CN117755504B - 一种应用于输电线路无人机的可拆卸多功能集成平台及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种应用于输电线路无人机的可拆卸多功能集成平台及其应用，属于无人机飞行平台技术领域。平台包括上部搭载平台、下部搭载平台、通用搭载装置、缓冲装置和连接装置，其中，上部搭载平台和下部搭载平台通过通用搭载装置以榫卯方式固定，通用搭载装置下侧设置有缓冲装置，缓冲装置下侧设置有连接装置。本发明解决了无人机装置功能单一、搭载作业装置拆卸麻烦等问题，方便更换维修，大大提高了无人机在输电线路作业过程中的效率。

Description

一种应用于输电线路无人机的可拆卸多功能集成平台及其 应用

技术领域

本发明涉及一种应用于输电线路无人机的可拆卸多功能集成平台及其应用，属于无人机飞行平台技术领域。

背景技术

发展高压架空输电线路是解决国家资源分配不足，充分利用新能源的一种方式，其不仅承担着输送、分配和交换大量电力的功能，还可以将数个独立的电网连接在一起，形成一个庞大的互联网络。

高压架空输电线路由于电压等级较高，大多分布于偏远或者远离人口密集地区，因此其运行环境相对恶劣；并且输电线路长期暴露于户外，在长时间运行过程中，会产生异常情况，如绝缘子锈蚀等，都会危及高空输电线路的安全运行。因此，需要对高压架空输电线路进行定期的检修。其中，人工逐基杆塔检修是最传统的检修作方式，但该方式不仅消耗大量人力、物力，还无法完成更多深入的检修工作。因此，为了缓解人工检修作业压力，电网企业积极进行新技术研究和特种装备研发，如直升机带电检修、车载机械臂检修和无人机非接触式检修作业等。其中，利用无人机进行检修工作可以大大缩短处理时间，减少因停电造成的损失，提高系统运行的可靠性，具有重大的社会和经济效益。

但是，随着无人机在输电线路领域的应用越来越广，会产生诸多问题：如无人机续航时间短；而且大部分作业方式为非接触式；无人机搭载装置功能单一等问题。其中，无人机搭载装置功能单一的问题，是因为不同类型的作业设备(如智能机械手臂、喷火除异物装置、激光清除异物装置等)需要使用不同的搭载装置进行固定，并没有统一的搭载装置，这就导致了在现场操作过程中增加了大量安装和更换设备的时间，并且在现场安装、调试设备时相对麻烦，大大降低了无人机在输电线路作业过程中的效率。为此，提出本发明。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种应用于输电线路无人机的可拆卸多功能集成平台，解决无人机装置功能单一、搭载作业装置拆卸麻烦等问题，方便更换维修，大大提高了无人机在输电线路作业过程中的效率。

本发明还提供上述应用于输电线路无人机的可拆卸多功能集成平台的应用。

本发明的技术方案如下：

一种应用于输电线路无人机的可拆卸多功能集成平台，包括上部搭载平台、下部搭载平台、通用搭载装置、缓冲装置和连接装置，其中，

上部搭载平台和下部搭载平台通过通用搭载装置以榫卯方式固定，通用搭载装置下侧设置有缓冲装置，缓冲装置下侧设置有连接装置。

根据本发明优选的，上部搭载平台和下部搭载平台均为长方体，上部搭载平台上侧设置有布线通道和安置槽，安置槽用于放置电子元件，上部搭载平台下侧设置有上开口，下部搭载平台上侧设置有下开口，上开口和下开口组成工字型开口，下部搭载平台内设置有布线孔，通用搭载装置为工字型结构，与工字型开口匹配，通用搭载装置下侧设置有缓冲装置。

根据本发明优选的，上部搭载平台下侧四角设置有定位柱，下部搭载平台上侧四角设置有定位孔，通过定位柱和定位孔限定上部搭载平台和下部搭载平台的相对位置。

根据本发明优选的，下部搭载平台外侧对称设置有绝缘孔，绝缘孔内设置有绝缘杆，使用时，绝缘杆穿过无人机下侧连接架后进入绝缘孔，实现装置整体与无人机的连接。

根据本发明优选的，上部搭载平台一侧设置有上弧形槽，下部搭载平台一侧对应设置有下弧形槽，上弧形槽和下弧形槽组成圆柱形通孔，通孔内设置有固定插销，通用搭载装置内设置有对应固定插销的插孔，利用固定插销对通用搭载装置进行限位。

根据本发明进一步优选的，固定插销为L型杆，L型杆的长杆端设置有延长头，延长头直径大于L型杆直径，延长头内套装有弹簧，圆柱形通孔一侧设置有放置弹簧和延长头的滑动孔，滑动孔直径大于圆柱形通孔，使用时，向外拉动固定插销，延长头脱离通用搭载装置的插孔，拿出通用搭载装置，通用搭载装置复位时，延长头在弹簧弹力作用下重新插入插孔。

根据本发明优选的，缓冲装置包括上缓冲板、下缓冲板、挡板和固定气囊，上缓冲板上设置有通用搭载装置，上缓冲板下侧和下缓冲板上侧均设置有矩形的挡板，上缓冲板下侧的挡板内设置有若干固定气囊，上缓冲板下侧和下缓冲板通过活节螺栓连接，为上缓冲板下侧和下缓冲板提供运动空间，下缓冲板下侧设置有连接装置。

根据本发明进一步优选的，固定气囊之间设置有若干备用气囊，备用气囊通过气管外接有充气泵，充气泵设置于下缓冲板下侧，下缓冲板下部设置有压力传感器，压力传感器的压力触头设置于固定气囊和下缓冲板的挡板之间，监测压力变化，备用气囊平时处于干瘪状态，平台震荡，压力增大时，备用气囊充气，提高整体缓冲性能。

根据本发明优选的，上缓冲板上侧对称设置有滑轨，下部搭载平台下侧设置有对应的滑槽，提高下部搭载平台、通用搭载装置与上缓冲板的连接稳定性。

根据本发明优选的，连接装置包括旋转平台A、连接杆、旋转平台B和旋转板，旋转平台A顶部连接有缓冲装置，旋转平台A下部倾斜设置有若干连接杆，连接杆底部通过旋转平台B连接有旋转板，旋转板下侧设置有电磁吸盘。

上述应用于输电线路无人机的可拆卸多功能集成平台的应用，步骤如下：

(1)将上部搭载平台放置于下部搭载平台上侧，然后插入通用搭载装置，通用搭载装置进入到指定位置后，固定插销内部的延长头在弹簧弹力作用下插入通用搭载装置的插孔，上部搭载平台、下部搭载平台和通用搭载装置相对固定；

(2)输电线路出现异常时，将绝缘杆穿过无人机下侧连接架，然后插入下部搭载平台的绝缘孔，平台与无人机连接完成，之后利用电磁吸盘吸附作业设备(如智能机械手臂、灭火器、喊话器、高清摄像头等，具体根据需要的工作情况确定)；

(3)无人机飞至异常线路附近，通过旋转平台A和旋转平台B调整作业设备角度，然后进行作业，如利用喊话器驱赶鸟类，利用智能机械手臂清理垃圾袋、气球、风筝等异物，利用灭火器灭火等，在作业过程中如果发生震荡，挤压气囊，超过一定的压力后，压力触头传导信号给充气泵，向备用气囊充气，增大减震缓冲性能；

(4)若需要进行持续作业，则无人机飞回工作人员处，电磁吸附断开，更换作业设备后可继续作业，作业完成后，无人机落地，电磁吸附断开，取下作业设备，然后将绝缘杆拔出，即可分离集成平台与无人机，实现即插即用，快速拆卸，效率高。

本发明的有益效果在于：

1、本发明提供一种应用于输电线路无人机的可拆卸多功能集成平台，解决无人机装置功能单一、搭载作业装置拆卸麻烦等问题，方便更换维修，大大提高了无人机在输电线路作业过程中的效率。

2、本发明利用绝缘杆与无人机连接，利用电磁吸附作业设备，在作业时可实现即插即用，快速拆卸，作业效率高。

3、本发明的上部搭载平台、下部搭载平台和通用搭载装置采用卯榫结构连接，平台出现故障时，向外拉动固定插销，延长头即可脱离通用搭载装置的插孔，然后拿出通用搭载装置，上部搭载平台、下部搭载平台分离，即可对内部构件，线路进行检查维修，操作简单，实用性强。

4、本发明设置有备用气囊，利用压力传感器监测压力变化，备用气囊平时处于干瘪状态，平台震荡，压力增大时，备用气囊充气，可以提高整体缓冲性能。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的结构爆炸示意图。

图3是本发明的工作状态结构示意图。

图4是本发明的上部搭载平台结构示意图，其中，图4(A)为顶部结构示意图，图4(B)为底部结构示意图。

图5是本发明的下部搭载平台的结构示意图，其中，图5(A)为顶部结构示意图，图5(B)为底部结构示意图。

图6是本发明的通用搭载装置结构示意图。

图7是本发明的固定气囊的示意图。

图8是本发明的连接装置的结构示意图。

图9是本发明的固定插销与弹簧的剖视示意图。

其中：1、上部搭载平台；2、下部搭载平台；3、通用搭载装置；4、固定插销；5、弹簧；6、螺旋桨；7、机架；8、机顶；9、电池仓；10、绝缘杆；11、作业设备；12、支架；13、布线通道；14、安置槽；15、上开口；16、定位柱；17、上弧形槽；18、定位孔；19、布线孔；20、下弧形槽；21、绝缘孔；22、下开口；23、插孔；24、楔形槽；25、布线通孔；26、活节螺栓；27、挡板；28、缓冲装置；29、连接装置；30、旋转平台A；31、连接杆；32、旋转平台B；33、旋转板；34、固定气囊；35、备用气囊；36、上缓冲板；37、下缓冲板；38、滑轨；39、气管；40、充气泵；41、压力传感器；42、电磁吸盘。

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明做进一步说明，但不限于此。

实施例1：

如图1-9所示，本实施例提供一种应用于输电线路无人机的可拆卸多功能集成平台，包括上部搭载平台1、下部搭载平台2、通用搭载装置3、缓冲装置28和连接装置29，其中，

上部搭载平台1和下部搭载平台2通过通用搭载装置3以榫卯方式固定，通用搭载装置3下侧设置有缓冲装置28，缓冲装置28下侧设置有连接装置29。

上部搭载平台1和下部搭载平台2均为长方体，上部搭载平台1上侧设置有布线通道13和安置槽14，安置槽14用于放置电子元件，上部搭载平台1下侧设置有上开口15，下部搭载平台2上侧设置有下开口22，上开口15和下开口22组成工字型开口，下部搭载平台2内设置有布线孔19，通用搭载装置3为工字型结构，与工字型开口匹配，通用搭载装置内留有布线通孔25，方便线路穿过，通用搭载装置下侧设置有缓冲装置。

上部搭载平台1下侧四角设置有定位柱16，下部搭载平台2上侧四角设置有定位孔18，通过定位柱16和定位孔18限定上部搭载平台1和下部搭载平台2的相对位置。

下部搭载平台2外侧对称设置有绝缘孔21，绝缘孔21内设置有绝缘杆10，使用时，绝缘杆穿过无人机下侧连接架后进入绝缘孔，实现装置整体与无人机的连接。

上部搭载平台1一侧设置有上弧形槽17，下部搭载平台2一侧对应设置有下弧形槽20，上弧形槽17和下弧形槽20组成圆柱形通孔，通孔内设置有固定插销4，通用搭载装置3内设置有对应固定插销4的插孔23，利用固定插销对通用搭载装置进行限位。

固定插销4为L型杆，L型杆的长杆端设置有延长头，延长头直径大于L型杆直径，延长头内套装有弹簧5，圆柱形通孔一侧设置有放置弹簧5和延长头的滑动孔，滑动孔直径大于圆柱形通孔，使用时，向外拉动固定插销，延长头脱离通用搭载装置的插孔，拿出通用搭载装置，通用搭载装置复位时，延长头在弹簧弹力作用下重新插入插孔。

插孔23一侧的通用搭载装置3上设置有倾斜的楔形槽24，通用搭载装置3插入时，楔形槽与固定插销4的头部首先接触，并压缩弹簧，使固定插销的头部退回孔道，在完全滑入后，固定插销4的头部会在弹簧5的弹力作用下伸入插孔23内，从而固定所述通用搭载装置。

缓冲装置28包括上缓冲板36、下缓冲板37、挡板27和气固定气囊34，上缓冲板36上设置有通用搭载装置3，上缓冲板36下侧和下缓冲板37上侧均设置有矩形的挡板27，上缓冲板36下侧的挡板内设置有若干固定气囊34，上缓冲板36下侧和下缓冲板37通过活节螺栓26连接，为上缓冲板下侧和下缓冲板提供运动空间，下缓冲板37下侧设置有连接装置29。

固定气囊34之间设置有若干备用气囊35，备用气囊35通过气管39外接有充气泵40，充气泵40设置于下缓冲板37下侧，下缓冲板37下部设置有压力传感器41，压力传感器41的压力触头设置于固定气囊34和下缓冲板37的挡板之间，监测压力变化，备用气囊平时处于干瘪状态，平台震荡，压力增大时，备用气囊充气，提高整体缓冲性能。

连接装置29包括旋转平台A30、连接杆31、旋转平台B32和旋转板33，旋转平台A30顶部连接有缓冲装置28，旋转平台A30下部倾斜设置有若干连接杆31，连接杆31底部通过旋转平台B32连接有旋转板33，旋转板33下侧设置有电磁吸盘42。

上述应用于输电线路无人机的可拆卸多功能集成平台的应用，步骤如下：

(1)将上部搭载平台放置于下部搭载平台上侧，然后插入通用搭载装置，通用搭载装置进入到指定位置后，固定插销内部的延长头在弹簧弹力作用下插入通用搭载装置的插孔，上部搭载平台、下部搭载平台和通用搭载装置相对固定；

(2)输电线路出现异常时，将绝缘杆穿过无人机下侧连接架，然后插入下部搭载平台的绝缘孔，平台与无人机连接完成，之后利用电磁吸盘吸附作业设备(如智能机械手臂、灭火器、喊话器、高清摄像头等，具体根据需要的工作情况确定)；

无人机为现有设备，包括螺旋桨6、机架7、机顶8、电池仓9、支架12等结构。

(3)无人机飞至异常线路附近，通过旋转平台A和旋转平台B调整作业设备11角度，然后进行作业，如利用喊话器驱赶鸟类，利用智能机械手臂清理垃圾袋、气球、风筝等异物，利用灭火器灭火等，在作业过程中如果发生震荡，挤压气囊，超过一定的压力后，压力触头传导信号给充气泵，向备用气囊充气，增大减震缓冲性能；

(4)若需要进行持续作业，则无人机飞回工作人员处，电磁吸附断开，更换作业设备后可继续作业，作业完成后，无人机落地，电磁吸附断开，取下作业设备，然后将绝缘杆拔出，即可分离集成平台与无人机，实现即插即用，快速拆卸，效率高。

实施例2：

一种应用于输电线路无人机的可拆卸多功能集成平台，结构如实施例1所述，不同之处在于，上缓冲板36上侧对称设置有滑轨38，下部搭载平台下侧设置有对应的滑槽，提高下部搭载平台、通用搭载装置与上缓冲板的连接稳定性。

至此，已经结合附图展示的图片和实施例具体的描述了本发明的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式，在不偏离本申请的原理的前提下，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种应用于输电线路无人机的可拆卸多功能集成平台，其特征在于，包括上部搭载平台、下部搭载平台、通用搭载装置、缓冲装置和连接装置，其中，

上部搭载平台和下部搭载平台通过通用搭载装置以榫卯方式固定，通用搭载装置下侧设置有缓冲装置，缓冲装置下侧设置有连接装置；

缓冲装置包括上缓冲板、下缓冲板、挡板和固定气囊，上缓冲板上设置有通用搭载装置，上缓冲板下侧和下缓冲板上侧均设置有矩形的挡板，上缓冲板下侧的挡板内设置有若干固定气囊，上缓冲板下侧和下缓冲板通过活节螺栓连接，下缓冲板下侧设置有连接装置；

固定气囊之间设置有若干备用气囊，备用气囊通过气管外接有充气泵，充气泵设置于下缓冲板下侧，下缓冲板下部设置有压力传感器，压力传感器的压力触头设置于固定气囊和下缓冲板的挡板之间；

连接装置包括旋转平台A、连接杆、旋转平台B和旋转板，旋转平台A顶部连接有缓冲装置，旋转平台A下部倾斜设置有若干连接杆，连接杆底部通过旋转平台B连接有旋转板，旋转板下侧设置有电磁吸盘。

2.如权利要求1所述的应用于输电线路无人机的可拆卸多功能集成平台，其特征在于，上部搭载平台和下部搭载平台均为长方体，上部搭载平台上侧设置有布线通道和安置槽，上部搭载平台下侧设置有上开口，下部搭载平台上侧设置有下开口，上开口和下开口组成工字型开口，下部搭载平台内设置有布线孔，通用搭载装置为工字型结构，与工字型开口匹配，通用搭载装置下侧设置有缓冲装置。

3.如权利要求2所述的应用于输电线路无人机的可拆卸多功能集成平台，其特征在于，上部搭载平台下侧四角设置有定位柱，下部搭载平台上侧四角设置有定位孔，下部搭载平台外侧对称设置有绝缘孔，绝缘孔内设置有绝缘杆。

4.如权利要求3所述的应用于输电线路无人机的可拆卸多功能集成平台，其特征在于，上部搭载平台一侧设置有上弧形槽，下部搭载平台一侧对应设置有下弧形槽，上弧形槽和下弧形槽组成圆柱形通孔，通孔内设置有固定插销，通用搭载装置内设置有对应固定插销的插孔。

5.如权利要求4所述的应用于输电线路无人机的可拆卸多功能集成平台，其特征在于，固定插销为L型杆，L型杆的长杆端设置有延长头，延长头直径大于L型杆直径，延长头内套装有弹簧，圆柱形通孔一侧设置有放置弹簧和延长头的滑动孔，滑动孔直径大于圆柱形通孔。

6.如权利要求5所述的应用于输电线路无人机的可拆卸多功能集成平台，其特征在于，上缓冲板上侧对称设置有滑轨，下部搭载平台下侧设置有对应的滑槽。

7.如权利要求6所述的应用于输电线路无人机的可拆卸多功能集成平台的应用，其特征在于，步骤如下：

（1）将上部搭载平台放置于下部搭载平台上侧，然后插入通用搭载装置，通用搭载装置进入到指定位置后，固定插销内部的延长头在弹簧弹力作用下插入通用搭载装置的插孔，上部搭载平台、下部搭载平台和通用搭载装置相对固定；

（2）输电线路出现异常时，将绝缘杆穿过无人机下侧连接架，然后插入下部搭载平台的绝缘孔，平台与无人机连接完成，之后利用电磁吸盘吸附作业设备；

（3）无人机飞至异常线路附近，通过旋转平台A和旋转平台B调整作业设备角度，然后进行作业，在作业过程中如果发生震荡，挤压气囊，超过一定的压力后，压力触头传导信号给充气泵，向备用气囊充气，增大减震缓冲性能；

（4）若需要进行持续作业，则无人机飞回工作人员处，电磁吸附断开，更换作业设备后可继续作业，作业完成后，无人机落地，电磁吸附断开，取下作业设备，然后将绝缘杆拔出，即可分离集成平台与无人机。