CN110723603B - 一种无人机机载收放线装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人机机载收放线装置，涉及输电线路放线技术领域，包括工作台、牵引机构、张紧机构、减速机构和挂放机构，所述工作台底部为平板结构，所述工作台上方为矩形框架结构，所述牵引机构设置在所述工作台上，所述牵引机构和所述工作台铰接，所述张紧机构设置在所述牵引机构一侧，所述减速机构安装在所述工作台上，所述减速机构动作可使所述牵引机构减速，所述挂放机构固定在所述工作台上方，所述挂放机构挂放在无人机底部。本发明的有益效果是：设置有张紧机构和牵引机构，通过牵引机构和张紧机构配合防止无人机收放线过程中迪尼玛线缠绕无人机，同时通过张紧机构的设置可以保持无人机牵引过程中张力大小的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及输电线路放线技术领域，尤其是涉及一种无人机机载收放线装置。
背景技术
无人机+张力放线技术是指利用无人机、张力机、机动绞磨等机械设备在架线全过程中，使被展放的导线、光缆保持恒定的张力而脱离地面处于架空状态的施工方法。光缆线路架设分为“放置一级迪尼玛绳”、“一级迪尼玛绳牵引二级迪尼玛绳”“二级迪尼玛绳牵引架设光缆”三个环节。“采用“八轴无人机”携带一级迪尼玛绳飞跃杆塔仅需要2分钟，杆塔上只需一名施工人员将迪尼玛绳进行固定，在整条迪尼玛绳放置完毕后，即可采用张力机和机动绞磨牵引、架设光缆，其中，“八轴无人机”性能稳定，可全方位应用于各类地形，最大载重5KG，续航时间15min，可架设大跨度档距线路。选用0.75T液压张力机，5T机动绞磨，经济性能好，方便灵活。迪尼玛绳具有绝缘和防潮性能，一级绳选用公称直径为2mm的迪尼玛绳，假定光缆盘长3000m,其最小破断负荷为387.76kg，最大长度时重量为9.6kg，二级绳选用公称直径为8mm的迪尼玛绳，其最小破断负荷为：6112.45kg，其最大长度时重量为：145.2kg，9.6+145.2＝154.8kg＜387.76kg，3千米24芯光缆的重量约为450公斤，145.2+450＝595.2＜6112.45kg，满足了引绳拉力的要求。选用长度为1000m的迪尼玛绳作为一级绳，重量为3.2kg，小于八轴无人机5KG的载重量，满足无人机飞行要求。
专利号为CN104332894A公开的一种无人机机载放线架及无人机，包括支撑装置，通过所述支撑装置支撑，展放初导绳的放线装置；所述放线装置包括缠绕初导绳，且通过转动放出初导绳的线轴；通过所述支撑装置支撑，与所述放线装置相接，控制所述放线装置停止展放初导绳的自锁装置；所述自锁装置包括与所述线轴同轴固定，且随所述线轴同步转动的棘轮，和阻挡棘轮转动的棘轮自锁杆。本发明实施例可通过棘轮自锁杆对棘轮转动状态的控制，实现对线轴的转动状态的控制，从而控制无人机机载放线架的放线和停止放线。
但是上述这种方式存在以下问题：但传统的无人机在放线时，由于飞行速度和飞行高度的变化，放线过程中引导线可能会缠绕无人机，同时在无人机悬停时，引导线依然在进行放线导致引导线张力减小，影响引导线的布设。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无人机机载收放线装置，以解决现有技术中无人机放线容易缠绕无人机以及放线过程中引导线张力变化影响引导线布设的问题。
本发明提供一种无人机机载收放线装置，包括工作台、牵引机构、张紧机构、减速机构和挂放机构，所述工作台底部为平板结构，所述工作台上方为矩形框架结构，所述牵引机构设置在所述工作台上，所述牵引机构和所述工作台铰接，所述张紧机构设置在所述牵引机构一侧，所述减速机构安装在所述工作台上，所述减速机构动作可使所述牵引机构减速，所述挂放机构固定在所述工作台上方，所述挂放机构挂放在无人机底部。
进一步，所述张紧机构包括绕线轴、架线机构、支撑座和回弹机构，所述绕线轴铰接在所述工作台上，所述绕线轴两端向外突出形成圆盘，所述绕线轴可转动，所述支撑座固定在所述工作台上，所述架线机构铰接在所述支撑座上，所述架线机构可沿所述支撑座转动，所述回弹机构固定在所述工作台上，所述回弹机构和所述架线机构一端连接。
进一步，所述架线机构包括连杆、活动杆、第一辊子和第二辊子，所述连杆共有两个，两个所述连杆设置在所述第二辊子两端，两个所述连杆铰接在所述支撑座上，所述活动杆设有两个，每个所述活动杆其中一端铰接在所述第二辊子上，每个所述活动杆的另一端铰接在所述连杆上。
进一步，所述回弹机构包括回弹座、调节弹簧和连接块，所述回弹座为L形结构，所述调节弹簧一端连接所述回弹座，另一端安装在所述连接块上，所述连接块固定在所述连杆一端。
进一步，所述牵引机构包括牵引辊、牵引电机和皮带轮，所述牵引辊上缠绕有引导线，所述皮带轮连接所述牵引辊和所述牵引电机，所述牵引电机转动带动所述牵引辊转动，所述牵引电机转动方向可改变。
进一步，所述工作台上还设有防护架，所述防护架共设有两个，所述防护架为圆环结构，所述工作台设置在所述防护架中心部位。
进一步，所述减速机构包括电缸、推杆、推杆套和减速片，所述电缸固定在所述工作台上，所述推杆一端连接所述电缸，所述推杆另一端安装减速片，所述推杆套固定在所述工作台上且所述推杆穿过所述推杆套。
进一步，所述挂放机构包括滑轨、两个侧勾、中心齿轮、两个齿条和两个推力弹簧，两个所述侧勾分别卡合在所述滑轨上，两个所述侧勾与所述滑轨滑动连接，所述中心齿轮铰接在所述滑轨中部，两个所述齿条分别与一个所述侧勾焊接，每个所述推力弹簧对应一个所述齿条设置。
进一步，所述侧勾包括勾头、滑块、压紧块、两个压紧弹簧和两个导向杆，所述勾头为F形结构，所述滑块安装在所述勾头底部且位于所述滑轨内，每个所述压紧弹簧围绕一个所述导向杆设置，所述导向杆穿过所述勾头下方连接在所述压紧块上。
与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：
其一，设置有张紧机构，所述张紧机构包括绕线轴、架线机构、支撑座和回弹机构，进行收放线工作时，需要通过无人机对迪尼玛绳进行牵引，通过将张紧机构设置在无人机上，可以使迪尼玛绳首先在绕线轴上缠绕一周，通过绕线轴将迪尼玛绳的收放线位置固定，避免收放线过程中迪尼玛绳左右晃动造成缠绕，之后迪尼玛绳穿过架线机构，通过架线机构对迪尼玛绳进行支撑，当无人机上升时，无人机对迪尼玛绳拉力增加，在相互作用力的影响下迪尼玛绳施加在架线机构上的力也会增加从而使架线机构向下转动将迪尼玛绳施加的压力吸收实现缓冲，防止迪尼玛绳抖动过大，当无人机下降时，在惯性作用下迪尼玛绳相对无人机会向上运动，因此会导致迪尼玛绳张力下降，此时通过回弹机构和架线机构配合，使架线机构转动后紧贴迪尼玛绳为迪尼玛绳提供支撑力，从而防止无人机下降过程中迪尼玛绳张力下降影响无人机收放线工作。
其二，设置有牵引机构，所述牵引机构包括牵引辊、牵引电机和皮带轮，在无人机进行收放线时，由于无人机飞行高度时刻变化，当无人机升高时会增加放出的迪尼玛绳的长度，因此当无人机下降后迪尼玛绳长度过长会导致迪尼玛绳缠绕在无人机上，此时通过牵引电机带动牵引辊转动将迪尼玛绳缠绕在牵引辊上，从而防止迪尼玛绳过长缠绕无人机。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的第二视角结构示意图；
图3为本发明中张紧机构的结构示意图；
图4为本发明中牵引机构的结构示意图；
图5为本发明中减速机构的结构示意图；
图6为本发明中挂放机构的结构示意图；
图7为本发明中侧勾的结构示意图。
附图标记：
工作台1，牵引机构2，张紧机构3，减速机构4，挂放机构5，绕线轴301，架线机构302，支撑座303，回弹机构304，连杆3021，活动杆3022，第一辊子3023，第二辊子3024，回弹座3041，调节弹簧3042，连接块3043，牵引辊201，牵引电机202，皮带轮203，防护架101，电缸401，推杆402，推杆套403，减速片404，滑轨501，侧勾502，中心齿轮503，齿条504，推力弹簧505，勾头5021，滑块5022，压紧块5023，压紧弹簧5024，导向杆5025。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合图1至图7所示，本发明实施例提供一种无人机机载收放线装置包括工作台1、牵引机构2、张紧机构3、减速机构4和挂放机构5，所述工作台1底部为平板结构，所述工作台1上方为矩形框架结构，所述牵引机构2设置在所述工作台1上，所述牵引机构2和所述工作台1铰接，所述张紧机构3设置在所述牵引机构2一侧，所述减速机构4安装在所述工作台1上，所述减速机构4动作可使所述牵引机构2减速，所述挂放机构5固定在所述工作台1上方，所述挂放机构5挂放在无人机底部。本发明的工作原理是：首先将挂放机构5挂放在无人机底部使得无人机可以将无人机机载收放线装置整体抬升，之后将迪尼玛绳固定在牵引机构2上，同时迪尼玛绳穿过张紧机构3设置，在无人机进行收放线工作时，通过牵引机构2控制迪尼玛绳放出的长度，一方面避免迪尼玛绳过长缠绕无人机，另一方面过长的迪尼玛绳也会导致无人机放线张力下降，通过张紧机构3的设置，可以将无人机上升或下降时迪尼玛绳产生的抖动吸收，从而使无人机收放线过程中张力保持稳定，同时张紧机构3时刻贴合迪尼玛绳可以为迪尼玛绳提供支撑，避免迪尼玛绳抖动幅度过大影响无人机收放线工作，通过减速机构4的设置，使得无人机在悬停时，可以通过减速机构4对牵引机构2进行固定，防止无人机悬停时迪尼玛绳在重力作用下继续放线，影响电力电缆的牵引铺设工作。
具体地，本发明的张紧机构3包括绕线轴301、架线机构302、支撑座303和回弹机构304，所述绕线轴301铰接在所述工作台1上，所述绕线轴301两端向外突出形成圆盘，所述绕线轴301可转动，所述支撑座303固定在所述工作台1上，所述架线机构302铰接在所述支撑座303上，所述架线机构302可沿所述支撑座303转动，所述回弹机构304固定在所述工作台1上，所述回弹机构304和所述架线机构302一端连接。进行收放线工作时，需要通过无人机对迪尼玛绳进行牵引，通过将张紧机构3设置在无人机上，可以使迪尼玛绳首先在绕线轴301上缠绕一周，通过绕线轴301将迪尼玛绳的收放线位置固定，避免收放线过程中迪尼玛绳左右晃动造成缠绕，之后迪尼玛绳穿过架线机构302，通过架线机构302对迪尼玛绳进行支撑，当无人机上升时，无人机对迪尼玛绳拉力增加，在相互作用力的影响下迪尼玛绳施加在架线机构302上的力也会增加从而使架线机构302向下转动将迪尼玛绳施加的压力吸收实现缓冲，防止迪尼玛绳抖动过大，当无人机下降时，在惯性作用下迪尼玛绳相对无人机会向上运动，因此会导致迪尼玛绳张力下降，此时通过回弹机构304和架线机构302配合，使架线机构302转动后紧贴迪尼玛绳为迪尼玛绳提供支撑力，从而防止无人机下降过程中迪尼玛绳张力下降影响无人机收放线工作。
具体地，本发明的架线机构302包括连杆3021、活动杆3022、第一辊子3023和第二辊子3024，所述连杆3021共有两个，两个所述连杆3021设置在所述第二辊子3024两端，两个所述连杆3021铰接在所述支撑座303上，所述活动杆3022设有两个，每个所述活动杆3022其中一端铰接在所述第二辊子3024上，每个所述活动杆3022的另一端铰接在所述连杆3021上。迪尼玛绳设置在第一辊子3023和第二辊子3024之间，通过第一辊子3023和第二辊子3024对迪尼玛绳进行夹持，之后通过连杆3021和活动杆3022配合将第一辊子3023和第二辊子3024始终贴合在所述迪尼玛绳上，第一辊子3023和第二辊子3024的设置一方面可以对迪尼玛绳进行支撑，另一方面辊子结构表面平滑可以使得迪尼玛绳在第一辊子3023和第二辊子3024上移动时，减小第一辊子3023和第二辊子3024与迪尼玛绳之间的摩擦，增加了迪尼玛绳的使用寿命。
具体地，本发明的回弹机构304包括回弹座3041、调节弹簧3042和连接块3043，所述回弹座3041为L形结构，所述调节弹簧3042一端连接所述回弹座3041，另一端安装在所述连接块3043上，所述连接块3043固定在所述连杆3021一端。回弹机构304工作时，首先通过连接块3043将调节弹簧3042压缩或拉伸，从而带动连杆3021运动，使第一辊子3023和第二辊子3024可以始终贴合迪尼玛绳。
具体地，本发明的牵引机构2包括牵引辊201、牵引电机202和皮带轮203，所述牵引辊201上缠绕有迪尼玛绳，所述皮带轮203连接所述牵引辊201和所述牵引电机202，所述牵引电机202转动带动所述牵引辊201转动，所述牵引电机202转动方向可改变。在无人机进行收放线时，由于无人机飞行高度时刻变化，当无人机升高时会增加放出的迪尼玛绳的长度，因此当无人机下降后迪尼玛绳长度过长会导致迪尼玛绳缠绕在无人机上，此时通过牵引电机202带动牵引辊201转动将迪尼玛绳缠绕在牵引辊201上，从而防止迪尼玛绳过长缠绕无人机。
具体地，本发明的工作台1上还设有防护架101，所述防护架101共设有两个，所述防护架101为圆环结构，所述工作台1设置在所述防护架101中心部位。工作台1设置在防护架101中心部位，在无人机飞行过程中，可能会与周围物体发生碰撞，防护架101的设置保护了工作台1以及安装在工作台1上各个机构的安全，同时圆环结构的设置可以承受较大冲击，圆环结构外围没有棱角，使得迪尼玛绳在放线过程中接触到防护架101时，不会缠绕在防护架101上。
具体地，本发明的减速机构4包括电缸401、推杆402、推杆套403和减速片404，所述电缸401固定在所述工作台1上，所述推杆402一端连接所述电缸401，所述推杆402另一端安装减速片404，所述推杆套403固定在所述工作台1上且所述推杆402穿过所述推杆套403。减速机构4工作时，通过电缸401带动推杆402沿推杆套403运动使减速片404贴紧在所述牵引辊201上，实现对牵引机构2的减速以及固定，减速机构4的设置，避免了牵引机构2放线速度过快导致迪尼玛绳放出过长缠绕在无人机上。
具体地，本发明的挂放机构5包括滑轨501、两个侧勾502、中心齿轮503、两个齿条504和两个推力弹簧505，两个所述侧勾502分别卡合在所述滑轨501上，两个所述侧勾502与所述滑轨501滑动连接，所述中心齿轮503铰接在所述滑轨501中部，两个所述齿条504分别与一个所述侧勾502焊接，每个所述推力弹簧505对应一个所述齿条504设置。在使用挂放机构5时，首先将两个侧勾502沿滑轨501移动相互靠近，在中心齿轮503和齿条504的作用下使两个侧勾502通过运动，之后将侧勾502放置在无人机底部，推力弹簧505推动侧勾502沿滑轨501运动使侧勾502卡合在无人机底部两侧的降落支架上，挂放机构5的设置，便于操作者将无人机快速稳定的挂放在无人机底部，相较于传统的通过螺栓固定的方式，挂放机构5可以快速装卸，便于不同无人机对无人机机载收放线装置进行装载。
具体地，本发明的侧勾502包括勾头5021、滑块5022、压紧块5023、两个压紧弹簧5024和两个导向杆5025，所述勾头5021为F形结构，所述滑块5022安装在所述勾头5021底部且位于所述滑轨501内，每个所述压紧弹簧5024围绕一个所述导向杆5025设置，所述导向杆5025穿过所述勾头5021下方连接在所述压紧块5023上。侧勾502工作时，首先将勾头5021挂放在无人机底部支架上，之后压紧弹簧5024拉动导向杆5025动作导向杆5025推动压紧块5023将压紧块5023压紧在无人机底部的支架上，通过勾头5021和压紧块5023配合使无人机底部支架稳固卡合在勾头5021上，从而防止侧勾502滑落。
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 (8)
1.一种无人机机载收放线装置，其特征在于：包括工作台(1)、牵引机构(2)、张紧机构(3)、减速机构(4)和挂放机构(5)，所述工作台(1)底部为平板结构，所述工作台(1)上方为矩形框架结构，所述牵引机构(2)设置在所述工作台(1)上，所述牵引机构(2)和所述工作台(1)铰接，所述张紧机构(3)设置在所述牵引机构(2)一侧，所述减速机构(4)安装在所述工作台(1)上，所述减速机构(4)动作可使所述牵引机构(2)减速，所述挂放机构(5)固定在所述工作台(1)上方，所述挂放机构(5)挂放在无人机底部，所述张紧机构(3)包括绕线轴(301)、架线机构(302)、支撑座(303)和回弹机构(304)，所述绕线轴(301)铰接在所述工作台(1)上，所述绕线轴(301)两端向外突出形成圆盘，所述绕线轴(301)可转动，所述支撑座(303)固定在所述工作台(1)上，所述架线机构(302)铰接在所述支撑座(303)上，所述架线机构(302)可沿所述支撑座(303)转动，所述回弹机构(304)固定在所述工作台(1)上，所述回弹机构(304)和所述架线机构(302)一端连接。
2.根据权利要求1所述的一种无人机机载收放线装置，其特征在于：所述架线机构(302)包括连杆(3021)、活动杆(3022)、第一辊子(3023)和第二辊子(3024)，所述连杆(3021)共有两个，两个所述连杆(3021)设置在所述第二辊子(3024)两端，两个所述连杆(3021)铰接在所述支撑座(303)上，所述活动杆(3022)设有两个，每个所述活动杆(3022)其中一端铰接在所述第二辊子(3024)上，每个所述活动杆(3022)的另一端铰接在所述连杆(3021)上。
3.根据权利要求2所述的一种无人机机载收放线装置，其特征在于：所述回弹机构(304)包括回弹座(3041)、调节弹簧(3042)和连接块(3043)，所述回弹座(3041)为L形结构，所述调节弹簧(3042)一端连接所述回弹座(3041)，另一端安装在所述连接块(3043)上，所述连接块(3043)固定在所述连杆(3021)一端。
4.根据权利要求1所述的一种无人机机载收放线装置，其特征在于：所述牵引机构(2)包括牵引辊(201)、牵引电机(202)和皮带轮(203)，所述牵引辊(201)上缠绕有迪尼玛绳，所述皮带轮(203)连接所述牵引辊(201)和所述牵引电机(202)，所述牵引电机(202)转动带动所述牵引辊(201)转动，所述牵引电机(202)转动方向可改变。
5.根据权利要求1所述的一种无人机机载收放线装置，其特征在于：所述工作台(1)上还设有防护架(101)，所述防护架(101)共设有两个，所述防护架(101)为圆环结构，所述工作台(1)设置在所述防护架(101)中心部位。
6.根据权利要求1所述的一种无人机机载收放线装置，其特征在于：所述减速机构(4)包括电缸(401)、推杆(402)、推杆套(403)和减速片(404)，所述电缸(401)固定在所述工作台(1)上，所述推杆(402)一端连接所述电缸(401)，所述推杆(402)另一端安装减速片(404)，所述推杆套(403)固定在所述工作台(1)上且所述推杆(402)穿过所述推杆套(403)。
7.根据权利要求1所述的一种无人机机载收放线装置，其特征在于：所述挂放机构(5)包括滑轨(501)、两个侧勾(502)、中心齿轮(503)、两个齿条(504)和两个推力弹簧(505)，两个所述侧勾(502)分别卡合在所述滑轨(501)上，两个所述侧勾(502)与所述滑轨(501)滑动连接，所述中心齿轮(503)铰接在所述滑轨(501)中部，两个所述齿条(504)分别与一个所述侧勾(502)焊接，每个所述推力弹簧(505)对应一个所述齿条(504)设置。
8.根据权利要求7所述的一种无人机机载收放线装置，其特征在于：所述侧勾(502)包括勾头(5021)、滑块(5022)、压紧块(5023)、两个压紧弹簧(5024)和两个导向杆(5025)，所述勾头(5021)为F形结构，所述滑块(5022)安装在所述勾头(5021)底部且位于所述滑轨(501)内，每个所述压紧弹簧(5024)围绕一个所述导向杆(5025)设置，所述导向杆(5025)穿过所述勾头(5021)下方连接在所述压紧块(5023)上。
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