CN217362353U - 无人机悬挂固定输电线路铁塔攀爬绳装置 - Google Patents

Abstract

本专利公布了一种无人机悬挂固定输电线路铁塔攀爬绳装置，在滑轮挂钩的挂钩(4)顶端设置连接部，导引绳(8)的一端穿过滑轮(7)，另一端连接攀爬绳(9)的一端；在所述挂钩(4)开口端设置有常闭型自锁杆(5)，自锁杆(5)的一端通过扭簧(10)弹性铰接在挂钩(4)的柄部；吊环(1)、连接杆(2)、解锁绳(11)、自锁杆(5)依次连接构成提升解锁机构，通过无人机提升吊环(1)时自锁杆(5)向上转动，挂钩(4)的开口打开；其优点是：1)在铁塔横担上挂钩脱钩方便，无人机执行动作简单，工作效率高；2)无人机提升力小，可以选用平衡性好的电动旋翼直升机；3)提供了一种方便快捷的进电场的方式。

Description

无人机悬挂固定输电线路铁塔攀爬绳装置

技术领域

本专利涉及一种高压输电线路维护检修装置，特别是一种无人机悬挂固定输电线路铁塔攀爬绳装置。

背景技术

输电线路在检修维护过程中，电力检修人员需要登上电力铁塔沿横担进入电场，随着电力输电线路输电电压等级越来越高，铁塔也越来越高，特别是对于近年来新建立的超高压和特高压线路，铁塔高度达到60到100米，电力检修人员凳塔费时费力，还存在安全隐患，工作效率也低。

随着无人机技术的发展，无人机可用于野外电力施工，辅助电力检修人员实现抛绳操作和高空悬挂挂钩等，如通过无人机把挂钩滑轮提升挂在铁塔横担或者导线上，再通过其他辅助工具把攀爬绳提升到滑轮上，电力检修施工人员通过攀爬绳进入电场。但是由于无人机可承载的重量有限，一般只有几公斤，攀爬绳由于是承力部件需要较高的强度，绳索较粗，而铁塔高度较高，所以攀爬绳的重量很大，无人机很难把攀爬绳直接提升到高空；同时，由于铁塔横担为尺寸较大的角钢，铁塔区域空间有限，在铁塔横杆上悬挂滑轮挂钩时无人很难精准地把挂钩挂在角钢上，而且国家电力施工安全要求，挂钩在开口处还必须有安全自锁装置，在取下挂钩时首先要打开自锁装置；所以对无人机的平衡性和操作精准性要求很高，无人机在高空操作难度很大。

发明内容

本专利的目的就是设计一种无人机悬挂固定输电线路铁塔攀爬绳装置，通过无人机把滑轮挂钩和攀爬绳安全、方便、精确地悬挂在铁塔横担上，检修维护人员通过攀爬绳登塔进入电场，检修完成后再通过无人机把滑轮挂钩从横担上取下。

本专利的技术方案是：无人机悬挂固定输电线路铁塔攀爬绳装置，在滑轮挂钩的挂钩顶端设置连接部，在挂钩的柄部下端连接有滑轮；导引绳的一端穿过滑轮，导引绳的另一端连接攀爬绳的一端；在所述挂钩的开口端设置有常闭型自锁杆，自锁杆的一端通过扭簧弹性铰接在挂钩的柄部；吊环、连接杆、解锁绳、自锁杆依次连接构成提升解锁机构，其中，所述连接杆动态连接在挂钩的连接部，连接杆相对连接部可上下移动；连接杆的下端通过解锁绳与自锁杆连接，通过无人机下部的吊钩提升吊环时自锁杆向上转动，挂钩的开口打开；

在所述挂钩下端柄部设置有限位块，限位块位于自锁杆的下方，自锁杆在扭簧的弹簧力作用下向下卡持在限位块上，从而使自锁杆处于常闭自锁状态；

所述连接部包括设置在挂钩上端面的凸耳和下端连接在凸耳上的圆筒，所述圆筒的开口端朝下，在圆筒的上端面中央设置有通过孔，圆筒的下端通过凸耳连接在挂钩上端；在所述连接杆的下端设置有限位凸台，限位凸台的直径大于所述通过孔的直径；连接杆的限位凸台置于圆筒中，连接杆的上端从圆筒的上端的通过孔中伸出，限位凸台在圆筒内可以上下移动；连接杆的下端与解锁绳的上端连接，解锁绳的下端从圆筒下端伸出后与自锁杆连接，用于拉动自锁杆向上转动；连接杆上下移动的行程大于自锁杆从闭锁状态转动到挂钩开口完全打开状态时所拉动解锁绳的行程；

在所述挂钩上设置有导向管，解锁绳从导向管中穿过，所述导向管固定在挂钩体上；

在所述解锁绳的上端连接有螺纹接头，在所述连接杆下端设置有与该螺纹接头相适配的螺纹孔，解锁绳的上端通过螺纹与连接杆的下端连接，通过螺纹旋入长度调整解锁绳的有效工作长度；

所述滑轮挂钩的挂钩是由轻质板材制作的板状结构，挂钩的钩型是与横担的角钢宽度相适配的方形结构；

所述滑轮挂钩的挂钩主体材料为铝合金或者钛合金；

所述连接部与滑轮挂钩上端的连接点为当挂钩顶端处于水平状态时滑轮挂钩的重心线与挂钩顶端平面的交点；

所述滑轮挂钩的滑轮通过十字铰链连接在滑轮挂钩的挂钩柄部下端。

本专利的优点是：

1)在铁塔横担上挂钩脱钩方便，无人机执行动作简单，工作效率高：

由于滑轮挂钩的挂钩卡口上具有常闭型自锁杆，挂钩卡持在铁塔横担上安全可靠；同时由于设置有提升解锁机构，当无人机提升吊环时，在滑轮挂钩自重力下，提升解锁机构动作，常闭型自锁杆反向打开，无人机把滑轮挂钩挂在横担上；无人机释放吊环后，常闭型自锁杆在扭簧的作用下复位，挂钩开口闭合，挂钩不会从横担上脱落；检修工作完成后，无人机再次提升吊环，提升解锁机构动作，常闭型自锁杆打开，无人机只需继续上提吊环就可以方便的从横担上取下滑轮挂钩；

2)无人机提升力小，可以选用平衡性好的电动旋翼直升机：无人机先把连接导引绳的滑轮挂钩提升并卡持在横担上后，由于导引绳连接攀爬绳，塔下人员再通过导引绳和滑轮把攀爬绳提升到滑轮上，导引绳重量轻，对无人机的提升力要求低，故可以选择承载力小的无人机；

3)提供了一种方便快捷的进电场的方式，无人机把滑轮挂钩挂在横担上，在滑轮上连接有攀爬绳，可在攀爬绳上设置自动爬升器或者手动绞车，线路检修人员可通过滑轮和攀爬绳自动直接进入电场，劳动强度低，节约了登塔所耗费的体力，同时也提高了工作效率。

附图说明

图1为无人机悬挂固定输电线路铁塔攀爬绳装置结构图；

图2为吊环、滑轮挂钩及解锁绳连接示意图；

图中：1-吊环；2-连接杆；3-圆筒；4-挂钩；5-自锁杆；6-限位块；7-滑轮；8-导引绳；9-攀爬绳；10-扭簧；11-解锁绳；12-导向管；13-横担；14-螺纹接头。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本专利进行详细说明。

如图1所示，本专利所述无人机悬挂固定铁塔攀爬绳装置包括吊环1、连接杆2、滑轮挂钩、导引绳8、攀爬绳9，滑轮挂钩包括设置在其上部的挂钩4和连接在挂钩柄部下端的滑轮7，挂钩4用于通过其钩部卡持在铁塔上横担13的角钢上，滑轮7用于连接攀爬绳9，在攀爬绳9上可以设置攀爬车或者通过绞磨把检修人员提升到横担13处，从横担13再进入电场区；所述滑轮挂钩的挂钩4是由轻质板材制作的板状结构，挂钩4的钩型是与铁塔上横担13的角钢宽度相适配的方形结构，对于高压输电线路铁塔，横担13一般选用12.5号标准角钢型材，横担角钢的宽度为125毫米，为了方便无人机在高空挂钩，挂钩4的开口尺寸约为135—150毫米，挂钩4挂在横担13上后固定不会沿横担前后摆动；挂钩4和滑轮7的支架的主体材料为铝合金或者钛合金，铝合金选用LY12，钛合金选用TC4；滑轮7的转轮使用尼龙或者其他轻质、绝缘耐磨材料。

在挂钩4的上端设置有连接部，在挂钩4的柄部下端连接有滑轮7，吊环1通过连接杆2与连接部连接，滑轮7通过十字铰链连接在挂钩4的柄部下端。

如图2所示，连接部包括设置在挂钩4上端面的凸耳和下端连接在凸耳上的圆筒3，所述圆筒3的开口端朝下，在圆筒3的上端面中央设置有通过孔；圆筒3的下端面管壁上设置有径向贯通的凹槽；所述凸耳是在挂钩4的上端面的板状凸起，与挂钩4为一体结构；挂钩4上端的凸耳插入圆筒3下端面上的凹槽中，在凸耳中心和圆筒3下端凹槽两侧壁上分别设置有相应的连接孔，连接螺钉穿过凸耳上的连接孔和圆筒下端侧壁上的连接孔，从而使圆筒3的下端和挂钩4的上端的凸耳通过螺纹固定连接构成挂钩4的连接部。所述连接部2与挂钩4上端的连接点即挂钩4上端面凸耳的位置为当挂钩4顶端处于水平状态时滑轮挂钩的重心线与挂钩顶端平面的交点。

在所述滑轮挂钩的挂钩4的开口端设置有常闭型自锁杆5，自锁杆5的一端通过扭簧10弹性铰接在挂钩4的柄部：自锁杆5的一端通过铰接轴铰接在挂钩4的柄部，自锁杆5置于挂钩4的开口处使挂钩4挂在横担13上后开口封闭，不会从横担13上脱落，起到安全保护作用；在所述挂钩4下端柄部上还设置有限位块6，限位块6位于自锁杆5的下方；扭簧10以自锁杆5的铰接轴为中心，其一端连接在限位块6上，另一端连接在自锁杆5的杆体上，自锁杆5在扭簧10的弹簧力作用下向下卡持在限位块6上，从而使自锁杆5处于常闭自锁状态；

吊环1、连接杆2、解锁绳11、自锁杆5依次连接构成提升解锁机构，所述连接杆2动态连接在挂钩4的连接部，连接杆2相对连接部可上下移动；在连接杆2的下端设置有限位凸台，限位凸台的直径大于圆筒3上端面中央通过孔的直径；连接杆2的限位凸台部分置于圆筒3中，连接杆2的上端从圆筒3的上端面中央的通过孔中伸出，限位凸台在圆筒3内可以上下移动；连接杆2的下端与解锁绳11的上端连接，解锁绳11的下端从圆筒3下端伸出后与自锁杆5连接，用于拉动自锁杆5绕铰接轴向上转动，挂钩4的开口打开，自锁杆5处于解锁状态。连接杆2上下移动的行程大于自锁杆5从闭锁状态转动到挂钩开口完全打开状态时所拉动解锁绳11的行程；在无人机下部设置有吊钩，当无人机吊钩与吊环1连接向上提升吊环1时，滑轮挂钩的常闭型自锁杆5向上转动解锁，挂钩4的开口打开，无人机的吊钩与吊环1脱离则滑轮挂钩的常闭型自锁杆5在扭簧10弹簧力的作用下复位恢复闭锁，挂钩4的开口闭合。

在所述挂钩4上还设置有导向管12，解锁绳11从导向管12中穿过，所述导向管12固定在挂钩体上，用于给解锁绳11导向，方便解锁绳11抽动和在挂钩体上按特定的方向布置。

实际应用中，解锁绳11的有效工作长度需要根据自锁杆5完全打开和闭合的行程确定，在本专利中，解锁绳11的有效工作长度可以调整。在所述解锁绳11的上端连接有螺纹接头14，在所述连接杆2下端设置有与该螺纹接头14相适配的螺纹孔，解锁绳11的上端通过螺纹接头14与连接杆2的下端连接，通过螺纹旋入连接杆下端的长度调整解锁绳11的长度；螺纹旋入则解锁绳11有效长度变短，螺纹旋出则解锁绳11有效工作长度变长。

导引绳8连接在滑轮7的转轮上，导引绳8的一端与攀爬绳9的一端连接，检修工作人员需要进入电场工作时，先通过无人机吊钩提升滑轮挂钩上的吊环1，此时滑轮挂钩在自重和导引绳8的重力作用下挂钩4的常闭型自锁杆打开，挂钩4的开口张开，无人机把连接有导引绳8的滑轮挂钩的挂钩4卡持在铁塔的横担13上后，无人机吊钩和吊环1脱开，此时常闭型自锁杆5复位，挂钩4的开口闭合，从而使挂钩4安全可靠的挂在横担13上，不会脱落。塔下人员拉动导引绳8，通过拉动导引绳8把攀爬绳9提升到滑轮7的转轮上，再把攀爬绳9的与导引绳8连接的一端固定在地面上，把攀爬车或其他攀爬升降工具安装在攀爬绳9另一端，检修人员通过攀爬车或其他攀爬升降工具沿攀爬绳9爬升到横担13上，或者通过绞磨把检修人员用攀爬绳9提升到横担13上；检修人员再从横担13进入电场工作区或者从攀爬绳9直接进入电场工作区。检修工作完成后，检修人员先通过攀爬车回到地面后，再通过导引绳8把攀爬绳9释放回地面，然后无人机再次提升吊环1打开挂钩自锁杆5，再继续提升吊环1把滑轮挂钩从横担13上取下。

Claims (9)

1.无人机悬挂固定输电线路铁塔攀爬绳装置，其特征是：在滑轮挂钩的挂钩(4)顶端设置连接部，在挂钩(4)的柄部下端连接有滑轮(7)；导引绳(8)的一端穿过滑轮(7)，导引绳(8)的另一端连接攀爬绳(9)的一端；在所述挂钩(4)开口端设置有常闭型自锁杆(5)，自锁杆(5)的一端通过扭簧(10)弹性铰接在挂钩(4)的柄部；吊环(1)、连接杆(2)、解锁绳(11)、自锁杆(5)依次连接构成提升解锁机构，其中，连接杆(2)动态连接在挂钩(4)的连接部，连接杆(2)相对连接部可上下移动；连接杆(2)的下端通过解锁绳(11)与自锁杆(5)连接，通过无人机下部的吊钩提升吊环(1)时自锁杆(5)向上转动，挂钩(4)的开口打开。

2.根据权利要求1所述的无人机悬挂固定输电线路铁塔攀爬绳装置，其特征是：在所述挂钩(4)下端柄部设置有限位块(6)，限位块(6)位于自锁杆(5)的下方，自锁杆(5)在扭簧(10)的弹簧力作用下向下卡持在限位块(6)上，从而使自锁杆(5)处于常闭自锁状态。

3.根据权利要求1所述的无人机悬挂固定输电线路铁塔攀爬绳装置，其特征是：所述连接部包括设置在挂钩(4)上端面的凸耳和下端连接在凸耳上的圆筒(3)，所述圆筒(3)的开口端朝下，在圆筒(3)的上端面中央设置有通过孔，圆筒(3)的下端通过凸耳连接在挂钩(4)上端；在所述连接杆(2)的下端设置有限位凸台，限位凸台的直径大于所述通过孔的直径；连接杆(2)的限位凸台置于圆筒(3)中，连接杆(2)的上端从圆筒(3)的上端的通过孔中伸出，限位凸台在圆筒(3)内可上下移动；连接杆(2)的下端与解锁绳(11)的上端连接，解锁绳(11)的下端从圆筒(3)下端伸出后与自锁杆(5)连接，用于拉动自锁杆(5)向上转动；连接杆(2)上下移动的行程大于自锁杆(5)从闭锁状态转动到挂钩(4)开口完全打开状态时所拉动解锁绳(11)的行程。

4.根据权利要求1所述的无人机悬挂固定输电线路铁塔攀爬绳装置，其特征是：在所述挂钩(4)上设置有导向管(12)，解锁绳(11)从导向管(12)中穿过，所述导向管(12)固定在挂钩体上。

5.根据权利要求1所述的无人机悬挂固定输电线路铁塔攀爬绳装置，其特征是：在所述解锁绳(11)的上端连接有螺纹接头(14)，在所述连接杆(2)下端设置有与该螺纹接头(14)相适配的螺纹孔，解锁绳(11)的上端通过螺纹接头(14)与连接杆(2)的下端连接，通过螺纹旋入长度调整解锁绳(11)的有效工作长度。

6.根据权利要求1所述的无人机悬挂固定输电线路铁塔攀爬绳装置，其特征是：所述滑轮挂钩的挂钩(4)是由轻质板材制作的板状结构，挂钩(4)的钩型是与横担(13)的角钢宽度相适配的方形结构。

7.根据权利要求1所述的无人机悬挂固定输电线路铁塔攀爬绳装置，其特征是：所述滑轮挂钩的挂钩(4)的主体材料为铝合金或者钛合金。

8.根据权利要求1所述的无人机悬挂固定输电线路铁塔攀爬绳装置，其特征是：所述连接部与滑轮挂钩上端的连接点为当挂钩(4)顶端处于水平状态时滑轮挂钩的重心线与挂钩(4)顶端平面的交点。

9.根据权利要求1所述的无人机悬挂固定输电线路铁塔攀爬绳装置，其特征是：所述滑轮挂钩的滑轮(7)通过十字铰链连接在滑轮挂钩的挂钩(4)柄部下端。

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