CN116902242A - 一种架空输电线路无人机不停电作业装置及作业方法 - Google Patents
一种架空输电线路无人机不停电作业装置及作业方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116902242A CN116902242A CN202310861659.5A CN202310861659A CN116902242A CN 116902242 A CN116902242 A CN 116902242A CN 202310861659 A CN202310861659 A CN 202310861659A CN 116902242 A CN116902242 A CN 116902242A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- unmanned aerial
- aerial vehicle
- sleeve
- module
- arm
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title claims abstract description 58
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 20
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims abstract description 34
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 25
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims abstract description 12
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 claims description 23
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 23
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 9
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 9
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 6
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 4
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 3
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 abstract description 5
- 238000013021 overheating Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009194 climbing Effects 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
- H02G1/00—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines
- H02G1/02—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines for overhead lines or cables
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D47/00—Equipment not otherwise provided for
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
- B64U20/00—Constructional aspects of UAVs
- B64U20/80—Arrangement of on-board electronics, e.g. avionics systems or wiring
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
- B64U2101/00—UAVs specially adapted for particular uses or applications
- B64U2101/25—UAVs specially adapted for particular uses or applications for manufacturing or servicing
- B64U2101/26—UAVs specially adapted for particular uses or applications for manufacturing or servicing for manufacturing, inspections or repairs
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Forklifts And Lifting Vehicles (AREA)
Abstract
本发明公开了一种架空输电线路无人机不停电作业装置，包括：无人机、方向套筒转动轴和方向套筒转动固定螺杆、固定槽盘、活动槽盘、方向套筒、防松螺母、前伸缩臂与后伸缩臂、舵机云台、模块连接螺杆，模块连接螺杆设置于前伸缩臂的前侧端部，用于连接安装不同的功能设备，如验电模块、零值绝缘子带电检测模块、磁吸式引流线夹模块；本发明通过无人机搭载不停电作业臂，搭配验电模块、零值绝缘子带电检测模块、磁吸式引流线夹模块实现架空输电线路验电、绝缘子零值检测或采用并复引流线方式处理耐张线夹接点过热的架空输电线路不停电作业功能。
Description
技术领域
本发明属于输电线路检修领域，具体涉及一种架空输电线路无人机不停电作业装置及作业方法。
背景技术
架空输电线路由线路杆塔、导线、绝缘子、线路金具、拉线、杆塔基础、接地装置等构成，线路往往架设于离地数十米的高度。线路运行期间，定期对设备进行检修，检修或维护往往需要人员面临高坠、触电等风险登塔进行高空作业。处理严重、危急缺陷，一般会采取紧急停电处理缺陷，线路停电会增加电网整体安全运行风险；若不满足停电要求，则需专业人员进行带电或不停电作业，作业难度较大，安全风险高。随着多旋翼无人机技术在电网领域的深化应用，行业内出现使用无人机代替人员验电、挂接地线等应用研究。
中国专利CN109866924A公开了一种电力架空线路消缺无人机及其消缺方法，电力架空线路消缺无人机包括底板、立柱和机架，机架包括中间平板部分和设在中间平板部分四周的四个机翼部分，四个机翼部分端头上部均设有电机支座，电机支座上设有电机，电机输出轴上连接有旋翼，底板底部两侧设有两个机械臂，每个机械臂上均连接有机械爪，底板底部连接有摄像头云台，摄像头云台上连接有摄像头，底板底部两侧设有两个起落架，底板顶部设有控制台，控制台内集成有控制电路，控制电路包括微控制器模块、电源模块、无线通信模块、红外接收模块、姿态传感器和四个电机驱动模块。该专利虽然能够实现带电操作，但是其局限性较大，不能适应多种工况，例如导线若为垂直排列导线，则无人机吊装设备操作时与导线容宜过近。新投运导线多为同塔并架垂直排列，若吊装臂过长或过短，均易导致无人机距带电导线过近，发生故障。
发明内容
本发明的目的在于提供一种架空输电线路无人机不停电作业装置及作业方法，以解决上述背景技术中的问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一方面，提供了一种架空输电线路无人机不停电作业装置，包括：
无人机，
作业臂固定架，用于安装在无人机底部位置；
方向套筒转动轴和方向套筒转动固定螺杆，分别安装在作业臂固定架上，并且相对设置；
固定槽盘，固定套接在方向套筒转动轴上；
活动槽盘，活动套接在方向套筒转动固定螺杆上，且在所述方向套筒转动固定螺杆上的位置能够调节；
方向套筒，方向套筒的第一端和第二端分别设置有一方向套筒卡爪，第一端的所述方向套筒卡爪用于插接在固定槽盘中，第二端的所述方向套筒卡爪用于插接在活动槽盘中；方向套筒的第三端和第四端分别设置有一个作业臂套筒；
防松螺母，螺纹连接在方向套筒转动固定螺杆上，用于方向套筒卡爪插接在活动槽盘之后，对活动槽盘进行锁紧；
前伸缩臂与后伸缩臂，分别安装在一个作业臂套筒中；
舵机云台，安装于前伸缩臂前部，图传天空端安装于舵机云台上；
模块连接螺杆，设置于前伸缩臂的前侧端部，用于连接安装不同的功能设备；
供电系统及配重模块，安装于后伸缩臂尾端，用于提供电源以及进行数据交互。
进一步的，所述作业臂固定架设置为U形框架，所述U形框架的U形底用于安装在无人机的底部，所述U形框架的两个U形壁用于分别安装方向套筒转动轴和方向套筒转动固定螺杆。
进一步的，所述固定槽盘和活动槽盘上分别设置有用于和方向套筒卡爪形状相适配的插槽，当方向套筒卡爪与插槽插接后，方向套筒的当前旋转角度固定。
进一步的，所述供电系统及配重模块包括有蓄电池，所述蓄电池通过供电导线进行供电，所述供电导线设置于收线器内，收线器设置在供电系统及配重模块上。
进一步的，所述功能设备为验电器模块，包括验电器，以及电连接所述验电器的第一柔性探针；验电器上设置有第一接口模块，所述第一接口模块用于连接作业臂模块连接螺杆。
进一步的，所述第一柔性探针包括导电永磁体与软弹簧；所述软弹簧一端电连接验电器，另一端电连接导电永磁体。
进一步的，所述功能设备为磁吸式引流线夹，包括引流线夹单元与限位器单元；
引流线夹单元包括两个弹簧夹、一根导电连接线；两个弹簧夹之间通过导电连接线相连接；弹簧夹包括两个夹板和一个扭簧，弹簧夹的上、下两个夹板外侧各安装一个弹簧夹燕尾，其中一个弹簧夹燕尾连接有磁性圆柱，另外一个弹簧夹燕尾连接有空心套筒，磁性圆柱设置于空心套筒之内，且磁性圆柱能够相对于所述空心套筒滑动运动；
电磁限位器单元包括T字形连杆、电磁铁、第二接口模块和限位器；所述空心套筒的顶部套接设限位器之内；两个所述限位器分别安装在T字形连杆的第一端和第二端，所述T字形连杆的第三端连接所述第二接口模块，所述第二接口模块用于连接安装在作业臂模块连接螺杆上；
每个限位器的顶部位置都安装一个电磁铁，电磁铁通电后能够吸附空心套筒和磁性圆柱。
进一步的，所述弹簧夹的前端夹持部上设置有夹持槽。
进一步的，所述功能设备为零值绝缘子带电检测模块，包括绝缘子分布电压测试仪、第二柔性探针和第三接口模块；所述绝缘子分布电压测试仪通过第三接口模块与作业臂模块连接螺杆连接安装，所述第二柔性探针连接所述绝缘子分布电压测试仪。
本发明第二方面，提供了一种架空输电线路无人机不停电作业装置的作业方法，包括如下步骤：
无人机不停电作业臂作业：
将固定架固定在无人机上，提前调整按照现场架空输电线路导线排列方式调节方向固定器方向套筒，之后进行作业；现场架空输电线路导线排列方式包括垂直排列或水平排列；水平排列时，根据所需作业距离调节前伸缩臂长度，调节后伸缩臂对整体力矩进行平衡，将伸缩臂上锁扣锁紧固定长度；垂直排列时，调节前伸缩臂、后伸缩臂为最短、锁牢状态，旋转方向套筒作业方向，调节为竖直向下，挪动方向套筒将方向套筒卡爪嵌入固定槽盘，再挪动活动槽盘嵌入另一侧方向套筒卡爪，拧紧防松螺母；调节前伸缩臂为所需长度并将锁扣锁紧固定；
验电与零值绝缘子检测作业：
调整好作业臂后，将验电或零值绝缘子检测模块安装于作业臂模块连接螺杆上；使用多通道遥控操控搭载有作业臂的无人机，通过舵机云台上的图传天空端观察作业点位置环境；调整无人机姿态，使验电器或零值绝缘子检测器的柔性探针靠近或碰触检测位置，进行测量；测量结果通过作业臂上图传天空端进行观察；
无人机并复引流线处理耐张线夹接点过热：
调整好作业臂后，将T字形连杆安装于作业臂模块连接螺杆上；通过多通道遥控器遥控供电系统及配重模块为电磁铁供电；
将弹簧夹的两个弹簧夹燕尾按压在一起，使磁性圆柱插进空心套筒，此时弹簧夹张开；将插入磁性圆柱的空心套筒一块放入限位器中；电磁铁将磁性圆柱、空心套筒整体进行吸附；
操控搭载作业臂的无人机，通过舵机云台上的图传天空端观察作业位置环境调整无人机姿态，使两只弹簧夹夹口分别探入输电导线与引流线；关断电磁铁供电，电磁铁对空心套筒无吸附作用，空心套筒脱离限位器；同时，磁性圆柱与空心套筒在扭簧扭力作用下分开，弹簧夹闭合夹紧输电导线与引流线，作业完成。
与现有技术相比较，本发明的有益效果如下：
1)本发明依靠无人机搭载作业设备替代人员登塔开展架空输电线路作业，避免登塔作业引起人员高坠、触电等人身安全风险，降低人员作业门槛，提升在安全保护下的检修效率；
2)本发明采用无人机进行作业，因无人机无接地且作业臂使用绝缘材质，无电位差，可开展等电位不停电作业，避免因线路停电产生的电网运行风险；
3)本发明通过改变作业臂的配重和调节伸缩臂长度来平衡不同重量挂载产生的力矩，从而使本发明在无人机自稳性能不高的情况下也可适配不同重量的功能模块。
4)本发明利用方向套筒可调整作业臂实现水平或竖直状态，满足不同输电线路导线排列方式的作业环境需要，适用范围更广。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明实施例一种架空输电线路无人机不停电作业装置的整体结构示意图；
图2是本发明实施例中作业臂的结构示意图；
图3是本发明实施例中作业臂固定架结构示意图；
图4是本发明实施例中验电器模块结构示意图；
图5是本发明实施例中零值绝缘子带电检测模块结构示意图；
图6是本发明实施例中磁吸式引流线夹结构示意图；
图7是本发明实施例中验电器模块检测过程安装结构示意图；
图8是本发明实施例中零值绝缘子带电检测模块检测过程安装结构示意图；
图9是本发明实施例中磁吸式引流线夹检测过程安装结构示意图；
其中：1-作业臂固定架，2-方向套筒转动轴，3-固定槽盘，4-方向套筒转动固定螺杆，5-方向套筒卡爪，6-方向套筒，6-1-作业臂套筒，7-前伸缩臂，8-舵机云台，9-图传天空端，10-作业臂模块连接螺杆，11-后伸缩臂，12-供电系统及配重模块，13-收线器，14-防松螺母，15-活动槽盘，16-验电器，17-软弹簧，18-导电永磁体，19-绝缘子零值检测仪，20-T字形连杆，21-电磁铁，22-限位器，23-导电连接线，24-弹簧夹，25-空心套筒，26-磁性圆柱，27-弹簧夹燕尾，28-扭簧，29第二接口模块。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。
如图1～图9所示，一种架空输电线路无人机不停电作业装置，包括：
无人机，用于提供运输动力，搭载作业臂固定架1进行不停电作业。
作业臂固定架1，用于安装在无人机底部位置；具体来说，可以利用轧带等固定方式将作业臂固定架1固定于无人机下方。
方向套筒转动轴2和方向套筒转动固定螺杆4，分别安装在作业臂固定架1上，并且相对设置。
固定槽盘3，固定套接在方向套筒转动轴2上。
活动槽盘15，活动套接在方向套筒转动固定螺杆4上，且在所述方向套筒转动固定螺杆4上的位置能够调节；具体来说，活动槽盘15能够沿着方向套筒转动固定螺杆4往复移动。
方向套筒6，方向套筒6的第一端和第二端分别设置有一个方向套筒卡爪5，第一端的所述方向套筒卡爪5用于插接在固定槽盘3中，第二端的所述方向套筒卡爪5用于插接在活动槽盘15中；固定槽盘3用于方向套筒卡爪5的定位。
方向套筒6的第三端和第四端分别设置有一个作业臂套筒6-1，用于安装前伸缩臂7与后伸缩臂11，前伸缩臂7与后伸缩臂11组成作业臂的主要结构；通过手动调节方向套筒6的角度，可使作业臂成竖直、水平或45度角，满足不同输电导线排列方式作业场景的需要。
防松螺母14，螺纹连接在方向套筒转动固定螺杆4上，用于方向套筒卡爪5插接在活动槽盘15之后，对活动槽盘15进行锁紧。
前伸缩臂7与后伸缩臂11，分别安装在一个作业臂套筒6-1中；前伸缩臂7用于调节无人机与带电线路间的作业距离，通过调节后伸缩臂11长度与配重供电系统模块重量对无人机力矩进行平衡，以满足不同重量功能模块的适配。前伸缩臂7与后伸缩臂11采用绝缘材料制成可进行伸缩并固定伸缩长度。
舵机云台8，安装于前伸缩臂7前部，图传天空端9安装于舵机云台8上；用于提供作业臂作业环境图像便于人员操控。
模块连接螺杆10，设置于前伸缩臂7的前侧端部，用于连接安装不同的功能设备。
供电系统及配重模块12，安装于后伸缩臂11尾端，用于提供电源以及进行数据交互，配重用于平衡无人机，供电系统通过多通道遥控用于为图传天空端9及不同功能模块供电。无人机和作业臂末端的配重供电系统受多通道遥控器控制。
具体来说，供电系统及配重模块12安装于后伸缩臂11尾端，其内设置有蓄电池、微处理器、无线通讯模块以及继电器模块；蓄电池与微处理器相连接，微处理器通过无线通讯模块与多通道遥控器相连接，微处理器通过继电器模块与舵机云台8、图传天空端9和电磁铁21或其他用电功能模块相连。继电器模块与用电设备相连的供电导线通过收线器13配合伸缩臂伸缩可自动调节任意长度供电导线。
一个可选实施例中，组合作业臂与固定架1的方法为：防松螺母14旋入方向套筒转动固定螺杆4后，活动槽盘15套入方向套筒转动固定螺杆4。方向套筒6两端套筒分别套在方向套筒转动轴2与方向套筒转动固定螺杆4上并以此为轴可转动，水平方向留有一定活动空间，可将方向套筒卡爪5插入或拉出固定槽盘3上的卡槽。当方向套筒卡爪5插入固定槽盘3后，在螺杆14上挪动活动槽盘15，使得另一侧的方向套筒卡爪5插入活动槽盘15，然后拧紧防松螺母14完成作业臂单元组合。
一个可选实施例中，所述作业臂固定架1设置为U形框架，所述U形框架的U形底用于安装在无人机的底部，所述U形框架的两个U形壁用于分别安装方向套筒转动轴2和方向套筒转动固定螺杆4。具体来说，所述U形框架由三个长方形框架构成，其中一个长方形作为底，另外两个作为壁。
一个可选实施例中，所述固定槽盘3和活动槽盘15上分别设置有用于和方向套筒卡爪5形状相适配的插槽，当方向套筒卡爪5与插槽插接后，方向套筒6的当前旋转角度固定。优选实施例中，插槽设置为沿固定槽盘3和活动槽盘15的径向设置多个，对应的方向套筒卡爪5的形状和数量与插槽相适配；由于前伸缩臂7与后伸缩臂11安装在作业臂套筒6-1上，作业臂套筒6-1设置在方向套筒6上，因此需要调节作业臂角度时，只需要以方向套筒6为轴进行旋转一定角度，然后将方向套筒卡爪5插回插槽即可。
一个可选实施例中，所述供电系统及配重模块12包括有蓄电池，所述蓄电池通过供电导线进行供电，所述供电导线设置于收线器13内，收线器13设置在供电系统及配重模块12上。
一个可选实施例中，所述功能设备可以为验电器模块，包括验电器16，以及电连接所述验电器16的第一柔性探针；验电器16上设置有第一接口模块；所述第一接口模块用于连接作业臂模块连接螺杆10。具体来说，第一接口模块设置为螺纹孔，能够螺纹连接所述作业臂模块连接螺杆10。
一个可选实施例中，所述第一柔性探针包括导电永磁体18与软弹簧17；所述软弹簧17一端电连接验电器16，另一端连接导电永磁体18。通过设置软弹簧17可实现探针与待检测点位间的柔性连接，防止无人机硬接触发生失控。导电永磁体18可吸附于待检测点位，在柔性弹簧拉伸裕度内可使探针同待检测点位建立有效连接。
一个可选实施例中，所述功能设备可以为磁吸式引流线夹，磁吸式引流线夹包括引流线夹单元与电磁限位器单元；
其中，引流线夹单元包括两个弹簧夹24、一根导电连接线23；两个弹簧夹24之间通过导电连接线23相连接；一个弹簧夹用于连接输电线，另一个弹簧夹用于连接引流线。
弹簧夹24包括两个夹板和一个扭簧28，弹簧夹24的上下两个夹板外侧各安装一个弹簧夹燕尾27，其中一个弹簧夹燕尾27连接有磁性圆柱26，另外一个弹簧夹燕尾27连接有空心套筒25，磁性圆柱26设置于空心套筒25之内，且磁性圆柱26能够相对于所述空心套筒25滑动运动；所述空心套筒25的顶部套接设限位器22之内，并且所述空心套筒25上沿竖向开设有用于弹簧夹燕尾27运动所需的槽，该槽与空心套筒25的内部空心连通。
电磁限位器单元包括T字形连杆20、电磁铁21、第二接口模块29和限位器22；两个所述限位器22分别安装在T字形连杆20的第一端和第二端，所述T字形连杆20的第三端连接所述第二接口模块29，所述第二接口模块29用于连接安装在作业臂模块连接螺杆10上；具体来说，两个所述限位器22安装在T字形连杆20的T形头两端，T字形连杆20的第三端固定连接第二接口模块29，第二接口模块29设置有螺纹孔，能够螺纹连接所述作业臂模块连接螺杆10。
每个限位器22的顶部位置都安装一个电磁铁21，电磁铁21利用蓄电池供电，电磁铁21通电后能够吸附住弹簧夹燕尾27末端的空心套筒25和磁性圆柱26，此过程为：电磁铁21通电产生磁力，对空心套筒25和磁性圆柱26进行吸附，与此同时，磁性圆柱26在空心套筒25内向电磁铁21方向运动，此时弹簧夹24张开，断电后，弹簧夹24自复位，弹簧夹24闭合，空心套筒25和磁性圆柱26整体脱离限位器22。
可以理解的是，为了实现磁力吸附，磁性圆柱26可以是铁柱。
一个可选实施例中，空心套筒25的内部中空可以设置为圆弧形，适应性的，磁性圆柱26设置为与空心套筒25内部圆弧形中空形状相匹配的圆弧形，便于在圆弧形中空内运动。
可以理解的是，磁性圆柱26连接的弹簧夹燕尾27能够沿着空心套筒25的槽往复运动。
一个可选实施例中，所述弹簧夹24的前端夹持部上设置有夹持槽，夹持槽由设置于上下夹板上的凹口构成，能够夹住电线。
一个可选实施例中，空心套筒25可以是磁性材料制成，弹簧夹24上下两夹板外侧表面固定有弹簧夹燕尾27，上夹板的弹簧夹燕尾27末端连接空心套筒25，下夹板的弹簧夹燕尾27末端连接磁性圆柱26。磁性圆柱26可插入空心套筒25，插入后两者可同时被电磁铁21吸附。
一个可选实施例中，T字形连杆20使用韧性材料制成，可在一定范围内改变角度。
一个可选实施例中，所述功能设备为零值绝缘子带电检测模块，包括绝缘子分布电压测试仪19、第二柔性探针和第三接口模块；所述绝缘子分布电压测试仪19通过第三接口模块与作业臂模块连接螺杆10连接安装，所述第二柔性探针连接所述绝缘子分布电压测试仪19。第二柔性探针包括两个柔性弹簧，每个柔性弹簧上设置有一个导电永磁铁。
前伸缩臂7、后伸缩臂11分别为现有技术中的伸缩臂，设置有锁扣，锁扣松开时能够调节长度，锁扣锁紧时，固定伸缩臂的长度。
上述方案通过无人机搭载不停电作业臂，搭配验电模块、零值绝缘子带电检测模块、磁吸式引流线夹模块实现架空输电线路验电、绝缘子零值检测或采用并复导电连接线23方式处理耐张线夹接点过热的架空输电线路不停电作业功能。
上述方案的工作方法如下：
一、无人机不停电作业臂作业：
将固定架1固定在无人机上，提前调整按照现场架空输电线路导线排列方式调节方向固定器方向套筒6，之后进行作业；现场架空输电线路导线排列方式包括垂直排列或水平排列；水平排列时，根据所需作业距离调节前伸缩臂7长度，调节后伸缩臂11对整体力矩进行平衡，将伸缩臂上锁扣锁紧固定长度；垂直排列时，调节前伸缩臂7、后伸缩臂11为最短、锁牢状态，旋转方向套筒6作业方向，调节为竖直向下，挪动方向套筒6将方向套筒卡爪5嵌入固定槽盘3，再挪动活动槽盘15嵌入另一侧方向套筒卡爪5，拧紧防松螺母14；调节前伸缩臂7为所需长度并将锁扣锁紧固定；
二、验电与零值绝缘子检测作业：
调整好作业臂后，将验电或零值绝缘子检测模块安装于作业臂模块连接螺杆10上；使用多通道遥控操控搭载有作业臂的无人机，通过舵机云台8上的图传天空端9观察作业点位置环境；调整无人机姿态，使验电器16或零值绝缘子检测器的柔性探针靠近或碰触检测位置，进行测量；测量结果通过作业臂上图传天空端9进行观察；
三、无人机并复引流线处理耐张线夹接点过热：
调整好作业臂后，将T字形连杆20安装于作业臂模块连接螺杆10上；通过多通道遥控器遥控供电系统及配重模块12为电磁铁21供电；
将弹簧夹24的两个弹簧夹燕尾27按压在一起，使磁性圆柱26插进空心套筒25，此时弹簧夹24张开；将插入磁性圆柱26的空心套筒25一块放入限位器22中；电磁铁21将磁性圆柱26、空心套筒25整体进行吸附；
操控搭载作业臂的无人机，通过舵机云台8上的图传天空端9观察作业位置环境调整无人机姿态，使两只弹簧夹24夹口分别探入输电导线与引流线；关断电磁铁21供电，电磁铁21对空心套筒25无吸附作用，空心套筒25脱离限位器22；同时，磁性圆柱26与空心套筒25在扭簧28扭力作用下分开，弹簧夹24闭合夹紧输电导线与引流线，作业完成。
基于与上述实施例的统一发明构思，本方案还提供了一种架空输电线路无人机不停电作业装置的作业方法，包括如下步骤：
1、无人机不停电作业臂作业过程
作业前，将作业臂固定架1利用扎带等固定方式与无人机连接牢固。作业臂前端安装好功能模块，调试好供电系统及配重模块12为图传天空端9及用电功能模块供电，调节前后伸缩臂7、11长度时供电导线通过收线器13自动拉出所需长度导线。按照现场架空输电线路导线排列方式，如垂直或水平排列调节方向固定器方向套筒6。水平排列时，根据所需作业距离调节前伸缩臂7长度，调节后伸缩臂11对整体力矩进行平衡，调节前、后伸缩臂7、11长度后将伸缩臂上锁扣锁紧固定长度。垂直排列时，调节前后伸缩臂7、11为最短、锁牢状态，将无人机升起为适宜高度，将防松螺母14拧松，挪动活动槽盘15脱离方向套筒卡爪5，再挪动方向套筒6使另一侧方向套筒卡爪脱离固定槽盘3。旋转方向套筒6作业方向，调节为竖直向下；调节好后，挪动方向套筒6将方向套筒卡爪嵌入固定槽盘3，再挪动活动槽盘15嵌入另一侧方向套筒卡爪后拧紧防松螺母14。将无人机提升足够高度后，调节前伸缩臂7为所需长度并将锁扣锁紧固定。
作业完成后，水平排列时，保证无人机可安全降落即可不收回缩伸缩臂。若影响无人机降落需将无人机降落到适宜人员操作高度，收缩前、后伸缩臂7、11后再安全降落。
作业完成后，垂直排列时，无人机降落到适宜人员操作高度。先将前、后伸缩臂7、11缩回，拧松防松螺母14，挪动活动槽盘15脱离方向套筒卡爪5，再挪动方向套筒6使另一侧方向套筒卡爪脱离固定槽盘3。旋转方向套筒6为水平方向，伸长后伸缩臂11对无人机进行力矩平衡，再挪动方向套筒6将方向套筒卡爪嵌入固定槽盘3，挪动活动槽盘15嵌入另一侧方向套筒卡爪后拧紧防松螺母14。在保证无人机平衡可安全降落后使无人机降落。
2、验电与零值绝缘子检测作业过程
调整好作业臂后，将验电或零值绝缘子检测模块通过模块接口安装于作业臂模块连接螺杆10上。作业人员使用多通道遥控操控搭载有作业臂的无人机，通过舵机云台8上的图传天空端9观察作业点位置环境。调整无人机姿态，使验电器或零值绝缘子检测器的柔性探针靠近或碰触检测位置。柔性探针因软弹簧17可实现探针与待检测点位间的柔性连接，防止无人机硬接触发生失控。探针前端的导电永磁体18将吸附于待检测导线或绝缘子金属钢帽处，在软弹簧17拉伸裕度内可使探针同待检测点位建立有效连接，满足接触式测量要求。验电器或零值绝缘子电压测试仪正常开展检测工作，相关测量结果或测量数据可通过作业臂上图传天空端9进行观察、查看。
3、无人机并复引流线处理耐张线夹接点过热方法
调整好作业臂后，将T字形连杆20安装于作业臂模块连接螺杆10上。为限位器22上的电磁铁21连接好导线，通过多通道遥控器遥控供电系统及配重模块12为电磁铁21供电。将弹簧夹24的两个弹簧夹燕尾按压在一起，使磁性圆柱26进入空心套筒25，此时弹簧夹24张开；将磁性圆柱26的空心套筒25整体放入限位器22中，因电磁铁21磁性将磁性圆柱26与空心套筒25吸附在一起，使弹簧夹24依然保持张开状态；限位器22主要是用于防止磁性圆柱26的空心套筒25发生水平或方向偏移，导致弹簧夹24脱落。
根据作业现场输电导线与引流线的位置关系，调整T字形连杆20的连杆角度，使两只弹簧夹可分别夹住输电导线与引流线。
作业人员操控搭载作业臂的无人机，通过舵机云台8上的图传天空端9观察作业位置环境，调整无人机姿态，使两只弹簧夹24夹口分别探入输电导线与引流线。通过多通道遥控器遥控供电系统及配重模块12关断电磁铁21供电，电磁铁21对磁性圆柱26和空心套筒25无吸附作用，磁性圆柱26和空心套筒25限位器；同时，磁性圆柱26与空心套筒25在扭簧28扭力作用下分开，弹簧夹24闭合加紧输电导线与引流线，作业完成。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
Claims (10)
1.一种架空输电线路无人机不停电作业装置，其特征在于，包括：
无人机，
作业臂固定架(1)，用于安装在无人机底部位置；
方向套筒转动轴(2)和方向套筒转动固定螺杆(4)，分别安装在作业臂固定架(1)上，并且相对设置；
固定槽盘(3)，固定套接在方向套筒转动轴(2)上；
活动槽盘(15)，活动套接在方向套筒转动固定螺杆(4)上，且在所述方向套筒转动固定螺杆(4)上的位置能够调节；
方向套筒(6)，方向套筒(6)的第一端和第二端分别设置有一方向套筒卡爪(5)，第一端的所述方向套筒卡爪(5)用于插接在固定槽盘(3)中，第二端的所述方向套筒卡爪(5)用于插接在活动槽盘(15)中；方向套筒(6)的第三端和第四端分别设置有一个作业臂套筒(6-1)；
防松螺母(14)，螺纹连接在方向套筒转动固定螺杆(4)上，用于方向套筒卡爪(5)插接在活动槽盘(15)之后，对活动槽盘(15)进行锁紧；
前伸缩臂(7)与后伸缩臂(11)，分别安装在一个作业臂套筒(6-1)中；
舵机云台(8)，安装于前伸缩臂(7)前部，图传天空端(9)安装于舵机云台(8)上；
模块连接螺杆(10)，设置于前伸缩臂(7)的前侧端部，用于连接安装不同的功能设备；
供电系统及配重模块(12)，安装于后伸缩臂(11)尾端，用于提供电源以及进行数据交互。
2.根据权利要求1所述的架空输电线路无人机不停电作业装置，其特征在于，所述作业臂固定架(1)设置为U形框架，所述U形框架的U形底用于安装在无人机的底部，所述U形框架的两个U形壁用于分别安装方向套筒转动轴(2)和方向套筒转动固定螺杆(4)。
3.根据权利要求1所述的架空输电线路无人机不停电作业装置，其特征在于，所述固定槽盘(3)和活动槽盘(15)上分别设置有用于和方向套筒卡爪(5)形状相适配的插槽，当方向套筒卡爪(5)与插槽插接后，方向套筒(6)的当前旋转角度固定。
4.根据权利要求1所述的架空输电线路无人机不停电作业装置，其特征在于，所述供电系统及配重模块(12)包括有蓄电池，所述蓄电池通过供电导线进行供电，所述供电导线设置于收线器(13)内，收线器(13)设置在供电系统及配重模块(12)上。
5.根据权利要求1所述的架空输电线路无人机不停电作业装置，其特征在于，所述功能设备为验电器模块，包括验电器(16)，以及电连接所述验电器(16)的第一柔性探针；验电器(16)上设置有第一接口模块，所述第一接口模块用于连接作业臂模块连接螺杆(10)。
6.根据权利要求5所述的架空输电线路无人机不停电作业装置，其特征在于，所述第一柔性探针包括导电永磁体(18)与软弹簧(17)；所述软弹簧(17)一端电连接验电器(16)，另一端电连接导电永磁体(18)。
7.根据权利要求1所述的架空输电线路无人机不停电作业装置，其特征在于，所述功能设备为磁吸式引流线夹，包括引流线夹单元与限位器单元；
引流线夹单元包括两个弹簧夹(24)、一根导电连接线(23)；两个弹簧夹(24)之间通过导电连接线(23)相连接；弹簧夹(24)包括两个夹板和一个扭簧(28)，弹簧夹(24)的上、下两个夹板外侧各安装一个弹簧夹燕尾(27)，其中一个弹簧夹燕尾(27)连接有磁性圆柱(26)，另外一个弹簧夹燕尾(27)连接有空心套筒(25)，磁性圆柱(26)设置于空心套筒(25)之内，且磁性圆柱(26)能够相对于所述空心套筒(25)滑动运动；
电磁限位器单元包括T字形连杆(20)、电磁铁(21)、第二接口模块(29)和限位器(22)；所述空心套筒(25)的顶部套接设限位器(22)之内；两个所述限位器(22)分别安装在T字形连杆(20)的第一端和第二端，所述T字形连杆(20)的第三端连接所述第二接口模块(29)，所述第二接口模块(29)用于连接安装在作业臂模块连接螺杆(10)上；
每个限位器(22)的顶部位置都安装一个电磁铁(21)，电磁铁(21)通电后能够吸附空心套筒(25)和磁性圆柱(26)。
8.根据权利要求1所述的架空输电线路无人机不停电作业装置，其特征在于，所述弹簧夹(24)的前端夹持部上设置有夹持槽。
9.根据权利要求1所述的架空输电线路无人机不停电作业装置，其特征在于，所述功能设备为零值绝缘子带电检测模块，包括绝缘子分布电压测试仪(19)、第二柔性探针和第三接口模块；所述绝缘子分布电压测试仪(19)通过第三接口模块与作业臂模块连接螺杆(10)连接安装，所述第二柔性探针连接所述绝缘子分布电压测试仪(19)。
10.一种架空输电线路无人机不停电作业装置的作业方法，其特征在于，包括如下步骤：
无人机不停电作业臂作业：
将固定架(1)固定在无人机上，提前调整按照现场架空输电线路导线排列方式调节方向固定器方向套筒(6)，之后进行作业；现场架空输电线路导线排列方式包括垂直排列或水平排列；水平排列时，根据所需作业距离调节前伸缩臂(7)长度，调节后伸缩臂(11)对整体力矩进行平衡，将伸缩臂上锁扣锁紧固定长度；垂直排列时，调节前伸缩臂(7)、后伸缩臂(11)为最短、锁牢状态，旋转方向套筒(6)作业方向，调节为竖直向下，挪动方向套筒(6)将方向套筒卡爪(5)嵌入固定槽盘(3)，再挪动活动槽盘(15)嵌入另一侧方向套筒卡爪(5)，拧紧防松螺母(14)；调节前伸缩臂(7)为所需长度并将锁扣锁紧固定；
验电与零值绝缘子检测作业：
调整好作业臂后，将验电或零值绝缘子检测模块安装于作业臂模块连接螺杆(10)上；使用多通道遥控操控搭载有作业臂的无人机，通过舵机云台(8)上的图传天空端(9)观察作业点位置环境；调整无人机姿态，使验电器(16)或零值绝缘子检测器的柔性探针靠近或碰触检测位置，进行测量；测量结果通过作业臂上图传天空端(9)进行观察；
无人机并复引流线处理耐张线夹接点过热：
调整好作业臂后，将T字形连杆(20)安装于作业臂模块连接螺杆(10)上；通过多通道遥控器遥控供电系统及配重模块(12)为电磁铁(21)供电；
将弹簧夹(24)的两个弹簧夹燕尾(27)按压在一起，使磁性圆柱(26)插进空心套筒(25)，此时弹簧夹(24)张开；将插入磁性圆柱(26)的空心套筒(25)一块放入限位器(22)中；电磁铁(21)将磁性圆柱(26)、空心套筒(25)整体进行吸附；
操控搭载作业臂的无人机，通过舵机云台(8)上的图传天空端(9)观察作业位置环境调整无人机姿态，使两只弹簧夹(24)夹口分别探入输电导线与引流线；关断电磁铁(21)供电，电磁铁(21)对空心套筒(25)无吸附作用，空心套筒(25)脱离限位器(22)；同时，磁性圆柱(26)与空心套筒(25)在扭簧(28)扭力作用下分开，弹簧夹(24)闭合夹紧输电导线与引流线，作业完成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310861659.5A CN116902242A (zh) | 2023-07-13 | 2023-07-13 | 一种架空输电线路无人机不停电作业装置及作业方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310861659.5A CN116902242A (zh) | 2023-07-13 | 2023-07-13 | 一种架空输电线路无人机不停电作业装置及作业方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116902242A true CN116902242A (zh) | 2023-10-20 |
Family
ID=88352462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310861659.5A Pending CN116902242A (zh) | 2023-07-13 | 2023-07-13 | 一种架空输电线路无人机不停电作业装置及作业方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116902242A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117388622A (zh) * | 2023-12-11 | 2024-01-12 | 国网浙江省电力有限公司宁波供电公司 | 基于无人机的输电线路零值绝缘子带电检测装置及方法 |
| CN118671426A (zh) * | 2024-08-05 | 2024-09-20 | 华能阜新风力发电有限责任公司 | 一种基于无人机的输电线路验电装置 |
-
2023
- 2023-07-13 CN CN202310861659.5A patent/CN116902242A/zh active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117388622A (zh) * | 2023-12-11 | 2024-01-12 | 国网浙江省电力有限公司宁波供电公司 | 基于无人机的输电线路零值绝缘子带电检测装置及方法 |
| CN117388622B (zh) * | 2023-12-11 | 2024-04-09 | 国网浙江省电力有限公司宁波供电公司 | 基于无人机的输电线路零值绝缘子带电检测装置及方法 |
| CN118671426A (zh) * | 2024-08-05 | 2024-09-20 | 华能阜新风力发电有限责任公司 | 一种基于无人机的输电线路验电装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110854739B (zh) | 一种基于无人机的架空输电线路验电接地方法 | |
| CN106992469B (zh) | 一种输电线路带电作业机器人及其上、下线控制方法 | |
| CN116902242A (zh) | 一种架空输电线路无人机不停电作业装置及作业方法 | |
| CN113206478B (zh) | 一种验电接地机器人 | |
| CN111740249B (zh) | 接地线操作器 | |
| CN106125756A (zh) | 无人机及其巡检方法 | |
| CN212783863U (zh) | 一种验电、挂设一体的接地线装置 | |
| CN108695767A (zh) | 一种高压配电网线缆自动巡检装置 | |
| CN111879995A (zh) | 一种验电装置及验电方法 | |
| CN108789492B (zh) | 两栖带电作业机器人绝缘距离测试装置及方法 | |
| CN111431088B (zh) | 一种输电线路自动检修装置 | |
| CN115097168B (zh) | 避雷器带电测试多功能接线装置 | |
| CN208995054U (zh) | 液压升降装置 | |
| CN112873245A (zh) | 一种架空线路三臂巡检机器人 | |
| CN116008612A (zh) | 高空试验接线装置 | |
| CN115792298A (zh) | 一种方便使用的电力检测设备及其检测方法 | |
| CN114336107B (zh) | 一种验电接地机器人及其验电接地方法 | |
| CN106099744B (zh) | 一种高压电缆巡检维修机器人 | |
| CN106501748A (zh) | 一种基于无人机技术的高空试验接线方法 | |
| CN210838395U (zh) | 一种外挂于无人机上变电设备用接地装置 | |
| CN112763789B (zh) | 一种配电网验电方法及验电机器人 | |
| CN214427515U (zh) | 一种转动式无人机验电装置 | |
| CN210307565U (zh) | 应用于电力电路的跳线连接掌松动的螺栓拧紧装置 | |
| CN208383969U (zh) | 一种配电架空线路用无人机验电装置 | |
| CN110854644B (zh) | 一种外挂于无人机上变电设备用接地装置和接地方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |