CN204355272U - 一种多旋翼巡检飞行器及输电线路巡检系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多旋翼巡检飞行器及输电线路巡检系统，该多旋翼巡检飞行器包括：多旋翼飞行装置、落线行走装置、巡检装置、动作调整装置和飞行端无线传输接口；多旋翼飞行装置包括：机舱、多个旋翼和起落架；落线行走装置包括：支撑架、导向摄像机、移动机构；巡检装置包括：巡检摄像机；飞行端无线传输接口分别连接导向摄像机、巡检摄像机和动作调整装置，并无线连接地面设备；动作调整装置连接旋翼和移动机构。该输电线路巡检系统包括：多旋翼巡检飞行器和地面设备；地面设备具体包括：地面端无线传输接口、显示器和命令输入装置。本实用新型具有精准的电力线挂载功能，拓宽了巡检视野，提升了巡检效率，降低了巡检的人力成本。

Description

一种多旋翼巡检飞行器及输电线路巡检系统

技术领域

本实用新型涉及输电线路巡检技术领域，具体地，涉及一种多旋翼飞行器及输电线路巡检系统。

背景技术

高压和超高压架空输电线路是长距离输送电能的主要方式，导地线及杆塔附件长期暴露在野外，因受到持续的机械张力、电气闪络、材料老化的影响而产生断股、磨损、腐蚀等损伤，如不及时修复更换，原本微小的破损和缺陷就可能扩大，最终导致严重事故，造成大面积的停电和巨大的经济损失。因此，电力公司要定期对线路设备巡检,及时发现早期损伤和缺陷并加以评估，然后根据缺陷的轻重缓急，以合理的费用和正确的优先顺序，安排必要的维护和修复，从而确保供电可靠性。

目前,对输电导线进行巡检的方法主要有两种：

(1)地面目测法:采用肉眼或望远镜对辖区内的电力线进行观测。由于输电线路分布点多面广、地理条件复杂,巡线工人需要翻山越岭、涉水过河、徒步或驱车巡检。这种方法劳动强度大，工作效率和探测精度低，可靠性差。

(2)航测法:直升飞机巡线。直升飞机沿输电线路飞行，工作人员用肉眼或机载摄像设备观测和记录沿线异常点的情况。这种方法尽管距离接近，提高了探测效率和精度，但电力线从观察者或摄录设备的视野中快速通过，增加了技术难度，运行费用较高。

多旋翼飞行器在输电线路巡检中将扮演越来越重要的角色。无人飞行器具有视野开阔，操作灵活，重量轻等特点，能够快速起降，针对性得对线上金具、线路走廊进行近距离观测。较于有人直升机，大大降低了巡检所需费用，也解决了地面目测法探测精度低，可靠性差的问题。然而，目前多旋翼飞行器普遍存在续航时间短的问题，并不能满足较长距离巡检需要。

移动机器人技术的发展，为架空电力线路巡检提供了新的移动平台。巡线机器人能够带电工作，以一定的速度沿输电线爬行，并能跨越防振锤、耐张线夹、悬垂线夹、杆塔等障碍，利用携带的传感仪器近距离地对杆塔、导线及避雷线、绝缘子、线路金具、线路通道等实施接近检测，代替工人进行电力线路的巡检工作，可以进一步提高巡线的工作效率和巡检精度。但是，移动机器人在上下线操作上存在较大困难，大多需要以人工方式背负上线，或以滑轮吊装方式上线，存在较大的安全隐患。移动机器人在输电线路上行走过程还需要克服线上金具(防振锤、间隔棒、悬垂线夹等)的障碍，进一步加大了移动机器人的设计难度，制约了机器人的活动范围。

中国申请号为201310683217.2的专利方案公开了一种电力线巡检用的多旋翼飞行器以及基于它的系统，该多旋翼飞行器具有挂载滑轮，通过挂载在导地线上移动完成巡检工作，该方案克服了目前多旋翼飞行器续航时间短不能满足长距离巡检需要的问题，提高了多旋翼飞行器的长距离巡检能力，但该方案仍面临如下问题：(1)多旋翼飞行器一般具有多个螺旋桨，由于需要飞行至导地线附近才能实现挂载，飞行中的螺旋桨非常容易触碰到导地线，对飞行器本身、电网造成巨大损害；(2)多旋翼飞行器挂载至导地线的过程没有精准的控制，地面工作站要想手动控制挂载滑轮挂载到导地线上并不容易；(3)导地线巡检现场一般位于远郊区，整体多旋翼飞行器的运输、维修均不方便，故障部件的更换也很麻烦。可见，目前利用多旋翼飞行器进行输电线路巡检的技术还存在诸多问题。

实用新型内容

本实用新型实施例的主要目的在于提供一种多旋翼巡检飞行器及输电线路巡检系统，将无人机技术、线上机器人技术融合并应用于输电线路巡检领域，兼具导地线外飞行、导地线上行走、巡检导地线、杆塔、金具、通道等是否存在缺陷等功能。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供一种多旋翼巡检飞行器，包括：多旋翼飞行装置、落线行走装置、巡检装置、动作调整装置和飞行端无线传输接口；其中，

所述多旋翼飞行装置包括：机舱、多个旋翼和起落架；

所述多个旋翼固定连接所述机舱，并以所述机舱为中心对称设置，通过旋转产生升力带动所述机舱飞行；

所述起落架固定连接所述机舱的底部；

所述落线行走装置包括：支撑架、导向摄像机、移动机构；

所述支撑架的底端固定连接所述机舱的顶部；

所述导向摄像机固定装设于所述支撑架上，用于拍摄待挂导地线，以引导所述移动机构挂载至所述待挂导地线上；

所述移动机构固定于所述支撑架的顶端，用于挂载至所述待挂导地线上并沿其移动；

所述巡检装置包括：巡检摄像机；

所述巡检摄像机固定装设于所述机舱的底部，用于拍摄待检导地线，以检查所述待检导地线、金具、杆塔、通道是否存在缺陷；

所述飞行端无线传输接口分别连接所述导向摄像机、所述巡检摄像机和所述动作调整装置，并无线连接地面设备，用于将所述导向摄像机和所述巡检摄像机拍摄的影像信息无线传输给所述地面设备，接收所述地面设备发送的命令并转发给所述动作调整装置。

相应的，本实用新型还提供一种输电线路巡检系统，包括：地面设备和如上所述的多旋翼巡检飞行器；

所述地面设备包括：地面端无线传输接口、显示器和命令输入装置；

所述地面端无线传输接口无线连接所述多旋翼巡检飞行器的飞行端无线传输接口，用于接收所述多旋翼巡检飞行器的导向摄像机和巡检摄像机拍摄的影像信息，并转发给所述显示器；

所述显示器连接所述地面端无线传输接口，用于显示所述导向摄像机和巡检摄像机拍摄的影像信息；

所述命令输入装置接收用户输入的命令并通过所述地面端无线传输接口发送给所述飞行端无线传输接口。

借助于上述技术方案，本实用新型将无人机技术、线上机器人技术融合并应用于输电线路巡检领域，既发挥了无人机技术的灵活、稳定和易操控等优势，也发挥了线上机器人技术的精准、智能、节能等优势，避免了单纯利用无人机进行巡检时续航时间段、航拍图像抖动的问题，也避免了单纯利用线上机器人进行巡检时上下线及线上越障困难的问题，克服了两种技术各自的局限性，充分利用了这两种技术在输电线路维护中的优越性，为输电线路巡检工作提供了方便，拓宽了巡检视野，提升了巡检效率，降低了巡检的人力成本；此外，本实用新型在多旋翼巡检飞行器中设置了导向摄像机，地面设备根据导向摄像机的拍摄影像，能够快速、准确地判断多旋翼巡检飞行器与待挂导地线的相对位置，从而准确地发送命令，以指挥多旋翼巡检飞行器顺利完成挂载，相比于现有技术，本实用新型具有更加精准的导地线挂载功能，进一步提升了输电线路巡检的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供一种多旋翼巡检飞行器的结构示意图；

图2(a)～2(d)是本实用新型实施例一提供的可拆分组装的旋翼结构示意图；

图3(a)～3(d)是本实用新型实施例二提供的可拆分组装的落线行走装置结构示意图；

图4(a)～4(d)是本实用新型实施例二提供的双孔连接件结构示意图；

图5(a)～5(d)是本实用新型实施例三提供的可拆分组装的巡检装置结构示意图；

图6(a)～6(d)是本实用新型实施例三提供的双孔连接件结构示意图；

图7(a)～7(d)是本实用新型实施例四提供的可拆分组装的多旋翼巡检飞行器结构示意图；

图8是本实用新型提供一种输电线路巡检系统的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型内容涉及到两种输电线路对象，分别是“待挂导地线”和“待检对象”；其中，“待挂导地线”是本实用新型中多旋翼巡检飞行器的挂载对象，多旋翼巡检飞行器挂载到该“待挂导地线”上并沿其移动；“待检对象”是本实用新型中多旋翼巡检飞行器的巡检对象，包括但不限于是导地线、杆塔、金具、通道等，多旋翼巡检飞行器对该“待检对象”进行巡视检查。对于同一多旋翼巡检飞行器，属于“待检对象”的导地线与“待挂导地线”是两条独立的输电线路。

本实用新型提供一种多旋翼巡检飞行器，如图1所示，包括：多旋翼飞行装置、落线行走装置、巡检装置、动作调整装置4和飞行端无线传输接口5。其中，多旋翼飞行装置包括：机舱11、多个旋翼12和起落架13；落线行走装置包括：支撑架21、导向摄像机22、移动机构23；巡检装置包括：巡检摄像机31；飞行端无线传输接口5连接导向摄像机22、巡检摄像机31和动作调整装置4，并无线连接地面设备，将导向摄像机22和巡检摄像机31拍摄的影像信息传输给地面设备，以及接收所述地面设备发送的命令并转发给动作调整装置4；动作调整装置4连接旋翼12和移动机构23，用于控制旋翼12飞行及控制移动机构23沿待挂导地线移动。

下面对上述各个装置分别进行说明：

(1)多旋翼飞行装置负责整个多旋翼巡检飞行器的飞行工作，包括：机舱、多个旋翼和起落架。

所述多个旋翼固定连接所述机舱，并以所述机舱为中心对称设置，通过旋转产生升力带动所述机舱飞行。本实用新型中旋翼的具体结构可以但不限于是现有多旋翼无人机采用的旋翼结构，旋翼的数量可以但不限于是四个、六个、八个。

由于多旋翼巡检飞行器需要飞行至待挂导地线附近才能实现挂载，飞行中的螺旋桨非常容易触碰到导地线，对飞行器本身、电网造成巨大损害，为了避免这种损害，较佳的，本实用新型采用具有防碰罩的旋翼结构，即在螺旋桨的外部罩设一个防碰罩，以隔离开螺旋桨和外界，防止飞行过程中螺旋桨与线路发生碰撞或摩擦，保证多旋翼巡检飞行器的飞行安全。

所述起落架固定连接所述机舱的底部，当多旋翼飞行器起降时起到缓冲和保护机舱的作用。本实用新型中起落架的具体结构包括但不限于是现有多旋翼无人机采用的起落架结构，此处不再赘述。

(2)落线行走装置负责整个多旋翼巡检飞行器挂载到待挂导地线上及在待挂导地线上移动工作，包括：支撑架、导向摄像机、移动机构。

所述支撑架的底端固定连接所述机舱的顶部。

所述导向摄像机固定装设于所述支撑架上，用于拍摄待挂导地线，以引导所述移动机构挂载至所述待挂导地线上。

所述移动机构固定于所述支撑架的顶端，用于挂载至所述待挂导地线上并沿其移动。

当多旋翼巡检飞行器飞行至待挂导地线附近时，地面设备便能通过导向摄像机拍摄的影像信息了解移动机构与待挂导地线的相对位置，进而指挥多旋翼飞行装置的飞行，直到移动机构挂载至待挂导地线上。需要说明的是，为使地面设备准确了解移动机构与待挂导地线的相对位置，达到上述引导的作用，导向摄像机的拍摄范围应至少覆盖移动机构。具体实施本实用新型时，导向摄像机可以但不限于选用点阵CCD(Charge-coupled Device，电荷耦合元件)，这种摄像机的镜头视场角较大，一般可达到170度，能够满足拍摄移动机构的需要。此外，导向摄像机还可选用具有红外功能的高清摄像机，以满足光线不足情况下的挂载需要。

本实用新型的移动机构可采用由移动轮(如滑轮)及驱动电机组成的结构，其中，驱动电机驱动移动轮沿待挂导地线移动，但本实用新型中移动机构不限于采用上述结构。例如，为了维持多旋翼巡检飞行器在待挂导地线上移动的稳定性，本实用新型还可以在移动机构中增设支撑轮，支撑轮与移动轮的轮槽共线(待挂导地线)设置，工作时，支撑轮与移动轮均挂载至待挂导地线上，移动轮在驱动电机的作用下沿待挂导地线移动，同时带动支撑轮沿待挂导地线移动，支撑轮起到辅助移动及支撑的作用。具体实施时，移动轮、支撑轮的数量可以但不限于是2～4个。需要说明的是，为了避免待挂导地线上的电流影响多旋翼巡检飞行器的正常工作，以及防止当驱动电机不提供驱动力时沿待挂导地线逆向移动，移动轮、支撑轮均需采用绝缘、防滑的材料制作。

考虑到多旋翼巡检飞行器的工作范围是距离地面一定高度的导地线附近，且导地线相对较细，其移动机构并不容易挂载到待挂导地线上，为此，本实用新型还可以在落线行走装置中增设导向围栏，该导向围栏设置于移动轮(和/或支撑轮)背向支撑架的一侧且抵接所述移动轮(和/或支撑轮)的侧壁，所述导向围栏呈外张式设置且与所述移动轮(和/或支撑轮)构成一围堵空间，以便将所述待挂导地线引导至所述移动轮(和/或支撑轮)的轮槽中。

为使将所述待挂导地线引导至所述移动轮(和/或支撑轮)的轮槽中更容易，本实用新型还可以在移动轮(和/或支撑轮)面向支撑架的一侧增设辅助导向围栏，该辅助导向围栏同样抵接移动轮(和/或支撑轮)的侧壁，且与所述移动轮(和/或支撑轮)构成一围堵空间；尤其是当落线行走装置中同时设有移动轮和支撑轮时，辅助导向围栏与导向围栏共同构成的围堵空间能够确保待挂导地线进入移动轮和支撑轮的轮槽中，避免待挂导地线在移动轮和支撑轮间交错的情况发生。

(3)巡检装置负责多旋翼巡检飞行器巡视检查待检对象(如导地线、杆塔、金具、通道环境)的工作，包括：巡检摄像机。

所述巡检摄像机固定装设于所述机舱的底部，用于拍摄待检对象，以检查所述待检对象是否损坏。

为了清楚拍摄待检对象，达到巡视检查的目的，具体实施本实用新型时，巡检摄像机可以但不限于选用高清摄像机，例如，还可选用具有红外功能的高清摄像机，以满足光线不足情况下的巡检需要。

为了保证各种情况下巡检摄像机都能够拍摄到待检对象，以及能有针对性对待检对象进行拍摄，本实用新型还可在巡检装置中增设云台，将云台固定装设于机舱的底部，巡检摄像机装设于云台上，通过云台的旋转来改变巡检摄像机的拍摄方向，以保证巡检摄像机的拍摄范围能够覆盖待检对象，以及满足巡检摄像机针对性拍摄的需要。

考虑到巡检摄像机具有一定的重量，而且云台的旋转会改变巡检摄像机的重心，为避免多旋翼巡检飞行器因不能保持平衡造成巡检工作受阻，本实用新型还可根据需要在巡检装置中增设配重，将配重固定装设于机舱的底部，以维持多旋翼巡检飞行器的平衡稳定。

(4)飞行端无线传输接口负责多旋翼巡检飞行器与地面设备的数据交互工作。

具体实施时，飞行端无线传输接口可以是设置于机舱上的无线收发天线。

本实用新型的飞行端无线传输接口与地面设备之间可以但不限于采用2.4G、5.8G、433M等无线通信技术传输数据。

(5)动作调整装置负责接收地面设备发送来的命令，并依据命令控制旋翼飞行及控制移动机构沿待挂导地线移动。需要说明的是，本实用新型中的动作调整装置是采用如现有的无人机设备根据地面命令调整飞行动作或行走动作的技术。

具体实施时，动作调整装置可设置于机舱的舱体内。

本实用新型将无人机技术、线上机器人技术融合并应用于输电线路巡检领域，既发挥了无人机技术的灵活、稳定和易操控等优势，也发挥了线上机器人技术的精准、智能、节能等优势，避免了单纯利用无人机进行巡检时续航时间段、航拍图像抖动的问题，也避免了单纯利用线上机器人进行巡检时上下线及线上越障困难的问题，克服了两种技术各自的局限性，充分利用了这两种技术在输电线路维护中的优越性，为输电线路巡检工作提供了方便，提升了输电线路巡检的效率，降低了输电线路巡检的人力成本；此外，本实用新型在多旋翼巡检飞行器中设置了导向摄像机，地面设备根据导向摄像机的拍摄影像，能够快速、准确地判断多旋翼巡检飞行器与待挂导地线的相对位置，从而指挥多旋翼巡检飞行器顺利成挂载，相比于现有技术，本实用新型具有更加精准的电力线挂载功能，进一步提升了输电线路巡检的效率。

考虑到输电线路巡检现场一般位于远郊区，整体多旋翼巡检飞行器在运输、维修方面不方便，故障部件更换也比较麻烦的情况，本实用新型可以将多旋翼巡检飞行器中的各个装置、元件设计成由更小的子元件组装形成的形式，这样，在运输多旋翼巡检飞行器时，就可以将整体的多旋翼巡检飞行器拆分成子元件分别存储，具有节省空间、方便运输的效果，到达巡检现场后，再将这些子元件组装成整体的多旋翼巡检飞行器，出现故障时，也只需对故障涉及的子元件进行维修或更换，具有快速修复、提高巡检效率的效果。

以下是本实用新型提供的几种针对多旋翼飞行装置、落线行走装置、巡检装置的拆分及组装设计实施例：

实施例一

本实施例是针对多旋翼飞行装置的拆分及组装设计。

本实施例中，机舱为扁圆形舱体结构，沿其圆周均匀设置多个开孔，这多个开孔与这多个旋翼一一对应；起落架可以但不限于是通过螺栓结构固定于机舱的底部。

本实施例的旋翼具体包括：旋翼支架、无刷电机、螺旋桨和防碰罩。其中，所述旋翼支架的一端插接固定于相对应的开孔中；所述无刷电机、所述螺旋桨和所述防碰罩装设于所述旋翼支架上；所述螺旋桨在所述无刷电机的驱动下旋转并产生升力；所述防碰罩罩设于所述螺旋桨外部。

本实施例中，每一旋翼与机舱之间是通过旋翼支架与相应开孔之间的插拔连接实现组装和拆分。

防碰罩与旋翼支架之间的连接关系也可设计成能够组装和拆分的形式，例如，本实施例可以采用如图2(a)～(d)所示的旋翼结构，如图2所示，该旋翼包括：旋翼支架K_1、无刷电机K_2、螺旋桨K_3和防碰罩K_4。

其中，防碰罩K_4包括顶罩K_41和底罩K_42，该顶罩K_41和底罩K_42均为圆形的网状结构；顶罩K_41在其直径的两端分别设有一上端部卡合件K_411和一上轴部卡合件K_412；底罩K_42在其直径的两端分别设有一下端部卡合件K_421和一下轴部卡合件K_422；上端部卡合件K_411、上轴部卡合件K_412、下端部卡合件K_421和下轴部卡合件K_422均具有凹槽和螺孔。

上端部卡合件K_411与下端部卡合件K_421位置对应，二者的凹槽分别卡合于螺旋支架的上部和下部，二者的螺孔相互匹配，贯穿螺孔的螺栓P1实现了上端部卡合件K_411与下端部卡合件K_421可拆卸地固定连接，并且通过旋转螺旋P1可改变上端部卡合件K_411的凹槽与下端部卡合件K_421的凹槽之间的距离，从而调节上端部卡合件K_411的凹槽、下端部卡合件K_421的凹槽与旋翼支架之间的紧固程度。

上轴部卡合件K_412与下轴部卡合件K_422位置对应，二者的凹槽分别卡合于螺旋支架的上部和下部，二者的螺孔相互匹配，贯穿螺孔的螺栓P2是实现了上轴部卡合件K_412与下轴部卡合件K_422可拆卸地固定连接，并且通过旋转螺旋P2可改变上轴部卡合件K_412的凹槽与下轴部卡合件K_422的凹槽之间的距离，从而调节上轴部卡合件K_412的凹槽、下轴部卡合件K_422的凹槽与旋翼支架之间的紧固程度。

本实施例中，上端部卡合件K_411与下端部卡合件K_421之间除了通过如图2所示的螺孔、螺栓P1连接之外，还可以通过其他的螺栓方式连接，例如，在上端部卡合件K_411、下端部卡合件K_421的两侧分别设置位置对应、相互匹配的凸耳，由贯穿凸耳的螺栓连接二者；类似的，上轴部卡合件K_412与下轴部卡合件K_422之间除了通过如图2所示的螺孔、螺栓P2连接之外，还可以在上轴部卡合件K_412、下轴部卡合件K_422的两侧分别设置位置对应、相互匹配的凸耳，由贯穿凸耳的螺栓连接二者。

实施例二

本实施例是针对落线行走装置的拆分及组装设计。

本实施例的落线行走装置采用如图3(a)～(d)所示的结构，包括：固定支架L_1、活动支架L_2、移动轮L_3、驱动电机L_4、轮支架L_5、支撑轮L_6、导向围栏L_7、辅助导向围栏L_8和导向摄像机L_9。

固定支架L_1的底端固定于机舱的顶部(图3(a)～(d)中未示出)，所述固定支架L_1的顶端与所述活动支架L_2的底端固定连接。

移动轮L_3、驱动电机L_4、轮支架L_5、支撑轮L_6、导向围栏L_7和辅助导向围栏L_8装设于活动支架L_2的顶端。驱动电机L_4连接移动轮L_3的轮轴；轮支架L_5垂直固定于所述活动支架L_2的顶端，支撑轮L_6装设于所述轮支架L_5上；导向围栏L_7设置于所述移动轮L_3和支撑轮L_6背向所述支撑架的一侧，相对于移动轮L_3和支撑轮L_6的侧壁呈外张形式；辅助导向围栏L_8设置于所述移动轮L_3和支撑轮L_6面向所述支撑架的一侧；导向围栏L_7和辅助导向围栏L_8均抵接所述移动轮L_3和支撑轮L_6的侧壁，并与所述移动轮L_3和支撑轮L_6构成一围堵空间，以将所述待挂导地线引导至所述移动轮L_3和支撑轮L_6的轮槽中。当移动轮L_3和支撑轮L_6挂载至所述待挂导地线上之后，驱动电机L_4驱动移动轮L_3沿待挂导地线移动，并带动支撑轮L_6也沿待挂导地线移动。

导向摄像机L_9固定装设于所述活动支架L_2上。

本实施例中，固定支架的顶端与所述活动支架的底端通过至少一个双孔连接件S1固定连接，如图4(a)～(d)所示，该双孔连接件S1具有两个并列设置的通孔和以及一旋钮；所述两通孔和之间由一缝孔连通，所述旋钮垂直穿过所述缝孔的两侧壁；所述固定支架的顶端和所述活动支架的底端分别穿过所述两通孔；所述旋钮的旋转使所述缝孔两侧壁的间距改变，以调节所述两通孔和与所述固定支架、所述活动支架的紧固程度。

本实用新型可以利用双孔连接件S1调整固定支架于活动支架相互重叠部分的长度，以调整落线行走装置相对整个多旋翼巡检飞行器的重心位置，有利于多旋翼巡检飞行器维持平衡稳定，也为多旋翼巡检飞行器安全挂载至待挂导地线上提供方便。

本实施例还可在机舱的顶部设置开孔；通过将固定支架的底端插接固定于所述机舱顶部的开孔中，实现固定支架于机舱的固定连接。

本实施例中，支撑架与机舱之间是通过固定支架与机舱顶部的开孔之间的插拔连接，以及双孔连接件S1与固定支架和活动支架之间的紧固连接实现组装和拆分。

实施例三

本实施例是针对巡检装置的拆分及组装设计。

本实施例的巡检装置包括：底座、云台和巡检摄像机。底座固定连接于所述机舱的底部；所述云台固定于所述底座背向所述机舱的一面，所述巡检摄像机装设于所述云台上；所述云台通过旋转来改变所述巡检摄像机的拍摄方向。

本实施例中，底座与机舱底部的固定连接可以通过螺栓实现，例如，机舱的底部设有至少一个向下的凸耳，底座面向所述机舱的一面设置至少一个向上的凸耳；这些向下的凸耳与向上的凸耳相匹配，并通过螺栓固定连接。即，底座与机舱是通过这些向下的凸耳与向上的凸耳之间的螺栓连接实现拆分与组装。需要说明的是，底座与机舱底部的凸耳应尽量均匀设置，以保证整个多旋翼巡检飞行器的平衡稳定性。

除了通过上述螺栓连接方式以外，本实施例中，底座与机舱底部还可以通过其他方式相连接。

例如，本实施例的巡检装置还可采用如图5(a)～(d)所示的结构，具体包括：巡检摄像机X_1、云台X_2、底座X_3、底座挂装杆X_4、配重X_5、双孔连接件S2、双孔连接件S3；同时，为配合图5(a)～(d)所示的巡检装置，机舱的底部固定有两个平行设置的巡检装置挂装杆X_6，其中，巡检装置挂装杆X_6包括但不限于是以焊接方式固定于机舱的底部。

如图5(a)～(d)所示，底座X_3面向机舱的一面设有至少一个凸耳；底座挂装杆X_4穿过这些凸耳，垂直设于所述两个巡检装置挂装杆X_6之间，并且其两端分别通过双孔连接件S2固定连接所述两个巡检装置挂装杆X_6；其中，该双孔连接件S2具有如图6(a)～(d)所示的结构，包括一旋钮以及垂直设置的两个通孔T3与T4；通孔T3连通一缝孔，旋钮穿过缝孔的两侧壁；所述巡检装置挂装杆X_6穿过该通孔T3；旋钮的旋转使所述缝孔的两侧壁的间距改变以调节所述通孔T3与巡检装置挂装杆X_6的紧固程度；底座挂装杆X_4的两端卡接于通孔T4中。即，底座X_3与机舱是由底座挂装杆X_4和巡检装置挂装杆X_6通过双孔连接件S2之间的固定连接实现拆分与组装。

如图5(a)～(d)所示，所述配重X_5包括：托盘和配重本体X_51。所述托盘为槽型结构，所述配重本体X_51装设于所述托盘内；所述托盘具体包括：托盘底X_52、托盘侧壁X_53、前卡件X_54和后卡件X_55；所述前卡件X_54、后卡件X_55分别固定于所述托盘底X_52正对的两端，并将配重本体X_51卡合于中间；所述托盘侧壁X_53固定于所述托盘底X_52的另两端；所述托盘侧壁X_53上设有至少两个凸起；所述凸起通过双孔连接件S3固定连接所述巡检装置挂装杆X_6；其中，该双孔连接件S3具有如图6(a)～(d)所示的结构，包括一旋钮以及垂直设置的两个通孔T3与T4；通孔T3连通一缝孔，旋钮穿过缝孔的两侧壁；巡检装置挂装杆X_6穿过所述通孔T3；所述旋钮的旋转使所述缝孔的两侧壁间距以调节所述通孔T3与所述巡检装置挂装杆X_6的紧固程度；所述凸起卡接于所述通孔T4中。即，配重X_5与机舱是由这些凸起和巡检装置挂装杆X_6通过双孔连接件之间的固定连接实现拆分与组装。

图5(a)～(d)所示结构中，配重X_5具有使整个多旋翼巡检飞行器保持平衡稳定的作用，由于不同型号的巡检摄像机X_1可能具有不同的重量，为了保持多旋翼巡检飞行器的平衡稳定，配重本体X_51可根据实际需要增减重量，以满足实际需要。

实施例四

本实施例提供一可拆分及组装的多旋翼巡检飞行器，图7(a)～(d)所示为该多旋翼巡检飞行器组装后的整体结构，包括：多旋翼飞行装置Z_1、落线行走装置Z_2、巡检装置Z_3、动作调整装置(装设于机舱中，图7(a)～(d)中未示出)和飞行端无线传输接口Z_4；其中，多旋翼飞行装置Z_1具有如图2所示的旋翼结构，落线行走装置Z_2具有如图3(a)～(d)所示的机构，巡检装置Z_3具有如图5(a)～(d)所示的结构。

由于组成该多旋翼巡检飞行器的各个装置均能够拆分及组装，因此在运输途中就可以将整体的多旋翼巡检飞行器拆分成单个的子元件和连接件分别存储，达到节省空间、方便运输的目的，到达巡检现场后，利用连接件即可快速地将这些子元件组装成整体的多旋翼巡检飞行器，出现故障时，也只需对故障涉及的子元件进行维修或更换，达到快速修复、提高巡检效率的目的。

以上实施例一、二、三、四是本实用新型提供的几种拆分及组装设计实例，需要说明的是，在实施本实用新型时，还可以根据实际情况设计其他类型的拆分及组装设计，以达到方便运输、快速修复故障元件的目的，即以上设计形式仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围。

本实用新型还提供一种输电线路巡检系统，如图8所示，包括：多旋翼巡检飞行器Z，和，地面设备Y；其中，所述地面设备Y具体包括：命令输入装置Y_1、显示器Y_2和地面端无线传输接口Y_3。该输电线路巡检系统支持人工输入命令以控制多旋翼巡检飞行器调整动作。下面对命令输入装置、显示器和地面端无线传输接口分别进行说明：

(1)地面端无线传输接口分别连接命令输入装置和显示器，传输多旋翼巡检飞行器与命令输入装置、显示器之间的交互数据。

具体实施本实用新型时，地面端无线传输接口与飞行端无线传输接口之间可以但不限于采用2.4G、5.8G、433M等无线通信技术传输数据。

(2)显示器显示多旋翼巡检飞行器的导向摄像机和巡检摄像机拍摄的影像信息。

具体实施本实用新型时，对于导向摄像机和巡检摄像机拍摄的影像信息，可以采用同一显示器以不同的视窗进行显示，也可以采用不同的显示器分别进行显示，本实用新型对此不作具体限定。

(3)所述命令输入装置接收用户输入的命令并通过所述地面端无线传输接口发送给所述飞行端无线传输接口。

命令输入装置具有提供人工输入或选择各种相关命令的功能，这些命令包括但不限于是用于指挥多旋翼巡检飞行器向上、向下、水平或停止飞行的命令，以及用于指挥多旋翼巡检飞行器降落、沿待挂导地线移动、起飞并跨越所述障碍物的命令。

具体实施本实用新型时，命令输入装置可以但不限于采用包括键盘、按钮、触摸屏等的人机交互设备。

利用该支持人工控制多旋翼巡检飞行器调整动作的输电线路巡检系统，相关工作人员通过显示器观看导向摄像机拍摄的影像画面即可判断移动机构与待挂导地线的相对位置，通过命令输入装置输入或选择相应的命令，从而控制多旋翼巡检飞行器及时调整动作，并且，相关工作人员通过显示器观看巡检摄像机拍摄的影像画面即可判断待检对象是否受损，确定维修策略。

综上所述，本实用新型实施例提供的多旋翼巡检飞行器及输电线路巡检系统具有以下有益效果：

(1)将无人机技术、线上机器人技术融合并应用于输电线路巡检领域，既发挥了无人机技术的灵活、稳定和易操控等优势，也发挥了线上机器人技术的精准、智能、节能等优势，避免了单纯利用无人机进行巡检时续航时间段、航拍图像抖动的问题，也避免了单纯利用线上机器人进行巡检时上下线及线上越障困难的问题，克服了两种技术各自的局限性，充分利用了这两种技术在输电线路维护中的优越性，为输电线路巡检工作提供了方便，拓宽了巡检视野，提升了巡检效率，降低了巡检的人力成本；

(2)由专门的导向摄像机拍摄待挂导地线，使用户通过地面设备的显示器即可方便地了解多旋翼巡检飞行器与待挂导地线的相对位置，输入合适的命令以及时控制多旋翼巡检飞行器调整动作，快速、准确地实现挂载，提升了巡检效率；由专门的巡检摄像机拍摄待检对象，实现线路上方人工巡检的盲区覆盖和线路走廊的全面巡检，可方便发现杆塔的损坏、变形、被盗、绝缘子的破损和污秽、线夹松脱、销钉脱落、异物悬挂、导线断股、接头接触不良、局部热点、树木过高等故障，为相关工作人员提供事故隐患的相关数据，进而保障输电线路的运行安全；

(3)采用具有防碰罩的旋翼结构，在螺旋桨的外部罩设防碰罩，达到隔离开螺旋桨和外界的目的，防止飞行过程中螺旋桨与电力线发生碰撞或摩擦，保证多旋翼巡检飞行器的飞行安全；

(4)将多旋翼巡检飞行器中的各个装置、元件设计成由更小的子元件组装形成的形式，在运输多旋翼巡检飞行器时，可以将整体的多旋翼巡检飞行器拆分成子元件分别存储，具有节省空间、方便运输的效果，到达巡检现场后，将这些子元件组装成整体的多旋翼巡检飞行器，出现故障时，也只需对故障涉及的子元件进行维修或更换，具有快速修复、提高巡检效率的效果。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多旋翼巡检飞行器，其特征在于，包括：多旋翼飞行装置、落线行走装置、巡检装置、动作调整装置和飞行端无线传输接口；其中，

所述多旋翼飞行装置包括：机舱、多个旋翼和起落架；

所述多个旋翼固定连接所述机舱，并以所述机舱为中心对称设置，通过旋转产生升力带动所述机舱飞行；

所述起落架固定连接所述机舱的底部；

所述落线行走装置包括：支撑架、导向摄像机、移动机构；

所述支撑架的底端固定连接所述机舱的顶部；

所述导向摄像机固定装设于所述支撑架上，用于拍摄待挂导地线，以引导所述移动机构挂载至所述待挂导地线上；

所述移动机构固定于所述支撑架的顶端，用于挂载至所述待挂导地线上并沿其移动；

所述巡检装置包括：巡检摄像机；

所述巡检摄像机固定装设于所述机舱的底部，用于拍摄待检对象，以检查所述待检对象是否损坏；

所述飞行端无线传输接口分别连接所述导向摄像机、所述巡检摄像机和所述动作调整装置，并无线连接地面设备，用于将所述导向摄像机和所述巡检摄像机拍摄的影像信息无线传输给所述地面设备，接收所述地面设备发送的命令并转发给所述动作调整装置；

所述动作调整装置连接所述旋翼和所述移动机构，用于控制所述旋翼飞行及控制所述移动机构沿待挂导地线移动。

2.根据权利要求1所述的多旋翼巡检飞行器，其特征在于，

所述旋翼包括：旋翼支架、无刷电机、螺旋桨和防碰罩；

所述旋翼支架的一端固定连接所述机舱；

所述无刷电机、所述螺旋桨和所述防碰罩装设于所述旋翼支架上；

所述螺旋桨能够在所述无刷电机的驱动下旋转并产生升力；

所述防碰罩罩设于所述螺旋桨外部。

3.根据权利要求2所述的多旋翼巡检飞行器，其特征在于，

所述机舱为扁圆形舱体结构，沿其圆周均匀设置多个开孔，所述多个开孔与所述多个 旋翼一一对应；

所述旋翼支架的一端插接固定于所述机舱相对应的开孔中。

4.根据权利要求2所述的多旋翼巡检飞行器，其特征在于，

所述防碰罩包括：均为圆形的顶罩和底罩；

所述顶罩罩设于所述螺旋桨的上方，所述底罩罩设于所述螺旋桨的下方；

所述顶罩在其直径的两端分别设有一上端部卡合件和一上轴部卡合件；

所述底罩在其直径的两端分别设有一下端部卡合件和一下轴部卡合件；

所述上端部卡合件、所述上轴部卡合件、所述下端部卡合件和所述下轴部卡合件面向所述旋翼支架的一面均具有凹槽；

所述上端部卡合件的凹槽与所述上轴部卡合件的凹槽均卡合于所述旋翼支架的上部；

所述下端部卡合件的凹槽与所述下轴部卡合件的凹槽均卡合于所述旋翼支架的下部；

所述上端部卡合件与所述下端部卡合件位置对应且通过第一螺栓可拆卸地连接，

所述第一螺栓的旋转使所述上端部卡合件的凹槽与所述下端部卡合件的凹槽的间距改变，以调节所述上端部卡合件的凹槽、下端部卡合件的凹槽与所述旋翼支架间的紧固程度；

所述上轴部卡合件与所述下轴部卡合件位置对应且通过第二螺栓可拆卸地连接，

所述第二螺栓的旋转使所述上轴部卡合件的凹槽与所述下轴部卡合件的凹槽的间距改变，以调节所述上轴部卡合件的凹槽、下轴部卡合件的凹槽与所述旋翼支架间的紧固程度。

5.根据权利要求1所述的多旋翼巡检飞行器，其特征在于，

所述移动机构包括：移动轮和驱动电机；

所述移动轮和所述驱动电机固定于所述支撑架的顶端；

所述移动轮具有轮槽；

所述落线行走装置还包括：导向围栏；

所述导向围栏设置于所述移动轮背向所述支撑架的一侧且抵接所述移动轮的侧壁，所述导向围栏呈外张形式且与所述移动轮构成一围堵空间，以将所述待挂导地线引导至所述移动轮的轮槽中；

所述移动轮挂载至所述待挂导地线上之后，在所述驱动电机的驱动下沿所述待挂 导地线移动。

6.根据权利要求5所述的多旋翼巡检飞行器，其特征在于，

所述移动机构还包括：轮支架和至少一个支撑轮；

所述轮支架垂直固定于所述支撑架的顶端；

所述支撑轮装设于所述轮支架上，且具有轮槽；

所述导向围栏抵接所述支撑轮背向所述支撑架的侧壁，与所述支撑轮构成所述围堵空间，以将所述待挂导地线引导至所述支撑轮的轮槽中；

所述支撑轮挂载至所述待挂导地线上之后，在所述移动轮的带动下沿所述待挂导地线移动。

7.根据权利要求1所述的多旋翼巡检飞行器，其特征在于，

所述支撑架包括：固定支架和活动支架；

所述固定支架的底端固定于所述机舱的顶部；

所述活动支架的顶端固定装设所述移动机构；

所述导向摄像机固定装设于所述活动支架上；

所述固定支架的顶端与所述活动支架的底端固定连接。

8.根据权利要求7所述的多旋翼巡检飞行器，其特征在于，

所述固定支架的顶端与所述活动支架的底端通过至少一个第一双孔连接件可拆卸地连接；

所述第一双孔连接件具有两个并列设置的通孔和一旋钮；

所述两通孔之间由一缝孔连通，所述旋钮垂直穿过所述缝孔的两侧壁；

所述固定支架的顶端和所述活动支架的底端分别穿过所述两通孔；

所述旋钮的旋转使所述缝孔两侧壁的间距改变，以调节所述两通孔与所述固定支

架、所述活动支架的紧固程度。

9.根据权利要求1所述的多旋翼巡检飞行器，其特征在于，

所述巡检装置还包括：底座和云台；

所述底座固定连接所述机舱的底部；

所述云台固定于所述底座背向所述机舱的一面，所述巡检摄像机装设于所述云台上；

所述云台通过旋转来改变所述巡检摄像机的拍摄方向。

10.一种输电线路巡检系统，其特征在于，包括：地面设备和如权利要求1～9任一所 述的多旋翼巡检飞行器；

所述地面设备包括：地面端无线传输接口、显示器和命令输入装置；

所述地面端无线传输接口无线连接所述多旋翼巡检飞行器的飞行端无线传输接口，用于接收所述多旋翼巡检飞行器的导向摄像机和巡检摄像机拍摄的影像信息，并转发给所述显示器；

所述显示器连接所述地面端无线传输接口，用于显示所述导向摄像机和巡检摄像机拍摄的影像信息；

所述命令输入装置接收用户输入的命令并通过所述地面端无线传输接口发送给所述飞行端无线传输接口。