CN208062658U - 一种无人机搭载多自由度机械臂手锯的线路清理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无人机搭载多自由度机械臂手锯的线路清理装置。该装置包括无人机、机载摄像头、机载支架以及通过机载支架安装在无人机下方的绝缘增长杆；绝缘增长杆前端设置有多自由度机械臂和手机，后端设置有配重平衡箱和动力电池；多自由度机械臂的自由端铰接有手锯和线缆保护套。本实用新型利用无人机作为运载工具，通过多自由度机械臂手锯对电力线路的飘挂物进行清除作业，将缆绳保护套覆盖在线缆上，然后再对缠绕物进行切割，可以避免误切线缆，具有工作效率高、稳定性强、自动化程度高、操作方便的优点。

Description

一种无人机搭载多自由度机械臂手锯的线路清理装置

技术领域

本实用新型属于无人机清扫装置技术领域。更具体地，涉及一种无人机搭载多自由度机械臂手锯的线路清理装置。

背景技术

电力线路在野外郊区易发生带线风筝等异物缠绕到导线或地线导致线路短路的事故。电力线路突发飘挂物于线路上是令设备运行人员十分头疼的事情，由于飘挂物可能有各种来源，无法有效预防，只能待发现后处理。而且飘挂物可能是各种材料，如果是导电材料，有可能引起线路跳闸，严重威胁线路运行的安全。处理这种事故隐患的常规手段是采取绝缘工具拉拽的方式或者登塔走线，如异物缠绕复杂，清除工作将非常困难。

目前，清除飘挂物的主要设备有喷火设备、激光清障仪等。这些设备一般重量大，携带不方便，不能适应山地作业；而且喷火设备喷出的火焰、激光清障仪发射出来的激光都有可能损伤输电线路导线、金具等结构，同时这两种设备造价普遍很高。激光清障仪的射程还有限制，超过射程无法有效清除飘挂物。因此迫切需要研制一种便携、高效、易操作的高空线路清理装置。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服上述现有技术的缺陷和不足，提供一种无人机搭载多自由度机械臂手锯的线路清理装置。利用无人机作为运载工具到达缺陷点进行清除飘挂物，使用时，将缆绳保护套覆盖在线缆上，然后操作手锯对缠绕物进行切割，可以更好的保护线缆，提高手锯切割的可靠性，避免误切线缆。

本实用新型上述目的通过以下技术方案实现：

一种无人机搭载多自由度机械臂手锯的线路清理装置，包括无人机、机载摄像头、机载支架以及通过机载支架安装在无人机下方的绝缘增长杆；所述绝缘增长杆前端设置有多自由度机械臂和手机，后端设置有配重平衡箱和用于给多自由度机械臂供电的动力电池；所述多自由度机械臂的自由端铰接有手锯和线缆保护套，所述线缆保护套设置在所述手锯下方；所述线缆保护套与所述多自由度机械臂之间设置有线缆保护套角度调整机构。

优选地，所述线缆保护套呈长条形。

优选地，所述线缆保护套的底面上凹形成凹槽，所述凹槽的长度方向沿所述线缆保护套长度方向设置；所述线缆保护套长度方向的一端铰接在所述多自由度机械臂上，另一端向外延伸。

优选地，所述绝缘增长杆上还设有用于支撑手机的手机支架。

优选地，所述机载支架包括斜向固定在无人机机臂上的4个支撑杆，每个支撑杆的底端均与绝缘增长杆的中部固定连接。本装置设置有线缆保护套，线缆保护套下端设置有凹槽，使用时，将线缆保护套覆盖在线缆上，然后操作手锯对缠绕物进行切割，可以更好的保护线缆，提高手锯切割的可靠性，避免误切线缆。

优选地，所述保护套角度调整机构为液压伸缩机构，所述液压伸缩机构伸缩方向的下端固定连接在所述多自由度机械臂上，上端铰接在所述线缆保护套上。

这样，利用液压伸缩机构调整线缆保护套的角度，将线缆保护套正对扣在线缆上，使用方便，而且液压伸缩机构动作稳定，可以更好的避免线缆保护套的损坏。

优选地，所述绝缘增长杆的材质为纤维增强复合材料。在强度方面，纤维增强复合材料能满足前端安装手锯，后端安装配重平衡箱的重量要求。

优选地，所述手机通过无线网络与地面控制终端无线连接；所述手机还通过WIFI信号发射模块与多自由度机械臂的控制器无线连接。多自由度机械臂的操控使用WIFI信号源，由安装在机械臂附近的手机移动数据热点提供。地面控制终端以手机为中介来操控多自由度机械臂的运动，可实现远距离操控机械臂。

优选地，所述多自由度机械臂的控制器包括WIFI信号接受模块和MCU中央处理器；所述多自由度机械臂的WIFI信号接受模块与所述手机的WIFI信号发射模块信号连接。

优选地，所述地面控制终端为智能手机或平板电脑。

优选地，所述手机为具有GPS定位模块及陀螺仪的智能手机。

优选地，所述绝缘增长杆为多节伸缩式绝缘增长杆；所述多自由度机械臂为六自由度机械臂。

优选地，所述手锯的外壁设有发光贴膜。

优选地，所述发光贴膜包括从内到外紧密连接一体的粘附层、发光涂层和透明保护膜层。

优选地，所述粘附层粘贴在手锯的外表面上。

优选地，所述发光涂层为荧光材料涂层或夜光材料涂层。

本实用新型在手锯上设置发光贴膜，能使手锯在野外、夜晚等光线不足的环境中发出微光，为较暗作业环境等特殊场所辨别清障位置提供便捷，提高了清障效率；而且，外层的透明保护膜层具有耐候性、抗老化性能好的特点，从而延长手锯的使用寿命，节约了线路清理装置运行过程中维修需要的大量人力物力，有效的降低了运行成本费用。

与现有技术相比，本实用新型具有以下突出优点：

本实用新型利用无人机作为运载工具，通过多自由度机械臂手锯对电力线路的飘挂物进行清除作业，使用时，将线缆保护套覆盖在线缆上，然后操作手锯对缠绕物进行切割，可以更好的保护线缆，提高手锯切割的可靠性，避免误切线缆；不但减轻人员劳动强度，还避免了检修人员爬高进行近距离带电操作的危险性，具有工作效率高、清障方式灵活的优点，有利于输电线路的安全性运行。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为多自由度机械臂控制系统的结构框图。

其中，1为无人机、2为机载摄像头、3为机载支架、4为绝缘增长杆、5为动力电池、6为配重平衡箱、7为手机支架、8为手机、9为多自由度机械臂、10为手锯、11为线缆保护套。

具体实施方式

以下结合具体实施例来进一步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。

实施例1

如图1所示，一种无人机搭载多自由度机械臂手锯的线路清理装置，包括无人机1、机载摄像头2、机载支架3以及通过机载支架3安装在无人机1下方的绝缘增长杆4；绝缘增长杆4的前端设置有多自由度机械臂9、手机8和用于支撑手机8的手机支架7，后端设置有配重平衡箱6和用于给多自由度机械臂9供电的动力电池5；多自由度机械臂9的固定端与绝缘增长杆4铰接，自由端铰接有手锯10和呈长条形的线缆保护套11，线缆保护套11设置在手锯10下方；线缆保护套11底面上凹形成凹槽，该凹槽长度方向沿线缆保护套11长度方向设置，线缆保护套11长度方向的一端铰接在多自由度机械臂9上，另一端向外延伸。

本装置设置有线缆保护套11，线缆保护套11下端设置有凹槽，使用时，将线缆保护套11覆盖在线缆上，然后操作手锯10对缠绕物进行切割，可以更好的保护线缆，提高手锯切割的可靠性，避免误切线缆。

线缆保护套11与多自由度机械臂9之间设置有保护套角度调整机构。该保护套角度调整机构为液压伸缩机构，液压伸缩机构伸缩方向的下端固定连接在多自由度机械臂9上，上端铰接在线缆保护套11上。这样，利用液压伸缩机构调整线缆保护套11的角度，将线缆保护套11正对扣在线缆上，使用方便，而且液压伸缩机构动作稳定，可以更好的避免线缆保护套11的损坏。

机载支架3包括斜向固定在无人机机臂上的4个支撑杆，每个支撑杆的底端均与绝缘增长杆4的中部固定连接；该绝缘增长杆4是采用材质为纤维增强复合材料的多节伸缩式绝缘增长杆。该多自由度机械臂9为六自由度机械臂。手锯10的外壁设有发光贴膜。该发光贴膜包括从内到外紧密连接一体的粘附层、发光涂层和透明保护膜层；粘附层粘贴在手锯10的外表面上；发光涂层为荧光材料涂层或夜光材料涂层。

如图2所示，手机8通过无线网络（移动网络）与地面控制终端无线连接，该地面控制终端可以为智能手机或者平板电脑；该手机8再通过WIFI信号发射模块与多自由度机械臂9的控制器无线连接；多自由度机械臂9的控制器包括WIFI信号接受模块和MCU中央处理器；多自由度机械臂9的WIFI信号接受模块与手机8的WIFI信号发射模块信号连接。

多自由度机械臂9的操控使用WIFI信号源，由安装在机械臂附近的手机8移动数据热点提供。地面控制终端的远程遥控信号发射模块通过无线网络与信号接收终端（即手机8）相连接，手机8的WIFI信号发射模块与多自由度机械臂9控制器的WIFI信号接受模块信号连接，手机8通过WIFI信号发射模块将遥控信息传递给多自由度机械臂9控制器的WIFI信号接受模块，再由WIFI信号接受模块传递给中央处理器。

操作地面控制终端的控制页面，操作信号通过无线网络和手机8后被多自由度机械臂9控制器的WIFI信号接受模块接收，再到达多自由度机械臂9的中央处理器，由中央处理器控制多自由度机械臂9进行相应功能操作，实现机械臂的移动、伸缩等操作。

本实用新型的工作过程，包括以下步骤：

S1：通过遥控器操作无人机飞临电力线路上空悬停；

S2：调整无人机悬停位置使手锯正对飘挂物；

S3：通过遥控器的控制使机载摄像机拍摄电力线路飘挂物的画面回传到地面，在无人机粗定位后，通过地面控制终端的遥控操作调整多自由度机械臂的位置，以实现手锯精准锯切缠绕在线路上的飘挂物；

S4：当一段电力线路的飘挂物清除干净后，遥控无人机前移到下一段电力线路上方悬停，重复上述步骤直至整个电力线路上的飘挂物清除完毕。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的保护范围内所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无人机搭载多自由度机械臂手锯的线路清理装置，其特征在于，包括无人机（1）、机载摄像头（2）、机载支架（3）以及通过机载支架（3）安装在无人机（1）下方的绝缘增长杆（4）；所述绝缘增长杆（4）的前端设置有多自由度机械臂（9）和手机（8），后端设置有配重平衡箱（6）和用于给多自由度机械臂（9）供电的动力电池（5）；所述多自由度机械臂（9）的自由端铰接有手锯（10）和线缆保护套（11）；所述线缆保护套（11）与所述多自由度机械臂（9）之间设置有线缆保护套角度调整机构。

2.根据权利要求1所述的无人机搭载多自由度机械臂手锯的线路清理装置，其特征在于，所述保护套角度调整机构为液压伸缩机构，所述液压伸缩机构伸缩方向的下端固定连接在所述多自由度机械臂（9）上，上端铰接在所述线缆保护套（11）上。

3.根据权利要求1所述的无人机搭载多自由度机械臂手锯的线路清理装置，其特征在于，所述线缆保护套（11）呈长条形。

4.根据权利要求1所述的无人机搭载多自由度机械臂手锯的线路清理装置，其特征在于，所述线缆保护套（11）的底面上凹形成凹槽，所述凹槽的长度方向沿所述线缆保护套（11）长度方向设置。

5.根据权利要求1所述的无人机搭载多自由度机械臂手锯的线路清理装置，其特征在于，所述手锯（10）的外壁设有发光贴膜。

6.根据权利要求5所述的无人机搭载多自由度机械臂手锯的线路清理装置，其特征在于，所述发光贴膜包括从内到外紧密连接一体的粘附层、发光涂层和透明保护膜层。

7.根据权利要求6所述的无人机搭载多自由度机械臂手锯的线路清理装置，其特征在于，所述粘附层粘贴在手锯（10）的外表面上。

8.根据权利要求6所述的无人机搭载多自由度机械臂手锯的线路清理装置，其特征在于，所述发光涂层为荧光材料涂层或夜光材料涂层。

9.根据权利要求1所述的无人机搭载多自由度机械臂手锯的线路清理装置，其特征在于，所述手机（8）通过无线网络与地面控制终端无线连接；所述手机（8）还通过WIFI信号发射模块与多自由度机械臂（9）的控制器无线连接。

10.根据权利要求9所述的无人机搭载多自由度机械臂手锯的线路清理装置，其特征在于，所述多自由度机械臂（9）的控制器包括WIFI信号接受模块和MCU中央处理器；所述多自由度机械臂（9）的WIFI信号接受模块与手机（8）的WIFI信号发射模块信号连接。