CN107336831A - 一种飞滑式输电线路巡检无人机 - Google Patents

Abstract

本发明适用于输电线路巡检技术领域，提供一种飞滑式输电线路巡检无人机，包括机身，所述机身内安装有动力电源，所述机身安装有固定支架，所述固定支架末端安装有可转动换向的飞行驱动件，所述机身中央上方还安装有用于挂住输电线的悬挂结构。本发明巡检无人机具有自由飞行和线上滑行两种方式，两种方式通过飞行驱动件换向进行切换，并且悬挂结构配合工作使得无人机挂载在输电线上或者无人机从输电线上脱离，无人机完成障碍跨越飞到下一个悬挂点后，开始进一步的巡检工作。本无人机产品将巡线无人机和移动机器人优点进行结合，既具备飞行越障功能又具备线上滑行巡检功能，极大地提高了巡线的工作效率和巡检精度。

Description

一种飞滑式输电线路巡检无人机

技术领域

本发明属于输电线路巡检技术领域，尤其涉及一种飞滑式输电线路巡检无人机。

背景技术

采用高压和特高压架空电力线是长距离输配电力的主要方式。电力线及杆塔附件长期暴露在野外，因受到持续的机械张力、电气闪络、材料老化的影响而产生断股、磨损、腐蚀等损伤，如不及时修复更换，原本微小的破损和缺陷就可能扩大，最终导致严重事故，造成大面积的停电和巨大的经济损失。因此，供电公司要定期对线路设备巡检，及时发现早期损伤和缺陷并加以评估，然后根据缺陷的轻重缓急，以合理的费用和正确的优先顺序，安排必要的维护和修复，从而确保供电可靠性。

目前，输电线路巡检的方式主要有以下三种：

(1)人工巡检。输电线路运检班组定期对所辖线路进行巡检，由于输电线路分布点多面广，地理位置偏僻环境复杂，巡线人员需要翻山越岭，涉水过河，这期间各种伤害时刻威胁巡线人员。这种巡线方式劳动强度大，工作效率和质量低。

(2)巡线无人机。巡线无人机是近年大力推进的方式，操作人员在远方控制固定翼、多旋翼无人机按照固定线路进行拍摄，旋翼无人机可抵近杆塔和线路，悬停在空中进行拍摄，极大地提高了工作效率和质量。无人机巡检也有其缺点，一是续航时间短(30min)，二是巡检工作受天气影响较大。

(3)移动机器人巡检。移动巡线机器人以一定的速度沿输电线路爬行，并能跨越障碍，利用携带的检测装置实施接近检测，可以进一步提高巡线的工作效率和巡检精度。缺点是移动速度慢，结构复杂制约了其应用。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种飞滑式输电线路巡检无人机，旨在解决现有巡线无人机续航时间短、天气影响大，移动机器人巡检跨障结构复杂的技术问题。

本发明采用如下技术方案：

所述飞滑式输电线路巡检无人机包括机身，所述机身内安装有动力电源，所述机身安装有固定支架，所述固定支架末端安装有可转动换向的飞行驱动件，所述机身中央上方还安装有用于挂住输电线的悬挂结构。

进一步的，所述飞行驱动件包括旋翼电机、安装在所述旋翼电机输出轴的螺旋桨。

进一步的，所述悬挂结构包括多对可张开和闭合的卡爪。

进一步的，所述悬挂结构包括左右连接杆以及驱动所述左右连接杆相对转动的驱动装置，所述卡爪包括交错设置的左半爪和右半爪，其中所有左半爪位于左连接杆上，所有右半爪位于右连接杆上。

进一步的，所述悬挂结构包括C型挂件，所述C型挂件内顶端设置有滚轮，所述C型挂件的开口端还设置有转板。

进一步的，所述悬挂结构包括设置在机身上的连接座，还包括两对连杆，所述连杆包括两根转轴连接的臂杆，所述臂杆末端开有滑槽，所述滑槽安装在对应的连接座上，两对连杆的转轴连接位置之间还设有压轮，所述悬挂结构还包括两根C型挂架以及用于驱动所述压轮上下移动的驱动机构，每根C型挂架的上部分还安装有凹槽轮。

进一步的，所述C型挂架有上下两个自由端，其中上自由端向上弯曲，下自由端向下弯曲，且下自由端长度长于上自由端。

进一步的，所述C型挂架的下部分穿过对应侧的臂杆并固定。

本发明的有益效果是：本发明提供的飞滑式输电线路巡检无人机是一种同时具备自由飞行和线上滑行功能的巡检无人机，使用时首先利用自由飞行方式直接飞到输电线附近，通过悬挂结构挂在输电线上后，然后飞行驱动件换向驱动无人机在输电线上滑行，当遇到障碍物时，飞行驱动件再次换向切回自由飞行方式，悬挂结构放开，通过自由飞行跨越障碍物，然后继续悬挂在输电线上；本无人机产品将巡线无人机和移动机器人优点进行结合，既具备飞行越障功能又具备线上滑行巡检功能，极大地提高了巡线的工作效率和巡检精度。

附图说明

图1是自由飞行方式下一种结构的巡检无人机正视图；

图2是自由飞行方式下一种结构的巡检无人机俯视图；

图3是线上滑行方式下一种结构的巡检无人机正视图；

图4是线上滑行方式下一种结构的巡检无人机俯视图；

图5是悬挂结构的一种结构图；

图6是悬挂结构的另一种结构图；

图7是巡检无人机脱离输电线状态下的正视图；

图8是巡检无人机脱离输电线状态下的侧视图；

图9是巡检无人机脱离悬挂状态下的正视图；

图10是巡检无人机巡检无人机悬挂状态下的侧视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明，为了便于说明仅示出了与本发明实施例相关的部分。

实施例一：

如图1-4所示，所述巡检无人机包括机身1，所述机1身内安装有动力电源，所述机身安装有固定支架2，所述固定支架2末端安装有可转动换向的飞行驱动件3，所述机身1中央上方还安装有用于挂住输电线的悬挂结构4。

本实施例中，所述动力电源为无人机的飞行驱动件提供动力，一般包括充电电池及感应充电控制电路。另外，作为一种可实现方式，所述动力电源还包括感应取电电路，可以从输电线杆塔上安装的充电装置取电，该充电装置按照无人机续航距离设置，以提高续航时间，基本上可实现无间断连续巡检。

图示中，所述飞行驱动件为旋翼飞行组件，旋翼飞行组件的数量可自行设置,包括旋翼电机、安装在所述旋翼电机输出轴的螺旋桨，整个无人机可看做旋翼无人机.图示为四旋翼无人机，当然也可以设置成两旋翼或者其他旋翼数量的无人机。相较于现有旋翼无人机，本无人机中,旋翼电机转动连接于固定支架末端，可调整旋翼电机的位置和方向。

本发明巡检无人机具有自由飞行和线上滑行两种方式。自由飞行方式如图1、2所示，这种方式无人机飞行时可以上升、下降和悬停，旋翼电机与固定支架呈垂直状态，此种状态无人机可以完成悬挂导线；飞跃防震锤、绝缘子、铁塔等障碍；不同线路间移动；快速充电等工作。线上滑行如图3、4所示，无人机悬挂在导线上，旋翼电机与固定支架呈水平状态，此种状态无人机可以完成线上移动，利用携带的摄像或检测装置，对杆塔、导线、绝缘子、金具、线路通道等实施近距离拍摄和检测。对于四旋翼结构，图示中，前面的两个旋翼电机完成换向，与固定支架呈水平状态，后面两个旋翼电机根据实际情况也可以同时换向。

因此本结构中，具体使用时，飞滑式输电线路巡检无人机从地面起飞，绕过高压线飞到避雷线(OPWG复合光缆)下，垂直悬停完成悬挂，确定悬挂到位,旋翼停止工作，旋翼切换调整到水平状态开始巡检工作，推动无人机在输电线上滑行，到了杆塔附近后旋翼停止工作，旋翼调整到垂直状态，确定到位后,启动旋翼分开悬挂结构，无人机开始完成障碍跨越飞到下一个悬挂点，开始进一步的巡检工作。本无人机产品将巡线无人机和移动机器人优点进行结合，既具备飞行越障功能又具备线上滑行巡检功能，极大地提高了巡线的工作效率和巡检精度。

虽然本实施例中飞行驱动件采用旋翼飞行组件，实际情况下，也可以使用喷气式飞行组件或者其他结构，这都在本发明的保护范围内。对于喷气式飞行组件，自由飞行方式下喷气式飞行组件的喷气口朝下，线上滑行方式时，喷气式飞行组件的喷气口向后。

本实施例通过悬挂结构完成无人机悬挂停靠。结合图5所示，作为一种悬挂结构的一种可实现结构，所述悬挂结构包括多对可张开和闭合的卡爪，悬挂时，首先卡爪张开，然后无人机上升卡爪的开口靠近输电线，到位后卡爪闭合。具体的，所述悬挂结构4包括左右连接杆41、42以及驱动所述左右连接杆相对转动的驱动装置(图中未示出)，所述卡爪包括交错设置的左半爪43和右半爪44，其中所有左半爪位于左连接杆41上，所有右半爪位于右连接杆42上。作为所述驱动装置的一种具体结构，所述驱动装置包括固定架，固定架两侧为推杆，所述推杆推动相应侧的连接杆绕固定架顶部转动。

另外，作为所述悬挂结构的另一种可实现结构，如图6所示，所述悬挂结构4包括C型挂件45，所述C型挂件内顶端设置有滚轮46，所述C型挂件的开口端还设置有转板47。

实施例二：

如图7-10所示，本实施例提供的巡检无人机包括机身1，所述机1身内安装有动力电源，所述机身安装有固定支架2，所述固定支架2末端安装有可转动换向的飞行驱动件3，所述机身1中央上方还安装有用于挂住输电线的悬挂结构4。与实施例一不同之处在于，本实施例中，所述悬挂结构包括设置在机身上的连接座48，还包括两对连杆49，所述连杆包括两根转轴连接的臂杆，所述臂杆末端开有滑槽410，所述滑槽410安装在对应的连接座48上，滑槽410可沿连接座48滑动，两对连杆的转轴连接位置之间还设有压轮411，所述悬挂结构还包括两根C型挂架412以及用于驱动所述压轮411上下移动的驱动机构(图中未示出)，每根C型挂架412的上部分还安装有凹槽轮413。

巡检无人机的自由飞行方式如图7、8所示，C型挂架一侧开口，飞行驱动件控制无人机上升到一定高度后，控制无人机横向移动，使得输电线从C型挂架的开口穿入，输电线正好位于凹槽轮下方，然后控制飞行驱动件换向，巡检无人机进入线上滑行方式，然后驱动机构驱动压轮上移，此时连杆弯折，连杆中间的连接转轴同步上移，使得输电线正好在两个凹槽轮和中间的压轮之间，巡检无人机不会从输电线上脱落。当然也可以控制使得输电线正好位于凹槽轮后，控制驱动机构驱动压轮上移，使得输电线正好在两个凹槽轮和中间的压轮之间，然后再控制飞行驱动件换向，巡检无人机进入线上滑行方式。在线上滑行方式下，如图9、10所示，图示中飞行驱动件并未换向，当飞行驱动件换向后，飞行驱动件与固定支架呈水平状态，即可推动无人机沿输电线滑行。当需要跨越障碍时，飞行驱动件换向到初始位置，飞行驱动件与固定支架垂直，驱动机构驱动压轮下移回退，然后控制巡检无人从整体平移，使得输电线从压轮和凹槽轮之前脱离，巡检无人机完成障碍跨越飞到下一个悬挂点，开始进一步的巡检工作。

另外，图示中所述C型挂架的下部分穿过对应侧的臂杆并固定。当然也可以将C型挂架的下部分直接固定在机身上。

本实施例中，如图7、9所示，所述C型挂架有上下两个自由端(即C型挂架的两个末端)，其中上自由端向上弯曲，下自由端向下弯曲，且下自由端长度长于上自由端，这种结构便于输电线从C型挂架的开口处穿入。

本发明实施例一和实施例二提供了两种不同悬挂结构的飞滑式输电线路巡检无人机。实施例一是垂直上下移动的悬挂方式，实施例二是侧面水平移动悬挂方式，这两种方式都可以很好完成无人机的悬挂动作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种飞滑式输电线路巡检无人机，其特征在于，所述巡检无人机包括机身，所述机身内安装有动力电源，所述机身安装有固定支架，所述固定支架末端安装有可转动换向的飞行驱动件，所述机身中央上方还安装有用于挂住输电线的悬挂结构。

2.如权利要求1所述飞滑式输电线路巡检无人机，其特征在于，所述飞行驱动件包括旋翼电机、安装在所述旋翼电机输出轴的螺旋桨。

3.如权利要求2所述飞滑式输电线路巡检无人机，其特征在于，所述悬挂结构包括多对可张开和闭合的卡爪。

4.如权利要求3所述飞滑式输电线路巡检无人机，其特征在于，所述悬挂结构包括左右连接杆以及驱动所述左右连接杆相对转动的驱动装置，所述卡爪包括交错设置的左半爪和右半爪，其中所有左半爪位于左连接杆上，所有右半爪位于右连接杆上。

5.如权利要求2所述飞滑式输电线路巡检无人机，其特征在于，所述悬挂结构包括C型挂件，所述C型挂件内顶端设置有滚轮，所述C型挂件的开口端还设置有转板。

6.如权利要求2所述飞滑式输电线路巡检无人机，其特征在于，所述悬挂结构包括设置在机身上的连接座，还包括两对连杆，所述连杆包括两根转轴连接的臂杆，所述臂杆末端开有滑槽，所述滑槽安装在对应的连接座上，两对连杆的转轴连接位置之间还设有压轮，所述悬挂结构还包括两根C型挂架以及用于驱动所述压轮上下移动的驱动机构，每根C型挂架的上部分还安装有凹槽轮。

7.如权利要求6所述飞滑式输电线路巡检无人机，其特征在于，所述C型挂架有上下两个自由端，其中上自由端向上弯曲，下自由端向下弯曲，且下自由端长度长于上自由端。

8.如权利要求7所述飞滑式输电线路巡检无人机，其特征在于，所述C型挂架的下部分穿过对应侧的臂杆并固定。