CN113783139B - 一种基于无人机的高空电力作业安全限位装置 - Google Patents

一种基于无人机的高空电力作业安全限位装置 Download PDF

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Abstract

一种基于无人机的高空电力作业安全限位装置，包括安装在无人机上的限位装置，所述限位装置包括检测卷轴、绝缘绳、定距组件、定位组件，所述检测卷轴固定在无人机的架体上，所述绝缘绳缠绕在检测卷轴上，所述定位组件安装在绝缘绳的末端，通过定位组件将绝缘绳的一端固定在高空线缆上，所述定位组件设有定位架、夹爪，所述夹爪的数量为两个且以相对方向铰接在定位架上；所述定距组件包括安装在无人机架体上的第一检测点以及安装在定位架上的第二检测点、还包括用于检测第一检测点和第二检测点距离的远程控制模块，本发明保证了无人机进行高空带电作业时的安全性。

Description

一种基于无人机的高空电力作业安全限位装置
技术领域
本发明属于电力高空作业安全防护技术领域，尤其是一种基于无人机的高空电力作业安全限位装置。
背景技术
在电力施工过程中，由于高空线缆在使用过程中，经常需要定期的维护检修，而在检修过程中，经常需要对高空线缆进行带电作业，现在一般的作业方法都是通过施工人员攀爬至高处后进行作业，该种方法不仅操作困难，而且具有较高的危险性，因此通过无人机进行高空作业得到了广泛的应用，但是在通过无人机进行高空线缆带电作业时，无人机需要与作业线缆保持一定的安全距离，而且该安全距离根据不同电压等级的线缆也是有所不同的，因此提供一种如何保证无人机在作业时的安全距离，保证施工效率的装置是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于无人机的高空电力作业安全限位装置，保证无人机进行高空带电作业时的安全性。
本发明提供了一种基于无人机的高空电力作业安全限位装置，其解决技术问题的技术方案包括安装在无人机上的限位装置，所述限位装置包括检测卷轴、绝缘绳、定距组件、定位组件，所述检测卷轴固定在无人机的架体上，所述绝缘绳缠绕在检测卷轴上，所述定位组件安装在绝缘绳的末端，通过定位组件将绝缘绳的一端固定在高空线缆上，所述定位组件设有定位架、夹爪，所述夹爪的数量为两个且以相对方向铰接在定位架上；所述定距组件包括安装在无人机架体上的第一检测点以及安装在定位架上的第二检测点、还包括用于检测第一检测点和第二检测点距离的远程控制模块。
优选的，该安全限位装置还包括报警组件，所述报警组件与远程控制模块通讯连接，远程控制模块内设有关于第一检测点和第二检测点距离的安全阈值，报警组件在第一检测点和第二检测点的距离小于安全阈值时发生报警。
优选的，所述报警组件设有蜂鸣器或者指示灯。
优选的，所述定位架成倒V形结构，定位架设有两个摆臂，每个摆臂上均铰接有一个夹爪，两个夹爪与定位架的V形口之间形成夹持区域。
优选的，所述定位架上设有压力装置，每个所述夹爪均适配一个压力装置，所述压力装置包括顶板、弹簧，所述夹爪向夹持区域内侧摆动时，压力装置不产生作用，所述夹爪向夹持区域外侧摆动时，摆臂推动顶板使弹簧被压缩。
优选的，所述限位装置还包括用于驱动所述检测卷轴转动的第一驱动电机。
优选的，在无人机的架体上设有用于穿过绝缘绳的导向筒，导向筒的长度为 30-50cm。
优选的，所述第一检测点和第二检测点均设有光电传感器。
优选的，所述第一检测点设有红外发生装置，第二检测点设有红外接收装置。
综上所述，运用本发明的技术方案，至少具有如下的有益效果：
1、通过设计了限位装置，在作业前，可限定无人机和高空线缆之间的安全距离，使作业更加安全；
2、通过采用可收放的绝缘绳来确定安全距离，安全距离可根据需要进行调节；
3、通过检测第一检测点和第二检测点之间的距离实现安全距离的控制，检测方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明整体结构主视图；
图2是本发明定位组件主视图；
图3是本发明侧视图；
图4是本发明整体控制流程示意图；
图5是本发明工作状态示意图。
图中；1、检测卷轴；2、绝缘绳；3、定位架；4、夹爪；5、第一检测点；6、第二检测点；7、报警组件；8、顶板；9、弹簧；10、导向筒。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。
本发明提供一种基于无人机的高空电力作业安全限位装置，如图1-5所示，包括安装在无人机上的限位装置，所述限位装置包括检测卷轴、绝缘绳、定距组件、定位组件，所述检测卷轴固定在无人机的架体上，所述绝缘绳缠绕在检测卷轴上，所述定位组件安装在绝缘绳的末端，通过定位组件将绝缘绳的一端固定在高空线缆上，所述定位组件设有定位架、夹爪，所述夹爪的数量为两个且以相对方向铰接在定位架上；所述定距组件包括安装在无人机架体上的第一检测点以及安装在定位架上的第二检测点、还包括用于检测第一检测点和第二检测点距离的远程控制模块，在具体工作时，首先将无人机操控上升至一定的高度，然后通过远程控制模块控制检测卷轴转动使绝缘绳释放一定的长度，该长度为在作业过程中，无人机需要与高空线缆保持的安全距离的数值，然后通过操控无人机将定位组件固定在高空线缆上，此时第二检测点的位置即为线缆的位置，由于在无人机上设有第一检测点，这样在实际工作过程中，可以通过远程控制模块检测第一检测点和第二检测点的距离，而且在远程控制模块内设有关于第一检测点和第二检测点距离的安全阈值，比如为10m或者15m，当检测距离竖直大于安全阈值的距离时，此时安全距离足够，可进行电力施工作业，当检测到第一检测点和第二检测点之间的距离小于安全阈值时，此时通过设置的报警组件进行提醒，具体的是报警组件与远程控制模块是通讯连接的，报警组件设有指示灯或者蜂鸣器，也可同时设计指示灯和蜂鸣器，这样当安全距离不够时，远程控制模块会发出信号控制指示灯闪烁以及蜂鸣器响铃报警。
本发明中定距组件中的其中一个实施例为，如附图2所示，定位组件中的定位架成倒V形结构，定位架设有两个摆臂，每个摆臂上均铰接有一个夹爪，两个夹爪与定位架的V形口之间形成夹持区域，在需要将定距组件固定在高空线缆上时，此时线缆是位于夹持区域内的，由于两个夹爪是铰接在定位架上的，这样当需要定位在电缆上时，此时将定距组件置于线缆的正上方，然后使夹爪与丁接触，此时夹爪在电缆的挤压作用下会向夹持区域内侧摆动，进而使线缆进入夹持区域内，夹爪在重力作用下会回复至初始状态，使电缆限制在夹持区域内。此外在定位架上设有压力装置，每个所述夹爪均适配一个压力装置，所述压力装置包括顶板、弹簧，所述夹爪向夹持区域内侧摆动时，压力装置不产生作用，所述夹爪向夹持区域外侧摆动时，摆臂推动顶板使弹簧被压缩。通过该结构的设计，使线缆不会自动脱离定位架，因为当电缆想要脱离定位架时，此时两个夹爪需要向夹持区域的外侧摆动，而通过压力装置的设计，夹爪向夹持区域外侧摆动时，摆臂推动顶板使弹簧被压缩，会受到阻尼效果，这样除非受到较大的拉力，否则电缆是无法脱离定位架的，也即定位组件本身的重量不足以使二者脱离；当工作完毕后，需要使定位组件与线缆脱离时，此时通过操控无人机向上运动，进而提供给夹爪较大的外部拉力使二者脱离，脱离后，夹爪会在压力装置的作用下恢复至初始状态。
本发明中限位装置还包括用于驱动所述检测卷轴转动的第一驱动电机，其中第一驱动电机为伺服电机，其转动的启停通过远程控制模块控制。
为了减少在高空中绝缘绳的摆动造成的工作误差，本发明在无人机的架体上设有用于穿过绝缘绳的导向筒，导向筒的长度为30-50cm，可以起到一定的减少摆动效果，便于绝缘绳的稳定，同时避免引起检测卷轴上的线缆紊乱，使绝缘绳的摆动发生点远离检测卷轴。
为了方便对第一检测点和第二检测点之间的距离进行检测，本发明在第一检测点和第二检测点均设有光电传感器，在该实施例中通过检测二者的位置，然后经过换算后可得到二者之间的距离，本实施例中为间接检测第一检测点和第二检测点之间的距离。
关于第一检测点和第二检测点之间距离检测的其中一个实施例为，第一检测点设有红外发生装置，第二检测点设有红外接收装置，通过二者之间的信号传输可直接检测第一检测点和第二检测点之间的距离。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于无人机的高空电力作业安全限位装置，其特征在于，包括安装在无人机上的限位装置，所述限位装置包括检测卷轴、绝缘绳、定距组件、定位组件，所述检测卷轴固定在无人机的架体上，所述绝缘绳缠绕在检测卷轴上，所述定位组件安装在绝缘绳的末端，通过定位组件将绝缘绳的一端固定在高空线缆上，所述定位组件设有定位架、夹爪，所述夹爪的数量为两个且以相对方向铰接在定位架上；所述定距组件包括安装在无人机架体上的第一检测点以及安装在定位架上的第二检测点、还包括用于检测第一检测点和第二检测点距离的远程控制模块；该安全限位装置还包括报警组件，所述报警组件与远程控制模块通讯连接，远程控制模块内设有关于第一检测点和第二检测点距离的安全阈值，报警组件在第一检测点和第二检测点的距离小于安全阈值时发生报警；
将无人机操控上升至一定的高度，然后通过远程控制模块控制检测卷轴转动使绝缘绳释放一定的长度，该长度为在作业过程中，无人机需要与高空线缆保持的安全距离的数值，然后通过操控无人机将定位组件固定在高空线缆上，此时第二检测点的位置即为线缆的位置，由于在无人机上设有第一检测点，通过远程控制模块检测第一检测点和第二检测点的距离，当检测距离竖直大于安全阈值的距离时，此时安全距离足够，可进行电力施工作业，当检测到第一检测点和第二检测点之间的距离小于安全阈值时，此时通过设置的报警组件进行提醒，具体的是报警组件与远程控制模块是通讯连接的，报警组件设有指示灯或者蜂鸣器，也可同时设计指示灯和蜂鸣器，这样当安全距离不够时，远程控制模块会发出信号控制指示灯闪烁以及蜂鸣器响铃报警。
2.根据权利要求1所述一种基于无人机的高空电力作业安全限位装置，其特征在于，所述报警组件设有蜂鸣器或者指示灯。
3.根据权利要求1所述一种基于无人机的高空电力作业安全限位装置，其特征在于，所述定位架成倒V形结构，定位架设有两个摆臂，每个摆臂上均铰接有一个夹爪，两个夹爪与定位架的V形口之间形成夹持区域。
4.根据权利要求1所述一种基于无人机的高空电力作业安全限位装置，其特征在于，所述定位架上设有压力装置，每个所述夹爪均适配一个压力装置，所述压力装置包括顶板、弹簧，所述夹爪向夹持区域内侧摆动时，压力装置不产生作用，所述夹爪向夹持区域外侧摆动时，摆臂推动顶板使弹簧被压缩。
5.根据权利要求1所述一种基于无人机的高空电力作业安全限位装置，其特征在于，所述限位装置还包括用于驱动所述检测卷轴转动的第一驱动电机。
6.根据权利要求1所述一种基于无人机的高空电力作业安全限位装置，其特征在于，在无人机的架体上设有用于穿过绝缘绳的导向筒，导向筒的长度为30-50cm。
7.根据权利要求1-5任一项所述一种基于无人机的高空电力作业安全限位装置，其特征在于，所述第一检测点和第二检测点均设有光电传感器。
8.根据权利要求1-5任一项所述一种基于无人机的高空电力作业安全限位装置，其特征在于，所述第一检测点设有红外发生装置，第二检测点设有红外接收装置。
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