CN111924100B - 一种智能喷火清障无人机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种智能喷火清障无人机，包括机身，机身为竖直设置且内部中空的柱体结构，还包括固定在机身侧壁上的动力装置和喷火装置；所述动力装置为多个，且每个动力装置均包括支架，所述支架的一端与机身侧壁固定连接，支架的另一端固定有安装槽，安装槽内固定有电机，电机的输出端固定有桨叶；所述喷火装置包括油箱、燃料杆、点火器和喷嘴，所述油箱固定在机身内，所述喷嘴通过燃料杆连接油箱；所述点火器固定在喷嘴处；还包括位于机身下端的第一起落架装置和第二起落架装置；采用本方案能够解决无人机使用寿命较低的问题。

Description

一种智能喷火清障无人机

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种智能喷火清障无人机。

背景技术

高压线路上的异物连电、放电造成的电力线路故障严重影响着电网安全运行和社会可靠用电。针对高压线异物问题，传统的解决方法是由人工攀登到高压线进行清障操作，但人工清障要消耗大量的人力、物力，安全也难以得到保障。而且，这种停电检修或带电作业的清障方法不仅危险，而且工作效率低，还会影响到电网可靠运行和社会正常用电。还有一些采用线路清障机器人，利用滑车与导线地线的摩擦，将异物磨断，使异物脱离导线，但是当线路复杂或者地面状况特殊时，该方法操作实施困难。

对此，中国专利公开号为CN207759027U的文件中公开了一种高空喷火清障无人机，包括无人机和喷火系统，无人机与喷火系统为可拆卸地连接，喷火系统利用悬挂杆和套环固定在无人机上；无人机的机架上部设置有瞄准摄像头；瞄准摄像头设置至少一个，通过图像传输设备将图像回传至地面喷火任务管理站；喷火系统包括防爆油箱、耐高温喷管、点火器和喷嘴；喷嘴通过耐高温喷管连接防爆油箱；喷嘴处设置有点火器和防风罩；耐高温喷管与喷嘴连接处设置有电磁阀，电磁阀与喷火系统的控制器电连接；所述防爆油箱连接微型油泵，微型油泵与喷火系统的控制器电连接。

根据上述方案，可以借助无人机代替人工消除高压输电线路上悬挂的异物，此种作业方法无需停电状态下人员登塔作业，降低了劳动强度、保证了人身安全；但是，由于无人机在落地的一瞬间，其状态由运动变为静止，无人机会受到地面的阻力产生一定的撞击力，对于装配有油箱的无人机来说，防摔减震措施显得更为重要导致；如果没有必要的缓冲、减震措施，重则导致无人机坠地后爆炸；轻则造成摔机，无人机损坏或是螺旋桨、耐高温喷管折断的情况发生，存在使用寿命较低的问题。

发明内容

本发明意在于提供一种智能喷火清障无人机，能够解决使用寿命较低的问题。

本发明提供的基础方案为：一种智能喷火清障无人机，包括机身，机身为竖直设置且内部中空的柱体结构，还包括固定在机身侧壁上的动力装置和喷火装置；

所述动力装置为多个，且每个动力装置均包括支架，所述支架的一端与机身侧壁固定连接，支架的另一端固定有安装槽，安装槽内固定有电机，电机的输出端固定有桨叶；

所述喷火装置包括油箱、燃料杆、点火器和喷嘴，所述油箱固定在机身内，所述喷嘴通过燃料杆连接油箱；所述点火器固定在喷嘴处；

还包括位于机身下端的第一起落架装置和第二起落架装置，所述第一起落架装置和第二起落架装置分别包括第一立杆、第二立杆和水平放置的支撑杆；所述第一立杆和第二立杆的一端均与机身固定连接，形成第一连接部；所述第一立杆和第二立杆的另一端均与支撑杆固定连接，形成第二连接部；第一连接部和第二连接部均设有缓冲组件。

本发明的工作原理及优点在于：

本方案中，可以通过动力装置使无人机从地面起飞，到达高压线旁边；然后，再由无人机上的喷火装置对高压线上悬挂的异物进行清除；从而代替维修工人完成高压线清障工作，能够降低劳动程度，加快清障效率并保证维修工人的人身安全；同时，机身下端采用的起落架装置，及其连接部设置的缓冲组件能够在无人机落地时更加稳定，并起到良好的防护效果。

综上，无人机不仅能够代替人工消除高压输电线路上悬挂的异物，还可以在完成清理后再稳定落地，对落地时受到的撞击力进行缓冲释放，避免造成机身上的装置损坏，从而提高无人机的使用寿命。

进一步，所述机身材料选用的是PA66+30GF。

有益效果：PA66+30GF是尼龙66加30％玻璃纤维料，为一种高强度重量轻的材料，由于无人机落地时的加速度与机身质量成正比，在本方案中，能够避免无人机落地时因机身质量过重导致缓冲组件无法起到相应的效果。

进一步，所述第一立杆和第二立杆均为圆柱形，缓冲组件为弹簧；第一立杆的直径和第二立杆的直径均大于弹簧的外径。

有益效果：采用本方案，能够在无人机落地时，由连接部位置处的弹簧起到缓冲的作用，进行减震。

进一步，还包括与弹簧高度相等的橡胶中心圆柱，橡胶中心圆柱的内径等于弹簧的外径，橡胶中心圆柱的外径等于第一立柱的直径；所述橡胶中心圆柱包裹弹簧，并固定在第一连接部和第二连接部。

有益效果：本方案中橡胶中心圆柱的高度和内径与弹簧相等，其外径也等于第一立柱的直径，实际上等同于第一立柱和第二立柱的连接部均为弹簧外套一层橡胶圈，使连接部具有良好的支撑效果；同时，由于橡胶也具有一定的弹性，安装橡胶中心圆柱后连接部的缓冲作用力更佳，能够使无人机落地时具备更好的减震效果。

进一步，还包括固定在燃料杆一端的挡焰罩，点火器位于挡焰罩内部，挡焰罩的外部形状为环形喇叭口。

有益效果：挡焰罩可以起到挡住火焰回流和对火焰导向的作用。

进一步，还包括位于油箱和燃料杆之间的增压泵，所述增压泵的输入端与油箱的输油管固定连接，增加泵的输出端与燃料杆的一端固定连接。

有益效果：本方案中，增压泵能够增加燃料输出的压力，使燃料源源不断的从油箱内进入燃料杆中，最后通过喷嘴喷出；由于燃料喷出的压力较高，能够使火焰更加稳定、不易熄灭。

进一步，所述动力单元的数量为六个，六个动力单元间隔均匀的固定在机身侧壁上。

有益效果：由于机身侧壁上设置有六个动力单元，即形成我们平常所说的六翼无人机，相较于其他类型的无人机来说，这种无人机不仅稳定性更好，而且动力效果更加显著。

进一步，所述支架为内部中空的圆柱结构，支架的材料采用PA66+30GF。

有益效果：支架形状采用空心圆柱能够便于将电机的连接线穿入支架内，实用且美观；同时，采用PA66+30GF(尼龙66加30％玻璃纤维料)也可以进一步减轻起落架的承载压力，发挥出缓冲组件的减震效果。

进一步，所述支架的一端设有外螺纹，机身侧壁上设有与外螺纹适配的内螺纹，支架与机身螺纹连接。

有益效果：支架与机身采用螺纹连接的方式，能够便于将支架从机身上拆卸下来进行收纳。

进一步，所述桨叶材料采用碳纤维；第一起落架装置与第二起落架装置沿机身的中心轴线对称设置。

有益效果：首先碳纤维是一种高性能材料，具备重量轻、强度高、耐高温等优点，特别适合于本方案设计的无人机中；其次，由于第一起落架装置和第二起落架装置形状大小均相同，且两者沿机身的中心轴线对称设置，具备较好的稳定性。

附图说明

图1为本发明一种智能喷火清障无人机实施例一的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：机身1、支架2、桨叶3、燃料杆4、支撑杆5、挡焰罩6。

实施例一

如图1所示，一种智能喷火清障无人机，包括固定在机身1侧壁上的动力装置和喷火装置，其中，动力装置与机身1侧壁可拆卸连接，喷火装置与机身1粘接固定；机身1的材料选用PA66+30GF(尼龙66加30％玻璃纤维料)，其形状为竖直设置且内部中空的柱体结构；

动力装置为多个，且每个动力装置均包括支架2，支架2的一端与机身1侧壁固定连接，具体的，支架2形状为内部中空的圆柱结构(空心圆柱)，支架的材料同样采用PA66+30GF；且支架2靠近机身1侧壁的一端钻有外螺纹，对应的，机身1侧壁上也钻有与外螺纹适配的内螺纹，从而实现支架2与机身1的螺纹连接；支架2的另一端粘接有安装槽，安装槽内固定有电机，安装槽的尺寸刚好能够容纳电机，实现安装槽与电机的可拆卸连接，且安装槽的侧壁内粘接有一层橡胶薄膜，将电机装入安装槽后，橡胶薄膜位于电机与安装槽之间；电机的输出端与无人机桨叶3过盈配合；本实施例中，动力单元的数量为六个，六个动力单元间隔均匀的固定在机身1侧壁上，从而形成六翼无人机；

喷火装置包括油箱、燃料杆4、点火器和喷嘴，油箱固定在机身1内，喷嘴通过燃料杆 4连接油箱；点火器固定在喷嘴处，用于点燃燃料杆4喷射出的燃料；

还包括位于机身1下端的第一起落架装置和第二起落架装置，从位置结构来看，第一起落架装置与第二起落架装置沿机身1的中心轴线对称设置；且第一起落架装置和第二起落架装置分别包括第一立杆、第二立杆和水平放置的支撑杆5；第一立杆和第二立杆的一端均与机身1固定连接，形成第一连接部；第一立杆和第二立杆的另一端均与支撑固定连接，形成第二连接部；第一连接部和第二连接部均设有缓冲组件。具体的，第一立杆和第二立杆的外部形状均为圆柱形，缓冲组件为弹簧，且第一立杆的直径和第二立杆的直径均大于弹簧的外径；由于第一连接部和第二连接部被缓冲组件取代，第一连接部处具体的连接方式为：弹簧的一端与机身1粘接固定，弹簧的另一端与第一立杆的一端或第二立杆的一端粘接固定；相应的，第二连接部具体的连接方式为：又一弹簧的一端与第一立杆的另一端或第二立杆的另一端粘接固定，又一弹簧的另一端再与支撑杆5粘接固定。

本实施例中为了进一步提升第一连接部和第二连接部的支撑能力和缓冲减震能力，两连接部还包括有与弹簧高度相等的橡胶空心圆柱，且橡胶中心圆柱的内径等于弹簧的外径，橡胶中心圆柱的外径等于第一立柱或第二立柱(方案中第一立柱和第二立柱的形状大小均相同) 的直径，即橡胶圈包裹住弹簧，并粘接固定在第一连接部和第二连接部位置处。

本实施例中，燃料杆4一端还粘接有外部形状为环形喇叭口的挡焰罩6，点火器位于挡焰罩6内部。

实施例二

与实施例一相比，不同之处仅在于，油箱和燃料杆之间还固定有增压泵，即增压泵的输入端与油箱的输油管固定连接，增加泵的输出端与燃料杆的一端固定连接，能够利用增压泵将油箱内的燃料源源不断的输出到燃料杆中。

实施例三

与实施例一相比，不同之处仅在于，燃料杆的底端粘接有失速检测装置，该失速检测装置采用封闭式盒体；还包括位于盒体底部左端的滑块，滑块与盒体底部滑动连接；盒体底部右端粘接有感应开关；除此以外，针对无人机的动力装置，其中支架和安装槽底部齐平，且本实施例中每个支架的底端焊接有储气气罐；还包括导气管和固定在每个安装槽底部的气缸，气缸和储气气罐通过导气管连通；导气管内设有用于阻挡气体流通的金属挡板，每个支架底端还粘接有电磁铁，且电磁铁位于金属挡板的正上方；气缸内还包括活塞，活塞位于气缸远离导气管的一端；活塞上焊接有L形金属杆，L形金属杆包括竖杆和横杆，竖杆与横杆一体成型，竖杆的高度大于安装槽，横杆位于桨叶底部与安装槽顶部之间，横杆上焊接有凸块；每个电机的输出轴上钻有与凸块适配的凹槽。

使用的过程中，失速检测装置内滑块位于盒体的最左侧位置，由于无人机在飞行的过程中，如果无人机失速后，将形成一定的倾斜角度(本实施例中，盒体的底部材质为砂纸，在其他实施例中本领域技术人员还可以针对盒体底部选用其他材料，保证其摩擦系数，使盒体在一个合适的倾角后，滑块能够沿着盒体底部向右滑动)，使滑块在盒体内向右移动并触发感应开关，能够作为飞机不受控、停车的触发装置；得到感应信号后，位于每个支架底部的电磁铁由通电状态变为断电状态，不具备磁性，金属挡板脱落并无法再阻挡气流通道；于是，气流直接通过导气管从储气气罐中进入气缸，气缸内的活塞杆向外移动，并带动L形金属杆上的凸块接触电机输出轴上的凹槽；凸块在进入凹槽后，阻止电机轴转动，此时每个动力装置中桨叶均与各自的支架呈直角，形成包围机身的圆形。采用本方案，能够检测无人机的不受控状态，并且在无人机不受控时，各个动力装置的桨叶回归到一个相对安全、且不易折断的状态，起到保护无人机桨叶的作用。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种智能喷火清障无人机，其特征在于，包括机身，机身为竖直设置且内部中空的柱体结构，还包括固定在机身侧壁上的动力装置和喷火装置；

所述动力装置为多个，且每个动力装置均包括支架，所述支架的一端与机身侧壁固定连接，支架的另一端固定有安装槽，安装槽内固定有电机，电机的输出端固定有桨叶；

所述喷火装置包括油箱、燃料杆、点火器和喷嘴，所述油箱固定在机身内，所述喷嘴通过燃料杆连接油箱；所述点火器固定在喷嘴处；

还包括位于机身下端的第一起落架装置和第二起落架装置，所述第一起落架装置和第二起落架装置分别包括第一立杆、第二立杆和水平放置的支撑杆；所述第一立杆和第二立杆的一端均与机身固定连接，形成第一连接部；所述第一立杆和第二立杆的另一端均与支撑杆固定连接，形成第二连接部；第一连接部和第二连接部均设有缓冲组件；

燃料杆的底端粘接有失速检测装置；支架的底端焊接有储气气罐；还包括导气管和固定在每个安装槽底部的气缸，气缸和储气气罐通过导气管连通；导气管内设有用于阻挡气体流通的金属挡板，支架底端还粘接有电磁铁，电磁铁位于金属挡板的正上方；气缸内还包括活塞，活塞位于气缸远离导气管的一端；活塞上焊接有L形金属杆，L形金属杆包括竖杆和横杆，竖杆与横杆一体成型，竖杆的高度大于安装槽，横杆位于桨叶底部与安装槽顶部之间，横杆上焊接有凸块；电机的输出轴上钻有与凸块适配的凹槽。

2.根据权利要求1所述的智能喷火清障无人机，其特征在于：所述机身材料选用的是PA66+30GF。

3.根据权利要求1所述的智能喷火清障无人机，其特征在于：所述第一立杆和第二立杆均为圆柱形，缓冲组件为弹簧；第一立杆的直径和第二立杆的直径均大于弹簧的外径。

4.根据权利要求3所述的智能喷火清障无人机，其特征在于：还包括与弹簧高度相等的橡胶中心圆柱，橡胶中心圆柱的内径等于弹簧的外径，橡胶中心圆柱的外径等于第一立柱的直径；所述橡胶中心圆柱包裹弹簧，并固定在第一连接部和第二连接部。

5.根据权利要求1所述的智能喷火清障无人机，其特征在于：还包括固定在燃料杆一端的挡焰罩，点火器位于挡焰罩内部，挡焰罩的外部形状为环形喇叭口。

6.根据权利要求1所述的智能喷火清障无人机，其特征在于：还包括位于油箱和燃料杆之间的增压泵，所述增压泵的输入端与油箱的输油管固定连接，增加泵的输出端与燃料杆的一端固定连接。

7.根据权利要求1所述的智能喷火清障无人机，其特征在于：所述动力装置 的数量为六个，六个动力装置 间隔均匀的固定在机身侧壁上。

8.根据权利要求1所述的智能喷火清障无人机，其特征在于：所述支架为内部中空的圆柱结构，支架的材料采用PA66+30GF。

9.根据权利要求8所述的智能喷火清障无人机，其特征在于：所述支架的一端设有外螺纹，机身侧壁上设有与外螺纹适配的内螺纹，支架与机身螺纹连接。

10.根据权利要求1所述的智能喷火清障无人机，其特征在于：所述桨叶材料采用碳纤维；第一起落架装置与第二起落架装置沿机身的中心轴线对称设置。

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