CN115924142A - 一种输电线路用无人机巡检装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种输电线路用无人机巡检装置，涉及输电线巡检技术领域，包括基座，基座的两侧旋转设置有驱动部件，用于提供飞行动力和滑行动力；驱动部件包括旋转安装在基座上的转轴，转轴的两端分别固定连接有转架，转架上旋转设置有驱动桨叶，通过转轴携带转架转动九十度，以改变提供动力的形式；基座上固定安装有悬挂杆，悬挂杆的顶端设置有两个弧形杆，两个弧形杆上分别设置有上限位组件；悬挂杆上滑动安装有接触组件，用于与输电线进行接触；在基座上滑动安装有两个下限位组件，两个下限位组件与任一个上限位组件组合，以对输电线进行包围；本发明能快速悬挂在输电线上，无需反复进行位置校正，在滑行时，能同时去除输电线上的垃圾。

Description

一种输电线路用无人机巡检装置

技术领域

本发明涉及输电线巡检技术领域，特别涉及一种输电线路用无人机巡检装置。

背景技术

电力已经成为人们生活，工作中不可或缺的资源。高压输电在我国的电力能源传输过程中起着极其重要的作用，保证高压输电线设备正常稳定工作是电力管理中的核心问题。由于高压输电线大多长期暴露在野外环境中，受恶劣的天气状况、电气闪络、机械张力与材料老化等多种原因而产生线路断股、开裂、腐蚀等损伤，如不及时检修将严重影响电力的正常运行，甚至造成严重的停电事故和人身安全隐患。因此为了确保高压输电线路的安全运行，必须对高压输电线路进行定期巡视检查，了解高压输电线路的健康运行状况，将事故隐患消除在萌芽状态，对确保线路的安全正常运行具有十分重要的意义。而目前的巡检工作大多采用人工检查的方式，由于高压输电线大多位于野外、高空，人工巡检难度大、危险系数高。

针对输电线的巡检作业，一般采用无人机进行巡检，现有的无人机巡检设备种类繁多，使用时，一般是通过遥控飞行，然后悬挂定位至输电线上，最后在输电线上滑行，以进行巡检；但现有的无人机巡检设备也存在一些问题：利用飞行将设备悬挂置于输电线上，需要经过反复的位置校正，才能使设备上的滑轮与输电线对应，比较费时；而且对于输电线上的垃圾，或者输电线上的覆冰，不能进行清理；妨碍了巡检作业的进行。

公开号为CN112563965A的中国专利公开一种输电线巡检机器人及方法，机器人包括爬滑模块、飞行模块和检测模块，爬滑模块包括爬行轮组、滑行轮组、爬滑模态转换装置和机架，机架的下部由下向上设有导向槽；悬挂架的一端与机架固定连接，另一端与爬行轮架转动连接，爬滑模态转换装置的一端与机架可转动连接，另一端与爬行轮架的一端可转动连接，滑行轮组包括第一滑行轮和第二滑行轮，第一滑行轮和第二滑行轮安装于机架上并分别位于爬行轮架的两端；飞行模块和检测模块均与机架连接；整个输电线巡检机器人的中心位于第一爬行轮、第二爬行轮以及滑行轮组的下方。该专利能够通过机器人代替人工进行高空输电线巡检，彻底解决了人工巡检难度大、危险系数高问题；但没有解决上述技术问题，在与输电线定位对接时比较麻烦，且不能除去输电线上的垃圾。

发明内容

针对上述技术问题，本发明利用弧形挂钩，能快速将设备悬挂在输电线上，无需反复进行位置校正，在滑行时，能同时去除输电线上的垃圾。

本发明所使用技术方案是：一种输电线路用无人机巡检装置，包括基座，基座的两侧旋转设置有驱动部件，用于提供飞行动力和滑行动力；驱动部件包括旋转安装在基座上的转轴，转轴的两端分别固定连接有转架，转架上旋转设置有驱动桨叶，通过转轴携带转架转动九十度，以改变提供动力的形式；基座上固定安装有悬挂杆，悬挂杆的顶端设置有两个弧形杆，两个弧形杆上分别设置有上限位组件；悬挂杆上滑动安装有接触组件，用于与输电线进行接触；接触组件包括滑动安装在悬挂杆上的接触板，接触板的底端固定连接有连接齿条；在基座上滑动安装有两个下限位组件，两个下限位组件与任一个上限位组件组合，以对输电线进行包围；下限位组件包括滑动安装在基座上的齿条滑座，所述基座上旋转安装有变向齿轮，变向齿轮分别与齿条滑座和连接齿条构成齿轮副，当输电线与接触板接触时，接触板受到挤压并滑动，在齿轮传动下，齿条滑座运动，以调整下限位组件的位置。

进一步地，所述驱动部件包括与转轴固定连接的转轴齿轮，转架上固定安装有驱动电机，驱动电机的输出轴上连接有皮带传动结构，皮带传动结构与驱动桨叶连接，并驱动驱动桨叶；在基座的内侧固定安装有控制电缸，控制电缸的伸缩杆上固定连接有齿条一和齿条二。

进一步地，所述基座的两侧分别旋转安装转环，以及固定连接有固定环，转环的内侧设置有顶块，固定环的圆周上滑动安装有固定块，固定块与固定环之间设置有用于提供弹力的固定块弹簧，齿条一与转环构成齿轮副；当顶块接触挤压固定块时，固定块运动并与转架配合，以固定转架。

进一步地，所述转架上设置有定位孔，通过固定块的一端与定位孔配合，以固定转架。

进一步地，所述弧形杆的内侧设置有滚珠，上限位组件包括旋转安装在弧形杆上的限位轮一，以及固定连接在弧形杆上的支架二和支架一；支架二上设置有摄像组一，支架一上旋转安装有半圆刮环一。

进一步地，所述接触组件包括设置在接触板与悬挂杆之间的接触板弹簧，以及固定安装在悬挂杆上的扣合电缸，所述接触板弹簧用于提供弹力；扣合电缸的伸缩杆上滑动安装有扣合杆，扣合杆与扣合电缸的伸缩杆之间设置有用于提供弹力的扣合杆弹簧，扣合杆用于扣合并固定接触板。

进一步地，所述下限位组件包括滑动安装在齿条滑座上的升降座，升降座上旋转安装有限位轮二，其中一个下限位组件上设置有摄像组二，另一个下限位组件上旋转安装有半圆刮环二，以及固定安装有齿轮电机，齿轮电机的输出轴上固定连接有齿轮一，齿轮一与半圆刮环二构成齿轮副。

进一步地，所述下限位组件还包括固定安装在齿条滑座上的丝杆电机，丝杆电机的输出轴上的固定连接有齿轮二，齿条滑座上旋转安装有齿轮三，齿轮三与齿轮二构成齿轮副；在齿轮三上以螺旋副配合设置有升降丝杆，升降丝杆的一端与升降座固定连接。

本发明与现有技术相比的有益效果是：(1)本发明能改变驱动形式，转轴和转架转动九十度，改变驱动桨叶的方位，能在飞行和滑行的动力提供上进行转换，减小在设备上的动力负载；(2)本发明通过半圆刮环二与半圆刮环一将输电线包围，在滑行过程中，通过齿轮电机驱动齿轮一转动，在齿轮传动下，使得半圆刮环二和半圆刮环一转动，以除去输电线上的垃圾或者覆冰；(3)现有无人机设备需要经过人工进行多次位置校正，才能使装置悬挂置于输电线上，过程麻烦；本发明在靠近输电线时，不管位于输电线的哪一侧，接触板受输电线挤压，使得接触板滑动，且接触板弹簧压缩，则输电线会位于弧形杆的下方，此时就可控制本装置降低飞行高度，弧形杆直接就悬挂在输电线上，无需人工多次进行位置校正。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明驱动部件的正投影示意图。

图3为本发明基座侧面结构的正投影示意图。

图4为本发明基座内部结构正投影示意图。

图5我本发明悬挂杆与接触组件的安装结构示意图。

图6为本发明悬挂杆上的局部结构示意图。

图7为本发明下限位组件的正投影示意图。

附图标记：1-基座；101-固定环；2-驱动电机；3-转架；301-定位孔；4-连接皮带；5-驱动桨叶；6-转轴；7-转轴齿轮；8-转环；801-顶块；9-固定块；901-固定块弹簧；10-齿条一；11-控制电缸；12-齿条二；13-半圆刮环一；14-支架一；15-支架二；16-摄像组一；17-限位轮一；18-悬挂杆；1801-弧形杆；1802-滚珠；19-接触板弹簧；20-接触板；21-连接齿条；22-扣合电缸；23-扣合杆；2301-扣合杆弹簧；24-变向齿轮；25-齿条滑座；26-升降丝杆；27-半圆刮环二；28-齿轮一；29-齿轮电机；30-限位轮二；31-升降座；32-齿轮二；33-丝杆电机；34-齿轮三；35-摄像组二。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1、图2、图3和图4所示，基座1的两侧旋转设置有驱动部件，用于提供飞行动力和滑行动力；驱动部件包括旋转安装在基座1上的转轴6，转轴6的两端分别固定连接有转架3，转架3上旋转设置有驱动桨叶5，通过转轴6携带转架3转动九十度，以改变提供动力的形式；驱动部件包括与转轴6固定连接的转轴齿轮7，转架3上固定安装有驱动电机2，驱动电机2的输出轴上连接有皮带传动结构，皮带传动结构包括连接皮带4，即通过连接皮带4与驱动桨叶5连接，并驱动驱动桨叶5；在基座1的内侧固定安装有控制电缸11，控制电缸11的伸缩杆上固定连接有齿条一10和齿条二12；基座1的两侧分别旋转安装转环8，以及固定连接有固定环101，转环8的内侧设置有顶块801，固定环101的圆周上滑动安装有固定块9，固定块9与固定环101之间设置有用于提供弹力的固定块弹簧901，齿条一10与转环8构成齿轮副；当顶块801接触挤压固定块9时，固定块9运动并与转架3配合，以固定转架3；转架3上设置有定位孔301，通过固定块9的一端与定位孔301配合，以固定转架3。

如图5、图6和图7所示，基座1上固定安装有悬挂杆18，悬挂杆18的顶端设置有两个弧形杆1801，两个弧形杆1801上分别设置有上限位组件；悬挂杆18上滑动安装有接触组件，用于与输电线进行接触；接触组件包括滑动安装在悬挂杆18上的接触板20，接触板20的底端固定连接有连接齿条21；在基座1上滑动安装有两个下限位组件，两个下限位组件与任一个上限位组件组合，以对输电线进行包围；下限位组件包括滑动安装在基座1上的齿条滑座25，所述基座1上旋转安装有变向齿轮24，变向齿轮24分别与齿条滑座25和连接齿条21构成齿轮副，当输电线与接触板20接触时，接触板20受到挤压并滑动，在齿轮传动下，齿条滑座25运动，以调整下限位组件的位置；弧形杆1801的内侧设置有滚珠1802，上限位组件包括旋转安装在弧形杆1801上的限位轮一17，以及固定连接在弧形杆1801上的支架二15和支架一14；支架二15上设置有摄像组一16，支架一14上旋转安装有半圆刮环一13；接触组件包括设置在接触板20与悬挂杆18之间的接触板弹簧19，以及固定安装在悬挂杆18上的扣合电缸22，接触板弹簧19用于提供弹力；扣合电缸22的伸缩杆上滑动安装有扣合杆23，扣合杆23与扣合电缸22的伸缩杆之间设置有用于提供弹力的扣合杆弹簧2301，扣合杆23用于扣合并固定接触板20。

下限位组件包括滑动安装在齿条滑座25上的升降座31，升降座31上旋转安装有限位轮二30，其中一个下限位组件上设置有摄像组二35，另一个下限位组件上旋转安装有半圆刮环二27，以及固定安装有齿轮电机29，齿轮电机29的输出轴上固定连接有齿轮一28，齿轮一28与半圆刮环二27构成齿轮副；下限位组件还包括固定安装在齿条滑座25上的丝杆电机33，丝杆电机33的输出轴上的固定连接有齿轮二32，齿条滑座25上旋转安装有齿轮三34，齿轮三34与齿轮二32构成齿轮副；在齿轮三34上以螺旋副配合设置有升降丝杆26，升降丝杆26的一端与升降座31固定连接。

本发明工作原理：驱动电机2工作，以驱动驱动桨叶5，实现飞行；用过人工遥控控制本装置飞至输电线；现有无人机设备需要经过人工进行多次位置校正，才能使装置悬挂置于输电线上，过程麻烦；本实施例在靠近输电线时，不管位于输电线的哪一侧，接触板20受输电线挤压，使得接触板20滑动，且接触板弹簧19压缩，则输电线会位于弧形杆1801的下方，此时就可控制本装置降低飞行高度，弧形杆1801直接就悬挂在输电线上，无需人工多次进行位置校正；接触板20滑动时，会与扣合杆23接触，并通过扣合杆23进行扣合固定；以固定接触板20的位置，同时，接触板20滑动时，连接齿条21跟随接触板20滑动，又在齿轮传动下，变向齿轮24转动，并且齿条滑座25滑动，使得齿条滑座25与连接齿条21的滑动方向相反，这样就可调整齿条滑座25的位置，使得下限位组件和上限位组件对齐；即不管本装置飞行至输电线的哪一侧，均可实现下限位组件和上限位组件对齐。

本装置通过弧形杆1801悬挂至输电线上后，丝杆电机33驱动齿轮二32转动，在齿轮传动下，齿轮三34转动，使得升降丝杆26携带升降座31运动，进而使限位轮二30靠近限位轮一17，通过限位轮一17与限位轮二30将输电线包围，同时，通过半圆刮环二27与半圆刮环一13将输电线包围，在滑行过程中，通过齿轮电机29驱动齿轮一28转动，在齿轮传动下，使得半圆刮环二27和半圆刮环一13转动，以除去输电线上的垃圾或者覆冰。

改变驱动形式时，需要控制电缸11控制齿条一10和齿条二12滑动，首先是在齿轮出传动下，转环8转动，使得顶块801与固定块9错开，进而固定块9不再固定转架3，然后齿条二12与转轴齿轮7啮合，在齿轮传动下，使转轴6和转架3转动九十度，改变驱动桨叶5的方位，最后齿条二12与转轴齿轮7脱离啮合，且转环8继续转动，使得顶块801再次与固定块9进行接触挤压，使固定块9运动并再次固定转架3，最终改变驱动形式，为本装置在输电线上进行滑行提供动力；滚珠1802与输电线接触，能减小滑行摩擦力；在滑行过程中，通过摄像组一16和摄像组二35对输电线的使用情况进行巡检。

本发明不局限上述具体实施方式，所属技术领域的技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种输电线路用无人机巡检装置，包括基座(1)，基座(1)的两侧旋转设置有驱动部件，用于提供飞行动力和滑行动力；驱动部件包括旋转安装在基座(1)上的转轴(6)，转轴(6)的两端分别固定连接有转架(3)，转架(3)上旋转设置有驱动桨叶(5)，通过转轴(6)携带转架(3)转动九十度，以改变提供动力的形式；其特征在于：基座(1)上固定安装有悬挂杆(18)，悬挂杆(18)的顶端设置有两个弧形杆(1801)，两个弧形杆(1801)上分别设置有上限位组件；悬挂杆(18)上滑动安装有接触组件，用于与输电线进行接触；接触组件包括滑动安装在悬挂杆(18)上的接触板(20)，接触板(20)的底端固定连接有连接齿条(21)；在基座(1)上滑动安装有两个下限位组件，两个下限位组件与任一个上限位组件组合，以对输电线进行包围；下限位组件包括滑动安装在基座(1)上的齿条滑座(25)，所述基座(1)上旋转安装有变向齿轮(24)，变向齿轮(24)分别与齿条滑座(25)和连接齿条(21)构成齿轮副，当输电线与接触板(20)接触时，接触板(20)受到挤压并滑动，在齿轮传动下，齿条滑座(25)运动，以调整下限位组件的位置。

2.根据权利要求1所述的一种输电线路用无人机巡检装置，其特征在于：所述驱动部件包括与转轴(6)固定连接的转轴齿轮(7)，转架(3)上固定安装有驱动电机(2)，驱动电机(2)的输出轴上连接有皮带传动结构，皮带传动结构与驱动桨叶(5)连接，并驱动驱动桨叶(5)；在基座(1)的内侧固定安装有控制电缸(11)，控制电缸(11)的伸缩杆上固定连接有齿条一(10)和齿条二(12)。

3.根据权利要求2所述的一种输电线路用无人机巡检装置，其特征在于：所述基座(1)的两侧分别旋转安装转环(8)，以及固定连接有固定环(101)，转环(8)的内侧设置有顶块(801)，固定环(101)的圆周上滑动安装有固定块(9)，固定块(9)与固定环(101)之间设置有用于提供弹力的固定块弹簧(901)，齿条一(10)与转环(8)构成齿轮副；当顶块(801)接触挤压固定块(9)时，固定块(9)运动并与转架(3)配合，以固定转架(3)。

4.根据权利要求3所述的一种输电线路用无人机巡检装置，其特征在于：所述转架(3)上设置有定位孔(301)，通过固定块(9)的一端与定位孔(301)配合，以固定转架(3)。

5.根据权利要求1所述的一种输电线路用无人机巡检装置，其特征在于：所述弧形杆(1801)的内侧设置有滚珠(1802)，上限位组件包括旋转安装在弧形杆(1801)上的限位轮一(17)，以及固定连接在弧形杆(1801)上的支架二(15)和支架一(14)；支架二(15)上设置有摄像组一(16)，支架一(14)上旋转安装有半圆刮环一(13)。

6.根据权利要求1所述的一种输电线路用无人机巡检装置，其特征在于：所述接触组件包括设置在接触板(20)与悬挂杆(18)之间的接触板弹簧(19)，以及固定安装在悬挂杆(18)上的扣合电缸(22)，所述接触板弹簧(19)用于提供弹力；扣合电缸(22)的伸缩杆上滑动安装有扣合杆(23)，扣合杆(23)与扣合电缸(22)的伸缩杆之间设置有用于提供弹力的扣合杆弹簧(2301)，扣合杆(23)用于扣合并固定接触板(20)。

7.根据权利要求1所述的一种输电线路用无人机巡检装置，其特征在于：所述下限位组件包括滑动安装在齿条滑座(25)上的升降座(31)，升降座(31)上旋转安装有限位轮二(30)，其中一个下限位组件上设置有摄像组二(35)，另一个下限位组件上旋转安装有半圆刮环二(27)，以及固定安装有齿轮电机(29)，齿轮电机(29)的输出轴上固定连接有齿轮一(28)，齿轮一(28)与半圆刮环二(27)构成齿轮副。

8.根据权利要求7所述的一种输电线路用无人机巡检装置，其特征在于：所述下限位组件还包括固定安装在齿条滑座(25)上的丝杆电机(33)，丝杆电机(33)的输出轴上的固定连接有齿轮二(32)，齿条滑座(25)上旋转安装有齿轮三(34)，齿轮三(34)与齿轮二(32)构成齿轮副；在齿轮三(34)上以螺旋副配合设置有升降丝杆(26)，升降丝杆(26)的一端与升降座(31)固定连接。

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