CN112776984A - 无人机定点投掷装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及架空输电线路检修技术领域，是一种无人机定点投掷装置，包括无人机本体、收绳装置、防绕装置、牵引绳、投放器和控制***，无人机本体下端中央设有收绳装置。本发明结构合理而紧凑，使用方便，在对35千伏220千伏输电线路高山大岭，隔壁沙漠线路检修过程中，能够为检修作业快速高效的传递8公斤以下的个人工具、杆塔金具，缩短了传递工器具时间，减少了人员体力消耗，降低了安全风险，为输电线路安全可靠运行提供了有力保证，通过设置收绳装置和防绕装置，能够提高本发明的负载，还能够防止在运输过程中牵引绳缠绕，确保设备的安全稳定运行，具有安全、省力、简便、高效的特点。
Description
技术领域
本发明涉及架空输电线路检修技术领域，是一种无人机定点投掷装置。
背景技术
在架空输电线路高山大岭、隔壁沙漠线路检修工作中，由于线路覆盖面广，地理环境差异大，人员少，对输电线路检修工作带来了极大的难度，现在存在较为复杂的问题是35千伏至110千伏输电线路位于高山大岭，隔壁沙漠，传递工器具时间长，人员体力消耗大，安全风险高，给检修人员带来了较大的困难，导致输电线路运行不可靠性逐步提高，现有无人机的负载经济性差以及在运输过程中物品容易在牵引绳的自转过程中摆动缠绕，影响无人机的运行，此类问题对输电线路运行及检修安全都埋下很大隐患。
发明内容
本发明提供了一种无人机定点投掷装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有架空输电线路检修工作中存在的传递工器具时间长，人员体力消耗大，安全风险高、经济效益差以及无人机运行不稳定的问题。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种无人机定点投掷装置，包括无人机本体、收绳装置、防绕装置、牵引绳、投放器和控制***，无人机本体下端中央设有收绳装置，收绳装置包括固定支架、收绳电机、主收绳滚筒和副收绳滚筒，无人机本体下端中央可拆卸固定安装有固定支架，固定支架右部下端固定安装有收绳电机，收绳电机左端有输出轴，固定支架中部下端转动安装有右端与输出轴左端固定安装在一起的输入轴，输入轴中部外侧固定安装有筒状结构的主收绳滚筒，对应输入轴前方位置的固定支架下端转动安装有左右向的从动轴，从动轴左端与输入轴左端通过带轮传动连接在一起，从动轴中部外侧固定安装有与主收绳滚筒结构相同且前后对称分布的副收绳滚筒，主收绳滚筒下方设有防绕装置，防绕装置包括壳体、滑轮和吊钩，壳体下部沿水平方向转动安装有吊钩，吊钩和位于吊钩下方的投放器上侧安装在一起，壳体上部中央转动安装有中央有环槽的滑轮，牵引绳的一端固定安装于主收绳滚筒左端外侧，牵引绳的另一端穿过滑轮下部外侧后固定安装于副收绳滚筒左端外侧，牵引绳于主收绳滚筒外侧的缠绕方向和牵引绳于副收绳滚筒外侧的缠绕方向相同，控制***包括收绳控制装置、投放控制装置和遥控器，收绳控制装置包括间隔固定安装于固定支架上的第一供电模块、第一无线通讯模块、第一控制模块和第一电机正反转控制模块，第一供电模块的输出端与第一控制模块的电源输入端电连接，第一控制模块的输出端与第一电机正反转控制模块的输入端电连接，第一电机正反转控制模块的输出端与收绳电机的输入端电连接，第一控制模块与第一无线通讯模块之间有线通信连接，投放控制装置包括间隔固定安装于投放器上的第二供电模块、第二无线通讯模块、第二控制模块和第二电机正反转控制模块，第二供电模块的输出端与第二控制模块的电源输入端电连接，第二控制模块的输出端与第二电机正反转控制模块的输入端电连接，第二电机正反转控制模块的输出端与投放器的投放电机的输入端电连接，第二控制模块与第二无线通讯模块之间有线通信连接，无人机本体内有第三无线通讯模块，遥控器内有第四无线通讯模块，所述第四无线通讯模块与第一无线通讯模块、第二无线通讯模块以及第三无线通讯模块均无线通信连接。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
上述收绳控制装置还可包括固定安装于固定支架左部下侧且间隔设有若干个第一穿线孔的第一控制箱，第一供电模块、第一无线通讯模块、第一控制模块和第一电机正反转控制模块间隔固定安装于第一控制箱内。
上述收绳装置还可包包括套装于主收绳滚筒外侧的箱体结构的保护箱，保护箱上侧与固定支架固定安装在一起，对应主收绳滚筒位置的保护箱下侧设有上下贯通的通孔，牵引绳中部穿过通孔后与滑轮下部外侧相接触，保护箱后部左端设有左右贯通的左安装孔，输入轴左端外侧转动安装于左安装孔内，保护箱后部右端设有与左安装孔相对应的右安装孔，输入轴右端穿过右安装孔后与输出轴固定安装在一起，保护箱前部左端和前部右端分别设有左右贯通的第一安装孔和第二安装孔，从动轴的左端转动安装于第一安装孔内，从动轴的右端转动安装于第二安装孔内，主收绳滚筒两端外侧和副收绳滚筒两端外侧均固定安装有挡板。
上述投放控制装置还可包括固定安装于投放器上侧且侧面间隔设有若干个第二穿线孔的第二控制箱，第二控制箱上侧和收绳滚筒通过穿过通孔的牵引绳固定连接在一起，第二供电模块、第二无线通讯模块、第二控制模块和第二电机正反转控制模块间隔固定安装于第一控制箱内。
上述第二控制箱上侧中央可固定安装有吊环，吊钩与吊环连接在一起。
上述投放器的脱线钩可有开口向下U形槽，投放器的拉杆右端穿过脱线钩的U形槽后与投放器的机械臂铰接连接，投放器的拉杆左部上侧具有左低右高的倾斜面。
上述投放器下侧可位于无人机本体的起落架下侧上方。
本发明结构合理而紧凑，使用方便，在对35千伏220千伏输电线路高山大岭，隔壁沙漠线路检修过程中，能够为检修作业快速高效的传递8公斤以下的个人工具、杆塔金具，缩短了传递工器具时间，减少了人员体力消耗，降低了安全风险，为输电线路安全可靠运行提供了有力保证，确保设备的安全稳定运行，具有安全、省力、简便、高效的特点。
附图说明
附图1为本发明的主视局部剖视结构示意图。
附图2为本发明中投放器的主视局部剖视结构示意图。
附图3为本发明中收绳装置的俯视放大结构示意图。
附图4为本发明中防绕装置的主视放大结构示意图。
附图5为本发明的电路结构框图。
附图中的编码分别为：1为无人机本体，2为固定支架，3为收绳电机，4为主收绳滚筒，5为输入轴，6为牵引绳，7为保护箱，8为挡板，9为投放器，10为第一控制箱，11为第二控制箱，12为吊环，13为脱线钩，14为拉杆，15为机械臂，16为起落架，17为倾斜面，18为投放电机，19为遥控器，20为第一供电模块，21为第二供电模块，22为第一无线通讯模块，23为第二无线通讯模块，24为第三无线通讯模块，25为第四无线通讯模块，26为第一控制模块，27为第二控制模块，28为第一电机正反转控制模块，29为第二电机正反转控制模块，30为从动轴，31为副收绳滚筒，32为壳体，33为滑轮，34为吊钩。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：
如附图1、2、3、4、5所示，该无人机定点投掷装置包括无人机本体1、收绳装置、防绕装置、牵引绳6、投放器9和控制***，无人机本体1下端中央设有收绳装置，收绳装置包括固定支架2、收绳电机3、主收绳滚筒4和副收绳滚筒31，无人机本体1下端中央可拆卸固定安装有固定支架2，固定支架2右部下端固定安装有收绳电机3，收绳电机3左端有输出轴，固定支架2中部下端转动安装有右端与输出轴左端固定安装在一起的输入轴5，输入轴5中部外侧固定安装有筒状结构的主收绳滚筒4，对应输入轴5前方位置的固定支架2下端转动安装有左右向的从动轴30，从动轴30左端与输入轴5左端通过带轮传动连接在一起，从动轴30中部外侧固定安装有与主收绳滚筒4结构相同且前后对称分布的副收绳滚筒31，主收绳滚筒4下方设有防绕装置，防绕装置包括壳体32、滑轮33和吊钩34，壳体32下部沿水平方向转动安装有吊钩34，吊钩34和位于吊钩34下方的投放器9上侧安装在一起，壳体32上部中央转动安装有中央有环槽的滑轮33，牵引绳6的一端固定安装于主收绳滚筒4左端外侧，牵引绳6的另一端穿过滑轮33下部外侧后固定安装于副收绳滚筒31左端外侧，牵引绳6于主收绳滚筒4外侧的缠绕方向和牵引绳6于副收绳滚筒31外侧的缠绕方向相同，控制***包括收绳控制装置、投放控制装置和遥控器19；
收绳控制装置包括间隔固定安装于固定支架2上的第一供电模块20、第一无线通讯模块22、第一控制模块26和第一电机正反转控制模块28，第一供电模块20的输出端与第一控制模块26的电源输入端电连接，第一控制模块26的输出端与第一电机正反转控制模块28的输入端电连接，第一电机正反转控制模块28的输出端与收绳电机3的输入端电连接，第一控制模块26与第一无线通讯模块22之间有线通信连接；
投放控制装置包括间隔固定安装于投放器9上的第二供电模块21、第二无线通讯模块23、第二控制模块27和第二电机正反转控制模块29，第二供电模块21的输出端与第二控制模块27的电源输入端电连接，第二控制模块27的输出端与第二电机正反转控制模块29的输入端电连接，第二电机正反转控制模块29的输出端与投放器9的投放电机18的输入端电连接，第二控制模块27与第二无线通讯模块23之间有线通信连接；
无人机本体1内有第三无线通讯模块24，遥控器19内有第四无线通讯模块25，所述第四无线通讯模块25与第一无线通讯模块22、第二无线通讯模块23以及第三无线通讯模块24均无线通信连接。
根据需求，无人机本体1为现有公知技术，如大疆经纬M600无人机，遥控器19可为现有公知技术，如大疆经纬 M600系列遥控器19，遥控器19左侧的水平滚轮控制升降，遥控器19右侧的水平滚轮控制投放，也可采用DJI大疆经纬M600系列遥控器通道扩展组件与遥控器19有线通信连接，从而达到控制负载动作，在使用的时候，只需把M600的遥控器19本身自带的接口模块更换成新扩展件的接口模块，将扩展件连接线***接口，此外把通道扩展模块卡在原来的M600的遥控器19的背部金属支架上，即可完成安装，然后通过DJIAssistant 2调参软件，设置对应电机控制装置相对应的F通道的映射，即可实现对收绳电机3和投放器9的投放电机18的远程控制设置，收绳电机3为现有公知技术，如12v直流电机，牵引绳6为长度10m、直径1.5mm钢丝线，投放器9为现有公知技术，如无人机抛投器或公开号为CN201720337149.8，名称为：一种具有投放器的多功能无人机中的投放器，第一控制模块26和第二控制模块27均为现有公知技术，如STC89C52单片机电路，第一电机正反转控制模块28和第二电机正反转控制模块29均为现有公知技术，如 L298N电机驱动电路，第一供电模块20和第二供电模块21均为现有公知技术，如12v的锂电池，第一无线通讯模块22和第二无线通讯23模块均为现有公知技术，如WiFi模块电路，第三无线通讯模块24和第四无线通讯模块25均为现有公知技术，如大功率WiFi模块SKW77。
在使用过程中，先通过收绳电机3将牵引绳6收紧，然后将物体挂在投放器9上，地面操作人员通过遥控器19控制无人机本体1飞往指定地点，操作人员通过遥控器19远程控制收绳电机3将投放器9缓降至指定高度，再控制投放器9，将物体松开至作业人员位置，在对35千伏220千伏输电线路高山大岭，隔壁沙漠线路检修过程中，能够为检修作业快速高效的传递8公斤以下的个人工具、杆塔金具，缩短了传递工器具时间，减少了人员体力消耗，降低了安全风险，为输电线路安全可靠运行提供了有力保证，通过设置收绳装置和防绕装置，能够提高本发明的负载，还能够防止在运输过程中牵引绳6缠绕，确保设备的安全稳定运行，本发明结构合理而紧凑，使用方便，具有安全、省力、简便、高效的特点。
可根据实际需要，对上述无人机定点投掷装置作进一步优化或/和改进：
如附图1所示，收绳控制装置还包括固定安装于固定支架2左部下侧且间隔设有若干个第一穿线孔的第一控制箱10，第一供电模块20、第一无线通讯模块22、第一控制模块26和第一电机正反转控制模块28间隔固定安装于第一控制箱10内。
在使用过程中，第一穿线孔便于安装第一电机正反转控制模块28与收绳电机3电连接的导线，通过这样的设置，便于保护第一供电模块20、第一无线通讯模块22、第一控制模块26和第一电机正反转控制模块28，也能够避免其它信号造成的干扰，提高使用过程中的可靠性。
如附图1、3所示，收绳装置还包括套装于主收绳滚筒4外侧的箱体结构的保护箱7，保护箱7上侧与固定支架2固定安装在一起，对应主收绳滚筒4位置的保护箱7下侧设有上下贯通的通孔，牵引绳6中部穿过通孔后与滑轮33下部外侧相接触，保护箱7后部左端设有左右贯通的左安装孔，输入轴5左端外侧转动安装于左安装孔内，保护箱7后部右端设有与左安装孔相对应的右安装孔，输入轴5右端穿过右安装孔后与输出轴固定安装在一起，保护箱7前部左端和前部右端分别设有左右贯通的第一安装孔和第二安装孔，从动轴30的左端转动安装于第一安装孔内，从动轴30的右端转动安装于第二安装孔内，主收绳滚筒4两端外侧和副收绳滚筒31两端外侧均固定安装有挡板8。
根据需求，输入轴5右部外侧转动安装于右安装孔内。在使用过程中，通过设置保护箱7，能够防止牵引绳6摆动过大影响无人机本体1的姿态，也能够对牵引绳6起到导向作用，能够便于输入轴5的安装，同时还能够对主收绳滚筒4、副收绳滚筒31和牵引绳6起到保护作用。
如附图1所示，投放控制装置还包括固定安装于投放器9上侧且侧面间隔设有若干个第二穿线孔的第二控制箱11，第二控制箱11上侧和主收绳滚筒4通过穿过通孔的牵引绳6固定连接在一起，第二供电模块21、第二无线通讯模块23、第二控制模块27和第二电机正反转控制模块29间隔固定安装于第一控制箱10内。
在使用过程中，第二穿线孔便于安装第二电机正反转控制模块29和投放器9的投放电机18电连接的导线，通过这样的设置，便于保护第二供电模块21、第二无线通讯模块23、第二控制模块27和第二电机正反转控制模块29，也能够避免其它信号造成的干扰，提高使用过程中的可靠性。
如附图1、2所示，第二控制箱11上侧中央固定安装有吊环12，吊钩34与吊环12连接在一起。
根据需求，吊环12可为现有公知技术，如美式旋转吊环或起重吊环。在使用过程中，通过这样的设置，便于将吊钩34与吊环12进行连接，拆装方便。
如附图1、2所示，投放器9的脱线钩13有开口向下U形槽，投放器9的拉杆14右端穿过脱线钩13的U形槽后与投放器9的机械臂15铰接连接，投放器9的拉杆14左部上侧具有左低右高的倾斜面17。
根据需求，投放器9的拉杆14左部也可为左小右大的圆台形。在使用过程中，通过这样的设置，便于悬挂物在投放器9的拉杆14退出脱线钩13的U形槽后沿倾斜面17顺利下落，避免发生卡塞现象。
如附图1所示，投放器9下侧位于无人机本体1的起落架16下侧上方。
在使用过程中，通过这样的设置，能够防止下落时投放器9下侧与地面发生碰撞，延长本发明的使用寿命。
以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
Claims (10)
1.一种无人机定点投掷装置，其特征在于包括无人机本体、收绳装置、防绕装置、牵引绳、投放器和控制***，无人机本体下端中央设有收绳装置，收绳装置包括固定支架、收绳电机、主收绳滚筒和副收绳滚筒，无人机本体下端中央可拆卸固定安装有固定支架，固定支架右部下端固定安装有收绳电机，收绳电机左端有输出轴，固定支架中部下端转动安装有右端与输出轴左端固定安装在一起的输入轴，输入轴中部外侧固定安装有筒状结构的主收绳滚筒，对应输入轴前方位置的固定支架下端转动安装有左右向的从动轴，从动轴左端与输入轴左端通过带轮传动连接在一起，从动轴中部外侧固定安装有与主收绳滚筒结构相同且前后对称分布的副收绳滚筒，主收绳滚筒下方设有防绕装置，防绕装置包括壳体、滑轮和吊钩，壳体下部沿水平方向转动安装有吊钩，吊钩和位于吊钩下方的投放器上侧安装在一起，壳体上部中央转动安装有中央有环槽的滑轮，牵引绳的一端固定安装于主收绳滚筒左端外侧，牵引绳的另一端穿过滑轮下部外侧后固定安装于副收绳滚筒左端外侧，牵引绳于主收绳滚筒外侧的缠绕方向和牵引绳于副收绳滚筒外侧的缠绕方向相同，控制***包括收绳控制装置、投放控制装置和遥控器19，控制***包括收绳控制装置、投放控制装置和遥控器，收绳控制装置包括间隔固定安装于固定支架上的第一供电模块、第一无线通讯模块、第一控制模块和第一电机正反转控制模块，第一供电模块的输出端与第一控制模块的电源输入端电连接，第一控制模块的输出端与第一电机正反转控制模块的输入端电连接，第一电机正反转控制模块的输出端与收绳电机的输入端电连接，第一控制模块与第一无线通讯模块之间有线通信连接，投放控制装置包括间隔固定安装于投放器上的第二供电模块、第二无线通讯模块、第二控制模块和第二电机正反转控制模块，第二供电模块的输出端与第二控制模块的电源输入端电连接，第二控制模块的输出端与第二电机正反转控制模块的输入端电连接，第二电机正反转控制模块的输出端与投放器的投放电机的输入端电连接，第二控制模块与第二无线通讯模块之间有线通信连接，无人机本体内有第三无线通讯模块，遥控器内有第四无线通讯模块，所述第四无线通讯模块与第一无线通讯模块、第二无线通讯模块以及第三无线通讯模块均无线通信连接。
2.根据权利要求1所述的无人机定点投掷装置，其特征在于收绳控制装置还包括固定安装于固定支架左部下侧且间隔设有若干个第一穿线孔的第一控制箱，第一供电模块、第一无线通讯模块、第一控制模块和第一电机正反转控制模块间隔固定安装于第一控制箱内。
3.根据权利要求1或2所述的无人机定点投掷装置，其特征在于收绳装置还包括套装于主收绳滚筒外侧的箱体结构的保护箱，保护箱上侧与固定支架固定安装在一起，对应主收绳滚筒位置的保护箱下侧设有上下贯通的通孔，牵引绳中部穿过通孔后与滑轮下部外侧相接触，保护箱后部左端设有左右贯通的左安装孔，输入轴左端外侧转动安装于左安装孔内，保护箱后部右端设有与左安装孔相对应的右安装孔，输入轴右端穿过右安装孔后与输出轴固定安装在一起，保护箱前部左端和前部右端分别设有左右贯通的第一安装孔和第二安装孔，从动轴的左端转动安装于第一安装孔内，从动轴的右端转动安装于第二安装孔内，主收绳滚筒两端外侧和副收绳滚筒两端外侧均固定安装有挡板。
4.根据权利要求3所述的无人机定点投掷装置，其特征在于投放控制装置还包括固定安装于投放器上侧且侧面间隔设有若干个第二穿线孔的第二控制箱，第二控制箱上侧和收绳滚筒通过穿过通孔的牵引绳固定连接在一起，第二供电模块、第二无线通讯模块、第二控制模块和第二电机正反转控制模块间隔固定安装于第一控制箱内。
5.根据权利要求4所述的无人机定点投掷装置，其特征在于第二控制箱上侧中央固定安装有吊环，吊钩与吊环连接在一起。
6.根据权利要求1或2或4或5所述的无人机定点投掷装置，其特征在于投放器的脱线钩有开口向下U形槽，投放器的拉杆右端穿过脱线钩的U形槽后与投放器的机械臂铰接连接，投放器的拉杆左部上侧具有左低右高的倾斜面。
7.根据权利要求3所述的无人机定点投掷装置，其特征在于投放器的脱线钩有开口向下U形槽，投放器的拉杆右端穿过脱线钩的U形槽后与投放器的机械臂铰接连接，投放器的拉杆左部上侧具有左低右高的倾斜面。
8.根据权利要求1或2或4或5或7所述的无人机定点投掷装置，其特征在投放器下侧位于无人机本体的起落架下侧上方。
9.根据权利要求3所述的无人机定点投掷装置，其特征在投放器下侧位于无人机本体的起落架下侧上方。
10.根据权利要求6所述的无人机定点投掷装置，其特征在投放器下侧位于无人机本体的起落架下侧上方。
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