CN117728326A - 基于无人机挂载的线缆绝缘恢复工具及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及基于无人机挂载的线缆绝缘恢复工具及工作方法，包括包括吊装组件，吊装组件一端与无人机连接，另一端通过脱扣组件连接导向支架，导向支架连接夹紧组件，导向支架具有开口用于引导线缆进入夹紧组件中，夹紧组件通过驱动组件带动夹紧线缆；脱扣组件连接在导向支架顶部，包括垂直布置的第一支架和第二支架，第一支架上设有凹槽，第二支架具有并列布置的至少两组，且两组第二支架分别连接在第一支架的两端，第二支架上连接推杆，推杆的活动端伸入到第一支架的凹槽内，吊装组件的一端嵌入第一支架的凹槽中并通过凹槽内推杆的活动端，使吊装组件与脱扣组件连接；推杆的活动端缩回时，吊装组件与脱扣组件分离。

Description

基于无人机挂载的线缆绝缘恢复工具及工作方法

技术领域

本发明涉及电力设施维护技术领域，具体为基于无人机挂载的线缆绝缘恢复工具及工作方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

电缆的绝缘层是保证电力传输重要组成部分之一，绝缘层用于将电缆中的导体与周围环境中的导体相互隔开，从而避免电缆导体短路造成设备损坏。

电缆在运行过程中，绝缘层会破损，因此需要对绝缘层进行修复，或是更换破损的部分电缆，而电缆在带电状态下无法直接更换或修复绝缘层，只能在停电状态下才能进行修复作业。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供基于无人机挂载的线缆绝缘恢复工具及工作方法，工具被无人机搭载运送到电缆上方，下降到一定高度范围后，工具上的夹紧组件能够将用于绝缘恢复的器材放置在线缆的破损处，放置完毕后携带工具飞回指定地点，期间可以在线缆带电的情况下完成作业。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面提供基于无人机挂载的线缆绝缘恢复工具，包括吊装组件，吊装组件一端与无人机连接，另一端通过脱扣组件连接导向支架，导向支架连接夹紧组件，导向支架具有开口用于引导线缆进入夹紧组件中，夹紧组件通过驱动组件带动夹紧线缆；

脱扣组件连接在导向支架顶部，包括垂直布置的第一支架和第二支架，第一支架上设有凹槽，第二支架具有并列布置的至少两组，且两组第二支架分别连接在第一支架的两端，第二支架上连接推杆，推杆的活动端伸入到第一支架的凹槽内，吊装组件的一端嵌入第一支架的凹槽中并通过凹槽内推杆的活动端，使吊装组件与脱扣组件连接；推杆的活动端缩回时，吊装组件与脱扣组件分离。

进一步的，导向支架顶部具有上板，底部具有开口，开口方向沿垂直方向朝向导向支架的下方，用于引导线缆进入夹紧组件中。

进一步的，吊装组件顶部设有连接件，通过连接件与无人机连接，吊装组件底部嵌入到脱扣组件中。

进一步的，脱扣组件连接在上板的上表面，驱动组件连接在上板的下底面上。

进一步的，脱扣组件中的两组第二支架分别连接在第一支架的两端形成U型。

进一步的，驱动组件带动双向丝杠运动，双向丝杠上活动连接滑块，滑块与导向光轴活动连接用于引导方向。

进一步的，滑块上连接固定支撑架，固定支撑架连接夹紧组件，通过驱动组件的运动使固定支撑架连接的夹紧组件相互靠近或相互远离。

进一步的，夹紧组件包括相对布置的绝缘体，每个绝缘体可拆卸连接在对应的绝缘连接板上，绝缘连接板连接在绝缘支撑架上，绝缘支撑架与对应的固定支撑架连接。

本发明的第二个方面提供上述工具的工作方法，包括以下步骤：

修复绝缘破损所需的绝缘体预先装入夹紧组件中；

无人机携带导向支架连同夹紧组件飞行至目标线缆破损处的上方区域；

无人机根据设定的速度下落，引导线缆进入夹紧组件的开口中，夹紧组件动作夹紧线缆，使绝缘体覆盖在线缆破损处；

夹紧组件产生的应力超过设定值后，或夹紧时间超过设定值后，夹紧组件复位，线缆破损处被绝缘体覆盖，无人机携带导向支架上升与线缆分离并飞行到设定地点。

进一步的，作业过程中若无法脱离线缆，则脱扣组件中的推杆缩回，使吊装组件与脱扣组件分离，无人机携带吊装组件返回设定地点，脱扣组件连同导向支架和夹紧组件保留在线缆上。

与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

1、工具被无人机搭载运并送到目标线缆破损处的上方，下降一定高度后，能够将线缆卡入夹紧组件中，夹紧组件通过驱动组件带动夹紧线缆，将用于修复绝缘层破损的绝缘体覆盖在线缆外表面，能够实现带电作业，不再需要停电维护。

2、当出现工具不工作或卡死的情况下，脱扣组件中的推杆缩回，解开吊装组件和导向支架之间的锁定状态，使吊装组件和导向支架之脱离，进而使无人机与工具分离，避免无人机飞行期间对带电的线缆产生拉扯，从而使带电的线缆对无人机产生影响而导致以外损坏。

附图说明

构成本发明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。

图1是本发明一个或多个实施例提供的线缆绝缘恢复工具整体结构示意图；

图2是本发明一个或多个实施例提供的线缆绝缘恢复工具局部结构示意图；

图3是本发明一个或多个实施例提供的线缆绝缘恢复工具中脱扣组件的结构示意图；

图4是本发明一个或多个实施例提供的线缆绝缘恢复工具中夹紧组件的结构示意图；

图5是本发明一个或多个实施例提供的线缆绝缘恢复工具夹紧线缆后的结构示意图。

图中：1导向支架；2、电池；3、脱扣组件；4、吊装组件；5、连接件；6、上板；7、传感器；8、夹紧组件；9、导向光轴；10、双向丝杠；11、驱动组件；12、固定支撑架；13、推杆；14、锁紧螺栓；15、海绵支撑架；16、海绵连接板；17、海绵体；18、线缆。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

正如背景技术中所介绍的，电缆在运行过程中，绝缘层会破损，因此需要对绝缘层进行修复，或是更换破损的部分电缆，而电缆在带电状态下无法直接更换或修复绝缘层，只能在停电状态下才能进行修复作业。

因此以下实施例给出基于无人机挂载的线缆绝缘恢复工具及工作方法，工具被无人机搭载运送到电缆上方，下降到一定高度范围后，工具上的夹紧组件能够将用于绝缘恢复的器材放置在线缆的破损处，放置完毕后携带工具飞回指定地点，期间可以在线缆带电的情况下完成作业。

实施例一：

如图1-图5所示，基于无人机挂载的线缆绝缘恢复工具，包括吊装组件，吊装组件一端与无人机连接，另一端通过脱扣组件连接导向支架，导向支架连接夹紧组件，导向支架具有开口用于引导线缆进入夹紧组件中，夹紧组件通过驱动组件带动夹紧线缆；

脱扣组件连接在导向支架顶部，包括垂直布置的第一支架和第二支架，第一支架上设有凹槽，第二支架具有并列布置的至少两组，且两组第二支架分别连接在第一支架的两端，第二支架上连接推杆，推杆的活动端伸入到第一支架的凹槽内，吊装组件的一端嵌入第一支架的凹槽中并通过凹槽内推杆的活动端，使吊装组件与脱扣组件连接；推杆的活动端缩回时，吊装组件与脱扣组件分离。

具体的：

导向支架1作用于整体结构固定作用，用于连接各个零部件，保证工具的稳定性。导向支架1使用绝缘材料，与线缆达到绝缘作用。导向支架1中部开有U型口，用于快速定位线缆位置。导向支架1顶部设有上板6，用于连接驱动组件11和脱扣组件3。

吊装组件4是连接无人机和绝缘恢复工具的连接组件，将绝缘恢复工具快速、便捷的连接到无人机挂载处，将无人机与绝缘恢复工具保持一定距离，保证绝缘恢复工具工作时的相对稳定性。

吊装组件4顶部设有连接件5，通过连接件5与无人机的连接，底部嵌入到脱扣组件3中。

脱扣组件3是通过电动推杆将解锁固定件与吊装组件连接，当绝缘恢复工具出现不工作或卡死的情况下，为避免对无人机的损坏，可以利用该组件将无人机与绝缘恢复工具分离，分离后无人机携带吊装组件飞行，工具则留在线缆或指定位置，以确保工作时对无人机和线缆的安全保护，避免工具与线缆卡住后，无人机通过工具对线缆产生错误的拉扯。

脱扣组件3连接在上板6的上表面，包括垂直布置的第一支架和第二支架，第二支架具有并列布置的至少两组，且两组第二支架分别连接在第一支架的两端，本实施例中，第一支架和两组第二支架形成“U型”。

第一支架的上表面设有凹槽，凹槽用于容纳吊装组件4底端嵌入。第二支架上连接推杆13，推杆13的活动端伸入到第一支架的凹槽内，吊装组件4的末端嵌入凹槽中时，推杆13的活动端伸出，形成轴销结构将吊装组件4连接到脱扣组件3上。

当工具出现不工作或卡死的情况下，为避免对无人机和线缆的损坏，推杆13的活动端缩回，从凹槽中移出，则吊装组件4与脱扣组件3分离，使得无人机与绝缘恢复工具分离，以确保工作时对无人机和线缆的安全保护。

驱动组件11提连接在上板6的下底面上，提供动力输出，通过电机旋转做功，带动齿轮的啮合，再传动于丝杠和丝母配合。支架通过丝杆的转动，及作用于导向光轴上的滑动，完成工作的整体流程。

驱动组件11可以是电机，当选用电机时需要配备电池2。

驱动组件11带动双向丝杠10运动，双向丝杠10上活动连接滑块，滑块与导向光轴8活动连接用于引导方向，滑块上连接固定支撑架12，固定支撑架12连接夹紧组件8，通过驱动组件11的运动使固定支撑架12连接的夹紧组件8相互靠近或相互远离。

双向丝杠10，指丝杆表面具有旋向相反的两组螺纹，该结构的丝杠旋转时，两组螺纹上活动连接的滑块，会同步靠近或同步远离，利用这一结构实现夹紧时，两个滑块通过相互靠近的运动带来的夹紧力能够保持平衡，避免单侧不平衡。相应的，导向光轴8与双向丝杠10并列布置，用于引导滑块的运动方向。

夹紧组件8包括相对布置的绝缘体(本实施例选择海绵体17)，每个绝缘体可拆卸的连接在对应的绝缘连接板(本实施例为海绵连接板16)，海绵连接板16通过紧固件(本实施例为锁紧螺栓14)连接在绝缘支撑架(本实施例为海绵支撑架15)上，海绵支撑架15与对应的固定支撑架12连接。

夹紧组件8用于对线缆的夹紧，通过支架与夹紧模块的紧密连接，利用海绵体软特性特点对线缆进行加持，可以用于对不同线缆加持，提高了绝缘恢复适应性和稳定性。

导向支架1上还设有传感器7，用于检测线缆位置，将得到的数字信号反馈到控制器，从而控制驱动组件。

绝缘体选择海绵体17，利用海绵体软特性特点对线缆进行夹持。绝缘体表面开U型槽以用于对不同线缆夹持的适应性和稳定性。

实施例二：

上述工作的工作方法，包括以下步骤：

修复绝缘破损所需的绝缘体预先装入夹紧组件中；

无人机携带导向支架连同夹紧组件飞行至目标线缆破损处的上方区域；

无人机根据设定的速度下落，引导线缆进入夹紧组件的开口中，夹紧组件动作夹紧线缆，使绝缘体覆盖在线缆破损处；

夹紧组件产生的应力超过设定值后，或夹紧时间超过设定值后，夹紧组件复位，线缆破损处被绝缘体覆盖，无人机携带导向支架上升与线缆分离并飞行到设定地点。

进一步的，作业过程中若无法脱离线缆，则脱扣组件中的推杆缩回，使吊装组件与脱扣组件分离，无人机携带吊装组件返回设定地点，脱扣组件连同导向支架和夹紧组件保留在线缆上。

具体的：

作业人员将无人机与绝缘恢复工具放置水平地面或平面。预留空间，四周与上端无遮挡物，使得无人机能够安全飞离地面，确保作业飞行路径无外界干扰。

将绝缘恢复工具与无人机连接，确保无人机起飞后能够安全可靠的挂载。

选用自固化绝缘胶剪裁与海绵内平面相同大小，再将自固化绝缘胶贴与海绵内表面贴合，贴合至四周对齐，轻微晃动不掉落即可。

开启开关电源，使绝缘恢复工具处于上电状态。

启动无人机，控制无人机安全飞离地面，与绝缘恢复工具保持相对距离，安全连接。

控制无人机将绝缘恢复工具的两导向支架中间位置对准线缆破损处，无人机缓慢下降，直至线缆卡入U型槽顶端位置即可。此时无人机在空中保持悬停状态，等待作业人员下达命令。

卡入U型槽顶端限位后，传感器得到信号后下发指令，绝缘恢复工具做出相应动作。

控制器收到传感器数字信号，开始下发动作命令，夹紧组件通过电机运带动双向丝杠运动，从而带动夹紧组件中的两绝缘体做夹紧运动。当夹紧组件夹紧线缆达到应力设定值时，电机停止工作。夹紧的同时，两侧自固化绝缘胶通过夹紧力从而紧密贴合。待设定的夹紧时间过后，夹紧组件自动分开，直至退回至初始位置。

绝缘恢复工具如果在绝缘恢复中出现卡死、无法脱离线缆等现象，为了避免对无人机的伤害，可通过无线控制将推杆缩回到位，使无人机与绝缘恢复工具分体，达到保护无人机和线缆的作用。

绝缘恢复工具绝缘恢复工作完成后，夹紧组件正常打开到位，通过无人机将绝缘恢复工具升起，离开线缆至安全距离。控制无人机按照原路径返回，安全降落至水平地面或平面即可。

关闭绝缘恢复工具开关电源，取下绝缘恢复工具，完成整个作业。

.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于无人机挂载的线缆绝缘恢复工具，其特征在于，包括吊装组件，吊装组件一端与无人机连接，另一端通过脱扣组件连接导向支架，导向支架连接夹紧组件，导向支架具有开口用于引导线缆进入夹紧组件中，夹紧组件通过驱动组件带动夹紧线缆；

脱扣组件连接在导向支架顶部，包括垂直布置的第一支架和第二支架，第一支架上设有凹槽，第二支架具有并列布置的至少两组，且两组第二支架分别连接在第一支架的两端，第二支架上连接推杆，推杆的活动端伸入到第一支架的凹槽内，吊装组件的一端嵌入第一支架的凹槽中并通过凹槽内推杆的活动端，使吊装组件与脱扣组件连接；推杆的活动端缩回时，吊装组件与脱扣组件分离。

2.如权利要求1所述的基于无人机挂载的线缆绝缘恢复工具，其特征在于，所述导向支架顶部具有上板，底部具有开口，开口方向沿垂直方向朝向导向支架的下方，用于引导线缆进入夹紧组件中。

3.如权利要求1所述的基于无人机挂载的线缆绝缘恢复工具，其特征在于，所述吊装组件顶部设有连接件，通过连接件与无人机连接，吊装组件底部嵌入到脱扣组件中。

4.如权利要求1所述的基于无人机挂载的线缆绝缘恢复工具，其特征在于，所述脱扣组件连接在上板的上表面，驱动组件连接在上板的下底面上。

5.如权利要求1所述的基于无人机挂载的线缆绝缘恢复工具，其特征在于，所述脱扣组件中的两组第二支架分别连接在第一支架的两端形成U型。

6.如权利要求1所述的基于无人机挂载的线缆绝缘恢复工具，其特征在于，所述驱动组件带动双向丝杠运动，双向丝杠上活动连接滑块，滑块与导向光轴活动连接用于引导方向。

7.如权利要求6所述的基于无人机挂载的线缆绝缘恢复工具，其特征在于，所述滑块上连接固定支撑架，固定支撑架连接夹紧组件，通过驱动组件的运动使固定支撑架连接的夹紧组件相互靠近或相互远离。

8.如权利要求1所述的基于无人机挂载的线缆绝缘恢复工具，其特征在于，所述夹紧组件包括相对布置的绝缘体，每个绝缘体可拆卸连接在对应的绝缘连接板上，绝缘连接板连接在绝缘支撑架上，绝缘支撑架与对应的固定支撑架连接。

9.基于权利要求1-8任一项所述线缆绝缘恢复工具的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

修复绝缘破损所需的绝缘体预先装入夹紧组件中；

无人机携带导向支架连同夹紧组件飞行至目标线缆破损处的上方区域；

无人机根据设定的速度下落，引导线缆进入夹紧组件的开口中，夹紧组件动作夹紧线缆，使绝缘体覆盖在线缆破损处；

夹紧组件产生的应力超过设定值后，或夹紧时间超过设定值后，夹紧组件复位，线缆破损处被绝缘体覆盖，无人机携带导向支架上升与线缆分离并飞行到设定地点。

10.如权利要求9所述的基于无人机挂载的线缆绝缘恢复工具的工作方法，其特征在于，作业过程中，若吊装组件无法与线缆分离，则脱扣组件中的推杆缩回，使吊装组件与脱扣组件分离，无人机携带吊装组件返回设定地点，脱扣组件连同导向支架和夹紧组件保留在线缆上。