一种基于高压电网高空传递作业的无人机悬挂牵引装置
技术领域
本实用新型属于高压电网作业技术领域,具体涉及一种基于高压电网高空传递作业的无人机悬挂牵引装置。
背景技术
高压输电线路带电检修时,塔上作业人员需携带传递绳登塔至作业点进行悬挂,该作业方法存在以下几方面的不足:
一是特高压输电线路铁塔高度平均在80m以上,作业人员带绳登塔过程中,体力消耗大、耗时长,作业效率低下;
二是由于作业环境复杂,作业人员携带的传递绳在空中受风力作用摆动,产生的非定向非定量的拉力容易造成携带人员高空坠落;
三是塔上作业人员在将传递绳转换作业位置时操作困难,特别是跨越绝缘子或导线时,操作危险。
实用新型内容
本实用新型的目的在于:从降低登塔检修作业人员劳动强度、提高作业效率出发,研制一套基于无人机通用在导线、地线及横担上挂拆传递绳的牵引装置,该装置挂拆可靠不易松脱且具备通用性等优点,能降低作业人员的劳动强度的同时也能提高检修作业效率。
为了实现上述目的,本实用新型采用的技术方案为:
一种基于高压电网高空传递作业的无人机悬挂牵引装置,所述牵引装置通过遥控脱离机构与无人机相连,使得无人机将牵引装置运输到预设位置后释放,牵引装置下落并悬挂于外设件之上;所述牵引装置包括牵引装置本体,牵引装置还包括:
悬挂件,设于牵引装置本体上,用于将牵引装置悬挂于外设件之上;
两组回收线,两组回收线均置于牵引装置本体上,且两组回收线的第一端均与牵引装置本体相连;
回收线释放机构,设于牵引装置本体上,回收线释放机构内设有推动件,用于将两组回收线推离牵引装置本体;
牵引线,其与牵引装置本体活动连接,使得通过拉动牵引线任意一端均可使其在牵引装置本体上滑动;
牵引线圈释放机构,设于牵引装置本体上,牵引线圈释放机构内设有一斜面,牵引线置于斜面上,斜面上设有一阻挡件用于阻挡牵引线沿斜面滑落。
进一步地,所述牵引装置本体上还设有牵引装置回收机构,所述牵引装置回收机构包括回收摆件,回收摆件与设于牵引装置本体上的一转动轴转动连接,回收摆件的两端各与一组回收线的第一端相连;
所述悬挂件第一端铰接于牵引装置本体上,悬挂件第一端周侧的牵引装置本体上设有一组锁定件以阻止悬挂件绕铰接点转动,锁定件与牵引装置本体滑动连接;
锁定件设于回收摆件转动半径内,拉动任意回收线第二端带动回收摆件转动过程中能推动锁定件滑动以脱离悬挂件,悬挂件转动脱离外设件。
进一步地,所述遥控脱离机构包括:
设于无人机上的挂架,其上设有遥控接收终端以接收无线控制信号;
铰接于挂架上的两组摆臂,摆臂上连接有执行机构以驱动两组摆臂相对摆动以展开或闭合;
连接座,该连接座设于牵引装置上,两组摆壁下端延伸到连接座内壁,当两组摆臂展开时,连接座悬挂于摆臂之上使得在摆臂闭合时,连接座与摆臂分离,牵引装置在重力作用下下落。
进一步地,所述回收线释放机构包括回收线固定装置、回收连杆和两组第一线轮,所述回收线固定装置两端各设有两组线轮固定件,两组回收线各缠绕在一组第一线轮上,每组第一线轮的主轴卡接在位于回收线固定装置同一端的两组线轮固定件上;所述回收连杆与回收线固定装置滑动连接,回收连杆上端设有一锥面,锥面两侧各设有一组顶杆,每组顶杆另一端分别朝向一组第一线轮,使得回收连杆上滑过程中能将两组第一线轮顶出。
进一步地,所述牵引线释放机构包括牵引线固定装置、两组第二线轮和两组互相啮合的齿轮,其中牵引线固定装置底部为中间高于两侧的斜面结构,牵引线两端各缠绕在一组第二线轮上,两组第二线轮放置在牵引线固定装置内,阻挡件为铰接在牵引线固定装置两端的挡板;所述两组互相啮合的齿轮设于牵引线固定装置内侧壁之上,每组齿轮的转轴周侧的齿轮面上各设有一组连接件,连接件另一端与与挡板上端连接,任意一组齿轮的转轴周侧的齿轮面上设有一组凸起结构,任意一组牵引线绕接在所述凸起结构上,使得通过拉动该回收线带动两组齿轮转动,进而带动两组挡板打开,两组第二线轮脱离牵引装置本体。
进一步地,所述牵引线固定装置底部设有长槽,长槽两端向两组挡板方向延伸且贯穿牵引线固定装置底部,长槽正下方的牵引装置本体上设有一组滑轮,两组第二线轮脱离过程中,牵引线能沿长槽落下并搭接在滑轮之上。
进一步地,所述悬挂件第二端设有一组导向件,当悬挂件被锁定件锁住时,导向件与牵引装置本体之间形成有向下的倾角。
进一步地,所述两组摆臂上均设有齿轮结构,且两组齿轮结构互相啮合,所述执行机构为一组电磁铁芯,电磁铁芯的动铁芯与任意一组摆臂的第一端相连;每组摆臂的第二端均设有挂钩,连接座悬挂于挂钩之上,当动铁芯从电磁铁芯推出时,两组摆臂第二端闭合。
进一步地,:所述挡板上端铰接于牵引线固定装置之上,挡板和牵引线固定装置之间还设有扭簧以阻止挡板打开。
进一步地,所述线轮固定件内设有一夹持槽,第一线轮的主轴位于该夹持槽内,夹持槽两侧内壁上各设有一组柱塞弹簧;当第一线轮的主轴位于夹持槽内时,柱塞弹簧与第一线轮的主轴接触且处于压缩状态。
由于采用了上述技术方案,本实用新型的有益效果是:
本实用新型的牵引装置可以外挂于无人机之上,释放固定到电网铁塔之上,并自动释放回收线,通过底面的操作人员操作回收线可释放牵引线从而将传递绳递送到铁塔上,传递作业完成后可通过回收线将整个牵引装置回收,过程中无需作业人员背负引导绳上塔,省力省力,作业安全、高效精准,减少了电力人员的施工强度,提高检修作业的效率。
附图说明
图1是本实用新型牵引装置立体图;
图2是本实用新型牵引装置正视图;
图3是图2的E-E面剖视图;
图4是本实用新型牵引装置的遥控脱离机构示意图;
图5是图1的A部放大图;
图6是图3的C部放大图;
图7是本实用新型回收线释放机构示意图;
图8是本实用新型收线释放机构正视图;
图9是本实用新型牵引装置正视图;
图10是图1的B部放大图;
图11是本实用新型牵引线释放机构正视图;
图12是本实用新型牵引线释放机构工作过程图;
图13是本实用新型牵引装置回收机构立体图;
图14是本实用新型牵引装置回收机构工作过程图;
图15是图14的D部放大图;
附图标记:
1-挂架,100-电磁铁芯,1001-动铁芯,110-摆臂,1101-摆臂第一端,1102-挂钩,120-遥控接收终端,130-电源,140-无人机支架,2-回收线释放机构,200-连接座,2001-悬挂部,210-回收线固定装置,220-回收线固定装置侧板,230-线轮固定件,2301-夹持槽,2302-柱塞弹簧2303-滑动腔,2303-1是滑动腔第一端内壁,2303-2是滑动腔第二端内壁,240-顶杆,2401-滑块,2401-1是限位块,2402-第一弹性件,250-第一线轮,2501-第一线轮主轴,260-回收摆件,2601-回收摆件第一端,2602-回收摆件第二端,2603-第二弹性件,2604-回收摆件转动轴,2605-拨动件,270-锁定件,280-悬挂件,2801-悬挂件铰接轴,2802-导向件,290-回收连杆,2901-锥面,3-连接臂,4-牵引线固定装置,410-齿轮,420-挡板,4201-挡板转动轴,4202-转动接头,4203-连接件,4204-扭簧,430-第二线轮,440-牵引线固定装置底部,450-长槽,5-滑轮,6-外设件,7001-第一回收线,7002-第二回收线,7003-牵引线。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围,而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作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。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
术语“第一”和“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1-3所示,一种基于高压电网高空传递作业的无人机悬挂牵引装置,包括挂架1、回收线释放机构2、牵引线固定装置4和滑轮5,其中挂架1安装于无人机之上,用遥控脱离机与牵引装置本体相连,回收线释放机构2、牵引线固定装置4和滑轮5均安装在牵引装置本体之上,其中:
如图1所示,所述挂架1上设置有遥控接收终端120和电源130,遥控接收终端120用于接收无线控制信号,在本实施例中,电源130选用锂电池,整个挂架1安装在无人机支架140之上。
如图4所示,所述遥控脱离机构包括铰接于挂架1上的两组摆臂110和安装在牵引装置本体顶端的连接座200,两组摆臂110分别铰接在挂架1的两个铰接点之上,且两组摆臂110在自身铰接点四周开设有齿轮结构且两组摆臂110上的齿轮结构互相啮合,其中一组摆臂110上的第一端连接有执行机构以驱动两组摆臂110相对摆动以展开或闭合,本实施中,执行机构为电磁铁芯100,电磁铁芯100的动铁芯1001与该组摆臂110的第一端相连;两组摆臂110上,位于摆臂110下方的摆臂110第二端均设有挂钩1102;连接座200设于牵引装置本体上,两组摆壁110第二端延伸到连接座200内壁,连接座200内壁设有凸起结构,即悬挂部2001,当两组摆臂110展开时,挂钩1102钩在该凸起结构上,连接座200悬挂于摆臂110上;遥控接收终端120接收无线指令,驱动电磁铁芯100,当动铁芯1001在电磁铁芯100内收回时,两组摆臂110第二端相对收缩闭合,连接座200与摆臂110分离,牵引装置本体在重力作用下下落。
所述回收线释放机构2安装在牵引装置本体的上端,如图5、图6、图7和图8所示,所述回收线释放机构2包括回收线固定装置210和两组第一线轮250,回收线固定装置210顶部为连接座200,回收线固定装置210上左右两侧各设有两组线轮固定件230,每组线轮固定件230内均设有夹持槽2301,夹持槽2301水平设置,位于同侧的两组线轮固定件230卡接一组第一线轮250,即第一线轮250的第一线轮主轴2501两端分别卡接在两组夹持槽2301内。
所述回收线释放机构2前后两侧各安装有一组回收线固定装置侧板220,侧板内侧各竖直设立一组回收连杆290,回收连杆290与回收线释放机构2滑动配合,本实施中回收连杆290与回收线固定装置侧板220滑动配合,回收连杆290上端设有锥面2901,锥面2901两侧各设有一组顶杆240,即推动件,顶杆240与线轮固定件230滑动配合,回收连杆290上滑过程中,斜面2901接触两侧顶杆240,使得顶杆240向两侧水平滑动;回收线释放机构2下方通过连接臂3与牵引线释放机构相连,回收线固定装置210下端设有悬挂件280,即悬挂件280第一端安装在回收线固定装置210上,悬挂件280第二端安装有一组长条状的导向件2802,导向件2802自由端倾斜向下,即导向件2802与连接臂3之间形成有一定倾斜向下的倾角。
回收线固定装置210内转动连接有一组回收摆件260,即如图13所示,回收线固定装置210内安装有一根回收摆件转动轴2604,回收摆件转动轴2604两端分别朝向两组回收线固定装置侧板220方向,见图6和图8,回收摆件260的第二端2602连接有一组第二回收线7002,第二回收线7002缠绕在左侧的第一线轮250上,回收摆件260的第一端2601连接有一组第二回收线7002,第二回收线7002延伸到摆臂下方的牵引线释放机构内后又折回向上,缠绕在右侧的第一线轮250上;回收摆件260的第二端2602上还连接有一组第二弹性件2603,第二弹性件2603另一端固定在回收线固定装置210上。
如图9所示,为一组线轮固定件230的放大示意图,在夹持槽2301两侧的侧壁上各安装有一组弹簧柱塞2302,弹簧柱塞2302延伸到夹持槽2301内并抵紧第一线轮主轴2501表面,第一线轮主轴2501上下两侧均被压缩状的弹簧柱塞2302卡住,防止第一线轮250自然滑出夹持槽2301。
所述顶杆240贯穿线轮固定件230,且右端延伸到夹持槽2301,顶杆240右侧端部安装有一组滑块2401,夹持槽2301左侧设有一组滑动腔2303,滑块2401设于滑动腔2303内,滑动腔2303内的顶杆240上设有第一弹性件2402,即套设在顶杆240的一组弹簧,为顶出第一线轮250提供预顶力,滑动腔2302左侧为滑动腔第一端内壁2302-1,滑动腔右侧为滑动腔第二端内壁2302-2,滑块2401上设有限位块2401-1以限制滑块2401在滑动腔第一端内壁2302-1和滑动腔第二端内壁2302-2之间滑动。
操作无人机,将整个牵引装置托运到作业区域上空,导向件2802接触外设件6,外设件6为电网铁塔上的结构,如角钢或槽钢等,导向件2802对位外设件6成功后,操作连接座200与摆臂110分离,牵引装置本体在重力作用下下落,如图13状态,外设件6触碰回收连杆290下端,回收连杆290上滑,两组顶杆240将两侧两组第一线轮250顶出,第一线轮250掉落在地面,即可将两组回收线释放到地面,其中如图1所示,左侧第一线轮250上的第一回收线7001和右侧第一线轮250上的第二回收线7002是分别沿外设件6两侧掉落的。
如图10、图11和图12所示,所述连接臂3下方设有牵引线释放机构和滑轮5,其中滑轮5设于连接臂3下方末端,牵引线位于其正上方。
所述牵引线释放机构包括牵引线固定装置4,牵引线固定装置4内设有空腔,
牵引线固定装置底部440为中部高,向两侧挡板420方向逐渐变低的斜面结构;空腔内放置有两组第二线轮430,即两组第二线轮430放置在两侧斜面上,一组牵引线7003两端分别缠绕槽两组第二线轮430之上,牵引线固定装置4左右两侧各铰接有一组挡板420,即阻挡件,牵引线固定装置4内设有移动机构以驱动挡板420的开闭,移动机构包括齿轮410、转动轴4201和连接件4203,即挡板420上端通过挡板转动轴4201与牵引线固定装置4铰接,挡板转动轴4201上安装有扭簧4204,用于阻止两组第二线轮430挤开挡板420,以沿斜面滑落,牵引线固定装置4内壁上设有两组互相啮合的齿轮410,如图11所示,从回收线释放机构2引出的第二回收线7002下端绕接在左侧齿轮410齿轮转轴周侧的齿轮面上,两侧挡板转动轴4201的转动接头4202上各设有一连接件4203,本实施中为一连线,两组连线另一端分别连接在同侧齿轮410背面齿轮转轴周侧的齿轮面上,两组挡板420、连接件4203和两组齿轮410组成对称的释放结构。
牵引线固定装置底部440开设有一道长槽450,长槽450贯穿牵引线固定装置底部440且延伸方向朝向两组挡板420,齿轮5位于长槽450的正下方;拉动已经掉落在地面的第二回收线7002(此为首次拉动),带动两组齿轮410,两组齿轮410转动方向为啮合齿面向下的方向,同时通过连接件4203拉动转动接头4202,克服扭簧4204的反向力将两组挡板420打开。
如图12所示状态,两组第二线轮430释放过程中,牵引线7003从长槽450掉下,搭接在下方滑轮5的滑轮槽内,底面工作人员将传递绳系在该牵引线7003的一端,拉动牵引线7003的另一端,即可将传递绳递送到铁塔之上,无需作业人员背负上塔,操作简单便捷。
本实用新型还设有牵引装置回收机构,用于回收完成传递作业后的,所述牵引回收机构包括上述文本提到的回收摆件260、第二弹性件2603、悬挂件280,及锁定件270,见图13,所述回收摆件转动轴2604上设有拨动件2605,使得拨动件2605和回收摆件260同轴转动,拨动件2605下方设有锁定件270,如图6所示,锁定件270与回收线固定装置210滑动配合,可在回收线固定装置内水平左右滑动,悬挂件280铰接在回收线固定装置210上,其悬挂件铰接轴280四周的悬挂件280本体为矩形方片状,锁定件270滑动到最左端时,滑动件270卡入悬挂件280本体上端与回收线固定装置210之间,使得整个悬挂件280被锁定而无法摆动,牵引装置回收时,拉动第一回收线7001或第二回收线7002(此为第二次拉动),回收摆件260转动,同时相较于首次拉动,第二次拉动用力需大于首次拉动,使得克服第二弹性件2603的反向力,同时带动拨动件2605沿图6所示逆时针方向转动,拨动件2605推动锁定件270向右滑动,锁定件270此次向右滑动由于受力更大,完全滑出悬挂件280本体上端与回收线固定装置210之间,悬挂件280得以解锁转动,如图14和图15所示状态;(需要注意的是:由于首次拉动力较小,回收摆件260转动的行程较小,因此拨动件2605不会推动锁定件270向右滑动或者推动锁定件270向右滑动的行程不足以使悬挂件280解锁),整个牵引装置脱离外设件6之上,由于第一回收线7001和第二回收线7002分别位于外设件6两侧,此时牵引装置下落过程中,第一回收线7001是搭接在外设件之上的,只需握紧第一回收线7001并缓慢放线,整个牵引装置6即可从铁塔上安全的下方到底面,过程中无需作业人员上塔拆取,只需地面人员操作,安全高效,减少劳动强度。