CN209014980U - 一种输电线路绝缘子带电化学清洗的无人机装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种输电线路绝缘子带电化学清洗的无人机装置，包括无人机本体，所述无人机本体底部两侧设有对称分布的两个起落架，两个所述起落架之间设有喷罐，所述喷罐顶部设有加液口，所述喷罐一侧底部设有出液口，所述出液口内设有喷枪，所述喷枪另一端设有喷嘴，所述喷罐与喷枪的连接处设有电磁阀。本实用新型通过无线遥控器远程遥控无人机本体带着喷罐移动至绝缘子片处，激光雷达系统和倾斜摄影相机集成配合，识别绝缘子片和精准定位绝缘子片的位置，并将绝缘子片的位置信息发送给控制模块，控制模块自动打开电磁阀，清洗液喷出对绝缘子片清洗，清理完后控制模块自动关闭电磁阀，降低劳动强度，操作简单，提高安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力设备带电清洗技术领域，特别涉及一种输电线路绝缘子带电化学清洗的无人机装置。
背景技术
输电线路绝缘子串运行过程中会脏污，脏污受潮后导致绝缘性能下降，特别是在3-4月份梅雨季节，有可能导致线路污闪跳闸，引起大范围停电事故。目前输电线路绝缘子脏污后有几种方法进行除污，一种是停电人工清抹，这种方法费时费力，作业人员不光需要上到铁塔上，还需要爬到绝缘子片上作业，安全风险非常之高，还需要等待停电时机，已经不能满足线路可靠性供电的要求；还有一种带电水冲洗装置，但是需要作业人员攀爬输电线路铁塔，并带着笨重的引水管进行清洗，使用的去污介质是过滤水，由于需要用到运水车辆，很多无法通行车辆的郊区铁塔无法冲洗，当然采用人工背水上塔的情形更不好，辛苦至极，水还根本不够用。还有一种方法也是作业人员攀爬构架进行，但是使用的去污介质或者工具是机械干扫机，即采用电动或人力毛刷刷去污秽，这种方法去污效果较差，费时费力，而且特别脏污的绝缘子背面很难刷干净。
从我国目前使用的输电线路绝缘子除污的技术来看，都是靠作业人员攀爬输电线路铁塔人工完成，有的还需要手持笨重的绝缘杆或者引水管作业，劳动轻度非常之大，而且高空带电作业风险非常之高，还时刻需要注意作业过程中的安全距离，安全工器具的可靠性或水的纯度等等问题。
因此，发明一种输电线路绝缘子带电化学清洗的无人机装置来解决上述问题很有必要。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种输电线路绝缘子带电化学清洗的无人机装置，通过无线遥控器远程遥控无人机本体带着喷罐移动至绝缘子片处，激光雷达系统和倾斜摄影相机集成配合，识别绝缘子片和精准定位绝缘子片的位置，并将绝缘子片的位置信息发送给控制模块，控制模块自动打开电磁阀，清洗液喷出对绝缘子片清洗，清理完后控制模块自动关闭电磁阀，降低劳动强度，操作简单，提高安全性，以解决上述背景技术中提出的问题。
本实用新型的目的在于提供如下技术方案：一种输电线路绝缘子带电化学清洗的无人机装置，包括无人机本体，所述无人机本体底部两侧设有对称分布的两个起落架，两个所述起落架之间设有喷罐，所述喷罐顶部设有加液口，所述喷罐一侧底部设有出液口，所述出液口内设有喷枪，所述喷枪另一端设有喷头，所述喷罐与喷枪的连接处设有电磁阀，所述无人机本体内设有飞控系统，所述飞控系统连接端设有地面监控站；
所述地面监控站包括监控终端和无线遥控器，监控终端用于接收无人机本体传输信号并监视无人机本体工作状况，通过无线遥控器远程遥控，通讯频率发送指令给无人机本体；
所述飞控系统包括无线接收模块和控制模块，所述无线接收模块用于接收无线遥控器远程通讯指令，并将指令发送给控制模块分析处理，控制模块控制无人机本体和电磁阀工作。
优选的，所述地面监控站的连接端设有空中监测系统，所述空中监测系统包括激光雷达系统、倾斜摄影相机和视频相机，所述激光雷达系统固定连接在无人机本体底部，所述倾斜摄影相机的数量设置为两个，两个所述倾斜摄影相机对称分布在喷枪两侧，所述视频相机设置在喷枪上方。
优选的，所述地面监控站的连接端设有空中监测系统，所述空中监测系统包括激光雷达系统、倾斜摄影相机和视频相机，所述激光雷达系统固定连接在无人机本体底部，所述倾斜摄影相机的数量设置为两个，两个所述倾斜摄影相机对称分布在喷枪两侧，所述视频相机设置在喷枪上方。
优选的，所述激光雷达系统包括三维激光测距仪、高精度扫描仪、GPS定位模块和惯性测量单元，所述激光雷达系统用于准确定位无人机本体的位置，并保持无人机本体作业过程的平稳，所述倾斜摄影相机与激光雷达系统集成，用于识别绝缘子片和精准定位绝缘子片的位置，并将绝缘子片的位置信息发送给飞控系统，控制模块控制无人机本体沿着绝缘子串的长度方向自动匀速飞行，所述视频相机用于拍摄作业过程并将视频发送给监控终端，由监控终端检查清洗前后的效果。
优选的，所述喷枪设置为一根内部中空的绝缘杆，所述喷枪伸出无人机本体长度5-7米，所述喷嘴设置为一种铜制特殊形状的尖嘴，所述喷嘴可以保持喷出的液柱密集不发散3-5米，所述喷嘴安装在喷枪的输出端，所述喷嘴与带电体保持安全距离。
优选的，所述喷罐内部滑动连接有活塞片，所述喷罐内侧底部固定连接有第一磁铁片，所述活塞片底部固定连接有第二磁铁片，所述第一磁铁片与第二磁铁片之间连接有丝线，所述活塞片由橡胶材料制成。
优选的，所述加液口内设有引导管，所述引导管顶端设有单向阀，所述引导管贯穿活塞片。
优选的，所述喷罐外侧顶部设有凹槽，所述起落架顶端一侧设有凸块，所述凹槽与凸块相匹配，所述起落架底部设有支撑架。
优选的，所述激光雷达系统设置在远离喷枪的一侧，所述激光雷达系统与喷枪和喷头配合保持无人机本体的平衡。
优选的，所述无人机本体外侧设有四个均匀分布的机翼，所述机翼外侧设有防护罩，所述防护罩由尼龙塑料材料制成。
优选的，所述喷罐内设有清洗液，所述清洗液设置为一种环保高绝缘强度的高分子化学清洗剂，所述清洗液为不含ODS物质的有机环保清洗剂。
优选的，所述喷罐设置为一种自带内部气压的自喷罐，所述喷罐以内部气压作为动力促使清洗液以一定的压力喷出，所述喷罐内设有5-10升的储存空间，所述喷罐储量单次工作量为1-3串绝缘子串。
优选的，所述电磁阀与控制模块和激光雷达系统均电磁连接，所述电磁阀设置在喷罐与喷枪的连接处，所述激光雷达系统定位到第一片绝缘子片时，控制模块自动打开电磁阀，清洗到最后一片绝缘子片后，控制模块自动关闭电磁阀。
本实用新型的技术效果和优点：
1、通过无线遥控器远程遥控飞控系统，无人机本体带着喷罐移动至绝缘子片处，通过激光雷达系统和倾斜摄影相机集成配合，识别绝缘子片和精准定位绝缘子片的位置，并将绝缘子片的位置信息发送给控制模块，控制模块自动打开电磁阀，在喷罐内部压力作用下，清洗液从喷枪传输至喷头喷出，对绝缘子片进行自动化安全清洗，清理完后控制模块自动关闭电磁阀，视频相机拍摄作业过程并将视频发送给监控终端，由监控终端检查清洗前后的效果，并控制无人机本体返回，有利于降低劳动强度，操作简单，提高安全性；
2、通过设置长喷枪远程喷射，防护罩有效防护机翼，避免机体与异物碰撞，有利于保证装置的安全性，清洗液为不含ODS物质的有机环保清洗剂，清洗效果好，无腐蚀，对人体无毒，对环境无害，不破坏臭氧层，无人机能够携带提升足量清洗液，工作量大，方便投入使用；
3、通过凹槽与凸块匹配，配合支撑架支撑，方便快速安装喷罐，喷罐内滑动连接有活塞片，将清洗液从加液口经过引导管加入喷罐后，活塞片上浮使第一磁铁片与第二磁铁片分离，第一磁铁片与第二磁铁片之间连接丝线，清洗液喷出减少后活塞片下降，减少清洗液晃幅，激光雷达系统与喷枪和喷头配合保持无人机本体的平衡，有利于提高无人机本体飞行的稳定性。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图。
图2为本实用新型的整体主视图。
图3为本实用新型的整体俯视图。
图4为本实用新型喷罐的内部结构示意图。
图5为本实用新型的系统控制结构示意图。
图6为本实用新型激光雷达系统的结构示意图。
图中：1无人机本体、2起落架、3喷罐、4喷枪、5喷嘴、6电磁阀、7飞控系统、8地面监控站、9监控终端、10无线遥控器、11无线接收模块、12控制模块、13空中监测系统、14激光雷达系统、15倾斜摄影相机、16视频相机、17活塞片、18第一磁铁片、19第二磁铁片、20丝线、21引导管、22单向阀、23凹槽、24支撑架、25防护罩。
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。
实施例1：
根据图1-6所示的一种输电线路绝缘子带电化学清洗的无人机装置，包括无人机本体1，所述无人机本体1底部两侧设有对称分布的两个起落架2，两个所述起落架2之间设有喷罐3，所述喷罐3顶部设有加液口，所述喷罐3一侧底部设有出液口，所述出液口内设有喷枪4，所述喷枪4另一端设有喷嘴5，所述喷罐3与喷枪4的连接处设有电磁阀6，所述无人机本体1内设有飞控系统7，所述飞控系统7连接端设有地面监控站8；
所述地面监控站8包括监控终端9和无线遥控器10，监控终端9用于接收无人机本体1传输信号并监视无人机本体1工作状况，通过无线遥控器10远程遥控，通讯频率发送指令给无人机本体1；
所述飞控系统7包括无线接收模块11和控制模块12，所述无线接收模块11用于接收无线遥控器10远程通讯指令，并将指令发送给控制模块12分析处理，控制模块12控制无人机本体1和电磁阀6工作；
所述地面监控站8的连接端设有空中监测系统13，所述空中监测系统13包括激光雷达系统14、倾斜摄影相机15和视频相机16，所述激光雷达系统14固定连接在无人机本体1底部，所述倾斜摄影相机15的数量设置为两个，两个所述倾斜摄影相机15对称分布在喷枪4两侧，所述视频相机16设置在喷枪4上方；
所述激光雷达系统14包括三维激光测距仪、高精度扫描仪、GPS定位模块和惯性测量单元，所述激光雷达系统14用于准确定位无人机本体1的位置，并保持无人机本体1作业过程的平稳，所述倾斜摄影相机15与激光雷达系统14集成，用于识别绝缘子片和精准定位绝缘子片的位置，并将绝缘子片的位置信息发送给飞控系统7，控制模块12控制无人机本体1沿着绝缘子串的长度方向自动匀速飞行，所述视频相机16用于拍摄作业过程并将视频发送给监控终端9，由监控终端9检查清洗前后的效果；
所述喷枪4设置为一根内部中空的绝缘杆，所述喷枪4伸出无人机本体1长度5-7米，所述喷嘴5设置为一种铜制特殊形状的尖嘴，所述喷嘴5可以保持喷出的液柱密集不发散3-5米，所述喷嘴5安装在喷枪4的输出端，所述喷嘴5与带电体保持安全距离，通过远程喷射，有利于保证装置的安全性。
通过无线遥控器11远程遥控飞控系统8，无人机本体1带着喷罐3移动至绝缘子片处，通过激光雷达系统15和倾斜摄影相机16集成配合，识别绝缘子片和精准定位绝缘子片的位置，并将绝缘子片的位置信息发送给控制模块13，控制模块13自动打开电磁阀6，在喷罐3内部压力作用下，清洗液从喷枪4传输至喷头5喷出，对绝缘子片进行自动化安全清洗，清理完后控制模块13自动关闭电磁阀6，视频相机17拍摄作业过程并将视频发送给监控终端10，由监控终端10检查清洗前后的效果，并控制无人机本体1返回，有利于降低劳动强度，操作简单，提高安全性。
实施例2：
根据图4所示的一种输电线路绝缘子带电化学清洗的无人机装置，所述喷罐3内部滑动连接有活塞片17，所述喷罐3内侧底部固定连接有第一磁铁片18，所述活塞片17底部固定连接有第二磁铁片19，所述第一磁铁片18与第二磁铁片19之间连接有丝线20，所述活塞片17由橡胶材料制成，喷罐3内滑动连接有活塞片21，将清洗液从加液口经过引导管25加入喷罐3后，活塞片21上浮使第一磁铁片22与第二磁铁片23分离，第一磁铁片22与第二磁铁片23之间连接丝线，清洗液喷出减少后活塞片21下降，减少清洗液晃幅；
所述加液口内设有引导管21，所述引导管21顶端设有单向阀22，所述引导管21贯穿活塞片17，单向阀22保持喷罐3内部气压；
根据图2所示的一种输电线路绝缘子带电化学清洗的无人机装置，所述喷罐3外侧顶部设有凹槽23，所述起落架2顶端一侧设有凸块，所述凹槽23与凸块相匹配，所述起落架2底部设有支撑架24，通过凹槽26与凸块匹配，配合支撑架27支撑，方便快速安装喷罐3；
根据图1所示的一种输电线路绝缘子带电化学清洗的无人机装置，所述激光雷达系统14设置在远离喷枪4的一侧，所述激光雷达系统14与喷枪4和喷头5配合保持无人机本体1的平衡，激光雷达系统15与喷枪4和喷头5配合保持无人机本体1的平衡，有利于提高无人机本体1飞行的稳定性；
根据图3所示的一种输电线路绝缘子带电化学清洗的无人机装置，所述无人机本体1外侧设有四个均匀分布的机翼，所述机翼外侧设有防护罩25，所述防护罩25由尼龙塑料材料制成，防护罩25有效防护机翼，避免机翼碰撞损害装置；
所述喷罐3内设有清洗液，所述清洗液设置为一种环保高绝缘强度的高分子化学清洗剂，所述清洗液为不含ODS物质的有机环保清洗剂，清洗效果好，无腐蚀，对人体无毒，对环境无害，不破坏臭氧层；
所述喷罐3设置为一种自带内部气压的自喷罐，所述喷罐3以内部气压作为动力促使清洗液以一定的压力喷出，所述喷罐3内设有5-10升的储存空间，所述喷罐3储量单次工作量为1-3串绝缘子串，无人机能够携带提升足量清洗液，工作量大，方便投入使用；
所述电磁阀6与控制模块12和激光雷达系统14均电磁连接，所述电磁阀6设置在喷罐3与喷枪的连接处，所述激光雷达系统14定位到第一片绝缘子片时，控制模块12自动打开电磁阀6，清洗到最后一片绝缘子片后，控制模块12自动关闭电磁阀6。
本实用新型工作原理：
参照说明书附图1-6，通过无线遥控器11远程遥控飞控系统8，无人机本体1带着喷罐3移动至绝缘子片处，通过激光雷达系统15和倾斜摄影相机16集成配合，识别绝缘子片和精准定位绝缘子片的位置，并将绝缘子片的位置信息发送给控制模块13，控制模块13自动打开电磁阀6，在喷罐3内部压力作用下，清洗液从喷枪4传输至喷头5喷出，对绝缘子片进行自动化安全清洗，清理完后控制模块13自动关闭电磁阀6，视频相机17拍摄作业过程并将视频发送给监控终端10，由监控终端10检查清洗前后的效果，并控制无人机本体1返回，有利于降低劳动强度，操作简单，提高安全性；
参照说明书附图1，通过设置长喷枪4远程喷射，防护罩25有效防护机翼，避免机体与异物碰撞，有利于保证装置的安全性，清洗液为不含ODS物质的有机环保清洗剂，清洗效果好，无腐蚀，对人体无毒，对环境无害，不破坏臭氧层，无人机能够携带提升足量清洗液，工作量大，方便投入使用；
参照说明书附图1-4，通过凹槽26与凸块匹配，配合支撑架27支撑，方便快速安装喷罐3，喷罐3内滑动连接有活塞片21，将清洗液从加液口经过引导管25加入喷罐3后，活塞片21上浮使第一磁铁片22与第二磁铁片23分离，第一磁铁片22与第二磁铁片23之间连接丝线，清洗液喷出减少后活塞片21下降，减少清洗液晃幅，激光雷达系统15与喷枪4和喷头5配合保持无人机本体1的平衡，有利于提高无人机本体1飞行的稳定性。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种输电线路绝缘子带电化学清洗的无人机装置，包括无人机本体(1)，其特征在于：所述无人机本体(1)底部两侧设有对称分布的两个起落架(2)，两个所述起落架(2)之间设有喷罐(3)，所述喷罐(3)顶部设有加液口，所述喷罐(3)一侧底部设有出液口，所述出液口内设有喷枪(4)，所述喷枪(4)另一端设有喷嘴(5)，所述喷罐(3)与喷枪(4)的连接处设有电磁阀(6)，所述无人机本体(1)内设有飞控系统(7)，所述飞控系统(7)连接端设有地面监控站(8)；
所述地面监控站(8)包括监控终端(9)和无线遥控器(10)，监控终端(9)用于接收无人机本体(1)传输信号并监视无人机本体(1)工作状况，通过无线遥控器(10)远程遥控，通讯频率发送指令给无人机本体(1)；
所述飞控系统(7)包括无线接收模块(11)和控制模块(12)，所述无线接收模块(11)用于接收无线遥控器(10)远程通讯指令，并将指令发送给控制模块(12)分析处理，控制模块(12)控制无人机本体(1)和电磁阀(6)工作。
2.根据权利要求1所述的一种输电线路绝缘子带电化学清洗的无人机装置，其特征在于：所述地面监控站(8)的连接端设有空中监测系统(13)，所述空中监测系统(13)包括激光雷达系统(14)、倾斜摄影相机(15)和视频相机(16)，所述激光雷达系统(14)固定连接在无人机本体(1)底部，所述倾斜摄影相机(15)的数量设置为两个，两个所述倾斜摄影相机(15)对称分布在喷枪(4)两侧，所述视频相机(16)设置在喷枪(4)上方。
3.根据权利要求2所述的一种输电线路绝缘子带电化学清洗的无人机装置，其特征在于：所述激光雷达系统(14)包括三维激光测距仪、高精度扫描仪、GPS定位模块和惯性测量单元，所述激光雷达系统(14)用于准确定位无人机本体(1)的位置，并保持无人机本体(1)作业过程的平稳，所述倾斜摄影相机(15)与激光雷达系统(14)集成，用于识别绝缘子片和精准定位绝缘子片的位置，并将绝缘子片的位置信息发送给飞控系统(7)，控制模块(12)控制无人机本体(1)沿着绝缘子串的长度方向自动匀速飞行，所述视频相机(16)用于拍摄作业过程并将视频发送给监控终端(9)，由监控终端(9)检查清洗前后的效果。
4.根据权利要求1所述的一种输电线路绝缘子带电化学清洗的无人机装置，其特征在于：所述喷枪(4)设置为一根内部中空的绝缘杆，所述喷枪(4)伸出无人机本体(1)长度5-7米，所述喷嘴(5)设置为一种铜制特殊形状的尖嘴，所述喷嘴(5)可以保持喷出的液柱密集不发散3-5米，所述喷嘴(5)安装在喷枪(4)的输出端，所述喷嘴(5)与带电体保持安全距离。
5.根据权利要求1所述的一种输电线路绝缘子带电化学清洗的无人机装置，其特征在于：所述喷罐(3)内部滑动连接有活塞片(17)，所述喷罐(3)内侧底部固定连接有第一磁铁片(18)，所述活塞片(17)底部固定连接有第二磁铁片(19)，所述第一磁铁片(18)与第二磁铁片(19)之间连接有丝线(20)，所述活塞片(17)由橡胶材料制成。
6.根据权利要求5所述的一种输电线路绝缘子带电化学清洗的无人机装置，其特征在于：所述加液口内设有引导管(21)，所述引导管(21)顶端设有单向阀(22)，所述引导管(21)贯穿活塞片(17)。
7.根据权利要求1所述的一种输电线路绝缘子带电化学清洗的无人机装置，其特征在于：所述喷罐(3)外侧顶部设有凹槽(23)，所述起落架(2)顶端一侧设有凸块，所述凹槽(23)与凸块相匹配，所述起落架(2)底部设有支撑架(24)。
8.根据权利要求2所述的一种输电线路绝缘子带电化学清洗的无人机装置，其特征在于：所述激光雷达系统(14)设置在远离喷枪(4)的一侧，所述激光雷达系统(14)与喷枪(4)和喷嘴(5)配合保持无人机本体(1)的平衡。
9.根据权利要求1所述的一种输电线路绝缘子带电化学清洗的无人机装置，其特征在于：所述无人机本体(1)外侧设有四个均匀分布的机翼，所述机翼外侧设有防护罩(25)，所述防护罩(25)由尼龙塑料材料制成。
10.根据权利要求1所述的一种输电线路绝缘子带电化学清洗的无人机装置，其特征在于：所述喷罐(3)内设有清洗液，所述清洗液设置为一种环保高绝缘强度的高分子化学清洗剂，所述清洗液为不含ODS物质的有机环保清洗剂。
11.根据权利要求1所述的一种输电线路绝缘子带电化学清洗的无人机装置，其特征在于：所述喷罐(3)设置为一种自带内部气压的自喷罐，所述喷罐(3)以内部气压作为动力促使清洗液以一定的压力喷出，所述喷罐(3)内设有5-10升的储存空间，所述喷罐(3)储量单次工作量为1-3串绝缘子串。
12.根据权利要求2所述的一种输电线路绝缘子带电化学清洗的无人机装置，其特征在于：所述电磁阀(6)与控制模块(12)和激光雷达系统(14)均电磁连接，所述电磁阀(6)设置在喷罐(3)与喷枪的连接处，所述激光雷达系统(14)定位到第一片绝缘子片时，控制模块(12)自动打开电磁阀(6)，清洗到最后一片绝缘子片后，控制模块(12)自动关闭电磁阀(6)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190621 Termination date: 20191123 |