CN107591730A - 一种架空输电线路无人机定载过线装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种架空输电线路无人机定载过线装置，当负载重量大于无人机额定负载量时，平衡杆杆的动力臂从凹槽滑出，牵引绳索从平衡杆杆的动力臂滑脱，无人机与负载之间自动脱离。当智能校核因某种原因失效时，工作人员可通过遥控器发送指令到远程操纵装置，从而控制电机转动，实现无人机与负载之间自动脱离。本发明能保证输电线路用无人机的安全荷载，不至于发生超重或面临异常情况时导致无人机坠毁；能保证输电线路工作人员的安全，避免了因为牵引放线等工作造成的人员登塔高风险，也达到了减负增效的目的；能保证输电设备的安全，通过无人机搭载定在装置放线可避免机具放线对输电线路造成的损伤。

Description

一种架空输电线路无人机定载过线装置

技术领域

本发明涉及输电线路维护领域，更具体地，涉及一种架空输电线路无人机定载过线装置。

背景技术

开展架空输电线路导线架设、飘挂物清除、缺陷处理等特种作业时，常常需要利用绳索传递、过渡工器具等才能完成。而在高达数十上百米的铁塔及导线上穿越绳索是一项难度系数较大的高空作业，传统方法是由高空作业人员背绳上塔完成，这一粗放式的作业方法不仅耗时耗力而且危险程度高。

随着无人机技术的快速发展，其在各行各业得到广泛应用，电力行业内特别是输电领域也逐步引入无人机开展巡视、消缺等日常工作。为了能够降低输电线路工作人员工作负担和危险程度，架空输电线路用无人机的功能也得到进一步扩展，在向着智能化程度高、荷载能力强、安全性能高的方向发展，利用无人机代替人进行放线及载物这一想法已经付诸现实工作中。

目前利用无人机进行架空输电线路放线、载物等工作，是直接将绳索、负荷等固定在无人机上，然后无人机上升到一定高度后穿越塔上支撑部位，再将绳头带回地面。上述技术方法具有如下致命弱点：当绳索、负载大于无人机额定负载量时，无人机无法脱离与负荷的联接，会出现无人机过载失控坠毁，危及输电线路运行及地面人员安全。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种架空输电线路无人机定载过线装置。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种架空输电线路无人机定载过线装置，设置于无人机上，包括支撑底座、自动卸载机构、平衡杠杆、荷载弹簧、定载挡板和牵引绳索，所述自动卸载机构包括外壳，外壳内设有电机以及与电机电连接的电源和远程操纵装置，所述外壳固定在支撑底座的一侧，且所述电机的转轴伸出外壳并穿过支撑底座上预设的通孔后在支撑底座的另一侧与平衡杆杆的支撑轴连接，平衡杆杆的一端通过荷载弹簧与支撑底座连接，定载挡板也固定在支撑底座的另一侧，定载挡板上竖直设有凹槽，平衡杆杆的另一端***该凹槽中，所述牵引绳索的上端套接在平衡杆杆上且位于平衡杆杆的支撑轴与定载挡板的凹槽之间，牵引绳索的下端吊有负载，在荷载弹簧弹力和负载的重力作用下，平衡杆杆保持平衡。

优选地，定载挡板可以设计成口字型、n字型或其他形式，也即其卸载形式可以多样化，还可设计成滑动形式，可在支撑底座上调整安装位置。

优选地，所述平衡杠杆的支撑轴两端分别为阻力臂和动力臂，阻力臂与荷载弹簧一端连接，动力臂***定载挡板的凹槽，牵引绳索的套接在动力臂上。

优选地，所述平衡杠杆为等臂型、不等臂型或直线型。

优选地，所述荷载弹簧为拉伸弹簧或压缩弹簧。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：本发明提供一种架空输电线路无人机定载过线装置，当负载重量大于无人机额定负载量时，平衡杆杆的动力臂从凹槽滑出，牵引绳索从平衡杆杆的动力臂滑脱，无人机与负载之间自动脱离。当智能校核因某种原因失效时，工作人员可通过遥控器发送指令到远程操纵装置，从而控制电机转动，实现无人机与负载之间自动脱离。本发明能保证输电线路用无人机的安全荷载，不至于发生超重或面临异常情况时导致无人机坠毁；能保证输电线路工作人员的安全，避免了因为牵引放线等工作造成的人员登塔高风险，也达到了减负增效的目的；能保证输电设备的安全，通过无人机搭载定在装置放线可避免机具放线对输电线路造成的损伤。

附图说明

图1为本发明架空输电线路无人机定载过线装置的示意图。

图2为本发明的工作原理图。

图3为平衡杠杆达到再次平衡的示意图。

图4为负载m°千克时平衡杠杆达到平衡的示意图。

其中：1、支撑底座；2、自动卸载机构；3、平衡杠杆；4、荷载弹簧；5、定载挡板；6、牵引绳索；7、负载；301、支撑轴；302、阻力臂；303、动力臂；501、凹槽。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

一种架空输电线路无人机定载过线装置，设置于无人机上，包括支撑底座1、自动卸载机构2、平衡杠杆3、荷载弹簧4、定载挡板5和牵引绳索6，所述自动卸载机构2包括外壳，外壳内设有电机以及与电机电连接的电源和远程操纵装置，所述外壳固定在支撑底座1的一侧，且所述电机的转轴伸出外壳并穿过支撑底座1上预设的通孔后在支撑底座的另一侧与平衡杆杆3的支撑轴301连接，平衡杆杆3的一端通过荷载弹簧4与支撑底座1连接，定载挡板5也固定在支撑底座1的另一侧，定载挡板5上竖直设有凹槽501，平衡杆杆3的另一端***该凹槽501中，所述牵引绳索6的上端套接在平衡杆杆3上且位于平衡杆杆3的支撑轴301与定载挡板5的凹槽501之间，牵引绳索6的下端吊有负载7，在荷载弹簧弹力和负载7的重力作用下，平衡杆杆3保持平衡。

在具体实施过程中，定载挡板5可以设计成口字型、n字型或其他形式，也即其卸载形式可以多样化，还可设计成滑动形式，可在支撑底座1上调整安装位置。

在具体实施过程中，所述平衡杠杆3的支撑轴301两端分别为阻力臂302和动力臂303，阻力臂302与荷载弹簧4一端连接，动力臂303***定载挡板5的凹槽501，牵引绳索6的套接在动力臂303上。

在具体实施过程中，所述平衡杠杆3为等臂型、不等臂型或直线型。

在具体实施过程中，所述荷载弹簧4为拉伸弹簧或压缩弹簧。

图2是本发明的工作原理图，由杠杆原理可知，荷载弹簧4处于平衡的条件为：

F₁×L₁＝F₂×L₂

其中：F₁荷载弹簧4的弹力，F₂表示负载的重力，L₁表示阻力臂302的长度，L₂表示动力臂303的长度，而由胡克定律可知，荷载弹簧4处于平衡状态时有：

F₂＝-k×Δx

其中k表示荷载弹簧4的弹性系数，Δx表示荷载弹簧4的形变量，初始状态时，无人机定载过线装置无负载，荷载弹簧4未发生形变，即：

F₁＝0

Δx＝0

荷载弹簧4处于平衡状态。

当定载过线装置通过牵引绳索承受质量为m千克的负载时，荷载弹簧4受到拉伸，设其在形变量达到Δx°后再次达到平衡，如图3所示。

则有：

F₁＝mg

由胡克定律可计算得形变量为：

若需设计一种负载能力能达到m°千克的无人机定载过线装置，则所配置的荷载弹簧4弹性系数需满足下式要求：

此时定在装置达到如图4所示的平衡状态，这种状态下，动力臂303端部刚好下滑到定载挡板5边缘，一旦负载7进一步加重动力臂303端部离开定载挡板5，牵引绳索6脱离，实现了卸载。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种架空输电线路无人机定载过线装置，设置于无人机上，其特征在于，包括支撑底座(1)、自动卸载机构(2)、平衡杠杆(3)、荷载弹簧(4)、定载挡板(5)和牵引绳索(6)，所述自动卸载机构(2)包括外壳，外壳内设有电机以及与电机电连接的电源和远程操纵装置，所述外壳固定在支撑底座(1)的一侧，且所述电机的转轴伸出外壳并穿过支撑底座(1)上预设的通孔后在支撑底座的另一侧与平衡杆杆(3)的支撑轴(301)连接，平衡杆杆(3)的一端通过荷载弹簧(4)与支撑底座(1)连接，定载挡板(5)也固定在支撑底座(1)的另一侧，定载挡板(5)上竖直设有凹槽(501)，平衡杆杆(3)的另一端***该凹槽(501)中，所述牵引绳索(6)的上端套接在平衡杆杆(3)上且位于平衡杆杆(3)的支撑轴(301)与定载挡板(5)的凹槽(501)之间，牵引绳索(6)的下端吊有负载(7)，在荷载弹簧弹力和负载(7)的重力作用下，平衡杆杆(3)保持平衡。

2.根据权利要求1所述的架空输电线路无人机定载过线装置，其特征在于，所述平衡杠杆(3)的支撑轴(301)两端分别为阻力臂(302)和动力臂(303)，阻力臂(302)与荷载弹簧(4)一端连接，动力臂(303)***定载挡板(5)的凹槽(501)，牵引绳索(6)的套接在动力臂(303)上。

3.根据权利要求2所述的架空输电线路无人机定载过线装置，其特征在于，所述平衡杠杆(3)为等臂型、不等臂型或直线型。

4.根据权利要求1所述的架空输电线路无人机定载过线装置，其特征在于，所述荷载弹簧(4)为拉伸弹簧或压缩弹簧。