CN119070185B - 基于无人机和电动升降技术的输电带电作业系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于无人机和电动升降技术的输电带电作业系统及方法，主要涉及高空带电作业领域。包括自上而下依次设置的无人机搭载组件、防坠保护组件、绝缘绳索组件。本发明的有益效果在于：它能够解决现有架空线路在进行带电作业时存在作业范围有限和作业安全性不足的技术问题，实现对架空线路任意位置的作业操作，且搭建的作业系统更加安全和牢固，大大提高了高空带电作业的安全性。

Description

基于无人机和电动升降技术的输电带电作业系统及方法

技术领域

本发明涉及高空带电作业领域，具体是基于无人机和电动升降技术的输电带电作业系统及方法。

背景技术

当前对架空线路进行检修作业时，一般需要操作人员攀爬至铁塔的横担位置，然后利用绝缘操作杆将滑车放至架空线路上，地面人员通过拉拽绳子将滑车移动至作业位置，从而为作业人员提供安全防坠保护，这种作业方法导致需要操作人员提前登塔作业，存在高空坠落的风险，且滑车无法越过架空线路上的防震锤等电力元件，导致此种作业方法的作业范围受到极大的限制，现有改进的技术中有利用无人机进行防坠组件搭建的方法，但是这类方法需要将绳索套设在多个架空线路上，在绳索搭建过程中绳索会与架空线路进行不断的接触摩擦，容易破坏架空线路的绝缘皮，架空线路上的金属屑或者尘土等杂质容易进入绝缘绳索内影响绝缘绳索的绝缘效果，进而导致搭建的作业系统在电气性能上存在一定的安全隐患，影响了高空带电作业的安全性。

发明内容

本发明的目的在于提供基于无人机和电动升降技术的输电带电作业系统及方法，它能够解决现有架空线路在进行带电作业时存在作业范围有限和作业安全性不足的技术问题，实现对架空线路任意位置的作业操作，且搭建的作业系统更加安全和牢固，大大提高了高空带电作业的安全性。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

基于无人机和电动升降技术的输电带电作业系统，包括自上而下依次设置的无人机搭载组件、防坠保护组件、绝缘绳索组件，所述无人机搭载组件包括无人机主体、绝缘绳梯，所述绝缘绳梯的顶部对称的设有快拆连接环，所述快拆连接环与无人机主体的底部活动连接，所述防坠保护组件包括挂架，所述挂架的顶部沿竖向滑动连接有配合绝缘绳梯底部使用的挂钩，所述挂钩的底部对称的转动连接有传动臂，所述挂架上对称的转动连接有摆动臂，所述传动臂的底部与摆动臂的顶部转动连接，所述摆动臂的下方转动连接有限位板，所述限位板与挂架之间设有限位弹簧，所述限位板的一侧设有配合摆动臂底部使用的接触端，所述限位板的另一侧设有限位端，所述挂架的底部设有配合架空线路使用的挂载口，所述挂载口的上方沿竖向滑动连接有传动轴，所述传动轴的底部设有与架空线路相接触的底板，所述传动轴的顶部对称的设有配合限位端使用的限位台阶，所述挂架的两侧对称的转动连接有用于将挂载口封闭的锁杆，所述锁杆的顶端与底板的顶部相接触，所述传动轴向上滑动时两侧锁杆的底端相对转动将挂载口封闭，所述挂载口的一侧设有绳索安装栓，所述绝缘绳索组件包括升降绳索和牵拉绳索，所述升降绳索和牵拉绳索均固定在绳索安装栓上。

进一步的，所述挂架上设有滑槽，所述滑槽的底部与挂载口连通设置，所述传动轴沿竖向滑动连接在滑槽内。

进一步的，所述滑槽的底部连通设置有配合底板使用的容纳槽，所述底板和容纳槽均为配合使用的弧形。

进一步的，所述限位板的纵截面为V型，所述V型的底端与挂架转动连接，所述接触端和限位端分别位于V型顶部的两端。

进一步的，所述挂架上设有导向孔，所述挂钩的底部滑动连接在导向孔内，所述挂钩的底部设有销轴，所述销轴穿过导向孔后与传动臂转动连接。

进一步的，所述快拆连接环上设有弧形槽，所述弧形槽内转动连接有锁环，所述锁环与快拆连接环之间设有拉伸弹簧，所述锁环上设有安装口，所述快拆连接环上转动连接有配合安装口两侧使用的限位杆。

进一步的，所述限位杆与快拆连接环之间设有扭簧，所述安装口的两侧均设有限位齿，所述限位杆的端部与限位齿啮合。

进一步的，所述限位杆和锁环上均设有把手，所述快拆连接环的底部设有配合绝缘绳梯顶部使用的绳孔。

进一步的，所述绳索安装栓上设有多个上固定环，所述上固定环的底部转动连接有下固定环，所述升降绳索和牵拉绳索均固定在下固定环内。

基于无人机和电动升降技术的输电带电作业方法，包括如下步骤：

S1、作业系统的搭建，自上而下依次将无人机搭载组件、防坠保护组件、绝缘绳索组件进行连接，即将绝缘绳梯利用快拆连接环固定在无人机主体的底部，然后将挂架上的挂钩挂置在绝缘绳梯的底部，最后将升降绳索和牵拉绳索固定在挂架底部的绳索安装栓上；

S2、作业系统的升空，利用无人机主体带动搭建完成的作业系统朝向架空线路向上移动，直至挂架底部的挂载口位于架空线路的上方后无人机主体停止移动；

S3、作业系统的挂载，无人机主体带动作业系统向下朝向架空线路移动，使得挂架底部的挂载口卡在架空线路上，在此过程中传动轴底部的底板与架空线路接触，在作业系统的重力作用下挂架相对传动轴向下滑动，即传动轴相对挂架向上滑动，使得传动轴顶部的限位台阶越过限位板后位于限位端的上方，同时传动轴相对挂架向上滑动过程中底板驱动与其顶部接触的锁杆转动，使得两侧锁杆的底端相对转动后将挂载口封闭，进而将架空线路限制在封闭后的挂载口内；

S4、作业系统的锁定，挂架相对传动轴向下滑动至挂载口顶部完全与架空线路接触时，无人机主体继续向下移动至绝缘绳梯与挂钩脱离，此后挂钩失去无人机主体的支撑后在重力的作用下相对挂架向下滑动，在传动臂的连接下驱动摆动臂转动，使得摆动臂的底部与限位板一侧的接触端分离，在限位弹簧的作用下限位板朝向传动轴转动，使得限位板另一侧的限位端转动至传动轴的限位台阶处，从而对传动轴进行竖向限制，使其无法再相对挂架向下滑动，进而在没有外力作用在挂钩上时使得锁杆保持对挂载口的封闭状态；

S5、操作人员上升进行带电作业，操作人员利用升降机沿着升降绳索上升至架空线路上进行带电作业，地面人员利用牵拉绳索对操作人员的位置进行固定，保证带电作业的稳固性；

S6、操作人员下降和作业系统的拆卸，操作人员带电作业完毕后在升降机的作用下沿着升降绳索下降至地面，无人机主体上升后重新将绝缘绳梯挂置在挂钩上并向上拉动挂钩，使得挂钩相对挂架向上滑动，在传动臂的连接下驱动摆动臂反向转动，使得摆动臂的底部与限位板一侧的接触端接触后驱动限位板转动，进而使得限位板另一侧的限位端与限位台阶脱离，使得传动轴能够相对挂架自动滑动，无人机主体继续上升将挂架提起时，挂架相对传动轴向上滑动，即传动轴相对挂架向下滑动，使得锁杆的顶端失去底板的支撑后在重力的作用下反向转动，两侧锁杆的底端相背转动后将挂载口打开，使得挂架能够顺利与架空线路分离，此后无人机主体带动作业系统下降至地面即可实现作业系统的拆卸。

对比现有技术，本发明的有益效果在于：

1、本发明利用无人机主体带动搭建后的作业系统上升至架空线路上，并与架空线路进行锁紧，实现对操作人员高空作业的有效支撑和防坠保护，不需要操作人员提前登塔进行作业系统的搭建，其搭建效率更高，搭建过程更加安全，且对架空线路的作业位置没有限制，无人机主体能够飞到的位置均可进行带电作业，大大提高了带电作业的范围和安全性；

2、在作业系统的搭建过程中，挂架底部的挂载口卡在架空线路上后，传动轴底部的底板与架空线路相接触，在重力的作用下挂架相对传动轴向下滑动，即传动轴相对挂架向上滑动，在此过程中传动轴顶部的限位台阶越过限位板后位于限位端的上方，且传动轴底部的底板向上滑动过程中驱动两侧的锁杆转动，使得两侧锁杆的底端相对转动后将挂载口封闭，将架空线路限制在封闭后的挂载口内，当无人机主体底部的绝缘绳梯与挂钩脱离后，挂钩在重力的作用下相对挂架向下滑动，在传动臂的连接下驱动摆动臂转动，使得摆动臂的底部与限位板一侧的接触端分离，在限位弹簧的作用下限位板转动使其另一侧的限位端转动至限位台阶处，利用限位端与限位台阶的配合对传动轴进行竖向位置的限制，避免传动轴相对挂架向下滑动，间接的使得锁杆保持对挂载口的封闭状态，从而在没有外力作用在挂钩上时挂架保持与架空线路的锁定状态，使得作业系统与架空线路的连接更加便捷和牢固，且搭建过程中绝缘绳索组件不直接与架空线路接触，降低了可能对架空线路造成的磨损，架空线路上的杂质也不易进入绝缘绳索组件内部而影响绝缘效果，从而为操作人员提供安全有效的支撑和防坠防护，大大简化了作业系统搭建的步骤，提高了搭建的效率和安全性；

3、操作人员利用升降机沿着升降绳索上升至架空线路的作业位置，作业完成后原路返回，而无人机主体只需要重新将绝缘绳梯挂置在挂钩上并向上抬升，即可在传动臂的作用下驱动摆动臂反向转动，使得摆动臂的底部与限位板一侧的接触端接触后驱动限位板转动，使得另一侧的限位端与限位台阶分离，从而自动解除对传动轴竖向位置的限制，挂架继续向上抬升时传动轴相对挂架向下滑动，使得锁杆的顶端失去底板的支撑后在重力的作用下反向转动，两侧锁杆的底端相背转动后将挂载口的底部打开，从而利用无人机主体顺利的将挂架从架空线路上吊起，完成作业系统的自动拆卸，不需要操作人员进行手动拆卸，保证了对操作人员整个作业过程的有效支撑和防坠保护，大大降低了作业系统的拆卸难度和拆卸时的安全风险，进一步提高了高空带电作业的效率。

附图说明

附图1是本发明的无人机主体与绝缘绳梯配合的结构示意图。

附图2是本发明的快拆连接环的内部结构示意图。

附图3是本发明的挂架的半剖视图。

附图4是本发明的上固定环与下固定环连接结构的示意图。

附图中所示标号：

1、无人机主体；2、绝缘绳梯；3、快拆连接环；4、挂架；5、挂钩；6、传动臂；7、摆动臂；8、限位板；9、限位弹簧；10、接触端；11、限位端；12、挂载口；13、传动轴；14、底板；15、限位台阶；16、锁杆；17、绳索安装栓；18、升降绳索；19、牵拉绳索；20、滑槽；21、容纳槽；22、导向孔；23、销轴；24、弧形槽；25、锁环；26、拉伸弹簧；27、安装口；28、限位杆；29、扭簧；30、限位齿；31、把手；32、绳孔；33、上固定环；34、下固定环。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

参照图1和图3，本发明所述是基于无人机和电动升降技术的输电带电作业系统及方法，作业系统的主体结构包括自上而下依次设置的无人机搭载组件、防坠保护组件、绝缘绳索组件，所述无人机搭载组件包括无人机主体1、绝缘绳梯2，无人机主体1采用现有市场上任意满足承重需求和升空需求的无人机结构均可，绝缘绳梯2为现有电力系统中具备绝缘效果的绳梯结构，所述绝缘绳梯2的顶部对称的设有快拆连接环3，所述快拆连接环3与无人机主体1的底部活动连接，绝缘绳梯2的顶部通过螺栓固定或者系在快拆连接环3的底部，快拆连接环3打开后与无人机主体1的底部连接，连接后将快拆连接环3关闭，实现绝缘绳梯2与无人机主体1的快速拆装配合，所述防坠保护组件包括挂架4，挂架4为防坠保护组件的主要承重部分，一般采用金属材质制作，所述挂架4的顶部沿竖向滑动连接有配合绝缘绳梯2底部使用的挂钩5，挂钩5沿竖向与挂架4滑动连接，挂钩5挂置在绝缘绳梯2的底部，挂钩5的钩子开口部分斜向下延伸，使得挂钩5挂置后不易从绝缘绳梯2的底部脱离，所述挂钩5的底部对称的通过销轴或者铰链转动连接有传动臂6，这样的结构在挂钩5沿着挂架4上下滑动时，能够带动两个传动臂6的一端上下移动，所述挂架4上对称的通过销轴或者铰链转动连接有摆动臂7，具体的摆动臂7的中部与挂架4通过销轴或者铰链转动连接，所述传动臂6的底部与摆动臂7的顶部通过销轴或者铰链转动连接，这样的结构在挂钩5沿着挂架4上下滑动时，在传动臂6的连接下能够驱动摆动臂7绕着中部的转动位置进行左右摆动，所述摆动臂7的下方转动连接有限位板8，限位板8通过销轴或者铰链转动连接在挂架4上，限位板8位于摆动臂7的下方，所述限位板8与挂架4之间设有限位弹簧9，具体的可使用普通的弹簧或者扭簧均可，使得限位板8在朝向限位弹簧9转动时能够对限位弹簧9进行压缩，使其产生反向转动的趋势，所述限位板8的一侧设有配合摆动臂7底部使用的接触端10，这样的结构在挂钩5相对挂架4向上滑动时，在传动臂6的连接下驱动摆动臂7转动，使得摆动臂7的底部朝向接触端10转动，在摆动臂7与接触端10接触后驱动限位板8朝向限位弹簧9进行转动，对限位弹簧9进行压缩；

所述限位板8的另一侧设有限位端11，所述挂架4的底部设有配合架空线路使用的挂载口12，挂载口12朝向下方开口设置，使得无人机主体1携带挂架4上升时首先上升至架空线路的上方，使得挂载口12对准下方的架空线路，然后无人机主体1带动挂架4下降，就能使得挂载口12向下卡在架空线路的外部，实现挂架4与架空线路的初步配合，所述挂载口12的上方沿竖向滑动连接有传动轴13，传动轴13仅能够相对挂架4沿竖向滑动而不会转动，所述传动轴13的底部通过焊接或者一体成型的固定有与架空线路相接触的底板14，这样的结构使得挂载口12卡在架空线路上后，架空线路的顶部能够与传动轴13底部的底板14相接触，由于传动轴13能够相对挂架4上下滑动，因此随着无人机主体1的继续下降，传动轴13保持与架空线路的接触状态不变，在重力的作用下挂架4则继续向下移动，即挂架4相对传动轴13向下滑动，相对应的传动轴13相对挂架4向上滑动，所述传动轴13的顶部对称的通过焊接或者一体成型的固定有配合限位端11使用的限位台阶15，限位台阶15在传动轴13相对挂架4向上滑动时会越过限位板8上的限位端11并滑动至限位端11的上方，此时限位板8在摆动臂7的作用下朝向限位弹簧9转动，带动限位端11朝向远离限位台阶15的方向转动，使得限位台阶15能够顺利的越过限位端11，所述挂架4的两侧对称的通过销轴或者铰链转动连接有用于将挂载口12封闭的锁杆16，具体的锁杆16的中部通过销轴或者铰链转动连接在挂架4上，锁杆16的底部长度大于顶部长度，使得锁杆16在重力的作用下保持竖向状态，所述锁杆16的顶端与底板14的顶部相接触，这样的结构在传动轴13相对挂架4向上滑动时，底板14能够驱动与其接触的锁杆16顶端上升，进而驱动锁杆16转动，所述传动轴13向上滑动时两侧锁杆16的底端相对转动将挂载口12封闭，具体的锁杆16的底端为L型，两个锁杆16底端L型的拐角处相对设置，使得锁杆16转动时两个锁杆16底端L型的拐角处相对转动直至相互接触，实现对挂载口12底部的封闭操作，从而使得挂架4挂置在架空线路上的过程中，传动轴13相对挂架4向上滑动，使得两侧锁杆16自动转动后将挂载口12的底部封闭，将架空线路限制在封闭后的挂载口12内，实现与架空线路的自动锁定，结构简单，不需要人为进行操作和控制，对架空线路的锁定操作更加简便和牢固，在锁杆16将挂载口12的底部封闭后，随着无人机主体1继续下降至底部的绝缘绳梯2与挂钩5分离，此时挂钩5失去无人机主体1的提拉支撑在重力的作用下相对挂架4向下滑动，进而在传动臂6的连接下驱动摆动臂7反向转动，使得摆动臂7的底部与限位板8一侧的接触端10分离，在限位弹簧9的作用下限位板8反向转动，使得限位板8另一侧的限位端11朝向限位台阶15转动并卡在限位台阶15的位置，从而实现对传动轴13竖向方向的有效限制，使得传动轴13无法相对挂架4向上滑动，间接的使得挂架4两侧的锁杆16保持对挂载口12底部的封闭状态，使得在没有外力作用在挂钩5上时，挂架4保持与架空线路的稳固连接状态，整个挂载和锁定过程均无需人为操作，大大简化了挂载的步骤，提高了与架空线路连接的牢固性和便利性，后续拆卸时只需要无人机主体1带动绝缘绳梯2重新进入挂钩5内将其抬升，即可解除限位端11对传动轴13的限位，使得传动轴13能够自由相对挂架4向下滑动，间接的解除锁杆16对挂载口12的封闭状态，使得挂架4能够顺利的向上抬升后与架空线路分离，拆卸过程也无需人为进行控制，提高了整个带电作业过程的流畅性和便利性，所述挂载口12的一侧设有绳索安装栓17，所述绝缘绳索组件包括升降绳索18和牵拉绳索19，升降绳索18用于操作人员利用爬绳升降机沿着其进行上升，牵拉绳索19用于地面的操作人员对挂架4的位置进行牵拉控制，保证高空作业时操作人员位置的稳固性，所述升降绳索18和牵拉绳索19均固定在绳索安装栓17上，挂架4挂载至架空线路上的过程中自动将升降绳索18和牵拉绳索19抬升至作业位置，无需再额外进行绝缘绳索组件的搭建，且整个搭建过程中绝缘绳索组件不会与架空线路直接接触，避免了对架空线路表皮的磨损，架空线路上的金属屑或者尘土等杂质也不会进入绝缘绳索组件的内部而影响其绝缘效果，进一步降低了对整个作业系统绝缘性能的影响，保证了高空带电作业的安全性。

优选的，所述挂架4上设有滑槽20，所述滑槽20的底部与挂载口12连通设置，所述传动轴13沿竖向滑动连接在滑槽20内，具体的在滑槽20内设置导向筒，传动轴13沿竖向滑动连接在导向筒内，使得传动轴13能够从挂载口12向上滑动至滑槽20内，保证了传动轴13上下滑动结构的稳固性，对两侧锁杆16的锁定控制更加牢固。

优选的，所述滑槽20的底部连通设置有配合底板14使用的容纳槽21，所述底板14和容纳槽21均为配合使用的弧形，这样的结构使得传动轴13相对挂架4向上滑动时，传动轴13和底部的底板14能够完全隐藏进入滑槽20和容纳槽21内，进而使得挂架4直接与架空线路接触，从而使得传动轴13仅仅起到传动限位功能，而不会起到支撑作用，保证了传动轴13对锁杆16限位锁定的稳固性，进而使得作业系统整体与架空线路的挂载结构更加牢固。

优选的，所述限位板8的纵截面为V型，所述V型的底端与挂架4通过销轴或者铰链转动连接，所述接触端10和限位端11分别位于V型顶部的两端，这样的结构使得V型结构顶部的两端分别作为接触端10和限位端11使用，使得V型的限位板8转动时，摆动臂7的底端能够从V型的内部朝向接触端10转动并与其接触，从而能够准确的驱动限位板8转动，而V型结构另一侧的限位端11能够准确的与限位台阶15进行卡接配合，保证对传动轴13限位操作的牢固性。

优选的，所述挂架4上设有导向孔22，导向孔22贯穿挂架4的前后两侧，所述挂钩5的底部滑动连接在导向孔22内，挂钩5包括顶部为弧形的钩子部分和底部竖向延伸的直杆部分，底部的直杆部分滑动连接在导向孔22内，导向孔22为挂钩5的底部提供准确稳固的导向限制，所述挂钩5的底部设有销轴23，所述销轴23穿过导向孔22后与传动臂6转动连接，具体的销轴23的两端分别穿过导向孔22的前后两侧后延伸至导向孔22的外部，从而与前后两侧的传动臂6进行转动连接，使得挂钩5上下滑动时能够准确的带动两侧的传动臂6进行移动，提高了整个传动结构的流畅性。

优选的，参照图2，所述快拆连接环3上设有弧形槽24，弧形槽24的两端均贯穿快拆连接环3，所述弧形槽24内转动连接有锁环25，锁环25为环形结构，环形结构的一部分转动连接在弧形槽24内，所述锁环25与快拆连接环3之间设有拉伸弹簧26，在锁环25转动时能够对拉伸弹簧26进行拉伸，使其产生复位转动的趋势，所述锁环25上设有安装口27，安装口27的开口长度小于快拆连接环3的长度，安装口27用于穿过无人机主体1的底部支腿处实现与无人机主体1的连接，所述快拆连接环3上通过销轴转动连接有配合安装口27两侧使用的限位杆28，这样的结构在将安装口27穿过无人机主体1底部的支腿后，转动锁环25使得安装口27转动进入弧形槽24内，使得锁环25与快拆连接环3组成相对封闭的结构，保证与无人机主体1连接的稳固性，此时利用限位杆28对安装口27进行锁止，保证了与无人机主体1连接的牢固性，使得整个连接过程更加高效和便捷。

优选的，所述限位杆28与快拆连接环3之间设有扭簧29，限位杆28与快拆连接环3转动连接，在其转动时能够对扭簧29进行压缩，所述安装口27的两侧均设有限位齿30，所述限位杆28的端部与限位齿30啮合，这样的结构在锁环25转动时，首先转动限位杆28使其端部与锁环25分离，此过程中对扭簧29进行压缩，使得锁环25顺利转动，当锁环25上的安装口27顺利进入弧形槽24内部后，松开限位杆28，在扭簧29的作用下限位杆28的端部反向转动至与安装口27处的限位齿30啮合，并在扭簧29的作用下保持啮合状态，实现对锁环25的自动锁定，进一步简化了连接操作的步骤，提高了与无人机主体1进行连接的效率和稳固性。

优选的，所述限位杆28和锁环25上均设有把手31，把手31的设置便于操作人员对锁环25和限位杆28进行转动操作，所述快拆连接环3的底部焊接或者一体成型的固定有配合绝缘绳梯2顶部使用的绳孔32，绝缘绳梯2的顶部系在绳孔32内，使得绝缘绳梯2与无人机主体1的连接配合更加高效和便利。

优选的，参照图4，所述绳索安装栓17上套设有多个上固定环33，所述上固定环33的底部通过销轴转动连接有下固定环34，下固定环34能够在横向平面内相对上固定环33任意转动，所述升降绳索18和牵拉绳索19均固定在多个不同的下固定环34内，由于在绝缘绳索组件搭建和操作人员上升过程中绳索很容易发生翻转扭曲，因此利用上固定环33和下固定环34的转动配合能够有效避免绳索卷曲，保证了操作人员沿着升降绳索18上升时的顺畅性。

基于无人机和电动升降技术的输电带电作业方法，包括如下步骤：

S1、作业系统的搭建，自上而下依次将无人机搭载组件、防坠保护组件、绝缘绳索组件进行连接，搭建过程在地面完成，即将绝缘绳梯2利用快拆连接环3固定在无人机主体1的底部，具体的固定在无人机主体1底部的支腿处，然后将挂架4上的挂钩5挂置在绝缘绳梯2的底部，最后将升降绳索18和牵拉绳索19固定在挂架4底部的绳索安装栓17上，使得无人机搭载组件、防坠保护组件、绝缘绳索组件组成一个作业系统，便于无人机主体1上升时将整个作业系统共同抬升至架空线路的作业位置；

S2、作业系统的升空，利用无人机主体1带动搭建完成的作业系统朝向架空线路向上移动，直至挂架4底部的挂载口12位于架空线路的上方后无人机主体1停止移动，具体的上升时可以沿着架空线路的侧面向上移动，移动至侧面的高处后再朝向架空线路平移，即可使得挂载口12准确的位于架空线路的正上方；

S3、作业系统的挂载，无人机主体1带动作业系统向下朝向架空线路移动，使得挂架4底部的挂载口12卡在架空线路上，挂载口12的顶部为弧形，能够与架空线路更准确的进行接触配合，在此过程中传动轴13底部的底板14与架空线路接触，在作业系统的重力作用下挂架4相对传动轴13向下滑动，即传动轴13相对挂架4向上滑动，使得传动轴13顶部的限位台阶15越过限位板8后位于限位端11的上方，同时传动轴13相对挂架4向上滑动过程中底板14驱动与其顶部接触的锁杆16转动，使得两侧锁杆16的底端相对转动后将挂载口12封闭，进而将架空线路限制在封闭后的挂载口12内，锁杆16对挂载口12的封闭能够利用挂架4的重力自动实现，无需人为操作或者远程控制，进一步简化了挂载操作的步骤；

S4、作业系统的锁定，挂架4相对传动轴13向下滑动至挂载口12顶部完全与架空线路接触时，此时作业系统整体完全落在了架空线路上，无人机主体1继续向下移动至绝缘绳梯2与挂钩5脱离，此后挂钩5失去无人机主体1的支撑后在重力的作用下相对挂架4向下滑动，在传动臂6的连接下驱动摆动臂7转动，使得摆动臂7的底部与限位板8一侧的接触端10分离，在限位弹簧9的作用下限位板8朝向传动轴13转动，使得限位板8另一侧的限位端11转动至传动轴13的限位台阶15处，限位端11卡在限位台阶15的下方，从而对传动轴13进行竖向限制，使其无法再相对挂架4向下滑动，进而在没有外力作用在挂钩5上时使得锁杆16保持对挂载口12的封闭状态；

S5、操作人员上升进行带电作业，操作人员利用爬绳升降机沿着升降绳索18上升至架空线路上进行带电作业，地面人员利用牵拉绳索19对操作人员的位置进行牵拉固定，保证带电作业的稳固性；

S6、操作人员下降和作业系统的拆卸，操作人员带电作业完毕后在升降机的作用下沿着升降绳索18下降至地面，无人机主体1上升后重新将绝缘绳梯2挂置在挂钩5上并向上拉动挂钩5，使得挂钩5相对挂架4向上滑动，在传动臂6的连接下驱动摆动臂7反向转动，使得摆动臂7的底部与限位板8一侧的接触端10接触后驱动限位板8转动，进而使得限位板8另一侧的限位端11与限位台阶15脱离，使得传动轴13能够相对挂架4自动滑动，无人机主体1继续上升将挂架4提起时，挂架4相对传动轴13向上滑动，即传动轴13相对挂架4向下滑动，使得锁杆16的顶端失去底板14的支撑后在重力的作用下反向转动，两侧锁杆16的底端相背转动后将挂载口12打开，使得挂架4能够顺利与架空线路分离，此后无人机主体1带动作业系统下降至地面即可实现作业系统的拆卸，整个拆卸过程也不需要人为操作或者远程控制，只需要利用无人机主体1对挂钩5进行提拉即可将挂架4顺利的从架空线路上拆卸，整个过程只需要对无人机主体1进行升降控制，大大简化了整个带电作业过程的操作步骤，大大提高了带电作业的效率和便利性。

工作原理：本发明利用无人机主体1带动搭建后的作业系统上升至架空线路上，并与架空线路进行锁紧，实现对操作人员高空作业的有效支撑和防坠保护，不需要操作人员提前登塔进行作业系统的搭建，其搭建效率更高，搭建过程更加安全，且对架空线路的作业位置没有限制，无人机主体1能够飞到的位置均可进行带电作业，大大提高了带电作业的范围和安全性；在作业系统的搭建过程中，挂架4底部的挂载口12卡在架空线路上后，传动轴13底部的底板14与架空线路相接触，在重力的作用下挂架4相对传动轴13向下滑动，即传动轴13相对挂架4向上滑动，在此过程中传动轴13顶部的限位台阶15越过限位板8后位于限位端11的上方，且传动轴13底部的底板14向上滑动过程中驱动两侧的锁杆16转动，使得两侧锁杆16的底端相对转动后将挂载口12封闭，将架空线路限制在封闭后的挂载口12内，当无人机主体1底部的绝缘绳梯2与挂钩5脱离后，挂钩5在重力的作用下相对挂架4向下滑动，在传动臂6的连接下驱动摆动臂7转动，使得摆动臂7的底部与限位板8一侧的接触端10分离，在限位弹簧9的作用下限位板8转动使其另一侧的限位端11转动至限位台阶15处，利用限位端11与限位台阶15的配合对传动轴13进行竖向位置的限制，避免传动轴13相对挂架4向下滑动，间接的使得锁杆16保持对挂载口12的封闭状态，从而在没有外力作用在挂钩5上时挂架4保持与架空线路的锁定状态，使得作业系统与架空线路的连接更加便捷和牢固，且搭建过程中绝缘绳索组件不直接与架空线路接触，降低了可能对架空线路造成的磨损，架空线路上的杂质也不易进入绝缘绳索组件内部而影响绝缘效果，从而为操作人员提供安全有效的支撑和防坠防护，大大简化了作业系统搭建的步骤，提高了搭建的效率和安全性；操作人员利用升降机沿着升降绳索18上升至架空线路的作业位置，作业完成后原路返回，而无人机主体1只需要重新将绝缘绳梯2挂置在挂钩5上并向上抬升，即可在传动臂6的作用下驱动摆动臂7反向转动，使得摆动臂7的底部与限位板8一侧的接触端10接触后驱动限位板8转动，使得另一侧的限位端11与限位台阶15分离，从而自动解除对传动轴13竖向位置的限制，挂架4继续向上抬升时传动轴13相对挂架4向下滑动，使得锁杆16的顶端失去底板14的支撑后在重力的作用下反向转动，两侧锁杆16的底端相背转动后将挂载口12的底部打开，从而利用无人机主体1顺利的将挂架4从架空线路上吊起，完成作业系统的自动拆卸，不需要操作人员进行手动拆卸，保证了对操作人员整个作业过程的有效支撑和防坠保护，大大降低了作业系统的拆卸难度和拆卸时的安全风险，进一步提高了高空带电作业的效率。

Claims (10)

1.基于无人机和电动升降技术的输电带电作业系统，包括自上而下依次设置的无人机搭载组件、防坠保护组件、绝缘绳索组件，其特征在于：所述无人机搭载组件包括无人机主体（1）、绝缘绳梯（2），所述绝缘绳梯（2）的顶部对称的设有快拆连接环（3），所述快拆连接环（3）与无人机主体（1）的底部活动连接，所述防坠保护组件包括挂架（4），所述挂架（4）的顶部沿竖向滑动连接有配合绝缘绳梯（2）底部使用的挂钩（5），所述挂钩（5）的底部对称的转动连接有传动臂（6），所述挂架（4）上对称的转动连接有摆动臂（7），所述传动臂（6）的底部与摆动臂（7）的顶部转动连接，所述摆动臂（7）的下方转动连接有限位板（8），所述限位板（8）与挂架（4）之间设有限位弹簧（9），所述限位板（8）的一侧设有配合摆动臂（7）底部使用的接触端（10），所述限位板（8）的另一侧设有限位端（11），所述挂架（4）的底部设有配合架空线路使用的挂载口（12），所述挂载口（12）的上方沿竖向滑动连接有传动轴（13），所述传动轴（13）的底部设有与架空线路相接触的底板（14），所述传动轴（13）的顶部对称的设有配合限位端（11）使用的限位台阶（15），所述挂架（4）的两侧对称的转动连接有用于将挂载口（12）封闭的锁杆（16），所述锁杆（16）的顶端与底板（14）的顶部相接触，所述传动轴（13）向上滑动时两侧锁杆（16）的底端相对转动将挂载口（12）封闭，所述挂载口（12）的一侧设有绳索安装栓（17），所述绝缘绳索组件包括升降绳索（18）和牵拉绳索（19），所述升降绳索（18）和牵拉绳索（19）均固定在绳索安装栓（17）上。

2.根据权利要求1所述基于无人机和电动升降技术的输电带电作业系统，其特征在于：所述挂架（4）上设有滑槽（20），所述滑槽（20）的底部与挂载口（12）连通设置，所述传动轴（13）沿竖向滑动连接在滑槽（20）内。

3.根据权利要求2所述基于无人机和电动升降技术的输电带电作业系统，其特征在于：所述滑槽（20）的底部连通设置有配合底板（14）使用的容纳槽（21），所述底板（14）和容纳槽（21）均为配合使用的弧形。

4.根据权利要求1所述基于无人机和电动升降技术的输电带电作业系统，其特征在于：所述限位板（8）的纵截面为V型，所述V型的底端与挂架（4）转动连接，所述接触端（10）和限位端（11）分别位于V型顶部的两端。

5.根据权利要求1所述基于无人机和电动升降技术的输电带电作业系统，其特征在于：所述挂架（4）上设有导向孔（22），所述挂钩（5）的底部滑动连接在导向孔（22）内，所述挂钩（5）的底部设有销轴（23），所述销轴（23）穿过导向孔（22）后与传动臂（6）转动连接。

6.根据权利要求1所述基于无人机和电动升降技术的输电带电作业系统，其特征在于：所述快拆连接环（3）上设有弧形槽（24），所述弧形槽（24）内转动连接有锁环（25），所述锁环（25）与快拆连接环（3）之间设有拉伸弹簧（26），所述锁环（25）上设有安装口（27），所述快拆连接环（3）上转动连接有配合安装口（27）两侧使用的限位杆（28）。

7.根据权利要求6所述基于无人机和电动升降技术的输电带电作业系统，其特征在于：所述限位杆（28）与快拆连接环（3）之间设有扭簧（29），所述安装口（27）的两侧均设有限位齿（30），所述限位杆（28）的端部与限位齿（30）啮合。

8.根据权利要求7所述基于无人机和电动升降技术的输电带电作业系统，其特征在于：所述限位杆（28）和锁环（25）上均设有把手（31），所述快拆连接环（3）的底部设有配合绝缘绳梯（2）顶部使用的绳孔（32）。

9.根据权利要求1所述基于无人机和电动升降技术的输电带电作业系统，其特征在于：所述绳索安装栓（17）上设有多个上固定环（33），所述上固定环（33）的底部转动连接有下固定环（34），所述升降绳索（18）和牵拉绳索（19）均固定在下固定环（34）内。

10.基于无人机和电动升降技术的输电带电作业方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、作业系统的搭建，自上而下依次将无人机搭载组件、防坠保护组件、绝缘绳索组件进行连接，即将绝缘绳梯（2）利用快拆连接环（3）固定在无人机主体（1）的底部，然后将挂架（4）上的挂钩（5）挂置在绝缘绳梯（2）的底部，最后将升降绳索（18）和牵拉绳索（19）固定在挂架（4）底部的绳索安装栓（17）上；

S2、作业系统的升空，利用无人机主体（1）带动搭建完成的作业系统朝向架空线路向上移动，直至挂架（4）底部的挂载口（12）位于架空线路的上方后无人机主体（1）停止移动；

S3、作业系统的挂载，无人机主体（1）带动作业系统向下朝向架空线路移动，使得挂架（4）底部的挂载口（12）卡在架空线路上，在此过程中传动轴（13）底部的底板（14）与架空线路接触，在作业系统的重力作用下挂架（4）相对传动轴（13）向下滑动，即传动轴（13）相对挂架（4）向上滑动，使得传动轴（13）顶部的限位台阶（15）越过限位板（8）后位于限位端（11）的上方，同时传动轴（13）相对挂架（4）向上滑动过程中底板（14）驱动与其顶部接触的锁杆（16）转动，使得两侧锁杆（16）的底端相对转动后将挂载口（12）封闭，进而将架空线路限制在封闭后的挂载口（12）内；

S4、作业系统的锁定，挂架（4）相对传动轴（13）向下滑动至挂载口（12）顶部完全与架空线路接触时，无人机主体（1）继续向下移动至绝缘绳梯（2）与挂钩（5）脱离，此后挂钩（5）失去无人机主体（1）的支撑后在重力的作用下相对挂架（4）向下滑动，在传动臂（6）的连接下驱动摆动臂（7）转动，使得摆动臂（7）的底部与限位板（8）一侧的接触端（10）分离，在限位弹簧（9）的作用下限位板（8）朝向传动轴（13）转动，使得限位板（8）另一侧的限位端（11）转动至传动轴（13）的限位台阶（15）处，从而对传动轴（13）进行竖向限制，使其无法再相对挂架（4）向下滑动，进而在没有外力作用在挂钩（5）上时使得锁杆（16）保持对挂载口（12）的封闭状态；

S5、操作人员上升进行带电作业，操作人员利用升降机沿着升降绳索（18）上升至架空线路上进行带电作业，地面人员利用牵拉绳索（19）对操作人员的位置进行固定，保证带电作业的稳固性；

S6、操作人员下降和作业系统的拆卸，操作人员带电作业完毕后在升降机的作用下沿着升降绳索（18）下降至地面，无人机主体（1）上升后重新将绝缘绳梯（2）挂置在挂钩（5）上并向上拉动挂钩（5），使得挂钩（5）相对挂架（4）向上滑动，在传动臂（6）的连接下驱动摆动臂（7）反向转动，使得摆动臂（7）的底部与限位板（8）一侧的接触端（10）接触后驱动限位板（8）转动，进而使得限位板（8）另一侧的限位端（11）与限位台阶（15）脱离，使得传动轴（13）能够相对挂架（4）自动滑动，无人机主体（1）继续上升将挂架（4）提起时，挂架（4）相对传动轴（13）向上滑动，即传动轴（13）相对挂架（4）向下滑动，使得锁杆（16）的顶端失去底板（14）的支撑后在重力的作用下反向转动，两侧锁杆（16）的底端相背转动后将挂载口（12）打开，使得挂架（4）能够顺利与架空线路分离，此后无人机主体（1）带动作业系统下降至地面即可实现作业系统的拆卸。