ES2956374T3 - Dispositivo, sistema y método para instalar un objeto en una línea eléctrica - Google Patents
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Abstract
Se describe un dron (1) para instalar un objeto (10) en una línea eléctrica (2), donde el dron (1) comprende: - un medio de conexión (6) para conectar el dron (1) al objeto (10).), para que el dron (1) pueda transportar el objeto (10); - un primer miembro de enganche (8) para engranar un segundo miembro de enganche en el objeto (10), - una fuente de energía para operar el primer miembro de enganche (8) para accionar un medio de bloqueo (12) en el objeto, a través del segundo miembro de acoplamiento, para bloquear de forma segura el objeto (10) a la línea eléctrica (2), en donde el dron (1) comprende además un dispositivo (14) para limitar uno o más grados de libertad del objeto (10) con respecto al línea eléctrica (2) antes de enganchar los medios de bloqueo (12). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Dispositivo, sistema y método para instalar un objeto en una línea eléctrica
La presente invención se refiere a un dron para instalar un objeto en una línea eléctrica. Más específicamente, la invención se refiere a un dron para instalar un objeto en una línea eléctrica donde el dron comprende un medio de conexión para conectar el dron al objeto, de forma que el dron sea capaz de transportar el objeto; un primer miembro de acoplamiento para acoplar un segundo miembro de acoplamiento en el objeto; y una fuente de alimentación para operar el primer miembro de acoplamiento para accionar un medio de bloqueo en el objeto, a través del segundo miembro de acoplamiento, para bloquear el objeto a la línea eléctrica. La invención se refiere además a un conjunto de dron que comprende un dron de este tipo y un objeto, así como a un método para instalar un objeto en una línea eléctrica.
Se sabe que la instalación de objetos en líneas eléctricas, a menudo en áreas inaccesibles, es difícil y requiere mucho tiempo. Los objetos, que histórica y normalmente han sido varios tipos de marcadores de seguridad/advertencia/visibilidad, han sido instalados por medio de uno o dos helicópteros y varios operarios, tanto para volar el(los) helicóptero(s) como para realizar el proceso de instalación propiamente dicho.
En los años recientes, los drones, a menudo también denominados vehículos aéreos no tripulados (UAV), han recibido mucha atención debido a su rendimiento mejorado, incluyendo mayor potencia y mejor maniobrabilidad y vida útil de la batería. Los drones se utilizan cada vez más para trabajos de inspección y mantenimiento de infraestructuras que antes requerían aeronaves tripuladas.
También se han divulgado drones que pueden conectar marcadores de seguridad a líneas eléctricas, tales como en el documento RU 2644420 C1. En esta patente rusa, se divulga un dron que se puede conectar a un marcador de seguridad y que está adaptado para hacer volar el marcador de seguridad hasta la línea eléctrica, colocar el dron de forma que la línea eléctrica se reciba dentro de un rebaje del marcador de seguridad o entre dos mitades del marcador de seguridad y conectar después el marcador de seguridad a la línea eléctrica mediante sujeción, siendo accionada la sujeción por el dron mientras la línea eléctrica está en el rebaje o entre las dos mitades.
Un desafío con la solución divulgada en el documento RU 2644420 C1 es que puede ser difícil colocar correctamente el marcador de seguridad en relación con la línea eléctrica antes de que el dron active la sujeción. Este desafío puede ser pronunciado específicamente al instalar marcadores de seguridad en líneas eléctricas en condiciones de viento.
Los documentos US 2016/0023761 A1 y FR 3055419 A1 divulgan drones que incluyen una guía pasiva que se puede usar para orientar al dron en relación con una línea eléctrica antes de conectar un marcador de seguridad a la línea eléctrica.
Para marcadores de seguridad, un pequeño desplazamiento del posicionamiento central ideal de la línea eléctrica puede ser aceptable siempre que el marcador de seguridad esté conectado de forma segura a la línea eléctrica. Sin embargo, recientemente se ha propuesto instalar dispositivos electrónicos en las líneas eléctricas para supervisar el estado de las líneas eléctricas, tal como para supervisar la energía, temperatura, tensión de línea, vibraciones, etc. También se han propuesto dispositivos electrónicos para supervisar líneas eléctricas que serán energizados inductivamente por la propia línea eléctrica. Para tales dispositivos de supervisión electrónicos, un posicionamiento predecible y correcto será indispensable para su funcionalidad.
La invención tiene por objeto remediar o reducir al menos uno de los inconvenientes del estado de la técnica, o al menos proporcionar una alternativa útil al estado de la técnica.
El objeto se logra a través de características, que se especifican en la siguiente descripción y en las reivindicaciones que siguen.
La invención está definida por las reivindicaciones de patente independientes. Las reivindicaciones dependientes definen realizaciones ventajosas de la invención.
Debe tenerse en cuenta que por "línea eléctrica" en el presente documento se entiende tanto las líneas conductoras reales como los cables de tierra (cables blindados, cables estáticos, cables de tierra, etc.) o cualquier otra línea que se proporcione en relación con las líneas eléctricas aéreas.
En un primer aspecto la invención se refiere más particularmente a un dron de acuerdo con la reivindicación 1. Al permitir que el dron limite uno o más grados de libertad del objeto en relación con la línea eléctrica antes de bloquear el objeto con respecto a la línea eléctrica, el proceso de bloqueo puede volverse más confiable y el posicionamiento del objeto en la línea eléctrica puede volverse más preciso y predecible. Por "limitar" se entiende reducir la capacidad de moverse o rotar en relación con la línea eléctrica o bloquear completamente la capacidad de
moverse o rotar en relación con la línea eléctrica. El uno o más grados de libertad pueden ser grados de libertad de rotación y/o traslación. En una realización, el dron puede estar adaptado para limitar los seis grados de libertad del objeto en relación con la línea eléctrica antes de acoplar el medio de bloqueo y bloquear el objeto con respecto a la línea eléctrica, por lo que se puede lograr un posicionamiento y una orientación muy precisos del objeto con respecto a la línea eléctrica. En otra realización, al objeto se le puede permitir todavía cierto movimiento axial a lo largo de la línea eléctrica (la libertad de traslación a lo largo de la línea eléctrica puede no estar limitada o reducirse hasta cierto punto) y/o la rotación alrededor de la línea eléctrica antes de acoplar el medio de bloqueo, mientras que los grados de libertad restantes pueden estar limitados (reducidos o completamente bloqueados). En otras realizaciones, se pueden reducir uno o más grados de libertad sin estar completamente bloqueados, mientras que otros grados de libertad pueden estar completamente bloqueados. También se debe tener en cuenta que durante un proceso de instalación, el objeto se conectará al dron a través de los medios de conexión de forma que el objeto tenga una posición y una orientación fijas con respecto al dron.
Los medios de bloqueo pueden ser un accionador lineal mecánico o hidráulico activado a través del primer miembro de acoplamiento, alimentado por la fuente de alimentación del dron. En una realización sencilla, el medio de bloqueo puede ser un tornillo que funcione como un accionador lineal para unir dos mitades del objeto o para cerrar un rebaje o bolsillo en el objeto, con la ventaja de que el objeto puede bloquearse a la línea eléctrica mediante una simple herramienta dinamométrica en el dron y que el proceso de bloqueo es reversible en caso de que el bloqueo no haya tenido éxito o si el objeto necesita mantenimiento. En una realización alternativa, el medio de bloqueo puede ser un miembro de empuje tal como un resorte de empuje, pistón o similar, adaptado para sujetar dos mitades del objeto juntas o para cerrar un rebaje o bolsillo del objeto. El miembro de empuje puede poder liberarse del dron.
El segundo miembro de acoplamiento, en el objeto, puede ser normalmente el cabezal de un tornillo, un ojo, una tuerca, un soporte o cualquier otro medio que pueda ser acoplado por el primer miembro de acoplamiento en el dron, ajustándose de forma complementaria al segundo miembro de acoplamiento. En una realización específica, el primer miembro de acoplamiento puede ser una llave de tubo con una broca de forma hexagonal interna mientras que el segundo miembro de acoplamiento es un cabezal de tornillo con forma de tuerca de ajuste complementario.
Como el dispositivo para limitar uno o más grados de libertad puede estar adaptado para pasar de una posición inactiva a una posición activa, donde el dispositivo limita uno o más grados de libertad del objeto en relación con la línea eléctrica, independientemente del dron, el dron puede mantenerse en una posición fija en relación con la línea eléctrica, mientras el dispositivo para limitar uno o más grados de libertad se desplaza a una posición activa, lo que simplifica el posicionamiento y la navegación del dron y el posterior bloqueo del objeto con respecto a la línea eléctrica. El dispositivo para limitar uno o más grados de libertad del objeto puede incluir uno o más brazos y/o abrazaderas operables, etc. que se pueden mover a una posición activa donde el dispositivo se acopla a la línea eléctrica.
En una realización específica, el dispositivo para limitar uno o más grados de libertad del objeto con respecto a la línea eléctrica puede comprender dos pares de brazos, estando los pares de brazos provistos de una distancia horizontal entre los mismos, pudiendo cada brazo en los pares de brazos rotar individualmente para acoplarse a la línea eléctrica de forma que cada par de brazos esté adaptado para sujetar o aislar la línea eléctrica entre los mismos antes de accionar el medio de bloqueo. Cuando los brazos se giran a su posición "activa'Vlímite, la línea eléctrica normalmente estará aislada o sostenida entre los brazos y las superficies del objeto. El uso de brazos giratorios individualmente proporciona un mecanismo simple y robusto para sujetar/aislar la línea eléctrica antes de acoplar el medio de bloqueo. Una distancia horizontal entre el par de brazos garantiza también que la capacidad del objeto para rotar en el plano horizontal, incluida la línea eléctrica, sea limitada. En una realización preferida, el dispositivo para limitar uno o más grados de libertad puede estar adaptado para mantener/aislar la línea eléctrica en una posición central del objeto de tal forma que la línea eléctrica pase por el centro espacial del objeto y que la línea eléctrica esté bloqueada centralmente en el objeto después de acoplar el medio de bloqueo. En una realización, el objeto puede tener una forma sustancialmente esférica y la línea eléctrica puede estar bloqueada simétrica y centralmente en la esfera.
El dispositivo para limitar uno o más grados de libertad puede ser alimentado por medio de la misma fuente de alimentación que el primer miembro de acoplamiento o por medio de una fuente de alimentación separada. Los brazos giratorios pueden accionarse por un pequeño servomotor alimentado por la fuente de alimentación mencionada y controlarse por un operario a través de un control remoto, o de forma autónoma a través de una unidad de control. Hay que tener en cuenta que en una realización más sencilla, como se divulgará a continuación, el dispositivo para limitar uno o más grados de libertad puede ser puramente mecánico y funcionar sin una fuente de alimentación separada.
En una realización alternativa, el dispositivo para limitar uno o más grados de libertad del objeto con respecto a la línea eléctrica puede comprender un par de abrazaderas, estando las abrazaderas provistas de una distancia horizontal entre las mismas, y cada abrazadera en el par de abrazaderas está adaptada para moverse en una dirección vertical hacia abajo o hacia arriba tras soltar un miembro de sujeción para acoplar o aislar la línea eléctrica antes de accionar el medio de bloqueo. Las abrazaderas pueden ser forzadas para moverse o adaptadas para moverse simplemente por su propio peso tras su liberación. El empuje se puede proporcionar con un resorte
cargado, pistón o similar, mientras que el miembro de sujeción puede ser un pasador, un gancho, una mordaza o cualquier otro dispositivo adaptado para sujetar el miembro de empuje y eventualmente liberar la abrazadera para activar el bloqueo de la línea eléctrica. La liberación puede activarse mecánicamente cuando el miembro de sujeción se pone en contacto físico con la línea eléctrica. En una realización más sofisticada, el miembro de sujeción puede ser un dispositivo electromagnético, tal como un electroimán, adaptado para liberar el miembro de empuje al recibir una señal de control eléctrico de un operario o unidad de control. La señal de control se puede ejecutar manualmente o la señal de control se puede basar en datos de uno o más sensores en un bucle de control cerrado, como se explicará más adelante.
En una realización, el dron puede estar provisto de una cámara que permite el control y el posicionamiento del dron con respecto a la línea eléctrica por parte de un operario y/o el control automatizado del dron basándose en imágenes capturadas por la cámara. El posicionamiento fino real del dron para que la línea eléctrica se posicione correctamente en relación con el objeto se puede realizar de forma totalmente manual a través de la operación de la cámara, o también puede basarse total o parcialmente en el control autónomo del software del dron a través de la entrada de la cámara y/o u otros sensores. En una realización, la operación rudimentaria de volar un dron hasta una línea eléctrica puede ser realizada por un operario, mientras que el posicionamiento preciso del dron y del objeto puede ser realizado por una unidad de control provista de algoritmos de control adaptados para reconocer la línea eléctrica, por medio de la cámara, y para asegurarse de que el objeto está correctamente posicionado y orientado con respecto a la línea eléctrica antes de activar el dispositivo para limitar los grados de libertad del objeto con respecto a la línea eléctrica y antes de bloquear el objeto con respecto a la línea eléctrica. La cámara puede estar operando en el modo visual o no visual, tal como en el infrarrojo, parte del espectro.
De forma adicional, o como alternativa, el dron puede comprender un sensor de proximidad para detectar la posición de la línea eléctrica con respecto al dispositivo para limitar uno o más grados de libertad del objeto con respecto a la línea eléctrica. Esto puede ser particularmente útil para garantizar que el dispositivo para limitar uno o más grados del objeto con respecto a la línea eléctrica no se acopla/activa por completo antes de que el objeto esté en una posición y/u orientación correctas. En una realización, cuando el dispositivo para limitar uno o más grados de libertad comprende dos pares de brazos como se ha descrito anteriormente, se puede proporcionar un sensor de proximidad en un brazo en uno o ambos pares de brazos para detectar la proximidad de la línea eléctrica, y solo cuando la línea eléctrica está cerca de un brazo, que ya puede estar acoplado para extenderse en dirección vertical, el otro de los brazos en los pares de brazos puede acoplarse para encerrar la línea eléctrica entre los brazos. El sensor de proximidad puede ser cualquier sensor adaptado para detectar la proximidad de la línea eléctrica. En una realización sencilla, el sensor de proximidad puede ser un microinterruptor, que tras el contacto físico de la línea eléctrica activa el dispositivo para limitar uno o más grados de libertad. En otra realización, el sensor de proximidad puede ser un sensor adaptado para detectar la proximidad (distancia cercana o contacto inmediato) de la línea eléctrica basándose en la presión, temperatura, resistencia eléctrica, frecuencias de radio o luz, en donde la luz no necesariamente tiene que ser visible.
En una realización, el dron puede comprender una unidad de control adaptada para activar el dispositivo para limitar uno o más grados de libertad del objeto con respecto a la línea eléctrica basándose en una señal recibida del sensor de proximidad y/o las imágenes recibidas desde una cámara. Una unidad de control puede también, como se ha explicado anteriormente, estar provista de algoritmos de control para colocar de forma autónoma el dron con el objeto en la línea eléctrica, por lo que puede ser necesario poco o ningún control manual de las etapas finales de conexión del objeto a la línea eléctrica.
También se divulga en el presente documento un objeto para su instalación en una línea eléctrica, comprendiendo el objeto un medio de bloqueo para bloquear de forma segura el objeto con respecto a la línea eléctrica, comprendiendo además el medio de bloqueo un segundo miembro de acoplamiento para ser acoplado por el primer miembro de acoplamiento en el dron para accionar el medio de bloqueo.
En una realización, el medio de bloqueo puede ser un tornillo adaptado para ser operado y accionado por el dron tras acoplar el segundo miembro de acoplamiento en el objeto por el primer miembro de acoplamiento en el dron. El primer miembro de acoplamiento puede girarse desde el dron, por lo que el sistema combinado de objeto y dron funciona como un accionador lineal para bloquear el objeto en la línea eléctrica.
En una realización, el objeto puede ser un dispositivo electrónico para supervisar el estado de la línea eléctrica, tal como uno o más de los siguientes parámetros:
- corriente;
- temperatura;
- combado I tensión en la línea (incluida la carga de nieve);
vibración;
línea galopante; y
corona.
Preferiblemente, el objeto puede también estar adaptado para almacenar y/o comunicar los datos supervisados a otro objeto similar y/o a una unidad de control central adaptada para supervisar el estado de una red eléctrica y, por
lo tanto, optimizar el rendimiento de la red eléctrica basándose en los datos recibidos. En una realización alternativa, el objeto puede ser un marcador de seguridad. El objeto puede ser también un dispositivo electrónico combinado para supervisión y marcador de seguridad.
En una realización alternativa, el objeto puede comprender además un tercer miembro de acoplamiento, conectado también al medio de bloqueo, separado del segundo miembro de acoplamiento, adaptado para acoplarse mediante una pértiga para accionar manualmente el medio de bloqueo. Esto puede ser ventajoso si un operario necesita instalar o prestar mantenimiento a un objeto en una línea eléctrica, por lo que el operario puede aplicar los mismos medios de bloqueo pero desde una posición diferente sin el uso de un dron. Normalmente, el tercer medio de acoplamiento se colocará en el lado inferior del objeto, haciendo posible que un operario lo alcance desde abajo. El tercer medio de acoplamiento puede ser el cabezal de un tornillo, un ojo, una tuerca, un soporte o cualquier otro medio que pueda acoplarse mediante una pértiga con medios de acoplamiento de accesorios complementarios. En una realización, el objeto puede ser sustancialmente esférico, lo que puede ser beneficioso por razones aerodinámicas, pero el objeto puede formarse en cualquier forma geométrica, tal como la forma de un balón de fútbol americano. El objeto puede proporcionarse esencialmente como dos mitades que pueden juntarse para fijarse a la línea eléctrica. Como alternativa, el objeto se puede formar con un rebaje o bolsillo donde la línea eléctrica se puede bloquear en su lugar. En otra realización más, el objeto puede estar provisto de un soporte que puede bloquearse para sujetar la línea eléctrica al exterior del objeto.
En un segundo aspecto, la invención se refiere a un conjunto de dron de acuerdo con la reivindicación 8.
En un tercer aspecto, la invención se refiere a un método para instalar un objeto en una línea eléctrica de acuerdo con la reivindicación 9.
A continuación se describen ejemplos de realizaciones preferidas ilustradas en los dibujos adjuntos, en donde: las Figuras 1-9 muestran, en una vista lateral, varias etapas de un proceso de instalación de un objeto en una línea eléctrica por medio de un dron de acuerdo con la presente invención;
las Figuras 10-12 muestran, en una vista en perspectiva ligeramente ampliada, detalles de un medio de conexión para conectar y desconectar el dron a y del objeto;
las Figuras 13-17 muestran, en una vista lateral, una realización alternativa de un dispositivo para limitar uno o más grados de libertad del objeto con respecto a la línea eléctrica; y
las Figuras 18-19 muestran, en una vista lateral, una realización alternativa de un objeto para su instalación en una línea eléctrica.
A continuación, el número de referencia 1 se utilizará para indicar un dron para instalar un objeto en una línea eléctrica, el número de referencia 10 se utilizará para indicar un objeto para su instalación en una línea eléctrica, mientras que el número de referencia 100 denotará un conjunto de dron que incluye dicho dron 1 conectado a dicho objeto 10. Se utilizarán números de referencia idénticos para indicar características idénticas o similares en los dibujos. Los dibujos se muestran esquemáticos y simplificados y varias características de los mismos pueden o no estar dibujadas a escala.
A continuación se hace referencia a las Figuras 1-9, donde se muestran varias etapas de instalación de un objeto 10 en una línea eléctrica 2 por medio de un dron 1 de acuerdo con la invención. El objeto 10 se muestra aquí en forma de un dispositivo electrónico sustancialmente esférico para supervisar el estado de la línea eléctrica 2. Los detalles y la funcionalidad de la electrónica para la supervisión no se describirán en el presente documento. El dron 1 conectado al objeto 10, como se muestra en las Figuras 1-8, constituye un conjunto de dron 100. El dron 1 está provisto de un medio de conexión 6 en forma de soporte, que se puede conectar a los tornillos 7 en el objeto 10. Un soporte 6 con una funcionalidad similar se muestra con mayor detalle en las Figuras 10-12 y se describirá a continuación. El soporte 6 conecta el dron 1 a los tornillos 7 del objeto 10 de forma simple y fiable de forma que el dron 1 pueda transportar el objeto 10 y de forma que el dron 1 pueda liberar el objeto 10 del soporte 6 una vez que el objeto 10 está bien conectado a la línea eléctrica 2.
El dron 1 comprende un primer miembro de acoplamiento 8 en la forma del cabezal de una herramienta dinamométrica giratoria por medio de un motor eléctrico 80 a través de un engranaje 81. El motor 80 está alimentado por una fuente de alimentación no mostrada en forma de batería. El cabezal de la herramienta dinamométrica 8 está formada con una forma hexagonal interna que no se muestra que se ajusta complementariamente a un segundo miembro de acoplamiento en forma de un cabezal hexagonal en forma de tuerca de un tornillo 12 que no se muestra. El tornillo 12 está provisto de roscas externas complementarias a las roscas internas en la mitad superior 10a del objeto 10. Por lo tanto, la herramienta dinamométrica funciona simplemente como una llave de tubo. Mediante el giro de la herramienta dinamométrica, cuando el primer y segundo miembro de acoplamiento están acoplados, el tornillo 12 girará, por lo que la mitad inferior 10b del objeto se desplazará linealmente en una dirección
vertical ascendente hacia la mitad superior 10a del objeto 10, por lo que el tomillo actúa como un simple medio de bloqueo en la forma de un accionador lineal, mecánico. Cuando las dos mitades 10a, b del objeto 10 se juntan completamente, el objeto 10 se bloqueará de forma segura con respecto a la línea eléctrica 2.
Para garantizar que el objeto 10 esté en una posición y orientación correctas con respecto a la línea eléctrica 2 antes de que se acople/active el medio de bloqueo 12, el dron 1 está provisto de un dispositivo 14 para limitar uno o más grados de libertad del objeto 10 con respecto a la línea eléctrica 2 antes de que se acople el medio de bloqueo 12. En la realización de las Figuras 1-9, el dispositivo 14 para limitar uno o más grados de libertad está ejemplificado por dos pares de brazos, en donde cada brazo 16a, 16b en cada uno de los pares de brazos puede rotar individualmente entre una posición horizontal no acoplada y una posición vertical, acoplada como se explicará a continuación. Puesto que los brazos 16a, 16b se pueden mover de una posición inactiva a una posición activa, donde los brazos 16a, 16b limitan los grados de libertad del objeto 10 en relación con la línea eléctrica 2, el dron 1 puede mantenerse en una posición fija con respecto a la línea eléctrica 2 mientras el dispositivo para limitar uno o más grados de libertad está activo. Esto no sería posible si el dispositivo para limitar uno o más grados de libertad fuera simplemente de guía pasiva o similar, ya que eso requeriría bajar el dron 2 hacia la línea eléctrica 2 durante la activación. Cabe señalar que puesto que las Figuras 1-9 muestran el conjunto de dron 100 en una vista lateral, en las figuras sólo se muestra uno de los dos pares de brazos. El otro par de brazos que no se muestra se proporciona simétricamente en el otro lado del dron 1. Los brazos pueden operarse por medio de un pequeño servomotor no mostrado adaptado para activarse por señal remota desde un operario o por control autónomo como se ha mencionado anteriormente.
Cuando el conjunto de dron 100 vuela hacia la línea eléctrica 2, ambos brazos 16a, b están en una posición horizontal, no acoplada acoplamiento como se indica en la Figura 1. Cuando el conjunto de dron 100 se acerca a la línea eléctrica 2, la cámara del dron 1 ve la línea eléctrica. Después, un primer brazo 16a en cada par de brazos se rota a una posición vertical, como se indica en las Figuras 2 y 3. La activación del primer brazo 16a en cada uno de los pares de brazos puede ser realizada por un operario que recibe las imágenes en directo captadas por la cámara del dron 1, o la activación puede ser realizada de forma automática mediante una unidad de control provista de un software adaptado para reconocer la línea eléctrica 2 y, así, activar automáticamente los primeros brazos 16a antes de que el dron 1 mueva el objeto 10 sobre la línea eléctrica 2. Cuando los primeros brazos 16a se hayan girado a una posición vertical, el dron 1 mueve el objeto 10 para que los primeros brazos 16a entren en contacto con la línea eléctrica 2, como se indica en la Figura 4. Ya en esta etapa, un grado de libertad de rotación del objeto 10 con respecto a la línea eléctrica 2 está limitado ya que existe una distancia axial entre los primeros brazos 16a a lo largo de la línea eléctrica 2. También se evita el movimiento de traslación adicional del objeto 10 en la misma dirección por encima de la línea eléctrica. Un sensor, mostrado en el presente documento en forma de un microinterruptor 18, detecta cuando la línea eléctrica 2 entra en contacto con los primeros brazos 16a en el par de brazos. Basándose en el contacto detectado de la línea eléctrica 2 por el microinterruptor 18, los segundos brazos 16b en el par de brazos se activan inmediatamente, es decir, se giran a una posición vertical, como se indica en la Figura 4. En la Figura 5 ambos brazos 16a, b en ambos pares de brazos se han acoplado para extenderse en dirección vertical de forma que la línea eléctrica 2 se sujete entre los dos brazos 16a, b en cada par de brazos. En esta etapa, el movimiento de rotación en un plano de la línea eléctrica 2, es decir, alrededor de un eje que se extiende entre la línea eléctrica y el centro del dron, así como el movimiento de traslación perpendicularmente a la línea eléctrica en el mismo plano están completamente bloqueados. Los otros grados de libertad están limitados o bloqueados, donde el grado de limitación depende del contacto de fricción entre los brazos 16a, b y la línea eléctrica 2. El movimiento de traslación vertical entre el objeto 10 y la línea eléctrica 2 está limitado ya que la línea eléctrica 2 en cualquier caso se mantiene en el espacio entre los brazos 16a, b y las mitades superior e inferior 10a, b del objeto 10. En esta etapa, el cabezal de la herramienta dinamométrica 8 en el dron 1 se acopla con el cabezal del tornillo 12 en el objeto si aún no se ha acoplado. Después se activa la herramienta dinamométrica para mover la mitad inferior 10b del objeto 10 hacia la mitad superior 10a del objeto 10, como se indica en la Figura 6, donde el espacio vertical entre las dos mitades 10a, b se ha reducido, y en la Figura 7 donde las dos mitades 10a, b se han puesto en contacto para que la línea eléctrica 2 esté bloqueada en el objeto 10. En la realización mostrada, la línea eléctrica 2 pasa centralmente a través del objeto 10, que tiene una forma generalmente esférica. En la realización mostrada, se evita que el objeto 10 se deslice a lo largo de la línea eléctrica 2 debido al contacto de fricción entre el interior del objeto 10 y el exterior de la línea eléctrica 2. Después de que el objeto 10 se haya bloqueado de forma segura en la línea eléctrica 2, los brazos 16a, b en el par de brazos se pueden desacoplar y rotarse de nuevo a su posición horizontal, como se indica en la Figura 8.
El desacoplamiento de los brazos 16a, b puede realizarse por medio de un operario que haya verificado el bloqueo seguro del objeto 10 a la línea eléctrica 2, o por medio de un sistema autónomo/automático adaptado para reconocer que el objeto 10 ha sido bloqueado de forma segura con respecto a la línea eléctrica 2 y después de esto liberar los brazos 16a, b basándose en esta información.
Cuando los brazos 16a, b están siendo desacoplados de la línea eléctrica 2, el medio de conexión 6, que en la realización mostrada es un soporte, se desconecta también del objeto 10, y el dron se aleja de la línea eléctrica 2, por ejemplo, para recoger otro objeto 10 que se va a instalar en otra posición a lo largo de la línea eléctrica 2.
Las Figuras 10-12 muestran, en una vista ligeramente ampliada y simplificada, la conexión y desconexión del soporte 6 a y de un objeto 10. En la Figura 10, el soporte 6 se muestra enganchado a un par de tornillos 7 en el
objeto 10. Una vez más, debe tenerse en cuenta que solo un soporte 6 y un par de tomillos 7 son visibles en los dibujos, mientras que un soporte similar 6 se acoplará con un par de tornillos similares 7 en el otro lado del objeto 10. Un par de patas en ángulo 20 se conecta al dron 1 y se extiende desde el dron 1, que por simplicidad no se muestra en ninguna de las Figuras 10-12, y hasta el soporte 6. Un par de patas similar, no mostrado, se conecta al lado opuesto del dron 1 y se extiende hacia abajo hasta el soporte, no mostrado, conectado al otro lado del objeto 10. En su lado inferior, el soporte 6 está formado con una porción en forma de garra 22 adaptada para acoplarse con los tornillos 7. Un pequeño servomotor 25 está adaptado para rotar cada lado de la porción en forma de garra 22 de forma que las dos "garras" giren hacia dentro y fuera del acoplamiento con los tornillos. La rotación de las garras fuera del acoplamiento con los tornillos puede iniciarse con una señal remota desde un operario o mediante un control autónomo. Los orificios 23 en la periferia exterior del soporte 6 sirven como puntos de conexión para los brazos giratorios 16a, b como se muestra en las Figuras 1-9. El desacoplamiento del soporte 6 y de los brazos 16a, b del objeto 10 y de la línea eléctrica 2 puede activarse preferiblemente de forma simultánea por el servomotor 25. En las Figuras 11-12, el soporte 6 se puede ver cuando la porción en forma de garra 22 ya no está bloqueada/acoplada con tornillos. El dron 1 se libera así del objeto 10 y puede alejarse volando de la línea eléctrica 2 como se indica en las Figuras 11-12.
Las Figuras 13-17 muestran otra realización de un dispositivo 14 para limitar uno o más grados de libertad del objeto 10 con respecto a la línea eléctrica 2, aquí como un par de abrazaderas en forma de horquilla 24 conectadas a un dron 1, no mostrado. Una vez más, solo una de las abrazaderas en forma de horquilla 24 se muestra en la figura, pero una abrazadera similar en forma de horquilla 24, no mostrada, se proporciona simétricamente en el otro lado del objeto 10. Por simplicidad, estos dibujos se muestran sin conexión a un dron 1. Un miembro de liberación, mostrado aquí en forma de un brazo 26 con una porción superior similar a una garra 28 se extiende en la dirección sustancialmente vertical. Una porción recta, inferior 30 del brazo se extiende a través del espacio vertical entre las dos mitades 10a, b del objeto 10. La porción superior en forma de garra 28 del brazo 26 encaja en un rebaje de forma complementaria 32 en la abrazadera en forma de horquilla 24, sujetando por tanto la abrazadera en una posición subida, elevada y no acoplada. Cuando la porción recta, inferior del brazo 30 entra en contacto con la línea eléctrica 2, el brazo 26 se rota alrededor de un eje de rotación 34, sustancialmente paralelo a la línea eléctrica 2, con el efecto de que la porción superior en forma de garra 28 rota fuera del rebaje 32 con el efecto adicional de que la abrazadera en forma de horquilla 24 es libre de moverse en una dirección vertical hacia abajo. La abrazadera en forma de horquilla 24 puede ser empujada para moverse en una dirección vertical por medio de un resorte cargado o similar, o la abrazadera en forma de horquilla 24 puede simplemente caer basándose en su propio peso. Cuando la abrazadera en forma de horquilla 24 se ha movido hacia abajo y ha detenido, la línea eléctrica 2 queda "atrapada" entre los dos dientes de la horquilla y las mitades superior e inferior 10a, b del objeto 10 como se indica en la Figura 15. Una vez que la línea eléctrica 2 está "atrapada", al menos dos grados de libertad de traslación y dos de rotación están limitados, lo que implica que el objeto 1 permanecerá en una posición y orientación sustancialmente constantes con respecto a la línea eléctrica 2. Si bien el objeto 10 en principio sería libre de rotar alrededor de la línea eléctrica 2, la conexión al dron 1 impediría tal rotación. En la práctica, el único grado de libertad no limitado en esta realización, es el movimiento de traslación a lo largo de la línea eléctrica 2, que normalmente no será crítico para el posicionamiento correcto del objeto en relación con la línea eléctrica 2. Cuando se ha activado la abrazadera en forma de horquilla 24 para limitar los grados de libertad mencionados, el medio de bloqueo 12 puede activarse como se ha explicado anteriormente con referencia a las Figuras 1-9. Una vez que el objeto 10 se ha bloqueado con respecto a la línea eléctrica 2, la abrazadera en forma de horquilla 24 se libera de la línea eléctrica 2 simplemente haciendo volar el dron 1 en una dirección vertical hacia arriba como se indica en la Figura 17. Puesto que las abrazaderas en forma de horquilla 24 de los brazos se pueden mover de una posición inactiva a una posición activa, donde las abrazaderas en forma de horquilla 24 de los brazos limitan los grados de libertad del objeto 10 con respecto a la línea eléctrica 2, el dron 1 puede mantenerse en una posición fija con respecto a la línea eléctrica 2 mientras se activa el dispositivo para limitar uno o más grados de libertad. Esto no sería posible si el dispositivo para limitar uno o más grados de libertad fuera simplemente de guía pasiva o similar, ya que eso requeriría bajar el dron 1 hacia la línea eléctrica 2 durante la activación.
Una realización alternativa de un objeto 10 se muestra en las Figuras 18-19, que están muy simplificadas. Por simplicidad, el dron 1, la línea eléctrica 2 y el primer y segundo miembros de acoplamiento no se muestran en estas figuras, pero un tercer miembro de acoplamiento, aquí en forma de un ojo 36 dispuesto en el extremo inferior del tornillo 12, se muestra para ilustrar la idea general de esta realización. El tornillo 12 se extiende a lo largo de toda la altura del objeto 10, y el ojo 36 se puede acoplar desde abajo por medio de un operario a través de una denominada pértiga, permitiendo realizar el servicio y el mantenimiento del objeto 10 sin el uso de un dron. La pértiga se puede usar para rotar el tornillo 12 a través del ojo 36 para abrir y, así, liberar el objeto de la línea eléctrica 2, así como para cerrar el objeto para volver a bloquearlo en la línea eléctrica 2.
Cabe señalar que las realizaciones mencionadas anteriormente ilustran más que limitan la invención, y que los expertos en la materia podrán diseñar muchas realizaciones alternativas sin apartarse del alcance de las reivindicaciones adjuntas. En las reivindicaciones, cualquier signo de referencia colocado entre paréntesis no se interpretará como una limitación de la reivindicación. El uso del verbo "comprender" y sus conjugaciones no excluye la presencia de elementos o pasos distintos a los señalados en una reivindicación. El artículo "un" o "una" que precede a un elemento no excluye la presencia de una pluralidad de tales elementos.
Claims (11)
1. Dron (1) para instalar un objeto (10) en una línea eléctrica (2), donde el dron (1) comprende:
- un medio de conexión (6) para conectar el dron (1) al objeto (10), de forma que el dron (1) sea capaz de transportar el objeto (10);
- un primer miembro de acoplamiento (8) para acoplar un segundo miembro de acoplamiento en el objeto (10), - una fuente de alimentación para operar el primer miembro de acoplamiento (8) para accionar un medio de bloqueo (12) en el objeto (10), a través del segundo miembro de acoplamiento, para bloquear de forma segura el objeto a la línea eléctrica (2); y
- un dispositivo (14) para limitar uno o más grados de libertad del objeto (10) con respecto a la línea eléctrica (2) antes de acoplar el medio de bloqueo (12), caracterizado por que dicho dispositivo (14) para limitar uno o más grados de libertad del objeto (10) con respecto a la línea eléctrica (2) está adaptado para pasar de una posición inactiva a una activa independientemente de la posición del dron (1 ).
2. Dron (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicho dispositivo (14) para limitar uno o más grados de libertad del objeto (10) con respecto a la línea eléctrica (2) está adaptado para limitar los seis grados de libertad del objeto (10) con respecto a la línea eléctrica (2) antes de acoplar el medio de bloqueo (12).
3. Dron (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el dispositivo (14) para limitar uno o más grados de libertad del objeto (10) con respecto a la línea eléctrica (2) comprende dos pares de brazos (14), estando los pares de brazos provistos de una distancia horizontal entre los mismos, pudiendo cada brazo (16a, b) en los pares de brazos (14) rotar individualmente hacia la línea eléctrica (2) de forma que cada par de brazos (14) esté adaptado para encerrar la línea eléctrica (2) entre los mismos antes de accionar el medio de bloqueo (12).
4. Dron (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el dispositivo (14) para limitar uno o más grados de libertad del objeto (10) con respecto a la línea eléctrica (2) comprende un par de abrazaderas (24), estando las abrazaderas provistas de una distancia horizontal entre las mismas, y cada abrazadera en el par de abrazaderas (24) está adaptada para moverse en una dirección vertical tras la liberación de un miembro de sujeción (26) para encerrar la línea eléctrica (2) antes de accionar el medio de bloqueo (12).
5. Dron (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el dron (1) comprende una cámara.
6. Dron (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el dron (1) comprende un sensor de proximidad (18) para detectar la posición de la línea eléctrica (2) con respecto al dispositivo (14) para limitar uno o más grados de libertad del objeto (10) con respecto a la línea eléctrica (2).
7. Dron (1) de acuerdo con la reivindicación 6, en donde el dron (1) comprende además una unidad de control adaptada para activar el dispositivo (14) para limitar uno o más grados de libertad del objeto (10) con respecto a la línea eléctrica (2) basándose en una señal recibida del sensor de proximidad ( 18).
8. Conjunto de dron (100) que comprende un dron (1) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-7 y un objeto (10), comprendiendo el objeto (10) un medio de bloqueo (12) para bloquear de forma segura el objeto (10) con respecto a la línea eléctrica (2), comprendiendo además el medio de bloqueo (12) un segundo miembro de acoplamiento para ser acoplado por el primer miembro de acoplamiento (8) en el dron (1) para accionar el medio de bloqueo (12), en donde el objeto (10) se conecta al dron (1) por medio de los medios de conexión (6).
9. Método para instalar un objeto (10) en una línea eléctrica (2) por medio de un dron de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-7, comprendiendo el objeto (10) un medio de bloqueo (12) para bloquear de forma segura el objeto (10) con respecto a la línea eléctrica (2), comprendiendo además el medio de bloqueo (12) un segundo miembro de acoplamiento para ser acoplado por el primer miembro de acoplamiento (8) en el dron (1) para accionar el medio de bloqueo (12), comprendiendo el método las etapas de:
- conectar el objeto (10) al dron (1)
- hacer volar el dron (1), que transporta el objeto (10), hacia la línea eléctrica (2);
- colocar el objeto (10) con respecto a la línea eléctrica (2) de forma que la línea eléctrica (2) se reciba dentro de un rebaje o bolsillo o entre dos mitades (10a, 10b) del objeto (10);
- bloquear el objeto (10) con respecto a la línea eléctrica (20) cerrando el rebaje o bolsillo o acercando las dos mitades (10a, 10b) entre sí;
- desconectar el dron (1) del objeto (10); y
- hacer volar el dron (1) lejos de la línea eléctrica (2); caracterizado por que el método, antes del paso de bloquear el objeto (10) con respecto a la línea eléctrica (2), comprende además el paso de:
- por medio del dispositivo (14),
limitar uno o más grados de libertad del objeto (10) con respecto a la línea eléctrica (2) antes de acoplar el medio de bloqueo (12).
10. Método de acuerdo con la reivindicación 9, en donde el paso de colocar el objeto (10) en relación con la línea
eléctrica (2) de forma que la línea eléctrica (2) se reciba dentro de un rebaje, bolsillo o entre dos mitades (10a, 10b) del objeto (10) se basa al menos parcialmente en la operación manual del dron (1) a través del control de cámara.
11. Método de acuerdo con la reivindicación 9 o 10, en donde el paso de colocar el objeto (10) en relación con la línea eléctrica (2) de forma que la línea eléctrica (2) se reciba dentro de un rebaje, bolsillo o entre dos mitades (10a, 10b) del objeto (10) se basa al menos parcialmente en la operación automática del dron (1) a través de una unidad de control.
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