CN210037985U

CN210037985U - 一种基于机械手实现高精度控制的无人机防雷检测装置

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Publication number: CN210037985U
Application number: CN201920719362.4U
Authority: CN
Inventors: 麦金婵
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-05-17
Filing date: 2019-05-17
Publication date: 2020-02-07
Anticipated expiration: 2029-05-17

Abstract

本实用新型公开了一种基于机械手实现高精度控制的无人机防雷检测装置，包括有无人机及其控制系统、高清摄像头、电阻测试仪及机械手，机械手安装在无人机上，其包括有关节机械臂和机械爪，通过关节机械臂驱动机械爪活动；机械爪与电阻测试仪对接，通过机械爪控制电阻测试仪与被检测装置实现对接。本实用新型通过在无人机上安装多轴的机械手，通过机械手可以非常方便地实现与无人机连接固定的钳形接地电阻测试仪进行配合操作，而采用钳形接地电阻测试仪可极大地方便携带和检测，提高检测的效率，同时通过与机械手配合可灵活方便、精确地实现检测位置的定位。

Description

一种基于机械手实现高精度控制的无人机防雷检测装置

技术领域

本实用新型涉及防雷检测技术领域，尤其涉及一种采用无人机挂载防雷电阻测试仪的装置。

背景技术

为了防范雷击造成的损害，通常会通过在建筑物或构筑物上安装雷电防护设施。为了确保雷电防护设施长期有效工作，需要定期(如一年或半年)对雷电防护设施进行专业的检测。传统防雷检测采用人工使用电阻测试仪(如钳形接地电阻测试仪等)按接地电阻测试法(二、三、四线法，单、双钳法等)，测出数据并分析检测对象是否能有效防雷。目前这种通过在坡屋顶、高塔类建筑物避雷带、引下线等测量方式操作起来极为繁琐，检测效率低，检测人员工作强度大。

为此，业界开始采用无人机承载电阻测试仪来进行防雷检测，通过无人机搭载电阻测试仪进行防雷检测可大幅提高检测效率、降低人力成本和工作强度。但是目前的无人机防雷检测装置大多存在以下两个问题，第一，电阻测试仪的定位通常只能依靠无人机本身在空中的移动来实现，不仅操作难度大，定位困难，而且定位精度低，比如有些技术方案只能在无人机飞到大概的位置后，通过磁吸方式使检测端吸紧在防雷设施上，如避雷带；第二，由于不能有效控制检测设备，导致检测手段比较单一，难以使用像钳形接地电阻测试仪这类简单的工具，多数还是采用接地电阻测试的方法(如三、四线法等)，这些方法需要打地极、抛线等，操作起来比较繁琐，特别是对于较高的建筑物。而钳形接地电阻测试仪(即钳表)操作起来非常方便。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提供一种实现结构简单、操作方便、定位精度更高的基于机械手实现高精度控制的无人机防雷检测装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种基于机械手实现高精度控制的无人机防雷检测装置，包括有无人机及其控制系统、高清摄像头和电阻测试仪，电阻测试仪及摄像头分别安装在无人机上，摄像头朝向电阻测试仪以便于对准电阻测试仪的位置进行拍摄，其特征在于：还包括有操作机械手，其安装在无人机上，通过机械手操作电阻测试仪以使电阻测试仪与被检测装置实现对接；所述机械手包括有关节机械臂和机械爪，机械爪位于关节机械臂的前端形成可活动结构，关节机械臂与无人机连接固定，通过关节机械臂驱动机械爪活动；机械爪与电阻测试仪对接，通过机械爪控制电阻测试仪与被检测装置实现对接。

进一步地，所述电阻测试仪为钳形接地电阻测试仪(或称为钳表)，钳形接地电阻测试仪与无人机连接固定，所述机械爪与钳形接地电阻测试仪侧面的扳机对接，通过机械爪的开合控制钳形接地电阻测试仪的钳子打开或合拢而钳上被检测装置或放开被检测装置。钳形接地电阻测试仪使用方便，无需进行接地。

进一步地，在无人机上设置有固定支架，固定支架上设置有固定座，钳形接地电阻测试仪固定在固定座上，并使钳形接地电阻测试仪的钳子朝向被检测装置，而钳形接地电阻测试仪的扳机(即按钮)则与机械爪相对，通过机械爪按压扳机，钳子张开，即可钳上被检测装置，机械爪松开对扳机的按压，钳子合上，此时即可进行检测。

进一步地，所述关节机械臂包括有若干节关节臂，每节关节臂对应设置有关节马达，通过关节马达控制对应的关节臂进行旋转形成活动关节结构，以控制机械爪的朝向及位置，各关节马达通过无人机的控制系统与地面遥控操作装置建立遥控通信。对于无人机和摄像头的控制可以通过无线通信，如4G、5G等来实现，而对于机械手的控制亦可直接采用现有遥控技术，如实用新型专利2014200995693公开的机械手电气控制装置、发明专利申请2015105463606公开的一种机械手无线控制装置等，可与无人机结合控制，也可分开控制，具体实现原理不再赘述。

进一步地，机械爪安装上两齿轮上，一为主动齿轮，一为从动齿轮，两者相互啮合，主动齿轮与一开合马达连接，通过开合马达驱动主动齿轮控制机械爪打开或合拢。

进一步地，所述开合马达固定在一旋转固定座上，该旋转固定座安装在一旋转马达上，通过旋转马达控制旋转固定座实现旋转，这样可以方便调整机械爪与钳形接地电阻测试仪之间的角度，以便准确控制扳机；该旋转马达安装在关节机械臂的前端。

所述固定支架为可旋转的固定支架，其上端可活动安装在无人机上形成可旋转结构，这样配合机械手可使钳形接地电阻测试仪更容易定位。

进一步地，所述固定座为包夹式的固定座，固定座的两侧与固定支架的底端可采用活动连接形成可转动结构，以使钳形接地电阻测试仪可随固定座进行转动，这样能够使钳形接地电阻测试仪更灵活方便地钳上被检测装置。

优选地，关节机械臂包括有第一关节臂、第二关节臂和第三关节臂，关节马达包括有第一关节马达、第二关节马达和第三关节马达，第一关节马达安装在无人机的底部，第一关节臂与第一关节马达连接，第二关节马达与第一关节臂连接；第二关节臂与第二关节马达连接，第三关节马达与第二关节臂连接，第三关节臂与第三关节马达连接，旋转马达与第三关节臂连接，这样连同旋转马达和开合马达，整个机械手实现上就形成了五轴机械手。上述机械手的具体控制过程可直接参照市面上现有的四轴机械手、五轴机械手、六轴机械手等。

本实用新型通过在无人机上安装多轴的机械手，通过机械手可以非常方便地实现与无人机连接固定的钳形接地电阻测试仪进行配合操作，使钳形接地电阻测试仪这种易于使用的工具能够得到利用，而采用钳形接地电阻测试仪可极大地方便携带和检测，提高检测的效率，同时通过与机械手配合可灵活方便、精确地实现检测位置的定位。另外，即使不用钳形接地电阻测试仪，通过机械手还可以将防雷装置表面的防锈层挫开一些以接上检测端，实现更稳定的电性连接，避免因阻值过大导致连接不畅。当然，还可以安装两个机械手，两个两个机械手配合将电阻测试仪与防雷设施实现稳定对接。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型第二角度的结构示意图；

图3为本实用新型第三角度的结构示意图；

图4为本实用新型第四角度的结构示意图；

图5为图4的局部放大图。

图中，1为无人机，2为摄像头，3为钳形接地电阻测试仪，31为扳机，32为钳子，4为固定支架，41为固定座，50为第一关节马达，51为第一关节臂，52为第二关节马达，53为第二关节臂，54为第三关节马达，55为第三关节臂，56为旋转马达，57为旋转固定座，58为开合马达，61为机械爪，62为主动齿轮，63为从动齿轮。

具体实施方式

本实施例中，参照图1-图5，所述基于机械手实现高精度控制的无人机防雷检测装置，包括有无人机1及其控制系统、高清摄像头2和电阻测试仪，电阻测试仪及摄像头2分别安装在无人机1上，摄像头2朝向电阻测试仪以便于对准电阻测试仪的位置进行拍摄；还包括有操作机械手，其安装在无人机1上，通过机械手操作电阻测试仪以使电阻测试仪与被检测装置实现对接；所述机械手包括有关节机械臂和机械爪61，机械爪61位于关节机械臂的前端形成可活动结构，关节机械臂与无人机1连接固定，通过关节机械臂驱动机械爪61活动；机械爪61与电阻测试仪对接，通过机械爪61控制电阻测试仪与被检测装置实现对接。

所述电阻测试仪为钳形接地电阻测试仪3，钳形接地电阻测试仪3与无人机1连接固定，所述机械爪61与钳形接地电阻测试仪3侧面的扳机31对接，通过机械爪61的开合控制钳形接地电阻测试仪3的钳子32打开或合拢而钳上被检测装置或放开被检测装置。钳形接地电阻测试仪3使用方便，无需进行接地。

在无人机1上设置有固定支架4，固定支架4上设置有固定座41，钳形接地电阻测试仪3固定在固定座41上，并使钳形接地电阻测试仪3的钳子32朝向被检测装置，而扳机31则与机械爪61相对，通过机械爪61按压扳机31，钳子32张开，即可钳上被检测装置，机械爪61松开对扳机31的按压，钳子32合上，此时即可进行检测。

所述关节机械臂包括有若干节关节臂，每节关节臂对应设置有关节马达，通过关节马达控制对应的关节臂进行旋转形成活动关节结构，以控制机械爪61的朝向及位置，各关节马达通过无人机的控制系统与地面遥控操作装置建立遥控通信。

机械爪61安装上两齿轮上，一为主动齿轮62，一为从动齿轮63，两者相互啮合，主动齿轮62与一开合马达58连接，通过开合马达58驱动主动齿轮62控制机械爪61打开或合拢，主动齿轮62旋转时会同步带动从动齿轮63旋转，实现机械爪61的打开或合拢。

所述开合马达58固定在一旋转固定座57上，该旋转固定座57安装在一旋转马达56上，通过旋转马达56控制旋转固定座57实现旋转，这样可以方便调整机械爪61与钳形接地电阻测试仪3之间的角度，以便准确控制扳机31；该旋转马达56安装在关节机械臂的前端。

所述固定支架4为可旋转的固定支架，其上端可活动安装在无人机1上形成可旋转结构，这样配合机械手61可使钳形接地电阻测试仪3更容易定位。

所述固定座41为包夹式的固定座，固定座41的两侧与固定支架4的底端可采用活动连接形成可转动结构，以使钳形接地电阻测试仪3可随固定座41进行转动，这样能够使钳形接地电阻测试仪3更灵活方便地钳上被检测装置。

关节机械臂包括有第一关节臂51、第二关节臂53和第三关节臂55，关节马达包括有第一关节马达50、第二关节马达52和第三关节马达54，第一关节马50达安装在无人机1的底部，第一关节臂51与第一关节马达50连接，第二关节马达52与第一关节臂51连接；第二关节臂53与第二关节马达52连接，第三关节马达54与第二关节臂53连接，第三关节臂55与第三关节马达54连接，旋转马达56与第三关节臂55连接，这样连同旋转马达56和开合马达58，整个机械手实现上就形成了五轴机械手。

以上已将本实用新型做一详细说明，以上所述，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能限定本实用新型实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖范围内。

Claims

1.一种基于机械手实现高精度控制的无人机防雷检测装置，包括有无人机及其控制系统、高清摄像头和电阻测试仪，电阻测试仪及摄像头分别安装在无人机上，摄像头朝向电阻测试仪以便于对准电阻测试仪的位置进行拍摄，其特征在于：还包括有操作机械手，其安装在无人机上，通过机械手操作电阻测试仪以使电阻测试仪与被检测装置实现对接；所述机械手包括有关节机械臂和机械爪，机械爪位于关节机械臂的前端形成可活动结构，关节机械臂与无人机连接固定，通过关节机械臂驱动机械爪活动；机械爪与电阻测试仪对接，通过机械爪控制电阻测试仪与被检测装置实现对接。

2.根据权利要求1所述的基于机械手实现高精度控制的无人机防雷检测装置，其特征在于：所述电阻测试仪为钳形接地电阻测试仪，钳形接地电阻测试仪与无人机连接固定，所述机械爪与钳形接地电阻测试仪侧面的扳机对接，通过机械爪的开合控制钳形接地电阻测试仪的钳子打开或合拢而钳上被检测装置或放开被检测装置。

3.根据权利要求2所述的基于机械手实现高精度控制的无人机防雷检测装置，其特征在于：在无人机上设置有固定支架，固定支架上设置有固定座，钳形接地电阻测试仪固定在固定座上，并使钳形接地电阻测试仪的钳子朝向被检测装置，而扳机则与机械爪相对。

4.根据权利要求1所述的基于机械手实现高精度控制的无人机防雷检测装置，其特征在于：所述关节机械臂包括有若干节关节臂，每节关节臂对应设置有关节马达，通过关节马达控制对应的关节臂进行旋转形成活动关节结构，以控制机械爪的朝向及位置，各关节马达通过无人机的控制系统与地面遥控操作装置建立遥控通信。

5.根据权利要求4所述的基于机械手实现高精度控制的无人机防雷检测装置，其特征在于：机械爪安装上两齿轮上，一为主动齿轮，一为从动齿轮，两者相互啮合，主动齿轮与一开合马达连接，通过开合马达驱动主动齿轮控制机械爪打开或合拢。

6.根据权利要求5所述的基于机械手实现高精度控制的无人机防雷检测装置，其特征在于：所述开合马达固定在一旋转固定座上，该旋转固定座安装在一旋转马达上，通过旋转马达控制旋转固定座实现旋转；该旋转马达安装在关节机械臂的前端。

7.根据权利要求3所述的基于机械手实现高精度控制的无人机防雷检测装置，其特征在于：所述固定支架为可旋转的固定支架，其上端活动安装在无人机上形成可旋转结构。

8.根据权利要求3所述的基于机械手实现高精度控制的无人机防雷检测装置，其特征在于：所述固定座为包夹式的固定座，固定座的两侧与固定支架的底端活动连接形成可转动结构，以使钳形接地电阻测试仪可随固定座进行转动。

9.根据权利要求6所述的基于机械手实现高精度控制的无人机防雷检测装置，其特征在于：关节机械臂包括有第一关节臂、第二关节臂和第三关节臂，关节马达包括有第一关节马达、第二关节马达和第三关节马达，第一关节马达安装在无人机的底部，第一关节臂与第一关节马达连接，第二关节马达与第一关节臂连接；第二关节臂与第二关节马达连接，第三关节马达与第二关节臂连接，第三关节臂与第三关节马达连接，旋转马达与第三关节臂连接。