杠的带动下可以导轨左右移动。实现手爪的开合动作。左右滚珠丝杠轴与电动机轴通过联轴器相连接，利用电动机来带动丝杠转动，丝杠上的螺母则沿着丝杠直线运动。

Claims (8)

1.一种高空跨越架线装置，其特征在于，包括夹持机构、主动对接装置(13)、对接锥(14)、第二夹线段(1)、对接捕获杆(17)和第一夹线段(12)；主动对接装置(13)的一端连接第一夹线段(12)，另一端连接对接捕获杆(17)；对接捕获杆(17)的端部能够插进对接锥(14)，对接锥(14)的端部连接第二夹线段(1)，夹持机构夹持在第二夹线段(1)或第一夹线段(12)上，夹持机构上方连接无人机。

2.根据权利要求1所述的一种高空跨越架线装置，其特征在于，夹持机构包括连接板(8)、第一支撑板(10)、基板(9)、第二支撑板(7)、夹板(11)、滑块(15)和螺杆(16)；基板(9)的上表面设置有连接板(8)，连接板(8)连接无人机；基板(9)的下表面设置有两个第一支撑板(10)和两个第二支撑板(7)，两个第一支撑板(10)之间设置有支撑杆(25)，两个第二支撑板(7)之间设置有螺杆(16)，两个夹板(11)的一端套设在支撑杆(25)上，螺杆(16)上螺纹设置有两个滑块，夹板(11)与滑块连接；螺杆(16)连接有电机。

3.根据权利要求2所述的一种高空跨越架线装置，其特征在于，夹板(11)的端部设置有与第二夹线段(1)或第一夹线段(12)相匹配的半圆弧，两个夹板(11)的半圆弧相对设置。

4.根据权利要求1所述的一种高空跨越架线装置，其特征在于，主动对接装置(13)为中空圆柱结构，主动对接装置(13)的表面沿周向等弧度设置有导向杆座(6)，轴向相邻的导向杆座(6)之间设置有导向杆(5)；对接锥(14)为中空的圆锥体结构，对接锥(14)的表面沿周向等弧度设置有导向锥座(2)，轴向相邻的导向锥座(2)之间设置有导向锥(4)。

5.根据权利要求4所述的一种高空跨越架线装置，其特征在于，导向锥(4)的端部设置有与导向杆相匹配的导向孔；一个导向锥(4)上固定链接有电磁铁连接装置(3)。

6.根据权利要求1所述的一种高空跨越架线装置，其特征在于，对接捕获杆(17)包括对接杆本体和锁紧机构(18)；对接杆本体的一端连接主动对接装置(13)，另一端连接锁紧机构(18)。

7.根据权利要求6所述的一种高空跨越架线装置，其特征在于，锁紧机构(18)包括捕获锁(21)、扭簧(22)、扭簧轴(23)、凸轮(24)、锁舌(20)和弹簧(19)；捕获锁(21)和对接杆本体螺纹连接，对接杆本体端部和捕获锁(21)之间设置有弹簧(19)；捕获锁(21)的两侧对称设置有锁舌孔，锁舌孔内设置有锁舌(20)，捕获锁(21)内部锁舌(20)连接有扭簧(22)，对接杆本体内同轴设置有扭簧轴，扭簧连接扭簧轴；锁舌(20)和扭簧轴之间的扭簧轴上还设置有凸轮。

8.根据权利要求1所述的一种高空跨越架线装置，其特征在于，第二夹线段(1)或第一夹线段(12)上均沿轴向设置有过线槽。

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