CN209717734U - 一种基于多旋翼无人机的架线机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于高压电线的架设技术领域，本实用新型公开了一种基于多旋翼无人机的架线机械手，夹取机械手与机架的底部固定连接，电机安装架的上部与机架的底部固定连接，滑动轨与电机安装架的底部呈十字形固定连接，电机安装架穿过滑动轨的上部与滑动轨固定连接成一体；第一夹紧臂和第二夹紧臂固定设置在滑动轨中；连杆连接槽分别固定设置在第一夹紧臂和第二夹紧臂的内侧；固定连接部固定设置在第一夹紧臂和第二夹紧臂之间的连杆连接槽的上部中间位置。这种基于多旋翼无人机的架线机械手，大大提高了高压线架设过程的工作效率，提高了架设高压线作业的安全系数，降低了人力的浪费，提高了在架设高压作业过程的便捷性。

Description

一种基于多旋翼无人机的架线机械手

技术领域

本实用新型属于高压电线的架设技术领域，具体涉及一种基于多旋翼无人机的架线机械手。

背景技术

随着我国电力系统建设的不断完善，高压线路也跨过了我国的广阔大地，从横交错。但是在高压电线架设过程中，至今我们常用的还是靠人力上下攀爬几十甚至上百米的高压铁塔来完成高压线路架设过程中的引线牵拉问题。仅仅是将高压线从一个高压铁塔牵引到另一个高压铁塔，就需要4-5个人的配合才能完成高压的牵引；这样就浪费了较大的人力成本，同时牵引架设高压线的效率还低，架设高压线过程中安全系数低。

随着机械以及人工智能的不断发展和进步，机械手作为一种自动化和智能化过程中必不可少的组成部分，也越来越受到重视和发展。市场上现有的小形机械手多以气动为主，但离不开气泵提供动力，从而对其应用范围也产生了很大的限制。另外现有技术中多旋翼无人机作为一种近几年快速发展的行业，其在复杂地形区域下高压线路的架设方面具有极大的应用。发明人基于上述现有技术中架设高压线过程中牵引高压线所存在的问题，发明人设计了一种基于多旋翼无人机的架线机械手，能够很好地解决现有技术中存在的问题。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述技术问题，提供一种基于多旋翼无人机的架线机械手，其结构设计简单、科学合理、便于拆卸、飞行干预小；本实用新形将这种用于夹取高压电线的机械手固定安装在多旋翼无人机的机架底部，高压线的架设人员可以通过遥控发射器控制多旋翼无人机的行走，这样就实现了将高压电线夹取后牵引到另一个高压铁塔上。本实用新形所述的基于多旋翼无人机的架线机械手，同样适用于夹取在架设高压线过程中的工具等其他物品。这种基于多旋翼无人机的架线机械手可代替人工完成牵引线在高压铁塔之间的牵拉，节省人力，还可降低工人的劳动强度。带有机械手的多旋翼无人机在高压线路架设过程中的应用能有效减少工人攀爬高压铁塔的次数，从而降低工人施工过程中的风险。另外由无人机完成引线的放线工作也可充分缩短引线的放线、牵拉的时间，从而提高了施工效率。

本实用新型所采用的技术方案是：一种基于多旋翼无人机的架线机械手，包括无人机、机架、降落架；无人机为四旋翼无人机，无人机固定设置在夹取机械手的上部；机架为无人机驱动控制部分的安装平台，降落架固定设置在机架的四周位置；夹取机械手与机架的底部固定连接，夹取机械手包括电机安装架，电机安装架的上部与机架的底部固定连接，滑动轨与电机安装架的底部呈十字形固定连接，电机安装架穿过滑动轨的上部与滑动轨固定连接成一体；第一夹紧臂和第二夹紧臂固定设置在滑动轨中，T形滑块固定设置在第一夹紧臂和第二夹紧臂的上部位置，第一夹紧臂和第二夹紧臂在滑动轨的底部呈前后对称设置；连杆连接槽分别固定设置在第一夹紧臂和第二夹紧臂的内侧，呈前后镜像对称设置；固定连接部固定设置在第一夹紧臂和第二夹紧臂之间的连杆连接槽的上部中间位置，固定连接部的上部与往复圆筒的底部固定连接，往复圆筒竖直穿过滑动轨的中心，往复圆筒与摇摆连杆之间通过固定轴穿过摇摆连杆的底部固定连接，摇摆连杆与偏心圆柱固定连接；第一连杆和第二连杆的前端与固定连接部的后侧部固定连接，第一连杆和第二连杆的后端与后侧连杆连接槽固定连接；第三连杆和第四连杆的前端与前侧连杆连接槽固定连接，第三连杆和第四连杆的后端与固定连接部的前侧部固定连接；同步电机横向固定设置在电机安装架的右侧底部位置，驱动齿轮固定设置在同步电机的动力输出轴上；右支撑轴固定设置在同步电机的上部位置，右支撑轴与电机安装架固定连接；从动齿轮固定设置在右支撑轴的右侧端部通过轴承端盖固定，偏心圆柱固定设置与轴承端盖固定连接，左支撑转轴与电机安装架的左侧中间位置通过螺栓固定连接。

所述电机安装架包括U形架，U形架为钢材焊接而成的U形状，两个U形架呈前后平行设置，两个U形架通过两根连接固定板固定焊接。

所述滑动轨包括滑动轨本体，滑动轨本体为T形状，T形滑槽通体设置在滑动轨本体的下部，滑动轨本体的中心位置上下通体设置有往复通孔。

所述第一连杆和第二连杆的前端套在固定连接部的后侧部固定槽中通过螺栓固定连接，第一连杆和第二连杆的后端套在后侧连杆连接槽中通过螺栓固定连接。

所述第三连杆和第四连杆的前端套在前侧连杆连接槽中通过螺栓固定连接，第三连杆和第四连杆的后端套在固定连接部的前侧部固定槽中通过螺栓固定连接。

所述固定连接部包括固定连接部本体，固定槽设置在固定连接部本体的侧部，固定槽在固定连接部本体的左右通体设置。

所述往复圆筒与摇摆连杆之间通过固定轴穿过摇摆连杆底部的固定圆孔固定连接，摇摆连杆上部的上部半圆固定部和下部半圆固定部包裹住偏心圆柱通过固定螺栓固定。

所述摇摆连杆包括摇摆连杆本体，固定圆孔固定设置在摇摆连杆本体的底部位置，固定圆孔与摇摆连杆本体底部呈垂直通体设置，半圆固定部分为上下两部分，下部半圆固定部与摇摆连杆本体固定焊接，上部半圆固定部与下部半圆固定部对齐贴合通过固定螺栓固定。

所述驱动齿轮和从动齿轮上下呈直线设置，驱动齿轮与从动齿轮啮合传动。

所述第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆的上下移动幅度小于T形滑槽的长度。

这种基于多旋翼无人机的架线机械手的使用过程为：当需要这种基于多旋翼无人机的架线机械手夹住高压电线，需要向高压铁塔上牵引架设高压线时，首先启动同步电机的电源控制开关使同步电机处于转动状态，并带动驱动齿轮和从动齿轮转动，随着从动齿轮的转动偏心圆柱以同样的速度转动；同时摇摆连杆随着偏心圆柱的转动进行上下摇臂运动，此时在摇摆连杆的带动下拉动往复圆筒进行上下的往复直线运动，固定连接部随着往复圆筒的上下往复运动带动固定连接部上下移动，在固定连接部的带动下，同时在T形滑块和滑动轨的T形滑槽的配合滑动作用下，第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆带动第一夹紧臂和第二夹紧臂相向或相悖前后移动，完成对高压电线的夹紧动作。当夹取机械手牢固夹紧高压电线时，操作人员通过无人机的遥控控制器，使无人机和夹取机械手飞向高压铁塔，当无人机飞行到高压铁塔上，操作人员握紧高压电线，此时重复上述夹取机械手的反向动作即可将高压电线松开。以上过程就是这种基于多旋翼无人机的架线机械手的使用过程。

所述电机安装架的上部与机架的底部固定连接，滑动轨与电机安装架的底部呈十字形固定连接，电机安装架穿过滑动轨的上部与滑动轨固定连接成一体；这样设置的主要目的是为了通过电机安装架的设置，一方面为同步电机提供安装的平台；另一方面支撑夹取机械手的重量，同时支撑着夹取电缆的重量。

所述滑动轨包括滑动轨本体，滑动轨本体为T形状，T形滑槽通体设置在滑动轨本体的下部，滑动轨本体的中心位置上下通体设置有往复通孔；这样设置的主要目的是通过T形滑槽的设置可以实现第一夹紧臂和第二夹紧臂在滑动轨上左右移动，从而实现对高压电线的夹紧动作。

所述连杆连接槽分别固定设置在第一夹紧臂和第二夹紧臂的内侧，呈前后镜像对称设置；这样设置的主要目的是为了让固定连接部通过第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆将第一夹紧臂和第二夹紧臂固定连接，形成可以随着往复圆筒上下直线移动的联动机构，从而最终实现第一夹紧臂和第二夹紧臂的相向或相悖的夹紧动作。

所述往复圆筒竖直穿过滑动轨的中心，往复圆筒与摇摆连杆之间通过固定轴穿过摇摆连杆的底部固定连接，摇摆连杆与偏心圆柱固定连接；这样设置的目的是：一方面可以实现摇摆连杆随着偏心圆柱转动而上下摆动；另一方面可以实现摇摆连杆的上下直线摆动，带动往复圆筒的上下直线移动。

所述第一连杆和第二连杆的前端与固定连接部的后侧部固定连接，第一连杆和第二连杆的后端与后侧连杆连接槽固定连接；第三连杆和第四连杆的前端与前侧连杆连接槽固定连接，第三连杆和第四连杆的后端与固定连接部的前侧部固定连接；这样设置的主要目的是为了形成第一夹紧臂和第二夹紧臂、固定连接部之间形成夹紧动作的联动结构，最终实现对高压电线的夹紧动作，实现对高压电线的牵引架设。

所述同步电机横向固定设置在电机安装架的右侧底部位置，驱动齿轮固定设置在同步电机的动力输出轴上；右支撑轴固定设置在同步电机的上部位置，右支撑轴与电机安装架固定连接；从动齿轮固定设置在右支撑轴的右侧端部通过轴承端盖固定，偏心圆柱固定设置与轴承端盖固定连接，左支撑转轴与电机安装架的左侧中间位置通过螺栓固定连接；这样设置的主要目的是为了通过同步电机、驱动齿轮、从动齿轮、右支撑轴的设置最终带动偏心圆柱转动，从而带动摇摆连杆的上下直线摆动。

本实用新型的有益效果：本技术方案提供一种基于多旋翼无人机的架线机械手，其结构设计简单、科学合理、便于拆卸、飞行干预小；大大提高了高压线架设过程的工作效率，提高了架设高压线作业的安全系数，降低了人力的浪费，提高了在架设高压作业过程的便捷性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型夹取机械手的结构示意图；

图3为本实用新型偏心圆柱的结构示意图；

图中标记：1、无人机，2、机架，3、降落架，4、夹取机械手，401、电机安装架，4011、U形架，4012、连接固定板，402、滑动轨，4021、滑动轨本体，4022、T形滑槽，4023、往复通孔，403、第一夹紧臂，404、第二夹紧臂，405、T形滑块，406、第一连杆，407、第二连杆，408、第三连杆，409、第四连杆，410、连杆连接槽，411、固定连接部，4111、固定连接部本体，4112、固定槽，412、往复圆筒，413、摇摆连杆，4131、摇摆连杆本体，4132、固定圆孔，4133、半圆固定部，414、固定轴，415、同步电机，416、驱动齿轮，417、右支撑轴，418、从动齿轮，419、轴承端盖，420、偏心圆柱，421、左支撑转轴。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的详细说明。

如图所示，本实用新型所采用的技术方案是：一种基于多旋翼无人机的架线机械手，包括无人机1、机架2、降落架3；无人机1为四旋翼无人机，无人机1固定设置在夹取机械手4的上部；机架2为无人机1驱动控制部分的安装平台，降落架3固定设置在机架2的四周位置；夹取机械手4与机架2的底部固定连接，夹取机械手4包括电机安装架401，电机安装架401的上部与机架2的底部固定连接，滑动轨402与电机安装架401的底部呈十字形固定连接，电机安装架401穿过滑动轨402的上部与滑动轨402固定连接成一体；第一夹紧臂403和第二夹紧臂404固定设置在滑动轨402中，T形滑块405固定设置在第一夹紧臂403和第二夹紧臂404的上部位置，第一夹紧臂403和第二夹紧臂404在滑动轨402的底部呈前后对称设置；连杆连接槽410分别固定设置在第一夹紧臂403和第二夹紧臂404的内侧，呈前后镜像对称设置；固定连接部411固定设置在第一夹紧臂403和第二夹紧臂404之间的连杆连接槽410的上部中间位置，固定连接部411的上部与往复圆筒412的底部固定连接，往复圆筒412竖直穿过滑动轨402的中心，往复圆筒412与摇摆连杆413之间通过固定轴414穿过摇摆连杆413的底部固定连接，摇摆连杆413与偏心圆柱420固定连接；第一连杆406和第二连杆407的前端与固定连接部411的后侧部固定连接，第一连杆406和第二连杆407的后端与后侧连杆连接槽410固定连接；第三连杆408和第四连杆409的前端与前侧连杆连接槽410固定连接，第三连杆408和第四连杆409的后端与固定连接部411的前侧部固定连接；同步电机415横向固定设置在电机安装架401的右侧底部位置，驱动齿轮416固定设置在同步电机415的动力输出轴上；右支撑轴417固定设置在同步电机415的上部位置，右支撑轴417与电机安装架401固定连接；从动齿轮418固定设置在右支撑轴417的右侧端部通过轴承端盖419固定，偏心圆柱420固定设置与轴承端盖419固定连接，左支撑转轴421与电机安装架401的左侧中间位置通过螺栓固定连接。

所述电机安装架401包括U形架4011，U形架4011为钢材焊接而成的U形状，两个U形架4011呈前后平行设置，两个U形架4011通过两根连接固定板4012固定焊接。

所述滑动轨402包括滑动轨本体4021，滑动轨本体4021为T形状，T形滑槽4022通体设置在滑动轨本体4021的下部，滑动轨本体4021的中心位置上下通体设置有往复通孔4023。

所述第一连杆406和第二连杆407的前端套在固定连接部411的后侧部固定槽4112中通过螺栓固定连接，第一连杆406和第二连杆407的后端套在后侧连杆连接槽410中通过螺栓固定连接。

所述第三连杆408和第四连杆409的前端套在前侧连杆连接槽410中通过螺栓固定连接，第三连杆408和第四连杆409的后端套在固定连接部411的前侧部固定槽4112中通过螺栓固定连接。

所述固定连接部411包括固定连接部本体4111，固定槽4112设置在固定连接部本体4111的侧部，固定槽4112在固定连接部本体4111的左右通体设置。

所述往复圆筒412与摇摆连杆413之间通过固定轴414穿过摇摆连杆413底部的固定圆孔4132固定连接，摇摆连杆413上部的上部半圆固定部4133和下部半圆固定部4133包裹住偏心圆柱420通过固定螺栓固定。

所述摇摆连杆413包括摇摆连杆本体4131，固定圆孔4132固定设置在摇摆连杆本体4131的底部位置，固定圆孔4132与摇摆连杆本体4131底部呈垂直通体设置，半圆固定部4133分为上下两部分，下部半圆固定部4133与摇摆连杆本体4131固定焊接，上部半圆固定部4133与下部半圆固定部4133对齐贴合通过固定螺栓固定。

所述驱动齿轮416和从动齿轮418上下呈直线设置，驱动齿轮416与从动齿轮418啮合传动。

所述第一连杆406、第二连杆407、第三连杆408和第四连杆409的上下移动幅度小于T形滑槽4022的长度。

这种基于多旋翼无人机的架线机械手的使用过程为：当需要这种基于多旋翼无人机的架线机械手夹住高压电线，需要向高压铁塔上牵引架设高压线时，首先启动同步电机415的电源控制开关使同步电机415处于转动状态，并带动驱动齿轮416和从动齿轮418转动，随着从动齿轮418的转动偏心圆柱420以同样的速度转动；同时摇摆连杆413随着偏心圆柱420的转动进行上下摇臂运动，此时在摇摆连杆413的带动下拉动往复圆筒412进行上下的往复直线运动，固定连接部411随着往复圆筒412的上下往复运动带动固定连接部411上下移动，在固定连接部411的带动下，同时在T形滑块405和滑动轨402的T形滑槽4022的配合滑动作用下，第一连杆406、第二连杆407、第三连杆408和第四连杆409带动第一夹紧臂403和第二夹紧臂404相向或相悖前后移动，完成对高压电线的夹紧动作。当夹取机械手4牢固夹紧高压电线时，操作人员通过无人机1的遥控控制器，使无人机1和夹取机械手4飞向高压铁塔，当无人机1飞行到高压铁塔上，操作人员握紧高压电线，此时重复上述夹取机械手4的反向动作即可将高压电线松开。以上过程就是这种基于多旋翼无人机的架线机械手的使用过程。

Claims (9)

1.一种基于多旋翼无人机的架线机械手，包括无人机、机架、降落架；无人机为四旋翼无人机，无人机固定设置在夹取机械手的上部；机架为无人机驱动控制部分的安装平台，降落架固定设置在机架的四周位置；其特征在于：夹取机械手与机架的底部固定连接，夹取机械手包括电机安装架，电机安装架的上部与机架的底部固定连接，滑动轨与电机安装架的底部呈十字形固定连接，电机安装架穿过滑动轨的上部与滑动轨固定连接成一体；第一夹紧臂和第二夹紧臂固定设置在滑动轨中，T形滑块固定设置在第一夹紧臂和第二夹紧臂的上部位置，第一夹紧臂和第二夹紧臂在滑动轨的底部呈前后对称设置；连杆连接槽分别固定设置在第一夹紧臂和第二夹紧臂的内侧，呈前后镜像对称设置；固定连接部固定设置在第一夹紧臂和第二夹紧臂之间的连杆连接槽的上部中间位置，固定连接部的上部与往复圆筒的底部固定连接，往复圆筒竖直穿过滑动轨的中心，往复圆筒与摇摆连杆之间通过固定轴穿过摇摆连杆的底部固定连接，摇摆连杆与偏心圆柱固定连接；第一连杆和第二连杆的前端与固定连接部的后侧部固定连接，第一连杆和第二连杆的后端与后侧连杆连接槽固定连接；第三连杆和第四连杆的前端与前侧连杆连接槽固定连接，第三连杆和第四连杆的后端与固定连接部的前侧部固定连接；同步电机横向固定设置在电机安装架的右侧底部位置，驱动齿轮固定设置在同步电机的动力输出轴上；右支撑轴固定设置在同步电机的上部位置，右支撑轴与电机安装架固定连接；从动齿轮固定设置在右支撑轴的右侧端部通过轴承端盖固定，偏心圆柱固定设置与轴承端盖固定连接，左支撑转轴与电机安装架的左侧中间位置通过螺栓固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于多旋翼无人机的架线机械手，其特征在于：电机安装架包括U形架，U形架为钢材焊接而成的U形状，两个U形架呈前后平行设置，两个U形架通过两根连接固定板固定焊接。

3.根据权利要求1所述的一种基于多旋翼无人机的架线机械手，其特征在于：滑动轨包括滑动轨本体，滑动轨本体为T形状，T形滑槽通体设置在滑动轨本体的下部，滑动轨本体的中心位置上下通体设置有往复通孔。

4.根据权利要求1所述的一种基于多旋翼无人机的架线机械手，其特征在于：第一连杆和第二连杆的前端套在固定连接部的后侧部固定槽中通过螺栓固定连接，第一连杆和第二连杆的后端套在后侧连杆连接槽中通过螺栓固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于多旋翼无人机的架线机械手，其特征在于：第三连杆和第四连杆的前端套在前侧连杆连接槽中通过螺栓固定连接，第三连杆和第四连杆的后端套在固定连接部的前侧部固定槽中通过螺栓固定连接。

6.根据权利要求4所述的一种基于多旋翼无人机的架线机械手，其特征在于：固定连接部包括固定连接部本体，固定槽设置在固定连接部本体的侧部，固定槽在固定连接部本体的左右通体设置。

7.根据权利要求1所述的一种基于多旋翼无人机的架线机械手，其特征在于：往复圆筒与摇摆连杆之间通过固定轴穿过摇摆连杆底部的固定圆孔固定连接，摇摆连杆上部的上部半圆固定部和下部半圆固定部包裹住偏心圆柱通过固定螺栓固定。

8.根据权利要求7所述的一种基于多旋翼无人机的架线机械手，其特征在于：摇摆连杆包括摇摆连杆本体，固定圆孔固定设置在摇摆连杆本体的底部位置，固定圆孔与摇摆连杆本体底部呈垂直通体设置，半圆固定部分为上下两部分，下部半圆固定部与摇摆连杆本体固定焊接，上部半圆固定部与下部半圆固定部对齐贴合通过固定螺栓固定。

9.根据权利要求1所述的一种基于多旋翼无人机的架线机械手，其特征在于：驱动齿轮和从动齿轮上下呈直线设置，驱动齿轮与从动齿轮啮合传动。