CN113135286A - 一种电力应用无人直升机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无人机技术领域，具体公开了一种电力应用无人直升机。该无人直升机包括机架、四个降落组件和降落控制组件；四个降落组件分别安装于机架上左机脚和右机脚的两端，降落组件包括用于接触地面的接地板、传感单元和能带动接地板升降的驱动单元，传感单元用于测量接地板与位于接地板下方地面的夹角与间距；降落控制组件通信连接传感单元，用于处理夹角与间距测量结果，当夹角测量结果位于安全阈值范围时，无人直升机开始降落，降落控制组件根据间距测量结果控制驱动单元带动接地板移动；当夹角测量结果超出安全阈值范围时，无人直升机停止降落。借助上述设置能使该无人直升机自动平稳降落，保证了运行的安全性，提高了工作的效率。

Description

一种电力应用无人直升机

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种电力应用无人直升机。

背景技术

无人直升机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。与有人驾驶飞机相比，无人直升机往往更适合那些太“愚钝、肮脏或危险”的任务。无人直升机目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域广泛地应用，大大的拓展了无人直升机本身的用途，发达国家也在积极扩展行业应用与发展无人直升机技术。

由于在电力施工领域中，需要给位于高处修理电缆的电缆修理员递送工具，这时递送物品困难，大都需要人工下来取或送人工送上去，如此运输不便利，危险性高，而且运输效率低，故目前常采用无人直升飞机运输物体。

然而，无人直升机在工作结束后，需要降落到地面，现有的无人直升机在降落的过程中多是通过支腿与地面接触，以避免机身与地面的接触，但是支腿在无人直升机低空飞行的过程中很容易接触到障碍物而造成机身的晃动，从而不利于无人直升机的稳定飞行，而且支腿还会限制无人直升机低空飞行的高度，从而会不利用无人直升机的正常飞行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电力应用无人直升机，以解决无人直升机难以自动降落的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种电力应用无人直升机，包括机架、四个降落组件和降落控制组件；所述机架的底部安装有左机脚和右机脚；四个降落组件分别安装于所述左机脚的两端和所述右机脚的两端，所述降落组件包括接地板、传感单元和能带动所述接地板升降的驱动单元，所述接地板用于接触地面，传感单元用于测量所述接地板与位于所述接地板下方地面的夹角与间距；降落控制组件通信连接所述传感单元，用于处理所述传感单元的夹角测量结果与间距测量结果，当所述夹角测量结果位于安全阈值范围时，所述电力应用无人直升机开始降落，所述降落控制组件根据所述间距测量结果控制所述驱动单元带动所述接地板移动；当所述夹角测量结果超出安全阈值范围时，所述电力应用无人直升机停止降落。

其中，所述降落组件还包括铰接件，所述铰接件的两端分别铰接于所述接地板和所述驱动单元上。

优选地，所述驱动单元包括调整轴和用于驱动所述调整轴的降落组件电机，所述调整轴与所述铰接件相铰接。

优选地，所述驱动单元包括气缸，所述气缸的伸缩杆与所述铰接件相铰接。

优选地，所述铰接件设有多个。

优选地，所述接地板的底面铺设有橡胶层。

优选地，所述传感单元安装于所述接地板的顶面上。

优选地，所述电力应用无人直升机还包括悬挂筋，所述悬挂筋设于所述左机脚和所述右机脚上，用于悬挂物体。

进一步地，所述悬挂筋包括弧形加强筋，所述左机脚和所述右机脚上均设有一个所述弧形加强筋，且两个所述弧形加强筋彼此正对。

优选地，所述机架上还安装有平衡杆，所述平衡杆用于保持平衡。

本发明的有益效果：

借助上述设置，能使降落控制组件根据处理四个传感单元发送的信号所得的夹角测量结果判断下方地面是否适合降落，在适合降落的情况下，降落控制组件还能根据处理四个传感单元发送的信号所得的间距测量结果控制每个接地板分别进行升降操作，从而使得无人直升机能够自动平稳降落，减少了操作人员的工作量，保证了无人直升机降落的安全性与准确性，提高了无人直升机的工作效率。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的电力应用无人直升机的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的线轮件的结构示意图；

图3是本发明实施例一提供的配重支架的结构示意图；

图4是本发明实施例一提供的降落组件的结构示意图；

图5是本发明实施例三提供的电力应用无人直升机的结构示意图。

图中：

101、安装架；102、第一装载箱；103、第二装载箱；104、平衡杆；105、带电指示灯；106、弧形加强筋；110、线轮立板；111、立板孔；120、线轮件；121、线缆轴；122、固定轴；123、螺纹孔；210、左机脚；220、右机脚；300、配重支架；310、支架卡接槽；400、动力装置；500、舵机；600、旋翼组件；610、第一旋翼片；620、第二旋翼片；700、夹持组件；800、降落组件；810、接地板；820、调整轴；830、降落组件电机；840、传感单元；850、铰接件；910、测试线；920、检测装置电机。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域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，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种电力应用无人直升机，包括机架、动力装置400、舵机500、旋翼组件600以及机械手装置，机架的底部安装有左机脚210和右机脚220，左机脚210和右机脚220之间安装有漏电检测装置，漏电检测装置用于检测左机脚210和右机脚220之间的下方地面的电压差，动力装置400、舵机500以及旋翼组件600均安装于机架上，旋翼组件600与动力装置400的输出端连接，动力装置400用于驱动旋翼组件600旋转，舵机500用于调整旋翼组件600的倾斜角度，机械手装置安装于机架的底部，用于夹持高压线线头，机械手装置包括夹持组件700，夹持组件700的外周包覆有绝缘层。

在高压线电缆维护时，断裂的电缆使地面导电，维护人员在不了解漏电情况前提下，不能够轻易靠近高压线线头。本实施例提供了一种电力应用无人直升机，以解决该问题。具体的，该无人直升机飞到目标检测区域并降落，漏电检测装置能够检测地面电压差，当电压差在安全值范围内时，维修人员可以行走到目标检测区域对高压线线头进行维修，当电压差大于安全值范围时，夹持组件700能够将高压线线头夹持，该无人直升机上升带动高压线线头脱离于地面，包覆于夹持组件700的外周的绝缘层能够将高压电绝缘隔离，避免高压电对该无人直升机上的电子元件造成影响。

在本实施例中，左机脚210和右机脚220均为金属导电材质，漏电检测装置包括带电指示灯105，带电指示灯105用于显示左机脚210和右机脚220之间的地面有无漏电。当带电指示灯105点亮工作时，能够提示远离高压线线头的维修人员左机脚210和右机脚220之间的地面存在漏电情况。

在本实施例中，机架包括安装架101，左机脚210和右机脚220均安装于安装架101的底部，安装架101为绝缘材料。无人直升机降落至目标检测区域时，左机脚210和右机脚220均导电，为了保证安装于机架上的电子元件不被电流击穿损坏，将左机脚210和右机脚220均安装于安装架101，使安装架101采用绝缘材料制成。

作为优选，机架上还安装有视觉模组，视觉模组用于检测定位高压线线头，保证夹持组件700能够准确找到并夹紧高压线线头。

在本实施例中，旋翼组件600包括旋翼叶片，旋翼叶片由多个第一旋翼片610和多个第二旋翼片620交替连接组成，第一旋翼片610的强度高于第二旋翼片620。利用强度不同的第一旋翼片610与第二旋翼片620的交替连接设置，不仅能保证旋翼组件600正常运行，还能使旋翼叶片在遭受外部环境破坏时于一个第二旋翼片620处断裂并脱离，从而保证其余的旋翼叶片仍能够继续运行，避免了因旋翼叶片破坏而导致动力装置400损伤的情况发生，进而延长了无人直升机的使用寿命。

在本实施例中，第一旋翼片610与第二旋翼片620彼此焊接。焊接加工成本低，不削弱截面；制作加工方便，可实现自动化操作；连接的密闭性好，结构刚度大。在本发明的其他实施方式中，第一旋翼片610与第二旋翼片620通过3D打印制造而成。

作为优选，第一旋翼片610和第二旋翼片620均为轻质钛合金复合材料。复合材料的比强度和比刚度较高、减振性能好、抗疲劳性能好且成型工艺简单。

在本实施例中，电力应用无人直升机还包括线轮组件和悬挂筋，线轮组件包括设于左机脚210和右机脚220之间的线轮件120和两个配重支架300，且线轮件120与配重支架300的延伸方向与左机脚210和右机脚220相垂直，线轮件120的两端分别安装于左机脚210的中部和右机脚220的中部，用于收纳线缆，两个配重支架300分别连接左机脚210和右机脚220的两端；悬挂筋设于左机脚210和右机脚220上，用于悬挂物体。借助线轮件120的设置，能够实现对线缆的收纳及运输，方便了操作人员对线缆的拿取操作，同时也降低了线缆自身打结情况的发生，提高了操作的效率，配重支架300的设置提高了无人直升机的平衡性，降低了在拿取线缆等情况下，无人直升机因重心不稳而导致倾斜坠落的风险；线轮件120和两个配重支架300设于左机脚210和右机脚220之间且与左机脚210和右机脚220相互垂直，减少了无人直升机占用的空间。悬挂筋的设置能够完成对物体的悬挂，方便了对能够悬挂的物体的运输。上述设置方便了线缆与悬挂物体的运输，增加了该无人直升机运输物体的种类与方式，改进了物料运输的效率及效果。

如图2所示，线轮件120包括线缆轴121和穿设线缆轴121的固定轴122，线缆轴121与固定轴122同轴转动连接，线缆盘绕于线缆轴121上，固定轴122的两端分别安装于左机脚210的中部和右机脚220的中部。线缆轴121的转动连接设置使得操作人员通过抽拉的方式即可完成线缆的拿取操作，既提高了工作的效率，又不会影响线缆轴121对线缆的收纳效果。

具体地，线缆轴121上还设有定位扣，定位扣能与线缆相卡接。利用定位扣能够固定线缆的端头，避免导致已成盘的线缆松散，减少了操作人员对线缆调整和紧固的频率，降低了人工作业时间和成本。

继续参考图1，左机脚210中部和右机脚220中部均设有一个线轮立板110，且两个线轮立板110彼此正对，固定轴122的两端分别连接于两个线轮立板110上。线轮立板110的设置确定了线轮件120安装的位置，选取左机脚210和右机脚220中部的位置方便了操作人员从不同的方向对线缆进行拿取操作。

作为优选，线轮立板110上开设有立板孔111，固定轴122的两端均开设有螺纹孔123，螺钉能穿过立板孔111并螺接于螺纹孔123内。螺接方式稳定可靠，固定轴122与左机脚210和右机脚220的可拆卸连接方便了操作人员对线轮件120的更换与维护以及对线缆轴121上线缆的缠绕与调整的操作。

在本实施例中，立板孔111设有多个。具体地，立板孔111设有四个，线轮立板110向上延伸，四个立板孔111沿线轮立板110延伸的方向并排设置。多个立板孔111的设置方便了操作人员对线轮件120所在位置的调整。

如图3所示，配重支架300上开设有两个支架卡接槽310，支架卡接槽310能搭设于左机脚210和右机脚220上。支架卡接槽310的设置使得配重支架300能够稳固安装于左机脚210和右机脚220上，规避了因意外情况而导致配重支架300偏移或脱落的风险。具体地，支架卡接槽310内铺设有橡胶层。橡胶层的设置不仅保证了配重支架300与左机脚210和右机脚220连接的稳定性，还能规避因配重支架300的搭设对左机脚210和右机脚220造成的损伤。

如图4所示，电力应用无人直升机还包括降落控制组件和四个降落组件800，分别安装于左机脚210的两端和右机脚220的两端，降落组件800包括接地板810、传感单元840和能带动接地板810升降的驱动单元，接地板810用于接触地面，传感单元840用于测量接地板810与位于接地板810下方地面的夹角与间距；降落控制组件通信连接传感单元840，用于处理传感单元840的夹角测量结果与间距测量结果，当夹角测量结果位于安全阈值范围时，电力应用无人直升机开始降落，降落控制组件根据间距测量结果控制驱动单元带动接地板810移动；当夹角测量结果超出安全阈值范围时，电力应用无人直升机停止降落。借助上述设置，能使降落控制组件根据处理四个传感单元840发送的信号所得的夹角测量结果判断下方地面是否适合降落，在适合降落的情况下，降落控制组件还能根据处理四个传感单元840发送的信号所得的间距测量结果控制每个接地板810分别进行升降操作，从而使得无人直升机能够自动平稳降落，减少了操作人员的工作量，保证了无人直升机降落的安全性与准确性，提高了无人直升机的工作效率。具体地，安全阈值范围由调整轴820的调整极限决定。

作为优选，驱动单元螺接于左机脚210或右机脚220上；降落控制组件与传感单元840无线通信连接。

在本实施例中，接地板810与地面接触的面积大于左机脚210和右机脚220的接触面积，上述设置用于保证无人直升机落地稳定。

作为优选，降落组件800还包括铰接件850，铰接件850的两端分别铰接于接地板810和驱动单元上。具体地，铰接件850设有多个。铰接件850的设置不仅使得无人直升机接触地面的同时能够持续微调使得接触平整，还能减缓了地面对驱动单元的直接影响，规避因地面冲击而造成的驱动单元损伤的风险。

在本实施例中，驱动单元包括调整轴820和用于驱动调整轴820的降落组件电机830，调整轴820与铰接件850相铰接。在本发明的其他实施方式中，驱动单元包括气缸，气缸的伸缩杆与铰接件850相铰接。上述驱动单元的原理及结构简单，易于安装维护，且使用寿命长。

具体地，接地板810的底面铺设有橡胶层。橡胶层的设置起到了缓冲的作用，能进一步地实现无人直升机的平稳落地。

作为优选，传感单元840安装于接地板810的顶面上，包括距离传感器与角度传感器。传感单元840的位置选取不仅减少了降落组件800的占用空间，还便于距离传感器与角度传感器对接地板810与位于接地板810下方地面的夹角与间距的测量。

继续参考图1，悬挂筋包括弧形加强筋106，左机脚210和右机脚220上均设有一个弧形加强筋106，且两个弧形加强筋106彼此正对。借助弧形加强筋106能有效地完成对物体的悬挂，利用两个弧形加强筋106的彼此正对设置，能完成对同一个物体两端的悬挂。

在本实施例中，机架上还安装有平衡杆104，平衡杆104用于保持平衡。具体地，平衡杆104安装于安装架101的一侧。

在本实施例中，机架上还设置有第一装载箱102和第二装载箱103，第一装载箱102和第二装载箱103用于装载物体，例如第一装载箱102和第二装载箱103能够装载万能表、扳手等工具，减少维修人员的携带重量，降低劳动强度。具体地，第一装载箱102安装于安装架101远离平衡杆104的一侧，第二装载箱103安装于安装架101顶端。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于，本实施例的漏电检测装置包括电压表，电压表的其中一个检测端安装于左机脚210的远离机架的一端，电压表的另一个检测端安装于右机脚220的远离机架的一端，电压表用于显示左机脚210和右机脚220之间的下方地面的电压差。电压表的进线端为正极，出线端为负极，电压表的两端分别安装在左机脚210和右机脚220上，无人直升机降落到目标检测区域时，电压表能够检测到左机脚210和右机脚220之间的地面的电压差。

实施例三

如图5所示，本实施例与实施例一的区别在于，本实施例的左机脚210或右机脚220上设置有测试线910和电位检测装置，测试线910与电位检测装置连接，测试线910用于抵接目标检测区域，电位检测装置能够获取目标检测区域的电位，维修人员能够通过该电位值判断无人直升机是否在高压线线头的正上方。可选的，测试线910的远离安装架101的一端安装有金属片，一方面，测试线910能够依靠金属片的重力伸直，另一方面，测试线910能够依靠金属片与地面有效接触导电。

可选的，左机脚210或右机脚220上还设置有检测装置电机920，检测装置电机920的输出端安装有转动辊，测试线910的一端连接于转动辊，检测装置电机920用于驱动转动辊收卷或放出测试线910。通过检测装置电机920收卷或放出测试线910，使测试线910的另一端抵接到目标检测区域，使得无人直升机无需频繁升降。可选的，左机脚210和右机脚220之间设置有连杆，检测装置电机920安装于连杆上。

可选的，电力应用无人直升机还包括自动定位系统，自动定位系统用于定位记录目标检测区域的位置。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电力应用无人直升机，其特征在于，包括：

机架，所述机架的底部安装有左机脚(210)和右机脚(220)；

四个降落组件(800)，分别安装于所述左机脚(210)的两端和所述右机脚(220)的两端，所述降落组件(800)包括接地板(810)、传感单元(840)和能带动所述接地板(810)升降的驱动单元，所述接地板(810)用于接触地面，传感单元(840)用于测量所述接地板(810)与位于所述接地板(810)下方地面的夹角与间距；

降落控制组件，通信连接所述传感单元(840)，用于处理所述传感单元(840)的夹角测量结果与间距测量结果，当所述夹角测量结果位于安全阈值范围时，所述电力应用无人直升机开始降落，所述降落控制组件根据所述间距测量结果控制所述驱动单元带动所述接地板(810)移动；当所述夹角测量结果超出安全阈值范围时，所述电力应用无人直升机停止降落。

2.根据权利要求1所述的电力应用无人直升机，其特征在于，所述降落组件(800)还包括铰接件(850)，所述铰接件(850)的两端分别铰接于所述接地板(810)和所述驱动单元上。

3.根据权利要求2所述的电力应用无人直升机，其特征在于，所述驱动单元包括调整轴(820)和用于驱动所述调整轴(820)的降落组件电机(830)，所述调整轴(820)与所述铰接件(850)相铰接。

4.根据权利要求2所述的电力应用无人直升机，其特征在于，所述驱动单元包括气缸，所述气缸的伸缩杆与所述铰接件(850)相铰接。

5.根据权利要求2所述的电力应用无人直升机，其特征在于，所述铰接件(850)设有多个。

6.根据权利要求1-5任一项所述的电力应用无人直升机，其特征在于，所述接地板(810)的底面铺设有橡胶层。

7.根据权利要求1-5任一项所述的电力应用无人直升机，其特征在于，所述传感单元(840)安装于所述接地板(810)的顶面上。

8.根据权利要求1-5任一项所述的电力应用无人直升机，其特征在于，所述电力应用无人直升机还包括悬挂筋，所述悬挂筋设于所述左机脚(210)和所述右机脚(220)上，用于悬挂物体。

9.根据权利要求8所述的电力应用无人直升机，其特征在于，所述悬挂筋包括弧形加强筋(106)，所述左机脚(210)和所述右机脚(220)上均设有一个所述弧形加强筋(106)，且两个所述弧形加强筋(106)彼此正对。

10.根据权利要求1-5任一项所述的电力应用无人直升机，其特征在于，所述机架上还安装有平衡杆(104)，所述平衡杆(104)用于保持平衡。

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