WO2020256591A1 - Robotic system and method for using same on tall structures - Google Patents

Robotic system and method for using same on tall structures Download PDF

Info

Publication number
WO2020256591A1
WO2020256591A1 PCT/RU2020/050115 RU2020050115W WO2020256591A1 WO 2020256591 A1 WO2020256591 A1 WO 2020256591A1 RU 2020050115 W RU2020050115 W RU 2020050115W WO 2020256591 A1 WO2020256591 A1 WO 2020256591A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
lifting
technological equipment
rise
cargo platform
uav
Prior art date
Application number
PCT/RU2020/050115
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Андрей Вячеславович АГАРКОВ
Original Assignee
Андрей Вячеславович АГАРКОВ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Андрей Вячеславович АГАРКОВ filed Critical Андрей Вячеславович АГАРКОВ
Publication of WO2020256591A1 publication Critical patent/WO2020256591A1/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G1/00—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines
    • H02G1/02—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines for overhead lines or cables

Definitions

  • the claimed group of inventions relates to devices and methods of operation, lifting and lowering of specialized technological equipment to high-rise engineering facilities included in the infrastructure of the electric power industry and radio communications for diagnostics, repair, replacement and maintenance of power wires of overhead power lines, wind generators, structural elements of supports, cell towers and radio communication, as well as for placement on high-rise objects of mobile,
  • the closest in technical essence is a device for diagnostics of overhead power lines (Patent US20060114122, MIC H04Q 9/00, H02G 1/02, 05/15/2003), which contains a control system, control devices for overhead power lines connected to the battery, located in the case and a drive system connected to the engine, made with the possibility of fixing the position of the device for diagnostics with respect to the lightning protection cable or power wire and ensuring its movement along overhead lines
  • a device for diagnosing overhead power lines contains a helicopter-type aircraft connected to a battery, including a control system.
  • the disadvantages of the device include the inability to lift technological equipment with a weight greater than the carrying capacity of the UAV, air
  • the objective of the present invention is to develop a robotic complex for operation at high-rise engineering facilities included in the electric power and radio communication system, which ensures the delivery of heavy technological equipment with a mass exceeding the carrying capacity to a height
  • UAV used; lifting of technological equipment with dimensions and shape that impede transportation by standard UAVs.
  • Another task is to develop a new method for the stage-by-stage lifting of technological equipment to engineering high-rise buildings using UAVs.
  • Another task is to keep the technological equipment at a height selected by the operator from the ground without the involvement of a UAV and without
  • a robotic complex included in the electric power and radio communication system consisting of a main station, an unmanned aerial vehicle (UAV), technological equipment lifted to the landing site of a high-rise object, a remote control, observation and navigation system, while the UAV is equipped with at least one cargo platform, which is equipped with elements of connection with the landing platform of a high-rise object, a flexible suspension system that provides kinetic connection of the cargo platform with
  • UAV unmanned aerial vehicle
  • the main station acts as a command post that provides remote control and monitoring of the complex operation.
  • the main station additionally serves as a base for the deployment of the complex, a source of electrical voltage, a site for the placement and installation of technological equipment, or for other tasks.
  • the main station can be represented by the following types: "ground” - located in civil or industrial structures, "mobile” - on a motor vehicle or other vehicle; "Portable” - presented as a module carried by the operator.
  • High-rise engineering facilities that are part of the electric power and radio communication system are overhead power lines, wind generators, power transmission towers, cellular and radio communication towers and other technological structures with a significant elevation above the ground.
  • a landing pad of a high-rise object is a section specially equipped for UAV landing or a section that allows a UAV to land and dock with a high-rise object. It can be a lightning protection wire, a power wire,
  • An unmanned aerial vehicle (UAV) with vertical take-off and landing serves as an airborne observation system and a means of delivering a cargo platform to the site of a high-altitude object.
  • the design of the UAV can be made in the form of a multicopter, tiltrotor, helicopter, flying wing of the "tail-sitter" type or other known device that provides controlled vertical take-off and landing or hovering in the air.
  • the UAV fuselage houses the propulsion, controls, surveillance, navigation and other payloads.
  • the mover can be represented by an impeller, a fan, a rotor driven by an electric motor, an internal combustion engine, a jet turbine or other known
  • Power supply of engines and other systems can be carried out from batteries installed on the UAV, or via a power cable from a voltage source of the main station (electric generator, station batteries, etc.), or after landing on a power line, recharging is carried out from a power transmission line
  • the complex can be equipped with equipment for remote video surveillance, diagnostics and compilation of digital maps in the area of high-rise objects.
  • the UAV has elements of connection with the cargo platform in the form
  • the UAV can, on command, detach from the cargo platform and be docked with another platform or from the air to conduct external inspection and diagnostics of a high-rise object. If necessary, the UAV can be used as a selected analogue - perform installation to high-rise objects of small in size and weight diagnostic devices. If necessary, the UAV fuselage can be made transformable, for example, with folding frame beams with screws or in another way.
  • the electronic stabilization system of the UAV provides stable flight, analysis of the operation of onboard devices, external loads and can be equipped with gyroscopes, accelerometer, controllers, sonar, GPS-receiver or other known devices.
  • Technological equipment for high-altitude work is represented by a variety of devices and mechanisms for solving special problems in hard-to-reach or hazardous areas at high-rise engineering facilities included in the system
  • equipment for monitoring wires of overhead power lines For example, equipment for monitoring wires of overhead power lines, equipment for carrying out installation and emergency repair operations, a tensioning robot for placing roller blocks, beacons and stationary diagnostic devices, high-altitude belay systems and devices for lifting personnel, deicing devices on wires, mechanized carts, devices for applying protective hydrophobic coatings or paints, automated manipulators, elements of high-rise buildings, mobile and self-propelled robots and other known devices.
  • High-resolution video cameras, thermal imagers for diagnosing the state of power wires, ultraviolet scanners for diagnosing discharges and corona, laser and ultrasound scanners, and other well-known devices can be used as monitoring tools.
  • Technological equipment is connected rigidly or detachably with a lifting and lowering device or with a flexible suspension system, and after lifting it can dock with a cargo platform or with a landing pad of a high-rise object.
  • Technological equipment can be installed at a high-rise facility using an automated positioning and attachment system at the landing site. Technological equipment can be climbed
  • the landing site in several stages, for example, is first installed
  • Technological equipment can be presented in the form of a group of interacting devices of different designs and different purposes, for example, a robot for moving along a wire and a device for applying a hydrophobic coating.
  • an additional UAV or / and an additional flexible suspension can be mounted on the technological equipment, for example, for bypassing insulators and fastenings on the power transmission line support along the wire.
  • the robotic complex can be controlled remotely by wires, radio control, laser, infrared radiation, or in another known way.
  • the control system can be centralized or directly for each device included in the complex. Control is carried out with or without human participation in the control loop, in autonomous mode, using machine vision, programmable route, adaptive control, using artificial intelligence, or in another known way.
  • the cargo platform is used to install a flexible suspension system, connect to the UAV, and place the elements of the connection with the landing pad of a high-rise object.
  • a lifting and lowering device guides and blocks for moving the flexible suspension, attachments for rigid connection to one of the ends of the flexible suspension, mobile devices for controlled movement along the landing site of a high-rise object, movable carriages, retractable docking rods and other known devices.
  • the cargo platform can have a rigid connection or a detachable connection with the UAV fuselage, or the cargo platform is designed with the possibility of automatic undocking.
  • several cargo platforms can be installed on the UAV, for example, to carry the complex over an obstacle.
  • the form of the cargo platform in the form of a chassis, rack, frame, body element or in the form of other known devices.
  • connection elements on the cargo platform serve for adhesion to the landing platform and redistribute the load on the high-rise object from the technological equipment being lifted to the height.
  • the connection elements provide a rigid installation of the cargo platform (for example, for the installation of stationary elements on a power transmission line support), or a movable connection that allows the platform to move along the landing site (for example, to move on rollers along wires), or interact with devices for controlled movement along the landing site of a high-rise object (for example, a self-propelled fitter's cabin).
  • connection elements can be presented in the form of detachable fasteners (for example, bolted connection using automated mounting devices), carabiners, staples, rollers, stops, hooks, loops, flexible tapes with stops,
  • the elements of the connection with the landing pad can be equipped with remote-controlled automated
  • the cargo platform can have different or replaceable connection and fixation elements, as well as connection elements can be placed above the UAV, under it or on the side.
  • a mobile unit with its own propeller and a power and control system can be installed on the cargo platform, which allows controllable movement along the landing site of a high-rise object.
  • an automated device can be additionally installed on the cargo platform, which serves to connect the technological equipment with the landing platform (for example, mechanisms installed on the cargo platform are rigidly fixed on the support
  • diagnostic equipment and can be represented by mechanisms of fixation, screwing, twisting, gluing, welding of parts and other known
  • connection elements simultaneously interact with several landing sites (for example, mounted on 3 different wires).
  • the flexible suspension system is used to move the technological equipment towards the cargo platform installed on the landing site of a high-rise object and to lower the technological equipment to the ground to interact with the lifting and lowering device.
  • one end of the flexible suspension system is connected to the cargo platform, and the other end is fed down to the ground or initially fixed on the ground (at the main station), or connected to a lifting mechanism, or connected to technological equipment , or secured in another known manner.
  • the flexible suspension system can be presented in the form of an endless belt passing through a suspension block on a cargo platform, or as a group of ropes that raise and stabilize the position of the technological equipment suspended, or a cable wound on a winch drum, or installed in another known way.
  • the flexible suspension system may interact with two or more cargo platforms simultaneously for installation on spaced-apart landing sites.
  • the flexible suspension system may include electrical wires to remotely control and / or transmit voltage from an external power source to devices in the robotic complex.
  • the flexible suspension system can consist of rollers, pulleys, movable and fixed blocks bent by a cable, guides, electric wires, strings, chains, ropes, lines, leads, cables, insulating polypropylene ropes and other known devices.
  • the lifting and lowering device serves to interact with the flexible suspension system and, as a result, to control the movement of technological equipment.
  • the hoisting device uses an electric propulsion device, or in some cases, ICE or other known devices may be used.
  • the lifting and lowering device can be installed on a cargo platform, or at the main station, or on the ground at the base of a high-rise object, or fixed on a flexible suspension system, or installed in the body of a controlled or unmanned vehicle, or installed in another known way.
  • the hoisting and lowering device can be presented in the form of a battery winch (electric hoist), an electric hoist or hoist, a mounting and pulling mechanism or other known device.
  • the lifting and lowering device can consist of: an electric motor, a gearbox that reduces the speed of the motor and ensures smooth running, a safety clutch, a drum that winds or unwinds a cable that regulates the position of the load, a body that protects mechanisms from external influences, a hook for which technological equipment is suspended, a battery batteries and control systems.
  • the lifting and lowering device may contain 2 or more winches.
  • the lifting and lowering device can be installed on the cargo platform and wind the cable on its drum - thereby raising / lowering the technological equipment, or, while remaining on the ground, the lifting and lowering device moves the cable through the blocks of the cargo platform - thereby transporting the technological equipment, or lifting and lowering the device by means of movable and pressure rollers itself moves along a flexible suspension system while connected to the cargo platform, or the lifting and lowering device is initially lifted along the suspension to the cargo platform using the first winch, and then lowers the cable from the second winch to lift the technological equipment or acts in another known way.
  • the electronic control unit is used to turn on or stop the lifting and lowering device.
  • the control of the lifting and lowering device can be represented by an electronic device with a control panel on the body of the lifting and lowering device in the option of placing it on the ground, in the form of a remote wired or wireless control in the options for installing the lifting and lowering device on a cargo platform or with the ability to move along a cable or in the form of another known device.
  • the electronic control unit can be made as a separate device or be part of the electronic control of the complex.
  • Docking-disconnectable units provide controlled connection or disconnection of the complex devices between themselves or with the landing pad of a high-rise object (for example, a UAV and a cargo platform, a lifting and launching device and technological equipment, a cargo platform and a landing pad of a high-rise object), to reduce vibrations, vibrations , displacements between the elements of the complex when they are installed on the landing site.
  • Docking-disconnect units can be represented as a pin-cone system, a threadless clutch mechanism,
  • connection / disconnection of electrical circuits of the main elements of the complex for power distribution, etc.
  • the inventive robotic complex operates as follows (option).
  • the UAV When the operator's command is given from the main station, the UAV is activated (with
  • the automated fixer trolley is installed on the wire of the high-rise object, insured and coupled to the cargo platform by means of an automatic docking-disconnect unit, the propulsion unit of the fixture trolley allows it to move along the wires for landing / disembarking personnel and performing service work.
  • the robotic complex after docking with the landing pad (for example, on a power transmission line support element), the UAV returns to the ground, and the cargo platform, the lifting and lowering device, the flexible suspension system and technological equipment remain on the landing pad, additionally on the lifting and a descent device is installed a coded remote control unit with protection against unauthorized use, technological equipment performs its functions at a high-rise facility for a long time (for example, monitors the physical condition of the wires), when the operator's command is received using an encrypted radio code, the lifting and descent device is activated, as a result of which on the flexible technological equipment is lowered to the suspension (for example, for data transmission, repair, replacement of a power source), after which the technological equipment can be lifted up to its original position.
  • a coded remote control unit with protection against unauthorized use
  • the robotic complex after completing the installation of the cargo platform on the landing site (for example, a power wire), the process equipment is lifted in the form of a group
  • stationary markers are provided with fixing clamps, mounting
  • the automated device positions a stationary marker on the wire and, on command, activates its tool, which provides the transmission of mechanical efforts on the above clamps, and by twisting the fasteners, the clamps tightly tighten the detachable parts of the stationary marker, thereby fixing the marker on the wire, when performing a mobile device for moving along the wire on a cargo platform or on technological equipment, the complex moves a certain distance and repeats the procedure already with with another marker.
  • the robotic complex rises into the air by means of a UAV on which two cargo platforms (1,2) are installed and
  • the complex is installed on the landing site A using the cargo platform 1 and its connecting elements, the lifting and lowering device is activated and rises to the landing site A
  • the UAV undocks from the cargo platform 1 and transfers the cargo platform 2 to the landing platform D on the other side of the support, the lifting and lowering device is connected to the technological equipment, the lifting and lowering device interacts with flexible suspensions connected to the cargo platforms 1 and 2, as a result of which the technological equipment moves from the landing platform A to the platform D, when installing the technological equipment under the cargo platform 2, the cargo platform 1 is released from the weight of the equipment, the UAV transfers the cargo platform 1 to platform 2, thus completing the transition through the support insulators.
  • an engineering obstacle for example, insulators of a power transmission line support
  • the claimed design provides an expansion of the arsenal and functionality of drones used for contact monitoring, service and maintenance of overhead power lines, as well as an expansion of the range of technological equipment for operation at high-rise facilities that are part of the power and radio communication system.
  • the claimed design provides:
  • the proposed design of a robotic complex can be manufactured using structural parts known in the art using known technologies.
  • the possibility of industrial use of the proposed robotic complex allows us to conclude that it meets the criterion of "industrial applicability".
  • FIG. 1 - the main station on a car chassis, the lifting and lowering device is installed on the cargo platform, the lifting and lowering device is controlled by an electronic control unit, the technological equipment is an assembly trolley.
  • FIG. 2 is a diagram of the stage-by-stage operation of the robotic complex, the lifting and descent device is made with the ability to move along a flexible suspension.
  • FIG. 3 elements of the connection of the cargo platform and the landing area
  • FIG. 4 - a mobile device is installed on the cargo platform for movement along the landing site, the docking-disconnect unit is made in the form
  • FIG. 5 - a method for installing technological equipment at the support points of a high-rise object remote from the landing site is illustrated.
  • FIG. 6 - a method of long-term installation of technological equipment on a high-rise facility and its service without involving a UAV is illustrated.
  • FIG. 7 - a method for installing technological equipment in the form of a group of interacting devices of different designs and different purposes is illustrated.
  • FIG. 8 illustrates a method for transferring technological equipment through engineering obstacles at a high-rise facility.
  • FIG. 9 is a block diagram of a method for operating a robotic complex at high-rise buildings.
  • FIG. 1 shows a robotic complex 1 for operation at high-altitude objects 2, consisting of a mobile base station 4, an unmanned aerial vehicle (UAV) 5, technological equipment (monitoring system) 13
  • UAV unmanned aerial vehicle
  • monitoring system technological equipment
  • a block elevated to the landing platform (power line wire) 3 of a high-rise object 2, a remote control system, observation and navigation of the UAV (not shown in the drawing), at least one cargo platform 6 is installed on the UAV 5, the elements of connection 7 with the landing platform 3, and a lifting and lowering device 8 with an electric winch 9 is installed, a block
  • the technological equipment 13 is kinetically connected with the cargo platform 6 by means of a flexible suspension 12, the technological equipment 13 is installed with the possibility of a predetermined movement relative to the cargo platform 6, a docking-disconnect unit 14 is installed on the technological equipment 13 for connection with the cargo platform 6, on the cargo platform mobile device 11 for moving around the landing site 3.
  • Device 1 operates as follows; the operator via radio from the main station 4 launches the UAV 5, together with the installed cargo platform 6 and the lifting and lowering device 8, a part of the flexible suspension 12 is attached to the electric winch 9.
  • the UAV 5 moves through the air to the required height to the landing pad 3 of the high-rise object 2.
  • Other part of the flexible suspension 12 is connected to the technological equipment 13.
  • the cargo platform 6 is fixed with its connection elements 7 on the landing site 3, after the command to the control unit 10, the lifting and lowering device 8 begins to interact with the flexible suspension system 12 and the technological equipment 13 is lifted towards cargo platform 6, where the docking-disconnectable unit 14 connects
  • the equipment 13 is installed on the landing site 3 of a high-rise object or selectively at a certain distance under the landing site 3.
  • the mobile device 11, on command, moves the complex along the landing site 3.
  • FIG. 2 shows a diagram of the phased operation of a robotic complex (option), 21 - UAV monitors power lines from the air, 22 - lifting the cargo platform into the air, 23 - installing the platform on a power wire, 24 - flexible suspension is dropped to the ground, UAV is disconnected, 25 - personnel connects technological equipment and an electric hoist to the suspension (not shown), an electric hoist with attached processing equipment is lifted along the suspension, 26 - technological equipment is installed on the wire.
  • the cargo platform 36 is fixed by the connection elements 34 on the landing platform 32.
  • the operator can selectively set the height of the technological equipment 39 by controlling the lifting and lowering device 38 installed on the ground. This happens without re-engaging UAV 33 and without direct contact of technological equipment 39 with the landing pad 32 of high-rise object 31.
  • Such a control scheme will make it possible to quickly change the position of technological equipment 39 relative to high-rise object 31 (for example, when lifting loads, insuring personnel, painting power transmission line supports, etc. etc.) due to the movement of the looped rope 37 along the roller block 35.
  • a mobile device 42 is installed on the cargo platform 41 for moving around the landing platform 44, an automated device 43 is made for connecting the latches 48 of the technological equipment 47 with the landing platform 44 of a high-rise object.
  • the lifting and lowering device 45 lifts up the technological equipment 47 and the automated device 43 interacts with the latches 48, as a result of which it is fixed on the wire 44
  • FIG. 5 the robotic complex after the installation of the loading platform 51 on the landing pad 52, the winch 58 winding the flexible cable 57 lifts the technological equipment 53.
  • the technological equipment 53 is installed on the support points 55 and 56, which are distant at a certain distance from the landing pad 52 of the high-rise object 54. installation method will allow for lifting and securing non-standard equipment 3.
  • the cargo platform 61 is installed on the landing platform 62 of the high-rise object 68, long-term or permanent fixing of the cargo platform 61 and the lifting and lowering device 63 on the landing platform 62 is provided (preferably this is done with undocking from the UAV 67).
  • This installation scheme allows the technological equipment 64 to perform its functions on a high-rise object 68 for a long time, and at the same time, at the command of the operator 66 (using an encrypted radio code), it remains possible to lower the technological equipment 64 onto the ground on a flexible coupling 65 without involving the UAV 67
  • FIG. 7 the cargo platform 71 is installed on the landing site (wire) 72, the UAV 73 is disconnected, the process equipment is lifted in the form of a group of interacting devices of different designs and different purposes - an automated mounting device 74 and markers 75 for a long-term rigid connection with the wire.
  • stationary markers fixing clamps 76 are made.
  • the mounting automated device 74 positions the stationary marker 75 on the wire and, on command, activates its tool 77, which transfers mechanical forces to the clamps 76, and by twisting the fasteners the clamps 76 tightly pull the detachable parts of the stationary marker 75 , thereby securing the marker on wire 72.
  • the complex moves a certain distance and repeats the procedure with a different marker.
  • FIG. 8 when two or more sets of cargo platforms (82.83) and flexible suspensions 84 are installed on UAV 81, a more complex movement of technological equipment 85 relative to high-rise object 86 is achieved. Initially, a robotic complex by means of UAV 81 is installed on landing site 87 using a cargo platform 82, and then the UAV 81 undocks from the platform 82 and transfers the cargo platform 83 to the landing pad 88.
  • the lifting and lowering device 89 interacts with flexible suspensions 84 connected to the loading platforms 82 and 83, as a result of which the technological equipment 85 moves along the flexible suspensions from the landing platform 87 to the landing platform 88.
  • Such a movement scheme will allow the technological equipment 85 to overcome obstacles 90 engineering high-rise objects
  • FIG. 9 is a block diagram of a method for operating a robotic complex:

Landscapes

  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

The invention relates to robotic systems for operating, lifting and lowering technical equipment on tall engineering structures. The system consists of a drone with a load-carrying platform mounted thereon, a flexible suspension system, and a lifting and lowering device. The drone travels through the air to a landing platform on a tall structure, where a load-carrying platform is attached, whereupon the lifting and lowering device begins to interact with the flexible suspension system and the equipment is lifted. The technical result is to provide increased efficiency by creating new operational and technical capabilities, and to expand the range of drones available.

Description

ОПИСАНИЕ DESCRIPTION
РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС И СПОСОБ ЕГО ЭКСПЛУАТАЦИИ НА ROBOTIC COMPLEX AND METHOD OF ITS OPERATION ON
ВЫСОТНЫХ ОБЪЕКТАХ HIGH-RIGHT OBJECTS
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ FIELD OF TECHNOLOGY
Заявляемая группа изобретений относится к устройствам и способам эксплуатации, подъема и спуска специализированного технологического оборудования на высотные инженерные объекты входящие в инфраструктуру электроэнергетики и радиосвязи для проведения диагностики, ремонта, замены и обслуживания силовых проводов воздушных линий электропередач, ветрогенераторов, элементов конструкции опор, вышек сотовой и радиосвязи, а также для размещения на высотных объектах мобильного, The claimed group of inventions relates to devices and methods of operation, lifting and lowering of specialized technological equipment to high-rise engineering facilities included in the infrastructure of the electric power industry and radio communications for diagnostics, repair, replacement and maintenance of power wires of overhead power lines, wind generators, structural elements of supports, cell towers and radio communication, as well as for placement on high-rise objects of mobile,
самодвижущегося и стационарного технологического оборудования, а также для выполнения страховки и подъема персонала для проведения сервисных и аварийно - ремонтных работ. self-propelled and stationary technological equipment, as well as for insurance and lifting personnel for service and emergency repair work.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ PRIOR ART
Известны устройства для диагностики воздушных линий электропередач раскрыты в патентах (CN106741942, МИК В64С39/02, 31.05.2017), (KR101735743, МИК В64С39/02, 15.05.2017), (RU2558002, МИК G01R 31/08, 27.07.2015), и предназначены для проведения контактного мониторинга силовых проводов воздушных ЛЭП применяется аппаратура, поднимаемая в воздух посредством БИЛА. Known devices for diagnosing overhead power lines are disclosed in patents (CN106741942, MIC B64S39 / 02, 05/31/2017), (KR101735743, MIC B64C39 / 02, 05/15/2017), (RU2558002, MIC G01R 31/08, 07/27/2015), and are designed for contact monitoring of power wires of overhead power lines, equipment is used that is lifted into the air by means of a BILA.
Недостатком перечисленных устройств является невозможность проведения диагностики с использованием оборудования масса которого превышает The disadvantage of these devices is the impossibility of diagnostics using equipment whose mass exceeds
грузоподъемность БИЛА, указанные устройства взаимодействуют только с проводами ЛЭП и не предусмотрены для выполнения других видов сервисных и аварийных работ, подъем тяжелой аппаратуры приведет к сложности позиционирования и управления при посадки на провод. carrying capacity of the BILA, these devices interact only with power transmission lines and are not intended for performing other types of service and emergency work, lifting heavy equipment will lead to the complexity of positioning and control when landing on the wire.
Наиболее близким по технической сущности является устройство диагностики воздушных линий электропередач (Патент US20060114122, МИК H04Q 9/00, H02G 1/02, 15.05.2003), которое содержит систему управления, устройства контроля воздушных линий электропередач, подключенные к аккумулятору, размещенную в корпусе и соединенную с двигателем систему привода, выполненную с возможностью фиксации положения устройства для диагностики относительно грозозащитного троса или силового провода и обеспечения его перемещения вдоль воздушных линий The closest in technical essence is a device for diagnostics of overhead power lines (Patent US20060114122, MIC H04Q 9/00, H02G 1/02, 05/15/2003), which contains a control system, control devices for overhead power lines connected to the battery, located in the case and a drive system connected to the engine, made with the possibility of fixing the position of the device for diagnostics with respect to the lightning protection cable or power wire and ensuring its movement along overhead lines
электропередач. Устройство для диагностики воздушных линий электропередач содержит летательный аппарат вертолетного типа, подключенный к аккумулятору, включающий систему управления. power transmission. A device for diagnosing overhead power lines contains a helicopter-type aircraft connected to a battery, including a control system.
К недостаткам устройства следует отнести невозможность поднимать технологическое оборудование с весом большим чем грузоподъемность БПЛА, воздушная The disadvantages of the device include the inability to lift technological equipment with a weight greater than the carrying capacity of the UAV, air
транспортировка технологического груза и его позиционирование для посадки на провод приведет к большим энергетическим потерям и низкой устойчивостью в полете, используется только для установки на грозозащитном тросе или силовом проводе и не предназначено для взаимодействия с другими элементами опор ЛЭП и элементами радио вышек, технологическое оборудование не предназначено для выполнения других монтажных, сервисных и аварийных работ, для замены технологического оборудования требуется активировать БПЛА и заново выполнить взлет и стыковку. transportation of technological cargo and its positioning for landing on a wire will lead to high energy losses and low stability in flight, is used only for installation on a lightning protection cable or power wire and is not intended to interact with other elements of power transmission line supports and elements of radio towers, technological equipment is not intended to perform other installation, service and emergency work, to replace technological equipment, it is required to activate the UAV and re-take off and docking.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ DISCLOSURE OF THE INVENTION
Задачей предлагаемого изобретении является разработка роботизированного комплекса для эксплуатации на инженерных высотных объектах входящих в систему электроэнергетики и радиосвязи, обеспечивающего доставку на высоту тяжелого технологического оборудования с массой, превышающей грузоподъемность The objective of the present invention is to develop a robotic complex for operation at high-rise engineering facilities included in the electric power and radio communication system, which ensures the delivery of heavy technological equipment with a mass exceeding the carrying capacity to a height
применяемого БПЛА; подъем технологического оборудования с габаритами и формой, затрудняющими транспортировку стандартными БПЛА. UAV used; lifting of technological equipment with dimensions and shape that impede transportation by standard UAVs.
Еще одной задачей является разработка нового способа поэтапного подъема технологического оборудования на инженерные высотные объекты с использованием БПЛА. Another task is to develop a new method for the stage-by-stage lifting of technological equipment to engineering high-rise buildings using UAVs.
Другой задачей является удерживание технологического оборудования на выбранной оператором высоте от поверхности земли без привлечения БПЛА и без Another task is to keep the technological equipment at a height selected by the operator from the ground without the involvement of a UAV and without
непосредственного контакта технологического оборудования с посадочной площадкой высотного объекта; расширение зон и участков высотных объектов, где возможно применение робототехнического комплекса; расширение круга выполняемых технических и эксплуатационных задач; а также с возможностью выполнения транспортировки технологического оборудования с высоты посадочной площадки на поверхность земли для проведения сервиса технологического оборудования без привлечения для этой операции БПЛА; перенос технологического оборудования через инженерные препятствия высотного объекта без использования подъема в воздух технологического оборудования посредством тяги БПЛА. Еще одной задачей является возможность автоматизации выполнения многих видов работ на инженерных высотных объектах, повышение безопасности и исключение человеческого фактора, уменьшение эксплуатационных расходов, сокращение парка наземного подъемного оборудования. direct contact of technological equipment with the landing site of a high-rise facility; expansion of zones and sections of high-rise facilities where the use of a robotic complex is possible; expanding the range of performed technical and operational tasks; as well as with the ability to carry out the transportation of technological equipment from the height of the landing site to the surface of the earth for servicing the technological equipment without involving a UAV for this operation; transfer of technological equipment through engineering obstacles of a high-rise object without using the lifting of technological equipment into the air by means of UAV thrust. Another challenge is the ability to automate the performance of many types of work at high-rise engineering facilities, improve safety and eliminate the human factor, reduce operating costs, and reduce the fleet of ground lifting equipment.
Другие задачи и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными ниже в описании и чертежах. Other objects and advantages of the present invention will become more apparent in the description and drawings below.
Технический результат - расширение арсенала и функциональных возможностей беспилотников применяемых для контактного обслуживания воздушных линий The technical result is an expansion of the arsenal and functionality of drones used for contact maintenance of overhead lines
электропередач, а также расширение ассортимента технологического оборудования для эксплуатации на высотных объектах входящих в систему электроэнергетики и радиосвязи.power transmission lines, as well as expanding the range of technological equipment for operation at high-rise facilities included in the power industry and radio communication system.
Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом The specified technical result is achieved by the fact that in the proposed
робототехническом комплексе, входящем в систему электроэнергетики и радиосвязи, состоящего из основной станции, беспилотного летательного аппарата (БПЛА), технологического оборудования, поднимаемого на посадочную площадку высотного объекта, системы дистанционного управления, наблюдения и навигации, при этом на БПЛА установлены по меньшей мере одна грузовая платформа, которая снабжена элементами соединения с посадочной площадкой высотного объекта, гибкая система подвески, которая обеспечивает кинетическую связь грузовой платформы с a robotic complex included in the electric power and radio communication system, consisting of a main station, an unmanned aerial vehicle (UAV), technological equipment lifted to the landing site of a high-rise object, a remote control, observation and navigation system, while the UAV is equipped with at least one cargo platform, which is equipped with elements of connection with the landing platform of a high-rise object, a flexible suspension system that provides kinetic connection of the cargo platform with
технологическим оборудованием с возможностью его заданного перемещения technological equipment with the possibility of its predetermined movement
относительно грузовой платформы, по меньшей мере одно подъёмно-спусковое устройство с электрическим движителем, взаимодействующее с гибкой системой подвески, а управление подъёмно-спусковым устройством обеспечивается электронным блоком управления, при этом, по меньшей мере, на одном из устройств комплекса установлен стыковочно-разъединяемый узел, обеспечивающий возможность with respect to the cargo platform, at least one lifting and lowering device with an electric propeller, interacting with a flexible suspension system, and the control of the lifting and lowering device is provided by an electronic control unit, while at least one of the devices of the complex is equipped with a docking-disconnect unit providing an opportunity
взаимодействия с другими устройствами комплекса или с посадочной площадкой высотного объекта. interaction with other devices of the complex or with the landing pad of a high-rise object.
В заявляемом робототехническом комплексе основная станция выполняет роль командного пункта, обеспечивающего дистанционное управление и контроль за работой комплекса. В некоторых вариантах основная станция дополнительно выполняет роль базы для дислокации комплекса, источник электрического напряжения, площадки для размещения и установки технологического оборудования или для других задач. Основная станция, может быть представлена следующими типами: «наземная» - размещена в сооружениях гражданского или промышленного назначения, «передвижная» - на автомобильном или другом транспортном средстве; «переносная» - представлена в виде модуля переносимого оператором. In the claimed robotic complex, the main station acts as a command post that provides remote control and monitoring of the complex operation. In some versions, the main station additionally serves as a base for the deployment of the complex, a source of electrical voltage, a site for the placement and installation of technological equipment, or for other tasks. The main station can be represented by the following types: "ground" - located in civil or industrial structures, "mobile" - on a motor vehicle or other vehicle; "Portable" - presented as a module carried by the operator.
Высотные инженерные объекты, входящие в систему электроэнергетики и радиосвязи - это воздушные линий электропередач, ветрогенераторы, опоры ЛЭП, вышки сотовой и радиосвязи и другие технологические сооружения имеющие значительное возвышение над землей. High-rise engineering facilities that are part of the electric power and radio communication system are overhead power lines, wind generators, power transmission towers, cellular and radio communication towers and other technological structures with a significant elevation above the ground.
Посадочная площадка высотного объекта - это участок специально оборудованный для посадки БПЛА или участок, позволяющий БПЛА совершить посадку и стыковку с высотным объектом. Это может быть грозозащитный трос, силовой провод, A landing pad of a high-rise object is a section specially equipped for UAV landing or a section that allows a UAV to land and dock with a high-rise object. It can be a lightning protection wire, a power wire,
конструктивные элементы опор ЛЭП и вышек радиосвязи и т.п. structural elements of power transmission line supports and radio communication towers, etc.
Беспилотный летательный аппарат (БПЛА) вертикального взлета и посадки выполняет роль передвигающейся по воздуху системы наблюдения и средства доставки грузовой платформы на площадку высотного объекта. Конструкция БПЛА может быть выполнена в виде мультикоптера, конвертоплана, вертолета, летающего крыла типа «tail-sitter» или другое известное устройство, обеспечивающее управляемый вертикальный взлет и посадку или зависание в воздухе. В фюзеляже БПЛА размещаются движитель, элементы управления, наблюдения, навигации и другая полезная нагрузка. Движитель может быть представлен импеллером, вентилятором, ротором с приводом от электродвигателя, двигателя внутреннего сгорания, реактивной турбины или другим известным An unmanned aerial vehicle (UAV) with vertical take-off and landing serves as an airborne observation system and a means of delivering a cargo platform to the site of a high-altitude object. The design of the UAV can be made in the form of a multicopter, tiltrotor, helicopter, flying wing of the "tail-sitter" type or other known device that provides controlled vertical take-off and landing or hovering in the air. The UAV fuselage houses the propulsion, controls, surveillance, navigation and other payloads. The mover can be represented by an impeller, a fan, a rotor driven by an electric motor, an internal combustion engine, a jet turbine or other known
устройством. Электропитание двигателей и других систем может осуществляться от аккумуляторов установленных на БПЛА, или по силовому кабелю от источника напряжения основной станции (генератор эл. тока, аккумуляторы станции и т.п.), или после посадки на линии электропередач осуществляется подзарядка от ЛЭП device. Power supply of engines and other systems can be carried out from batteries installed on the UAV, or via a power cable from a voltage source of the main station (electric generator, station batteries, etc.), or after landing on a power line, recharging is carried out from a power transmission line
электромагнитным или другим известным способом. Комплекс может быть оборудован аппаратурой для дистанционного видеонаблюдения, диагностики и составления цифровых карт в зоне высотных объектов. electromagnetic or other known method. The complex can be equipped with equipment for remote video surveillance, diagnostics and compilation of digital maps in the area of high-rise objects.
На БПЛА выполнены элементы соединения с грузовой платформой в виде The UAV has elements of connection with the cargo platform in the form
направляющих, фиксаторов, разъемов или других известных устройств. БПЛА может по команде отсоединятся от грузовой платформы и быть состыкован с другой платформой или с воздуха проводить внешний осмотр и диагностику высотного объекта. При необходимости БПЛА может применяться как выбранный аналог - выполнять установку на высотные объекты небольших по габаритам и весу устройств диагностики. При необходимости фюзеляж БПЛА может быть выполнен трансформируемым например, со складывающимися лучами рамы с винтами или другим способом. Система электронной стабилизации БПЛА обеспечивает устойчивый полет, анализ работы бортовых устройств, внешних нагрузок и может снабжаться гироскопами, акселерометром, контроллерами, сонаром, GPS-приемником или другими известными устройствами. guides, clips, connectors, or other known devices. The UAV can, on command, detach from the cargo platform and be docked with another platform or from the air to conduct external inspection and diagnostics of a high-rise object. If necessary, the UAV can be used as a selected analogue - perform installation to high-rise objects of small in size and weight diagnostic devices. If necessary, the UAV fuselage can be made transformable, for example, with folding frame beams with screws or in another way. The electronic stabilization system of the UAV provides stable flight, analysis of the operation of onboard devices, external loads and can be equipped with gyroscopes, accelerometer, controllers, sonar, GPS-receiver or other known devices.
Технологическое оборудование для высотных работ представлено разнообразными устройствами и механизмами для решения специальных задач в труднодоступных или опасных участках на высотных инженерных объектах входящих в систему Technological equipment for high-altitude work is represented by a variety of devices and mechanisms for solving special problems in hard-to-reach or hazardous areas at high-rise engineering facilities included in the system
электроэнергетики и радиосвязи. Например, оборудование для мониторинга проводов воздушных линий электропередач, оборудование для проведении монтажных и аварийно - ремонтных операций, натяжной робот для расстановки роликовых блоков, маячки и стационарные устройства диагностики, системы высотной страховки и устройства для подъема персонала, устройства удаления наледи на проводах, механизированные монтерские тележки, устройства для нанесения защитных гидрофобных покрытий или красок, автоматизированные манипуляторы, элементы высотных объектов, мобильные и самодвижущиеся роботы и другие известные устройства. В качестве средств контроля могут быть использованы видеокамеры высокого разрешения, тепловизоры для диагностики состояния силовых проводов, ультрафиолетовые сканеры для диагностики разрядов и короны, лазерные и ультразвуковые сканеры, а также другие известные устройства. Технологическое оборудование соединяется жестко или разъемно с подъёмно-спусковым устройством либо с гибкой системой подвески, а после подъема может состыковываться с грузовой платформой или с посадочной площадкой высотного объекта. Технологическое оборудование может быть установлено на высотном объекте с использованием автоматизированной системы позиционирования и крепления на посадочной площадке. Технологическое оборудование может подниматься на electric power industry and radio communications. For example, equipment for monitoring wires of overhead power lines, equipment for carrying out installation and emergency repair operations, a tensioning robot for placing roller blocks, beacons and stationary diagnostic devices, high-altitude belay systems and devices for lifting personnel, deicing devices on wires, mechanized carts, devices for applying protective hydrophobic coatings or paints, automated manipulators, elements of high-rise buildings, mobile and self-propelled robots and other known devices. High-resolution video cameras, thermal imagers for diagnosing the state of power wires, ultraviolet scanners for diagnosing discharges and corona, laser and ultrasound scanners, and other well-known devices can be used as monitoring tools. Technological equipment is connected rigidly or detachably with a lifting and lowering device or with a flexible suspension system, and after lifting it can dock with a cargo platform or with a landing pad of a high-rise object. Technological equipment can be installed at a high-rise facility using an automated positioning and attachment system at the landing site. Technological equipment can be climbed
посадочную площадку в несколько этапов например, сначала устанавливается the landing site in several stages, for example, is first installed
страховочная рама монтажной тележки с движителем, а потом поднимается нижняя часть монтажной тележки с ограждением. Технологическое оборудование может быть представлено в виде группы, взаимодействующих между собой устройств разной конструкции и разного назначения например, робот для перемещения по проводу и устройство для нанесения гидрофобного покрытия. В некоторых вариантах выполнения на технологическом оборудовании может монтироваться дополнительный БПЛА или/и дополнительная гибкая подвеска, например для обхода по проводу изоляторов и креплений на опоре ЛЭП. the safety frame of the assembly trolley with a propeller, and then the lower part of the assembly trolley with a guard rises. Technological equipment can be presented in the form of a group of interacting devices of different designs and different purposes, for example, a robot for moving along a wire and a device for applying a hydrophobic coating. In some embodiments an additional UAV or / and an additional flexible suspension can be mounted on the technological equipment, for example, for bypassing insulators and fastenings on the power transmission line support along the wire.
Управление робототехническим комплексом может осуществляться дистанционно по проводам, радиоуправлению, лазеру, инфракрасному излучению или другим известным способом. Система управления может быть централизованной или непосредственно для каждого устройства, входящего в комплекс. Управление осуществляется с участием человека или без участия человека в контуре управления, в автономном режиме, с использованием машинного зрения, программируемого маршрута, адаптивного управления, с применением искусственного интеллекта или другим известным способом. The robotic complex can be controlled remotely by wires, radio control, laser, infrared radiation, or in another known way. The control system can be centralized or directly for each device included in the complex. Control is carried out with or without human participation in the control loop, in autonomous mode, using machine vision, programmable route, adaptive control, using artificial intelligence, or in another known way.
Г рузовая платформа служит для установки гибкой системы подвески, соединения с БПЛА, размещения элементов соединения с посадочной площадкой высотного объекта. В некоторых вариантах выполнения на грузовой платформе могут быть изначально установлено подъемно-спусковое устройство, направляющие и блоки для перемещения гибкой подвески, крепления для жесткого соединения с одним из концов гибкой подвески, мобильные устройства для управляемого перемещения по посадочной площадке высотного объекта, подвижные каретки, выдвижные стыковочные штанги и другие известные устройства. Г рузовая платформа может иметь жесткое соединение или разъёмное соединение с фюзеляжем БПЛА, или грузовая платформа выполнена с возможностью автоматической расстыковки. В других вариантах выполнения на БПЛА может быть установлено несколько грузовых платформ, например для переноса комплекса через преграду. Форма выполнения грузовой платформы в виде шасси, стойки, рамы, корпусного элемента или в виде других известных устройств. The cargo platform is used to install a flexible suspension system, connect to the UAV, and place the elements of the connection with the landing pad of a high-rise object. In some embodiments, a lifting and lowering device, guides and blocks for moving the flexible suspension, attachments for rigid connection to one of the ends of the flexible suspension, mobile devices for controlled movement along the landing site of a high-rise object, movable carriages, retractable docking rods and other known devices. The cargo platform can have a rigid connection or a detachable connection with the UAV fuselage, or the cargo platform is designed with the possibility of automatic undocking. In other embodiments, several cargo platforms can be installed on the UAV, for example, to carry the complex over an obstacle. The form of the cargo platform in the form of a chassis, rack, frame, body element or in the form of other known devices.
Элементы соединения на грузовой платформе служат для сцепления с посадочной площадкой и перераспределяют нагрузку на высотный объект от поднимаемого на высоту технологического оборудования. Элементы соединения обеспечивают жесткую установку грузовой платформы (например, для установки стационарных элементов на опоре ЛЭП), или подвижное соединение, позволяющее перемещаться платформе по посадочной площадке (например, передвигаться на роликах по проводам), или взаимодействовать с устройствами управляемого перемещения по посадочной площадке высотного объекта (например, самодвижущаяся монтерская кабина). В некоторых случаях элементы соединения могут быть представлены в виде разъемных крепежей (например, болтовое соединение с применением автоматизированных монтажных устройств), карабинами, скобами, роликами, упорами, крюками, петлями, гибкими лентами с упорами, The connecting elements on the cargo platform serve for adhesion to the landing platform and redistribute the load on the high-rise object from the technological equipment being lifted to the height. The connection elements provide a rigid installation of the cargo platform (for example, for the installation of stationary elements on a power transmission line support), or a movable connection that allows the platform to move along the landing site (for example, to move on rollers along wires), or interact with devices for controlled movement along the landing site of a high-rise object (for example, a self-propelled fitter's cabin). In some cases, connection elements can be presented in the form of detachable fasteners (for example, bolted connection using automated mounting devices), carabiners, staples, rollers, stops, hooks, loops, flexible tapes with stops,
тормозными колодками, фиксаторами или другими известными устройствами, brake pads, clamps or other known devices,
обеспечивающие удержание робототехнического комплекса на заданной высоте. Для обеспечения надежности соединения элементы соединения с посадочной площадкой могут быть оборудованы дистанционно -управляемыми автоматизированными ensuring the retention of the robotic complex at a given height. To ensure the reliability of the connection, the elements of the connection with the landing pad can be equipped with remote-controlled automated
стыковочными узлами. В зависимости от типа посадочной площадки высотного объекта (например, провод или ферма вышки) грузовая платформа может иметь разные или сменные элементы соединения и фиксации, а также элементы соединения могут размещаться над БПЛА, под ним или сбоку. В других вариантах выполнения на грузовой платформе может быть установлен мобильный блок с собственным движителем и системой питания и управления, позволяющий управляемо перемещаться по посадочной площадке высотного объекта. В других вариантах выполнения дополнительно на грузовой платформе может быть установлено автоматизированное устройство, служащее для соединения технологического оборудования с посадочной площадкой (например, установленные на грузовой платформе механизмы жестко фиксируют на опоре docking nodes. Depending on the type of landing site for a high-rise object (for example, a wire or a tower truss), the cargo platform can have different or replaceable connection and fixation elements, as well as connection elements can be placed above the UAV, under it or on the side. In other embodiments, a mobile unit with its own propeller and a power and control system can be installed on the cargo platform, which allows controllable movement along the landing site of a high-rise object. In other embodiments, an automated device can be additionally installed on the cargo platform, which serves to connect the technological equipment with the landing platform (for example, mechanisms installed on the cargo platform are rigidly fixed on the support
диагностическую аппаратуру) и могут быть представлены механизмами фиксации, свинчивания, скручивания, склейкой, сваркой деталей и другими известными diagnostic equipment) and can be represented by mechanisms of fixation, screwing, twisting, gluing, welding of parts and other known
устройствами. В других вариантах выполнения элементы соединения одновременно взаимодействуют с несколькими посадочными площадками (например, установлены на 3 - х разных проводах). devices. In other embodiments, the connection elements simultaneously interact with several landing sites (for example, mounted on 3 different wires).
Г ибкая система подвески служит для перемещения технологического оборудования в направлении к грузовой платформе, установленной на посадочной площадке высотного объекта и для спуска технологического оборудования на землю, для взаимодействия с подъёмно-спусковое устройством. После взлета БПЛА и установки грузовой платформы на посадочной площадке один конец гибкой системы подвески соединен с грузовой платформой, а другой конец подается вниз к земле или изначально закреплен на поверхности земли (на основной станции), или соединен с подъемным механизмом, или соединен с технологическим оборудованием, или закреплен другим известным способом. В некоторых вариантах выполнения гибкая система подвески может быть представлена в виде бесконечной ленты, проходящей через подвесной блок на грузовой платформе, или в виде группы канатов поднимающих и стабилизирующих положение технологического оборудования на весу, или трос намотанный на барабан лебедки, или установлено другим известным способом. В других вариантах выполнения гибкая система подвески может взаимодействовать одновременно с двумя и более грузовыми платформами для установки на разнесенных посадочных площадках. В других вариантах выполнения гибкая система подвески может включать в себя электрические провода для дистанционного управления и/или передачи напряжения от внешнего источника электроэнергии к устройствам роботизированного комплекса. Г ибкая система подвески может состоять из роликов, полиспастов, подвижных и неподвижных блоков огибаемых тросом, направляющих, электрических проводов, струн, цепей, веревок, лесок, поводков, тросов, изолирующих полипропиленовых канатов и других известных устройств. The flexible suspension system is used to move the technological equipment towards the cargo platform installed on the landing site of a high-rise object and to lower the technological equipment to the ground to interact with the lifting and lowering device. After the UAV takes off and the cargo platform is installed on the landing site, one end of the flexible suspension system is connected to the cargo platform, and the other end is fed down to the ground or initially fixed on the ground (at the main station), or connected to a lifting mechanism, or connected to technological equipment , or secured in another known manner. In some embodiments, the flexible suspension system can be presented in the form of an endless belt passing through a suspension block on a cargo platform, or as a group of ropes that raise and stabilize the position of the technological equipment suspended, or a cable wound on a winch drum, or installed in another known way. In other embodiments, the flexible suspension system may interact with two or more cargo platforms simultaneously for installation on spaced-apart landing sites. In other embodiments, the flexible suspension system may include electrical wires to remotely control and / or transmit voltage from an external power source to devices in the robotic complex. The flexible suspension system can consist of rollers, pulleys, movable and fixed blocks bent by a cable, guides, electric wires, strings, chains, ropes, lines, leads, cables, insulating polypropylene ropes and other known devices.
Подъёмно-спусковое устройство служит для взаимодействия с гибкой системой подвески и как следствие - управляемого перемещения технологического оборудования. Предпочтительно, подъёмно-спусковое устройство использует электрический движитель, или в некоторых случаях может использоваться ДВС или другие известные устройства. Подъёмно-спусковое устройство может быть установлено на грузовой платформе, или на основной станции, или на грунте у основания высотного объекта или закрепляется на гибкой системе подвески, или установлено в кузове управляемого или беспилотного автотранспорта или установлено другим известным способом. Подъёмно-спусковое устройство может быть представлено в виде аккумуляторной лебедки (электрожумар), электрической тали или тельфера, монтажно -тягового механизма или другим известным устройством. Подъёмно-спусковое устройство может состоять из: электродвигателя, редуктора, сокращающего обороты мотора и обеспечивающего плавность хода, предохранительной муфты, барабана, сматывающего или разматывающего трос, регулирующего положение груза, корпуса, защищающего механизмы от внешних воздействий, крюка за который подвешивается технологическое оборудование, аккумуляторной батареи и системы управления. В других вариантах выполнения подъёмно-спусковое устройство может содержать 2 и более лебедки. Подъёмно- спусковое устройство может быть установлено на грузовой платформе и наматывать трос на свой барабан - тем самым поднимает/опускает технологическое оборудование, или оставаясь на грунте подъёмно-спусковое устройство перемещает трос через блоки грузовой платформы - тем самым транспортирует технологическое оборудование, или подъёмно-спусковое устройство посредством подвижных и прижимных роликов само перемещается по гибкой системе подвески при этом соединенной с грузовой платформой, или подъёмно-спусковое устройство первоначально поднимается по подвеске к грузовой платформе с использование первой лебедки, а затем опускает трос от второй лебедки для подъема технологического оборудования или действует другим известным способом.The lifting and lowering device serves to interact with the flexible suspension system and, as a result, to control the movement of technological equipment. Preferably, the hoisting device uses an electric propulsion device, or in some cases, ICE or other known devices may be used. The lifting and lowering device can be installed on a cargo platform, or at the main station, or on the ground at the base of a high-rise object, or fixed on a flexible suspension system, or installed in the body of a controlled or unmanned vehicle, or installed in another known way. The hoisting and lowering device can be presented in the form of a battery winch (electric hoist), an electric hoist or hoist, a mounting and pulling mechanism or other known device. The lifting and lowering device can consist of: an electric motor, a gearbox that reduces the speed of the motor and ensures smooth running, a safety clutch, a drum that winds or unwinds a cable that regulates the position of the load, a body that protects mechanisms from external influences, a hook for which technological equipment is suspended, a battery batteries and control systems. In other embodiments, the lifting and lowering device may contain 2 or more winches. The lifting and lowering device can be installed on the cargo platform and wind the cable on its drum - thereby raising / lowering the technological equipment, or, while remaining on the ground, the lifting and lowering device moves the cable through the blocks of the cargo platform - thereby transporting the technological equipment, or lifting and lowering the device by means of movable and pressure rollers itself moves along a flexible suspension system while connected to the cargo platform, or the lifting and lowering device is initially lifted along the suspension to the cargo platform using the first winch, and then lowers the cable from the second winch to lift the technological equipment or acts in another known way.
Электронный блок управления служит для включения или остановки подъёмно - спускового устройства. Управление подъёмно-спусковым устройством может быть представлено электронным устройством с пультом управления на корпусе подъёмно- спускового устройства в варианте его размещения на грунте, в виде дистанционного проводного или беспроводного управления в вариантах установки подъёмно-спускового устройства на грузовой платформе или с возможностью перемещения по тросу или в виде другого известного устройства. Электронный блок управления может быть выполнен как отдельное устройство или быть частью электронного управления комплекса. The electronic control unit is used to turn on or stop the lifting and lowering device. The control of the lifting and lowering device can be represented by an electronic device with a control panel on the body of the lifting and lowering device in the option of placing it on the ground, in the form of a remote wired or wireless control in the options for installing the lifting and lowering device on a cargo platform or with the ability to move along a cable or in the form of another known device. The electronic control unit can be made as a separate device or be part of the electronic control of the complex.
Стыковочно-разъединяемые узлы, обеспечивают управляемое соединение или разъединение устройств комплекса между собой или с посадочной площадкой высотного объекта (например, БПЛА и грузовая платформа, подъёмно-спусковое устройство и технологическое оборудование, грузовая платформа и посадочная площадка высотного объекта), для уменьшение вибраций, колебаний, смещений между элементами комплекса при их установки на посадочной площадке. Стыковочно-разъединяемые узлы могут быть представлены как система «штырь-конус», безрезьбовой механизм сцепления, Docking-disconnectable units provide controlled connection or disconnection of the complex devices between themselves or with the landing pad of a high-rise object (for example, a UAV and a cargo platform, a lifting and launching device and technological equipment, a cargo platform and a landing pad of a high-rise object), to reduce vibrations, vibrations , displacements between the elements of the complex when they are installed on the landing site. Docking-disconnect units can be represented as a pin-cone system, a threadless clutch mechanism,
направляющие и фиксаторы, за счет натяжения гибкой системы подвески подъёмно - спусковым устройством, сервоприводом, магнитным замком или другим известным устройством. Также могут быть выполнены электрические разъемы для guides and clamps, due to the tension of the flexible suspension system by a lifting and triggering device, a servo drive, a magnetic lock or other known device. Electrical connectors can also be made for
соединения/разъединения между собой электрических схем основных элементов комплекса (для распределения электроэнергии и т.п.). connection / disconnection of electrical circuits of the main elements of the complex (for power distribution, etc.).
Заявляемый робототехнический комплекс работает следующим образом (вариант). The inventive robotic complex operates as follows (option).
При подачи команды оператора с основной станции активируется БПЛА (с When the operator's command is given from the main station, the UAV is activated (with
грузоподъемностью Z килограмм) и вместе с установленной грузовой платформой и закрепленным одним концом гибкой подвески (трос) перемещается по воздуху на необходимую высоту к посадочной площадке высотного объекта (например, на силовой провод ЛЭП), на земле находится подъёмно-спусковое устройство к которому with a lifting capacity of Z kilograms) and together with an installed cargo platform and fixed at one end of a flexible suspension (cable) moves through the air to the required height to the landing site of a high-rise object (for example, to a power transmission line), on the ground there is a lifting and lowering device to which
прикреплено технологическое оборудование (например, автоматизированная монтерская тележка массой Z+X килограмм), другой конец троса соединен с электролебедкой подъёмно-спускового устройства, грузовая платформа закрепляется своими элементами соединения на силовом проводе, БПЛА расстыковывается с грузовой платформой и возвращается на землю, по команде оператора на блок управления подъёмно-спускового устройства начинается взаимодействие с гибкой системой подвески (за счет наматывания троса на барабан лебедки) и подъёмно-спусковое устройство вместе с технологическим оборудованием поднимается по направлению к грузовой платформе, автоматизированная монтерская тележка устанавливается на проводе высотного объекта, страхуется и сцепляется с грузовой платформой посредством автоматического стыковочно - разъединяемого узла, движитель монтерской тележки позволяет ей задано перемещаться по проводам для посадки/высадки персонала и выполнения сервисных работ. technological equipment is attached (for example, an automated assembly trolley weighing Z + X kilograms), the other end of the cable is connected to an electric winch of the lifting and lowering device, the cargo platform is fixed by its connection elements on the power wire, the UAV is undocked from the cargo platform and returns to the ground, at the operator's command to the control unit of the lifting and lowering device, interaction with the flexible suspension system begins (by winding the cable onto the winch drum) and the lifting and lowering device, together with the technological equipment, rises towards the loading platform, the automated fixer trolley is installed on the wire of the high-rise object, insured and coupled to the cargo platform by means of an automatic docking-disconnect unit, the propulsion unit of the fixture trolley allows it to move along the wires for landing / disembarking personnel and performing service work.
В другом варианте выполнения робототехнический комплекс после выполнения стыковки с посадочной площадкой (например, на элементе опоры ЛЭП), БПЛА возвращается на землю, а грузовая платформа, подъемно-спусковое устройство, система гибкой подвески и технологическое оборудование остаются на посадочной площадке, дополнительно на подъемно-спусковое устройство установлен блок закодированного дистанционного управления с защитой от несанкционированного использования, технологическое оборудование продолжительное время выполняет на высотном объекте свои функции (например, отслеживает физическое состояние проводов), при поступлении команды оператора с использованием шифрованного радиокода активируется подъемно - спускового устройство в следствии чего на гибкой подвеске спускается технологическое оборудование (например, для передачи данных, ремонта, замены источника питания), после этого технологическое оборудование может быть поднято на верх в исходное положение. In another embodiment, the robotic complex, after docking with the landing pad (for example, on a power transmission line support element), the UAV returns to the ground, and the cargo platform, the lifting and lowering device, the flexible suspension system and technological equipment remain on the landing pad, additionally on the lifting and a descent device is installed a coded remote control unit with protection against unauthorized use, technological equipment performs its functions at a high-rise facility for a long time (for example, monitors the physical condition of the wires), when the operator's command is received using an encrypted radio code, the lifting and descent device is activated, as a result of which on the flexible technological equipment is lowered to the suspension (for example, for data transmission, repair, replacement of a power source), after which the technological equipment can be lifted up to its original position.
В следующем варианте выполнения робототехнический комплекс после выполнения установки грузовой платформы на посадочной площадке (например, силовой провод) производится подъем технологического оборудования в виде группы In the next embodiment, the robotic complex, after completing the installation of the cargo platform on the landing site (for example, a power wire), the process equipment is lifted in the form of a group
взаимодействующих между собой устройств разной конструкции и разного назначения например, монтажного автоматизированного устройства и несколько стационарных маркеров для долговременного жесткого соединения с силовым проводом, в interacting devices of different designs and different purposes, for example, an automated assembly device and several stationary markers for a long-term rigid connection with a power wire, in
стационарных маркерах выполнены фиксирующие зажимы, монтажное stationary markers are provided with fixing clamps, mounting
автоматизированное устройство позиционирует на проводе стационарный маркер и по команде приводит в действие свой инструмент, обеспечивающий передачу механических усилий на вышеуказанные зажимы, и путем закручивания крепежных элементов зажимы плотно стягивают разъемные части стационарного маркера, тем самым закрепляя маркер на проводе, при выполнении мобильного устройства для передвижения по проводу на грузовой платформе или на технологическом оборудовании комплекс передвигается на определенную дистанцию и повторяет процедуру уже с другим маркером. the automated device positions a stationary marker on the wire and, on command, activates its tool, which provides the transmission of mechanical efforts on the above clamps, and by twisting the fasteners, the clamps tightly tighten the detachable parts of the stationary marker, thereby fixing the marker on the wire, when performing a mobile device for moving along the wire on a cargo platform or on technological equipment, the complex moves a certain distance and repeats the procedure already with with another marker.
В другом варианте выполнения робототехнический комплекс поднимается в воздух посредством БПЛА на котором установлены две грузовые платформы (1,2) и In another embodiment, the robotic complex rises into the air by means of a UAV on which two cargo platforms (1,2) are installed and
дополнительные гибкие подвески, комплекс устанавливается на посадочной площадке А с использованием грузовой платформы 1 и ее соединительных элементов, активируется подъемно-спусковое устройство и к посадочной площадке А поднимается additional flexible suspension, the complex is installed on the landing site A using the cargo platform 1 and its connecting elements, the lifting and lowering device is activated and rises to the landing site A
технологическое оборудование для выполнения своих функциональных задач, при необходимости преодолеть инженерное препятствие (например, изоляторы опоры ЛЭП), БПЛА расстыковывается с грузовой платформой 1 и переносит грузовую платформу 2 на посадочную площадку D с другой стороны опоры, подъемно-спусковое устройство соединено с технологическим оборудованием, подъемно-спусковое устройство взаимодействует с гибкими подвесками соединенными с грузовыми платформами 1 и 2, вследствие чего технологическое оборудование перемещается с посадочной площадки А на площадку D, при установки технологического оборудования под грузовой платформой 2 происходит освобождение грузовой платформы 1 от веса оборудования, БПЛА переносит грузовую платформу 1 к платформе 2, тем самым завершается переход через изоляторы опоры. technological equipment to fulfill its functional tasks, if necessary, to overcome an engineering obstacle (for example, insulators of a power transmission line support), the UAV undocks from the cargo platform 1 and transfers the cargo platform 2 to the landing platform D on the other side of the support, the lifting and lowering device is connected to the technological equipment, the lifting and lowering device interacts with flexible suspensions connected to the cargo platforms 1 and 2, as a result of which the technological equipment moves from the landing platform A to the platform D, when installing the technological equipment under the cargo platform 2, the cargo platform 1 is released from the weight of the equipment, the UAV transfers the cargo platform 1 to platform 2, thus completing the transition through the support insulators.
Таким образом, заявляемая конструкция обеспечивает расширение арсенала и функциональных возможностей беспилотников, применяемых для контактного мониторинга, сервиса и обслуживания воздушных линий электропередач, а также расширение ассортимента технологического оборудования для эксплуатации на высотных объектах, входящих в систему электроэнергетики и радиосвязи. Thus, the claimed design provides an expansion of the arsenal and functionality of drones used for contact monitoring, service and maintenance of overhead power lines, as well as an expansion of the range of technological equipment for operation at high-rise facilities that are part of the power and radio communication system.
Сопоставительный анализ заявляемого устройства с прототипом позволяет сделать вывод о том, что заявляемый робототехнический комплекс отличается от известного: Comparative analysis of the claimed device with the prototype allows us to conclude that the claimed robotic complex differs from the known one:
- установкой на БПЛА по меньшей мере одной, грузовой платформы; - installation of at least one cargo platform on the UAV;
- снабжения грузовой платформы элементами соединения с посадочной площадкой высотного объекта; - supplying the cargo platform with elements of connection with the landing platform of the high-rise facility;
- установкой гибкой системы подвески; - installation of a flexible suspension system;
И - обеспечением кинетической связи грузовой платформы с технологическим оборудованием с возможностью его заданного перемещения относительно грузовой платформы; AND - ensuring the kinetic connection of the cargo platform with the technological equipment with the possibility of its predetermined movement relative to the cargo platform;
- выполнением, по меньшей мере, одного подъёмно-спускового устройства с электрическим движителем с возможностью взаимодействия с гибкой системой подвески; - the implementation of at least one lifting and lowering device with an electric propulsion device with the possibility of interaction with a flexible suspension system;
- наличием электронного блока для управления подъёмно-спусковым устройством; - the presence of an electronic unit for controlling the lifting and lowering device;
- выполнением технологического оборудования кинетически связанным с грузовой платформой посредством гибкой системы подвески; - execution of technological equipment kinetically connected to the cargo platform by means of a flexible suspension system;
- установкой технологического оборудования с возможностью заданного перемещения относительно грузовой платформы; - installation of technological equipment with the possibility of a given movement relative to the cargo platform;
- установкой по меньшей мере, на одном из устройств комплекса стыковочно - разъединяемого узла. - installation of at least one of the devices of the complex of a docking-disconnect unit.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ INDUSTRIAL APPLICABILITY
Заявляемая конструкция обеспечивает: The claimed design provides:
- доставку на высоту тяжелого технологического оборудования с массой, - delivery to the height of heavy technological equipment with a mass,
превышающей грузоподъемность применяемого БИЛА; exceeding the carrying capacity of the used BILA;
- подъем технологического оборудования с габаритами и формой, затрудняющими транспортировку стандартными БИЛА; - lifting of technological equipment with dimensions and shape that impede transportation by standard BILA;
- разработку нового способа поэтапного подъема технологического оборудования на инженерные высотные объекты с использованием БИЛА; - development of a new method for the stage-by-stage lifting of technological equipment to engineering high-rise buildings using PILA;
- удерживание технологического оборудования на выбранной оператором высоте от поверхности земли без привлечения БПЛА и без непосредственного контакта - keeping technological equipment at a height selected by the operator from the ground surface without involving UAVs and without direct contact
технологического оборудования с посадочной площадкой высотного объекта; technological equipment with a landing site for a high-rise facility;
- расширение зон и участков высотных объектов, где возможно применение робототехнического комплекса; - expansion of zones and sections of high-rise facilities where the use of a robotic complex is possible;
- расширение круга выполняемых технических и эксплуатационных задач для робототехнического комплекса; - expanding the range of performed technical and operational tasks for the robotic complex;
- транспортировка технологического оборудования с высоты посадочной площадки на поверхность земли для проведения сервиса технологического оборудования без привлечения для этой операции БПЛА; - перенос технологического оборудования через инженерные препятствия высотного объекта без использования для подъема в воздух технологического оборудование посредством тяги БПЛА; - transportation of technological equipment from the height of the landing site to the surface of the earth for service of technological equipment without involving a UAV for this operation; - transfer of technological equipment through engineering obstacles of a high-rise object without using technological equipment for lifting into the air by means of UAV thrust;
- автоматизация выполнения многих видов работ на инженерных высотных объектах, повышение безопасности и исключение человеческого фактора, уменьшение - automation of the performance of many types of work at engineering high-rise facilities, increasing safety and eliminating the human factor, reducing
эксплуатационных расходов, сокращение парка наземного подъемного оборудования.operating costs, reduction of the fleet of ground lifting equipment.
Вышеизложенное позволяет сделать вывод о том, что заявленная совокупность признаков характеризует новое конструктивное решение, ранее не известное из уровня техники, а следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию «новизна».The foregoing allows us to conclude that the claimed set of features characterizes a new design solution, previously unknown from the prior art, and therefore, the claimed invention meets the criterion of "novelty".
Поскольку предлагаемая конструкция робототехнического комплекса и достигаемый технический результат явным образом не следуют из уровня техники, постольку можно сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию «изобретательский уровень». Since the proposed design of the robotic complex and the achieved technical result do not explicitly follow from the prior art, it can be concluded that the proposed solution meets the criterion of "inventive step".
Предлагаемая конструкция робототехнического комплекса может быть изготовлена с использованием известных в технике конструктивных деталей с использованием известных технологий. Возможность промышленного использования заявляемого робототехнического комплекса позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «промышленная применимость». The proposed design of a robotic complex can be manufactured using structural parts known in the art using known technologies. The possibility of industrial use of the proposed robotic complex allows us to conclude that it meets the criterion of "industrial applicability".
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS
Примеры конкретного выполнения робототехнического комплекса описывается ниже со ссылками на прилагаемые чертежи. Examples of specific implementation of the robotic complex are described below with reference to the accompanying drawings.
Фиг. 1 - основная станция на автомобильном шасси, подъемно-спусковое устройство установлено на грузовой платформе, управление подъёмно-спусковым устройством обеспечивается электронным блоком управления, технологическое оборудование - монтажная тележка. FIG. 1 - the main station on a car chassis, the lifting and lowering device is installed on the cargo platform, the lifting and lowering device is controlled by an electronic control unit, the technological equipment is an assembly trolley.
Фиг. 2 - схема поэтапной эксплуатации робототехнического комплекса, подъемно спусковое устройство выполнено с возможностью передвижения по гибкой подвеске. FIG. 2 is a diagram of the stage-by-stage operation of the robotic complex, the lifting and descent device is made with the ability to move along a flexible suspension.
Фиг. 3 - элементы соединения грузовой платформы и посадочной площадки FIG. 3 - elements of the connection of the cargo platform and the landing area
установлены над винтами БПЛА, подвеска в виде бесконечной ленты, подъемно спусковое устройство установлено на грунте, технологическое оборудование mounted above the UAV propellers, suspension in the form of an endless belt, lifting device installed on the ground, technological equipment
перемещается между грузовой платформой и грунтом без привлечения БПЛА. Фиг. 4 - на грузовой платформе установлено мобильное устройство для передвижения по посадочной площадке, стыковочно -разъединяемый узел выполнен в виде moves between the cargo platform and the ground without the involvement of a UAV. FIG. 4 - a mobile device is installed on the cargo platform for movement along the landing site, the docking-disconnect unit is made in the form
автоматизированного устройство для соединения технологического оборудования с посадочной площадкой высотного объекта. automated device for connecting technological equipment with the landing site of a high-rise facility.
Фиг. 5 - проиллюстрирован способ установки технологического оборудования на точках опоры высотного объекта отдаленных от посадочной площадки. FIG. 5 - a method for installing technological equipment at the support points of a high-rise object remote from the landing site is illustrated.
Фиг. 6 - проиллюстрирован способ долговременной установки на высотном объекте технологического оборудования и его сервис без привлечения БПЛА. FIG. 6 - a method of long-term installation of technological equipment on a high-rise facility and its service without involving a UAV is illustrated.
Фиг. 7 - проиллюстрирован способ установки технологического оборудования в виде группы взаимодействующих между собой устройств разной конструкции и разного назначения. FIG. 7 - a method for installing technological equipment in the form of a group of interacting devices of different designs and different purposes is illustrated.
Фиг. 8 - проиллюстрирован способ переноса технологического оборудования через инженерные препятствия на высотном объекте. FIG. 8 illustrates a method for transferring technological equipment through engineering obstacles at a high-rise facility.
Фиг. 9 - блок-схема способа эксплуатации робототехнического комплекса на высотных объектах. FIG. 9 is a block diagram of a method for operating a robotic complex at high-rise buildings.
ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕИТЕНИЯ MODES FOR CARRYING OUT THE INVENTION
На фиг. 1 изображен робототехнический комплекс 1 для эксплуатации на высотных объектах 2, состоящий из мобильной основной станции 4, беспилотного летательного аппарата (БПЛА) 5, технологического оборудования (система мониторинга) 13 FIG. 1 shows a robotic complex 1 for operation at high-altitude objects 2, consisting of a mobile base station 4, an unmanned aerial vehicle (UAV) 5, technological equipment (monitoring system) 13
поднимаемого на посадочную площадку (провод ЛЭП) 3 высотного объекта 2, системы дистанционного управления, наблюдения и навигации БПЛА (на чертеже не показаны), на БПЛА 5 установлена по меньшей мере одна, грузовая платформа 6, на грузовой платформе выполнены элементы соединения 7 с посадочной площадкой 3, и установлено подъёмно-спусковое устройство 8 с электрической лебедкой 9, выполнен блок elevated to the landing platform (power line wire) 3 of a high-rise object 2, a remote control system, observation and navigation of the UAV (not shown in the drawing), at least one cargo platform 6 is installed on the UAV 5, the elements of connection 7 with the landing platform 3, and a lifting and lowering device 8 with an electric winch 9 is installed, a block
управления 10, на электрической лебедке 9 установлена гибкая система подвески (трос)control 10, a flexible suspension system (cable) is installed on the electric winch 9
12, технологическое оборудование 13 кинетически связано с грузовой платформой 6 посредством гибкой подвески 12, технологическое оборудование 13 установлено с возможностью заданного перемещения относительно грузовой платформы 6, на технологическом оборудовании 13 установлен стыковочно-разъединяемый узел 14 для соединения с грузовой платформой 6, на грузовой платформе выполнено мобильное устройство 11 для перемещения по посадочной площадке 3. Устройство 1 работает следующим образом; оператор по радиоканалу с основной станции 4 запускает БПЛА 5, вместе с установленной грузовой платформой 6 и подъёмно-спусковым устройством 8, к электролебедке 9 присоединена часть гибкой подвески 12. БПЛА 5 перемещается по воздуху на необходимую высоту к посадочной площадке 3 высотного объекта 2. Другая часть гибкой подвески 12 соединена с технологическим оборудованием 13. Грузовая платформа 6 закрепляется своими элементами соединения 7 на посадочной площадке 3, после команды на блок управления 10 подъёмно-спусковое устройство 8 начинает взаимодействовать с гибкой системой подвески 12 и происходит подъем технологического оборудования 13 по направлению к грузовой платформе 6, где стыковочно -разъединяемый узел 14 соединяет 12, the technological equipment 13 is kinetically connected with the cargo platform 6 by means of a flexible suspension 12, the technological equipment 13 is installed with the possibility of a predetermined movement relative to the cargo platform 6, a docking-disconnect unit 14 is installed on the technological equipment 13 for connection with the cargo platform 6, on the cargo platform mobile device 11 for moving around the landing site 3. Device 1 operates as follows; the operator via radio from the main station 4 launches the UAV 5, together with the installed cargo platform 6 and the lifting and lowering device 8, a part of the flexible suspension 12 is attached to the electric winch 9. The UAV 5 moves through the air to the required height to the landing pad 3 of the high-rise object 2. Other part of the flexible suspension 12 is connected to the technological equipment 13. The cargo platform 6 is fixed with its connection elements 7 on the landing site 3, after the command to the control unit 10, the lifting and lowering device 8 begins to interact with the flexible suspension system 12 and the technological equipment 13 is lifted towards cargo platform 6, where the docking-disconnectable unit 14 connects
технологическое оборудование 13 и грузовую платформу 6, технологическое technological equipment 13 and cargo platform 6, technological
оборудование 13 устанавливается на посадочной площадке 3 высотного объекта или выборочно на определенной дистанции под посадочной площадкой 3. Мобильное устройство 11 по команде перемещает комплекс по посадочной площадке 3. equipment 13 is installed on the landing site 3 of a high-rise object or selectively at a certain distance under the landing site 3. The mobile device 11, on command, moves the complex along the landing site 3.
технологическое оборудование 13 начинает свою работу. technological equipment 13 begins its work.
На Фиг. 2 показана схема поэтапной эксплуатации робототехнического комплекса (вариант), 21 - БПЛА выполняет с воздуха мониторинг ЛЭП, 22 - подъем грузовой платформы в воздух, 23 - установка платформы на силовой провод, 24 - на землю сбрасывается гибкая подвеска, БПЛА отсоединяется, 25- персонал присоединяет к подвеске технологическое оборудование и электроподъемник (не показано), по подвеске поднимается электроподъемник с прикрепленным технологическим оборудованием, 26 - технологическое оборудование установлено на проводе. FIG. 2 shows a diagram of the phased operation of a robotic complex (option), 21 - UAV monitors power lines from the air, 22 - lifting the cargo platform into the air, 23 - installing the platform on a power wire, 24 - flexible suspension is dropped to the ground, UAV is disconnected, 25 - personnel connects technological equipment and an electric hoist to the suspension (not shown), an electric hoist with attached processing equipment is lifted along the suspension, 26 - technological equipment is installed on the wire.
На Фиг. 3 грузовая платформа 36 зафиксирована элементами соединения 34 на посадочной площадке 32. Оператор может выборочно задавать высоту нахождения технологического оборудования 39 посредством управления подъемно-спусковым устройством 38 установленном на грунте. Это происходит без повторного привлечения БПЛА 33 и без непосредственного контакта технологического оборудования 39 с посадочной площадкой 32 высотного объекта 31. Такая схема управления позволит оперативно менять положение технологического оборудования 39 относительно высотного объекта 31 (например, при подъеме грузов, страховки персонала, покраски опор ЛЭП и т.п.) за счет передвижения закольцованного каната 37 по роликовому блоку 35. На Фиг. 4 - на грузовой платформе 41 установлено мобильное устройство 42 для передвижения по посадочной площадке 44, выполнено автоматизированное устройство 43 для соединения фиксаторов 48 технологического оборудования 47 с посадочной площадкой 44 высотного объекта. Подъемно-спусковое устройство 45 поднимает наверх технологическое оборудование 47 и происходит взаимодействие автоматизированного устройства 43 с фиксаторами 48, в результате чего закрепляется на проводе 44 FIG. 3, the cargo platform 36 is fixed by the connection elements 34 on the landing platform 32. The operator can selectively set the height of the technological equipment 39 by controlling the lifting and lowering device 38 installed on the ground. This happens without re-engaging UAV 33 and without direct contact of technological equipment 39 with the landing pad 32 of high-rise object 31. Such a control scheme will make it possible to quickly change the position of technological equipment 39 relative to high-rise object 31 (for example, when lifting loads, insuring personnel, painting power transmission line supports, etc. etc.) due to the movement of the looped rope 37 along the roller block 35. FIG. 4 - a mobile device 42 is installed on the cargo platform 41 for moving around the landing platform 44, an automated device 43 is made for connecting the latches 48 of the technological equipment 47 with the landing platform 44 of a high-rise object. The lifting and lowering device 45 lifts up the technological equipment 47 and the automated device 43 interacts with the latches 48, as a result of which it is fixed on the wire 44
технологическое оборудование 47. technological equipment 47.
На Фиг. 5 робототехнический комплекс после выполнения установки грузовой платформы 51 на посадочной площадке 52, лебедка 58 наматывая гибкий трос 57 поднимает технологическое оборудование 53. Производится установка технологического оборудования 53 на точки опоры 55 и 56, отдаленными на определенном расстоянии от посадочной площадки 52 высотного объекта 54. Такой способ установки позволит проводить работы по подъему и закреплению нестандартного оборудования 3. FIG. 5, the robotic complex after the installation of the loading platform 51 on the landing pad 52, the winch 58 winding the flexible cable 57 lifts the technological equipment 53. The technological equipment 53 is installed on the support points 55 and 56, which are distant at a certain distance from the landing pad 52 of the high-rise object 54. installation method will allow for lifting and securing non-standard equipment 3.
На Фиг. 6. грузовая платформа 61 установлена на посадочной площадке 62 высотного объекта 68, обеспечиваются долговременное или постоянное закрепление грузовой платформы 61 и подъемно-спускового устройства 63 на посадочной площадке 62, (предпочтительно при этом производится расстыковка с БПЛА 67). Такая схема установки позволяет технологическому оборудованию 64 продолжительное время выполнять на высотном объекте 68 свои функции и при этом по команде оператора 66 (с использованием шифрованного радиокода) остается возможным опустить на гибкой сцепке 65 технологическое оборудование 64 на грунт без привлечения БПЛА 67 FIG. 6. the cargo platform 61 is installed on the landing platform 62 of the high-rise object 68, long-term or permanent fixing of the cargo platform 61 and the lifting and lowering device 63 on the landing platform 62 is provided (preferably this is done with undocking from the UAV 67). This installation scheme allows the technological equipment 64 to perform its functions on a high-rise object 68 for a long time, and at the same time, at the command of the operator 66 (using an encrypted radio code), it remains possible to lower the technological equipment 64 onto the ground on a flexible coupling 65 without involving the UAV 67
(например, для ремонта, замены источника питания, и т.п.). (for example, for repair, replacement of the power supply, etc.).
На Фиг. 7. грузовая платформа 71 установлена на посадочной площадке (провод) 72, БПЛА 73 отсоединен, производится подъем технологического оборудования в виде группы взаимодействующих между собой устройств разной конструкции и разного назначения - монтажного автоматизированного устройства 74 и маркеров 75 для долговременного жесткого соединения с проводом. В стационарных маркерах, выполнены фиксирующие зажимы 76. Монтажное автоматизированное устройство 74 позиционирует на проводе стационарный маркер 75 и по команде приводит в действие свой инструмент77, обеспечивающий передачу механических усилий на зажимы 76, и путем закручивания крепежных элементов зажимы 76 плотно стягивают разъемные части стационарного маркера 75, тем самым закрепляя маркер на проводе 72. При выполнении мобильного устройства для передвижения по проводу на грузовой платформе или на технологическом оборудовании комплекс передвигается на определенную дистанцию и повторяет процедуру уже с другим маркером. FIG. 7. the cargo platform 71 is installed on the landing site (wire) 72, the UAV 73 is disconnected, the process equipment is lifted in the form of a group of interacting devices of different designs and different purposes - an automated mounting device 74 and markers 75 for a long-term rigid connection with the wire. In stationary markers, fixing clamps 76 are made. The mounting automated device 74 positions the stationary marker 75 on the wire and, on command, activates its tool 77, which transfers mechanical forces to the clamps 76, and by twisting the fasteners the clamps 76 tightly pull the detachable parts of the stationary marker 75 , thereby securing the marker on wire 72. When performing a mobile device for moving along a wire on a cargo platform or on technological equipment, the complex moves a certain distance and repeats the procedure with a different marker.
На Фиг. 8 при установке на БПЛА 81 двух и более комплектов грузовых платформ (82,83) и гибких подвесок 84 достигается более сложное перемещение технологического оборудования 85 относительно высотного объекта 86. Первоначально роботизированный комплекс посредством БПЛА 81 устанавливается на посадочной площадке 87 с использованием грузовой платформы 82, а затем БПЛА 81 расстыковывается с платформой 82 и переносит грузовую платформу 83 на посадочную площадку 88. FIG. 8, when two or more sets of cargo platforms (82.83) and flexible suspensions 84 are installed on UAV 81, a more complex movement of technological equipment 85 relative to high-rise object 86 is achieved. Initially, a robotic complex by means of UAV 81 is installed on landing site 87 using a cargo platform 82, and then the UAV 81 undocks from the platform 82 and transfers the cargo platform 83 to the landing pad 88.
Подъемно-спусковое устройство 89 взаимодействует с гибкими подвесками 84 соединенными с грузовыми платформами 82 и 83, вследствие чего технологическое оборудование 85 перемещается по гибким подвескам с посадочной площадки 87 на посадочной площадку 88. Такая схема перемещения позволит технологическому оборудованию 85 преодолевать препятствия 90 инженерных высотных объектов The lifting and lowering device 89 interacts with flexible suspensions 84 connected to the loading platforms 82 and 83, as a result of which the technological equipment 85 moves along the flexible suspensions from the landing platform 87 to the landing platform 88. Such a movement scheme will allow the technological equipment 85 to overcome obstacles 90 engineering high-rise objects
(например, перенос оборудования через изоляторы опор, переход с одного провода на другой и т.п.) или позиционироваться в необходимой точке у высотного объекта. (for example, transferring equipment through support insulators, transition from one wire to another, etc.) or positioning itself at the required point near a high-rise object.
На Фиг. 9 - блок-схема способа эксплуатации робототехнического комплекса: FIG. 9 is a block diagram of a method for operating a robotic complex:
показывает этапы выполнения подъема технологического оборудования на высотный объект и варианты установки и взаимодействия между собой основных устройств робототехнического комплекса. shows the stages of lifting technological equipment to a high-rise object and options for installation and interaction between the main devices of the robotic complex.
Хотя изобретение описано со ссылкой на конкретные варианты реализации, это описание не следует рассматривать в ограничительном смысле. Различные модификации описанного варианта реализации, а также альтернативные варианты реализации изобретения будут очевидны для специалистов в данной области техники после обращения к описанию изобретения. Although the invention has been described with reference to specific embodiments, this description should not be construed in a limiting sense. Various modifications of the described embodiment, as well as alternative embodiments of the invention, will become apparent to those skilled in the art upon reference to the description of the invention.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ CLAIM
1. Робототехнический комплекс для эксплуатации на высотных объектах, входящих в систему электроэнергетики и радиосвязи, состоящий из основной станции, беспилотного летательного аппарата (БПЛА), технологического оборудования поднимаемого на посадочную площадку высотного объекта, системы дистанционного управления, наблюдения и навигации, отличающийся тем, что на БПЛА установлены по меньшей мере одна грузовая платформа, которая снабжена элементами соединения с посадочной площадкой высотного объекта, гибкая система подвески, которая обеспечивает 1. A robotic complex for operation at high-altitude objects that are part of the electric power and radio communication system, consisting of a main station, an unmanned aerial vehicle (UAV), technological equipment for a high-rise object lifted to the landing site, a remote control, observation and navigation system, characterized in that at least one cargo platform is installed on the UAV, which is equipped with elements of connection with the landing platform of a high-rise object, a flexible suspension system that provides
кинетическую связь грузовой платформы с технологическим оборудованием с kinetic connection of the cargo platform with technological equipment with
возможностью его заданного перемещения относительно грузовой платформы, по меньшей мере одно подъёмно-спусковое устройство с электрическим движителем, взаимодействующее с гибкой системой подвески, а управление подъёмно-спусковым устройством обеспечивается электронным блоком управления, при этом по меньшей мере на одном из устройств комплекса установлен стыковочно-разъединяемый узел, обеспечивающий возможность взаимодействия с другими устройствами комплекса или с посадочной площадкой высотного объекта. the possibility of its predetermined movement relative to the cargo platform, at least one lifting and lowering device with an electric propeller, interacting with a flexible suspension system, and the control of the lifting and lowering device is provided by an electronic control unit, while at least one of the devices of the complex is connected to a detachable unit providing the ability to interact with other devices of the complex or with the landing pad of a high-rise object.
2. Робототехнический комплекс для эксплуатации на высотных объектах по и. 1, отличающийся тем, что грузовая платформа выполнена с возможностью передвижения по посадочной площадке высотного объекта. 2. Robotic complex for operation at high-rise buildings according to and. 1, characterized in that the cargo platform is designed to move around the landing site of a high-rise object.
3. Робототехнический комплекс для эксплуатации на высотных объектах по и. 1, отличающийся тем, что дополнительно установлено автоматизированное устройство для соединения технологического оборудования с посадочной площадкой высотного объекта. 3. Robotic complex for operation at high-rise buildings according to and. 1, characterized in that an automated device is additionally installed for connecting technological equipment with the landing site of a high-rise object.
4. Робототехнический комплекс для эксплуатации на высотных объектах по и. 1, отличающийся тем, что подъёмно-спусковое устройство установлено на грузовой платформе. 4. Robotic complex for operation at high-rise facilities according to and. 1, characterized in that the lifting and lowering device is installed on the cargo platform.
5. Робототехнический комплекс для эксплуатации на высотных объектах по и. 1, отличающийся тем, что подъёмно-спусковое устройство установлено на грунте. 5. Robotic complex for operation at high-rise buildings according to and. 1, characterized in that the lifting and lowering device is installed on the ground.
6. Робототехнический комплекс для эксплуатации на высотных объектах по и. 1, отличающийся тем, что подъёмно-спусковое устройство выполнено с возможностью перемещения относительно грузовой платформы по гибкой системе подвески. 6. Robotic complex for operation at high-rise buildings according to and. 1, characterized in that the lifting and lowering device is configured to move relative to the cargo platform along a flexible suspension system.
7. Робототехнический комплекс для эксплуатации на высотных объектах по и. 1, отличающийся тем, что технологическое оборудование представлено в виде группы взаимодействующих между собой устройств разной конструкции и разного 7. Robotic complex for operation at high-rise buildings according to and. 1, characterized in that the technological equipment is presented as a group interacting devices of different designs and different
назначения. destination.
8. Робототехнический комплекс для эксплуатации на высотных объектах по и. 1, отличающийся тем, что гибкая подвеска представлена в виде бесконечной ленты. 8. Robotic complex for operation at high-rise buildings according to and. 1, characterized in that the flexible suspension is presented in the form of an endless belt.
9. Способ эксплуатации робототехнического комплекса на высотных объектах путем подачи команды с основной станции на БПЛА, снабженной грузовой платформой и гибкой системой подвески, выполненной с возможностью взаимодействия с подъёмно - спусковым устройством для перемещения на высоту технологического оборудования, перемещения БПЛА по воздуху на необходимую высоту к посадочной площадке высотного объекта, закрепления грузовой платформы посредством элементов соединения к посадочной площадке высотного объекта, подъема технологического оборудования по направлению к грузовой платформе с использованием подъёмно-спускового устройства и гибкой системы подвески, фиксации технологического оборудования и грузовой платформы посредством стыковочно -разъединяемого узла, размещения технологического оборудования на посадочной площадке высотного объекта, запуска технологического оборудования для эксплуатации на высоте в качестве стационарного, подвижного или самодвижущегося устройства. 9. A method of operating a robotic complex at high-altitude objects by sending a command from the main station to a UAV equipped with a cargo platform and a flexible suspension system designed to interact with a lifting and launching device for moving technological equipment to a height, moving the UAV through the air to the required height to landing site of a high-rise facility, securing the cargo platform by means of connecting elements to the landing site of a high-rise facility, lifting technological equipment towards the cargo platform using a lifting and lowering device and a flexible suspension system, fixing the technological equipment and the cargo platform by means of a docking-disconnectable unit, placing a technological equipment at the landing site of a high-rise facility, launching technological equipment for operation at altitude as a stationary, mobile or self-propelled device.
PCT/RU2020/050115 2019-06-11 2020-06-10 Robotic system and method for using same on tall structures WO2020256591A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019118226A RU2715682C1 (en) 2019-06-11 2019-06-11 Robot system and method of its operation at high-rise facilities related to power engineering and radio communication
RU2019118226 2019-06-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020256591A1 true WO2020256591A1 (en) 2020-12-24

Family

ID=69768112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2020/050115 WO2020256591A1 (en) 2019-06-11 2020-06-10 Robotic system and method for using same on tall structures

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2715682C1 (en)
WO (1) WO2020256591A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114061758A (en) * 2021-11-25 2022-02-18 浙江盛暄电力科技有限公司 A infrared radiation thermometer for electric power tour

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2760429C1 (en) * 2020-12-25 2021-11-25 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "ТЮМЕНСКОЕ ВЫСШЕЕ ВОЕННО-ИНЖЕНЕРНОЕ КОМАНДНОЕ УЧИЛИЩЕ ИМЕНИ МАРШАЛА ИНЖЕНЕРНЫХ ВОЙСК А.И. ПРОШЛЯКОВА" Министерства обороны Российской Федерации Multicopter-type unmanned aerial vehicle rechargable from overhead power lines

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1290875B (en) * 1966-07-05 1969-03-13 Laessig Foerdertech Hamburg Device for loading and unloading, in particular of ships with piece and / or bulk goods
SU1038450A1 (en) * 1980-07-17 1983-08-30 Центральный Научно-Исследовательский Институт Организации,Механизации И Технической Помощи Строительству Apparatus for transporting loads
US4818990A (en) * 1987-09-11 1989-04-04 Fernandes Roosevelt A Monitoring system for power lines and right-of-way using remotely piloted drone
RU20067U1 (en) * 2001-05-22 2001-10-20 Зао "Энергобалт" INSTALLATION DEVICE FOR TECHNICAL EQUIPMENT
RU2689643C1 (en) * 2018-10-04 2019-05-28 Общество С Ограниченной Ответственностью Инжиниринговая Компания "Велес" Cargo delivery system

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0311138D0 (en) * 2003-05-15 2003-06-18 Univ Wales Bangor Improvements in or relating to diagnostics
RU2558002C1 (en) * 2014-02-03 2015-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "Лаборатория будущего" Device for diagnostics of overhead power transmission lines and its component
CN106741942B (en) * 2016-12-20 2018-12-07 西安交通大学 A kind of bionical two mode of motion robot for HV Transmission Line Routing Inspection
RU2645774C1 (en) * 2017-02-13 2018-02-28 Сергей Григорьевич Кузовников Device for diagnostics of overhead power lines

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1290875B (en) * 1966-07-05 1969-03-13 Laessig Foerdertech Hamburg Device for loading and unloading, in particular of ships with piece and / or bulk goods
SU1038450A1 (en) * 1980-07-17 1983-08-30 Центральный Научно-Исследовательский Институт Организации,Механизации И Технической Помощи Строительству Apparatus for transporting loads
US4818990A (en) * 1987-09-11 1989-04-04 Fernandes Roosevelt A Monitoring system for power lines and right-of-way using remotely piloted drone
RU20067U1 (en) * 2001-05-22 2001-10-20 Зао "Энергобалт" INSTALLATION DEVICE FOR TECHNICAL EQUIPMENT
RU2689643C1 (en) * 2018-10-04 2019-05-28 Общество С Ограниченной Ответственностью Инжиниринговая Компания "Велес" Cargo delivery system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114061758A (en) * 2021-11-25 2022-02-18 浙江盛暄电力科技有限公司 A infrared radiation thermometer for electric power tour
CN114061758B (en) * 2021-11-25 2023-10-27 浙江盛暄电力科技有限公司 Infrared thermometer for electric power inspection

Also Published As

Publication number Publication date
RU2715682C1 (en) 2020-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11858631B2 (en) Aerial launch and/or recovery for unmanned aircraft with submersible devices, and associated systems and methods
US11542036B2 (en) Aerial launch and/or recovery for unmanned aircraft, and associated systems and methods
US11110305B2 (en) UAV—or personal flying device-delivered deployable descent device
CN110785372B (en) Anti-slewing device and method for lifting, suspending and moving loads
EP3858730B1 (en) Power line inspection vehicle
EP3759042B1 (en) System and method for handling wind turbine components for assembly thereof
WO2020256591A1 (en) Robotic system and method for using same on tall structures
CN110167841A (en) System and method for docking aerostatics, and the aerostatics and reception structure that are equipped with for this purpose
WO2019001662A1 (en) System and method for positioning wind turbine components
US20220339983A1 (en) Walking vtol drone and related systems and methods
CN108163179B (en) Near space aerostat issuing method and apparatus
US11391267B2 (en) System and method for handling wind turbine components for assembly thereof
RU2189925C1 (en) Helicopter external store system
KR101965362B1 (en) Unmanned aircraft for power cable checking using take-off and landing on power cable
JP7419596B1 (en) Method of inspecting and repairing structures using unmanned aerial vehicles
RU2748809C1 (en) Method for power supply and assembly of facilities in extreme conditions and air mobile unit for implementation thereof
CN114313204B (en) Short-distance motorized floating platform
KR100523762B1 (en) Construction wire connection system
JP2024517924A (en) Latching system and method for a VTOL vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20827936

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20827936

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1