CN113335516B - 一种应用于电力巡航的无人机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种应用于电力巡航的无人机，其特征在于，包括机架；位于所述机架下方的相机组件；对称设置的两个第一机臂，所述第一机臂之间的夹角可调；水平设置的两个第二机臂，所述第二机臂中间固定在所述第一机臂的端部，其两端可沿其轴线方向做伸缩运动；位于第二机臂端部的桨叶组件，该桨叶组件包括桨叶、驱动桨叶转动的动力装置以及包围在桨叶外圆周上的包围环。本发明中通过在桨叶周围设置包围环，从而减少桨叶与电力线的直接碰撞，另外通过调节机臂的距离或者长短能够调节桨叶之间的距离，当对线路密集区域进行巡航时，可以通过调节浆臂使得桨叶之间距离变小，提高密集电力线路工况下的通过性，有效解决了现有技术中遇到的问题。

Description

一种应用于电力巡航的无人机
技术领域
本发明涉及一种应用于电力巡航的无人机。
背景技术
通常变电站地处偏远地区，地理调节恶劣，设备线路的巡检成为了变电站每段时间甚至每天的重要工作，通过对输电线路的各部件进行观察、检查和测量。目的是为掌握线路的运行状况、及时发现设备缺陷和威胁线路安全的问题。
现如今的线路巡检多使用到巡检无人机，现有的无人机其机臂的尺寸相对固定，但是电力线路有些地方比较宽敞，有些地方密集，在较窄的环境空间，容易造成无人机桨叶与电力线碰撞，导致事故的发生。
发明内容
本发明的目的在于提出一种更加安全的电路巡航无人机。
为解决上述问题，本发明提供了一种应用于电力巡航的无人机，其特征在于，包括：
机架；
位于所述机架下方的相机组件；
对称设置的两个第一机臂，所述第一机臂之间的夹角可调；
水平设置的两个第二机臂，所述第二机臂中间固定在所述第一机臂的端部，其两端可沿其轴线方向做伸缩运动；
位于第二机臂端部的桨叶组件，该桨叶组件包括桨叶、驱动桨叶转动的动力装置以及包围在桨叶外圆周上的包围环。
作为本发明的进一步改进，所述第一机臂和第二机臂均为中空的管状结构，第二机臂包括固定连接在所述第一机臂一端的中间部，以及连接在所述中间部两端，可轴向伸缩的伸缩部；还包括：
第一升降机构，其包括由动力装置驱动旋转的第一调节螺杆，以及与所述第一调节螺杆螺纹配合的第一升降螺母；
第二升降机构，其包括分别插入两个所述第二机臂中的第二调节螺杆，以及与其螺纹配合的第二升降螺母，所述第二调节螺杆与所述第一调节螺杆螺纹参数相同，并通过传动装置连接；
第一连接机构，两端分别转动连接在所述第一机臂和所述第一升降螺母上；
第二连接机构，两端分别转动连接在所述伸缩部和所述第二升降螺母上。
作为本发明的进一步改进，两个所述第一机臂与竖直方向之间的夹角相等，两个所述第二调节螺杆与竖直方向之间的夹角相等；
所述第一连接机构与竖直方向的夹角等于所述第二连接机构与所述第一机臂的夹角；
所述第一连接机构与第一机臂的夹角等于所述第二连接机构与所述第二机臂的夹角；
所述第一连接机构在所述第一机臂与所述第一升降螺母之间的距离等于所述第二连接机构在所述第一机臂与所述第二机臂之间的距离。
作为本发明的进一步改进，设置在所述第一调节螺杆一端部的第一万向节，所述第一万向节的另一端与所述第二调节螺杆连接；
位于所述第一调节螺杆上方且与其同轴连接的传动杆，所述传动杆的端部设置有第二万向节，所述第二万向节与另一个所述第二调节螺杆连接；
连接所述第一调节螺杆以及所述传动杆的连接块。
所述第一机臂靠近所述第二机臂处设有至少一个贯通所述第一机臂内外壁的贯通槽；
作为本发明的进一步改进，所述贯通槽内设置有沿所述第一机臂轴线设置的第一导杆，所述第二升降螺母设有伸出至所述贯通槽的伸出部，所述伸出部能够在所述第一导杆上滑动。
作为本发明的进一步改进，所述第一连接机构设置有两个平行的第一枢转轴以及第一连接支撑架，所述第一枢转轴转动连接在第一连接支撑架上，所述第一连接支撑架为可伸缩结构以调节两个所述第一枢转轴之间的距离，两个所述第一枢转轴分别转动连接在所述第一升降螺母和第一机臂上。
作为本发明的进一步改进，所述第二连接机构设置有两个平行的第二枢转轴以及第二连接支撑架，所述第二枢转轴转动连接在第二连接支撑架上，所述第二连接支撑架为可伸缩结构以调节两个所述第二枢转轴之间的距离，两个所述第二枢转轴分别转动连接在所述第二升降螺母和第二机臂上。
作为本发明的进一步改进，所述动力装置为电机。
本发明的有益效果在于，本发明中通过在桨叶周围设置包围环，从而减少桨叶与电力线的直接碰撞，另外通过调节机臂的距离或者长短能够调节桨叶之间的距离，当对线路密集区域进行巡航时，可以通过调节浆臂使得桨叶之间距离变小，提高密集电力线路工况下的通过性，有效解决了现有技术中遇到的问题。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中第一机臂、第二机臂的结构示意图；
图3是第二连接机构与第一机臂、第二机臂连接示意图；
图4是第一连接机构与第一机臂的连接示意图。
图中：1-机架；2-第一机臂；3-相机组件；4-第二机臂；5-桨叶组件；503-包围环；402-中间部；404-伸缩部；6-第一升降机构；602-第一调节螺杆；604-第一升降螺母；8-第二升降机构；802-第二调节螺杆；804-第二升降螺母；10-第一连接机构；1002-第一枢转轴；1004-第一连接支撑架；12-第二连接机构；1202-第二枢转轴；1204-第二连接支撑架；1402-第一万向节；1404-传动杆；1406-第二万向节；1408-连接块；1602-贯通槽；1604-第一导杆；1606-伸出部。
具体实施方式
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。
如图1-4所示，本发明包括机架1；
位于所述机架1下方的相机组件3；
对称设置的两个第一机臂2，所述第一机臂2之间的夹角可调；
水平设置的两个第二机臂4，所述第二机臂4中间固定在所述第一机臂2的端部，其两端可沿其轴线方向做伸缩运动；
位于第二机臂4端部的桨叶组件5，该桨叶组件5包括桨叶、驱动桨叶转动的动力装置以及包围在桨叶外圆周上的包围环503。
作为本发明的进一步改进，所述第一机臂2和第二机臂4均为中空的管状结构，第二机臂4包括固定连接在所述第一机臂2一端的中间部402，以及连接在所述中间部402两端，可轴向伸缩的伸缩部404；还包括：
第一升降机构6，其包括由动力装置驱动旋转的第一调节螺杆602，以及与所述第一调节螺杆602螺纹配合的第一升降螺母604；
第二升降机构8，其包括分别插入两个所述第二机臂4中的第二调节螺杆802，以及与其螺纹配合的第二升降螺母804，所述第二调节螺杆802与所述第一调节螺杆602螺纹参数相同，并通过传动装置连接；
第一连接机构10，两端分别转动连接在所述第一机臂2和所述第一升降螺母604上；
第二连接机构12，两端分别转动连接在所述伸缩部404和所述第二升降螺母804上。
作为本发明的进一步改进，两个所述第一机臂2与竖直方向之间的夹角相等，两个所述第二调节螺杆802与竖直方向之间的夹角相等；
所述第一连接机构10与竖直方向的夹角等于所述第二连接机构12与所述第一机臂2的夹角；
所述第一连接机构10与第一机臂2的夹角等于所述第二连接机构12与所述第二机臂4的夹角；
所述第一连接机构10在所述第一机臂2与所述第一升降螺母604之间的距离等于所述第二连接机构12在所述第一机臂2与所述第二机臂4之间的距离。
作为本发明的进一步改进，设置在所述第一调节螺杆602一端部的第一万向节1402，所述第一万向节1402的另一端与所述第二调节螺杆802连接；
位于所述第一调节螺杆602上方且与其同轴连接的传动杆1404，所述传动杆1404的端部设置有第二万向节1406，所述第二万向节1406与另一个所述第二调节螺杆802连接；
连接所述第一调节螺杆602以及所述传动杆1404的连接块1408。
所述第一机臂2靠近所述第二机臂4处设有至少一个贯通所述第一机臂2内外壁的贯通槽1602；
作为本发明的进一步改进，所述贯通槽1602内设置有沿所述第一机臂2轴线设置的第一导杆1604，所述第二升降螺母804设有伸出至所述贯通槽1602的伸出部1606，所述伸出部1606能够在所述第一导杆1604上滑动。
作为本发明的进一步改进，所述第一连接机构10设置有两个平行的第一枢转轴1002以及第一连接支撑架1004，所述第一枢转轴1002转动连接在第一连接支撑架1004上，所述第一连接支撑架1004为可伸缩结构以调节两个所述第一枢转轴1002之间的距离，两个所述第一枢转轴1002分别转动连接在所述第一升降螺母604和第一机臂2上。
作为本发明的进一步改进，所述第二连接机构12设置有两个平行的第二枢转轴1202以及第二连接支撑架1204，所述第二枢转轴1202转动连接在第二连接支撑架1204上，所述第二连接支撑架1204为可伸缩结构以调节两个所述第二枢转轴1202之间的距离，两个所述第二枢转轴1202分别转动连接在所述第二升降螺母804和第二机臂4上。
作为本发明的进一步改进，所述动力装置为电机。
本发明的具体原理如下：
(1)电机驱动第一调节螺杆602旋转，带动第一升降螺母604做升降运动；
(2)第一升降螺母604升降时通过第一连接机构10带动两个第一机臂2向外张开或者向内收缩，进而改变第一机臂2向远离的两个端部的距离，第一连接机构10设置有可伸缩的第一连接支撑架1004，用于缓释水平方向上的分力；
(3)第一调节螺杆602旋转的同时通过第一万向节1402和第二万向节1406带动两个第二调节螺杆802旋转，第一万向节1402和第二万向节1406之间通过连接；
(4)两个第二调节螺杆802分别插入在两个第二机臂4中，同时还要确保两个第二调节螺杆802对称设置，因为两个机臂是对称设置的，因此第二调节螺杆802不一定在第二机臂4内与第二机臂4同轴线设置，但这并不影响正常使用；
(5)第一调节螺杆602带动两个第二调节螺杆802转动，从而通过第二连接机构12带动第二机臂4的两个伸缩部404沿着第二机臂4的水平方向做伸缩运动，从而改变第二机臂4的轴向长度，第二连接机构12上的第二连接支撑架1204距离可调，从而缓释第二连接机构12竖直方向上的分力。
(6)本发明中，因为第一调节螺杆602和第二调节螺杆802的螺纹相同并且两个所述第一机臂2之间的夹角相等，两个所述第二调节螺杆802之间的夹角相等；所述第一连接机构10与竖直方向的夹角等于所述第二连接机构12与所述第一机臂2的夹角相等；所述第一连接机构10与第一机臂2的夹角等于所述第二连接机构12与所述第二机臂4的夹角相等；所述第一连接机构10在所述第一机臂2与所述第一升降螺母604之间的距离等于所述第二连接机构12在所述第一机臂2与所述第二机臂4之间的距离。因此通过第一调节螺杆602的转动实现两个第一机臂2相互原理的两个端部的水平运动距离与两个第二机臂4轴向伸缩的距离相等，使得整个机臂组件的重心不发生变化，每次调节完成后，无需进行水平校准和IMU校准，有效解决了现有技术中遇到的问题。
(7)本发明中通过在桨叶周围设置包围环503，从而减少桨叶与电力线的直接碰撞，另外通过调节机臂的距离或者长短能够调节桨叶之间的距离，当对线路密集区域进行巡航时，可以通过调节浆臂使得桨叶之间距离变小，提高密集电力线路工况下的通过性，有效解决了现有技术中遇到的问题。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种应用于电力巡航的无人机，其特征在于，包括：机架(1)；位于所述机架下方的相机组件(3)；对称设置的两个第一机臂(2)，所述第一机臂(2)之间的夹角可调；水平设置的两个第二机臂(4)，所述第二机臂(4)中间固定在所述第一机臂的端部，其两端可沿其轴线方向做伸缩运动；位于第二机臂(4)端部的桨叶组件(5)，该桨叶组件(5)包括桨叶、驱动桨叶转动的动力装置以及包围在桨叶外圆周上的包围环(503)；其中：
所述第一机臂(2)和第二机臂(4)均为中空的管状结构，第二机臂(4)包括固定连接在所述第一机臂(2)一端的中间部(402)，以及连接在所述中间部(402)两端，可轴向伸缩的伸缩部(404)；还包括：
第一升降机构(6)，其包括由动力装置驱动旋转的第一调节螺杆(602)，以及与所述第一调节螺杆(602)螺纹配合的第一升降螺母(604)；
第二升降机构(8)，其包括分别插入两个所述第二机臂(4)中的第二调节螺杆(802)，以及与其螺纹配合的第二升降螺母(804)，所述第二调节螺杆(802)与所述第一调节螺杆(602)螺纹参数相同，并通过传动装置连接；
第一连接机构(10)，两端分别转动连接在所述第一机臂(2)和所述第一升降螺母(604)上；
第二连接机构(12)，两端分别转动连接在所述伸缩部(404)和所述第二升降螺母(804)上。
2.根据权利要求1所述的一种应用于电力巡航的无人机，其特征在于，两个所述第一机臂(2)与竖直方向之间的夹角相等，两个所述第二调节螺杆(802)与竖直方向之间的夹角相等；
所述第一连接机构(10)与竖直方向的夹角等于所述第二连接机构(12) 与所述第一机臂(2)的夹角；
所述第一连接机构(10)与第一机臂(2)的夹角等于所述第二连接机构(12)与所述第二机臂(4)的夹角；
所述第一连接机构(10)在所述第一机臂(2)与所述第一升降螺母(604)之间的距离等于所述第二连接机构(12)在所述第一机臂(2)与所述第二机臂(4)之间的距离。
3.根据权利要求2所述的一种应用于电力巡航的无人机，其特征在于，设置在所述第一调节螺杆(602)一端部的第一万向节(1402)，所述第一万向节(1402)的另一端与所述第二调节螺杆(802)连接；
位于所述第一调节螺杆(602)上方且与其同轴连接的传动杆(1404)，所述传动杆(1404)的端部设置有第二万向节(1406)，所述第二万向节(1406)与另一个所述第二调节螺杆(802)连接；
连接所述第一调节螺杆(602)以及所述传动杆(1404)的连接块(1408)；
所述第一机臂(2)靠近所述第二机臂(4)处设有至少一个贯通所述第一机臂(2)内外壁的贯通槽(1602)。
4.根据权利要求3所述的一种应用于电力巡航的无人机，其特征在于，所述贯通槽(1602)内设置有沿所述第一机臂(2)轴线设置的第一导杆(1604)，所述第二升降螺母(804)设有伸出至所述贯通槽(1602)的伸出部(1606)，所述伸出部(1606)能够在所述第一导杆(1604)上滑动。
5.根据权利要求4所述的一种应用于电力巡航的无人机，其特征在于，所述第一连接机构(10)设置有两个平行的第一枢转轴(1002)以及第一连接支撑架(1004)，所述第一枢转轴(1002)转动连接在第一连接支撑架(1004)上，所述第一连接支撑架(1004)为可伸缩结构以调节两个所述第一枢转轴(1002)之间的距离，两个所述第一枢转轴(1002)分别转动连接在所述第一升降螺母(604)和第一机臂(2)上。
6.根据权利要求5所述的一种应用于电力巡航的无人机，其特征在于，所述第二连接机构(12)设置有两个平行的第二枢转轴(1202)以及第二连接支撑架(1204)，所述第二枢转轴(1202)转动连接在第二连接支撑架(1204)上，所述第二连接支撑架(1204)为可伸缩结构以调节两个所述第二枢转轴(1202)之间的距离，两个所述第二枢转轴(1202)分别转动连接在所述第二升降螺母(804)和第二机臂(4)上。
7.根据权利要求6所述的一种应用于电力巡航的无人机，其特征在于，所述动力装置为电机。
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