CN113049855A - 一种高压线检测无人机 - Google Patents

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Abstract

本发明的一种高压线检测无人机涉及一种高压线试验装置，目的是为了克服的现有对高压线的检测或试验采用绝缘杆对绝缘杆的长度有要求且增加操作人员劳动量问题，包括高压线检测机构和无人机机体；高压线检测机构包括绝缘连接杆、测试头和测试线；绝缘连接杆的一端固定在无人机机体下方的正中心处，绝缘连接杆的另一端与测试头的尾部固定；测试头的头部为弧形，且该测试头的开头朝向上方；测试头的侧壁与测试线的一端电连接，测试线的另一端与对应设备的采集信号输入端电连接。

Description

一种高压线检测无人机
技术领域
本发明涉及一种高压线试验装置。
背景技术
现有对高压线的检测或试验通常采用绝缘测试杆进行，但是有的高压线的高度相对较高，那么就需要足够长度的绝缘测试杆或搭配有梯子才能够在检测或试验时令绝缘测试杆的测试头与高压线接触，这样不仅对于绝缘测试杆的长度有要求，又增加了测试人员在测试过程中扳动梯子的劳动量。
并且，如果要采用多各种设备进行检测，那么就需要在带电的情况下进行测试线的插拔，或者将测试杆脱离高压线后进行测试线的插拔，前者有可能会导致操作人员发送触电的危险，而后者在测试量大的时候，会耗费工时和操作人员的体力。
发明内容
本发明的目的是为了克服的现有对高压线的检测或试验采用绝缘杆对绝缘杆的长度有要求且增加操作人员劳动量问题，提供了一种高压线检测无人机。
本发明的一种高压线检测无人机，包括高压线检测机构和无人机机体；
高压线检测机构包括绝缘连接杆、测试头和测试线；
绝缘连接杆的一端固定在无人机机体下方的正中心处，绝缘连接杆的另一端与测试头的尾部固定；
测试头的头部为弧形，且该测试头的开头朝向上方；
测试头的侧壁与测试线的一端电连接，测试线的另一端与对应设备的采集信号输入端电连接。
其中，高压线检测机构还包括电机座和步进旋转电机；
绝缘连接杆包括绝缘内杆和绝缘外管；
测试头包括测试头转子、测试头定子环、导电片和测试线***座，且测试头转子的外侧壁和测试头定子环的内侧壁绝缘；
测试线包括测试导电柱和检测导线，测试导电柱的一端与检测导线的一端电连接，且该测试导电柱作为测试线的一端；
电机座为下端开口的圆形壳体，且位于无人机机体的中心处，该电机座的底部通过绝缘外管与测试头定子环的尾部连接固定；
步进旋转电机固定于电机座内，该步进旋转电机的动力输出轴通过绝缘内杆与测试头转子的尾部连接固定；使得步进旋转电机能够通过绝缘内杆带动测试头转子相对于测试头定子环旋转；
测试头转子外侧壁设有凹槽；
导电片固定于该凹槽中，该导电片与测试头的头部电连接，且导电片的外表面相对于测试头转子的外侧壁内凹；
测试头定子环上设有弹性的测试线***座，该测试线***座的一端垂直且穿过测试头定子环的侧壁，且当弹性的测试线***座为松弛状态时，测试线***座的一端平齐于测试头定子环的内侧壁；
测试导电柱的另一端***并固定于测试线***座中，且当弹性的测试线***座为松弛状态时，测试导电柱的另一端凸出于测试头定子环的内侧壁；使得凹槽转到与测试线***座对应的位置时，测试导电柱的另一端***至凹槽中且与导电片电连接。
其中，测试线***座的数量为多个，且多个测试线***座以测试头定子环的中轴为中心呈中心对称。
其中，还包括放电线；
放电线包括放电导电柱和放电导线，放电导电柱的一端与放电导线的一端电连接，放电导线的另一端接地；
测试头定子环还包括弹性的放电线***座，该放电线***座的一端垂直且穿过测试头定子环的侧壁，且当弹性的放电线***座为松弛状态时，放电线***座的一端平齐于测试头定子环的内侧壁；
放电导电柱的另一端***并固定于放电线***座中，且当弹性的放电线***座为松弛状态时，放电导电柱的另一端凸出于测试头定子环的内侧壁；使得凹槽转到与放电线***座对应的位置时，放电导电柱的另一端***至凹槽中且与导电片电连接。
其中，还包括充电装置；
充电装置包括高压取电单元、无线电能传输单元、整流电路、变压单元和蓄电池；
高压取电单元固定在测试头的头部，该高压取电单元的电磁感应端靠近于高压线、交流电输出端与无线电能传输单元的交流电无线传输输入端电气连接，用于通过电磁感应从高压线取电；
无线电能传输单元位于绝缘连接杆内，该无线电能传输单元的交流电无线传输输出端与整流电路的交流电输入端电气连接，用于通过电磁感应传输从高压线所取来的电能；
整流电路位于绝缘连接杆内，该整流电路的直流电输出端与变压单元的高压输入端电气连接，用于将交流电整流为直流电；
变压单元位于无人机机体内，该变压单元的低压输出端与蓄电池的充电输入端电气连接，用于对将高压直流电转为适配于蓄电池充电电压的低压直流电；
蓄电池位于无人机机体内，用于对无人机机体进行供电。
本发明的有益效果是：
将绝缘测试杆替换为带有绝缘测试杆的无人机，从高压线的上方对高压线进行测试，不仅能够适应各种高压线的高度，避免了采用不同的绝缘杆的繁琐；同时操作人员一般只需要连接测试线和操作无人机进行工作，对体力的消耗减少。
同时，如果要采用多各种设备进行检测，可以先从无人机处进行断电后，再让操作人员进行插拔测试线，满足了无人机测试过程中不脱离高压线进行测试线插拔的要求，减少了操作人员的触电风险，节省工时和操作人员的体力。
附图说明
图1为本发明的一种高压线检测无人机的结构示意图；
图2为本发明的一种高压线检测无人机的侧视剖视结构示意图；
图3为本发明的一种高压线检测无人机中测试头的俯视剖视结构示意图；
图4为图3的A处局部放大图；
图5为本发明的一种高压线检测无人机中充电装置的模块结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一，本实施方式的一种高压线检测无人机，如图1所示，包括高压线检测机构1和无人机机体2；
高压线检测机构1包括绝缘连接杆1-1、测试头1-2和测试线1-3；
绝缘连接杆1-1的一端固定在无人机机体2下方的正中心处，绝缘连接杆1-1的另一端与测试头1-2的尾部固定；
测试头1-2的头部为弧形，且该测试头1-2的开头朝向上方；
测试头1-2的侧壁与测试线1-3的一端电连接，测试线1-3的另一端与对应设备的采集信号输入端电连接。
具体地，本发明主要用于对高压线进行检测、试验等，适用于人所不能及且具有一定高度的高压线，事先将足够长度的测试线1-3的一端与测试头1-2的侧壁电连接，测试线1-3的另一端与对应的检测、试验设备的信号采集端口连接。
然后操作人员控制无人机机体2飞到需要测试的高压线的上方，使测试头1-2稍低于需测试的高压线，然后将高压线从测试头1-2的头部进入测试头1-2的头部，再将无人机机体2稍微升起，使测试头1-2的头部勾起高压线，使得测试头1-2的头部与高压线保持良好的接触，然后进行高压线相关的试验和检测。
进一步地，高压线检测机构1还包括电机座1-4和步进旋转电机1-5；
绝缘连接杆1-1包括绝缘内杆1-1-1和绝缘外管1-1-2；
测试头1-2包括测试头转子1-2-1、测试头定子环1-2-2、导电片1-2-3和测试线***座1-2-4，且测试头转子1-2-1的外侧壁和测试头定子环1-2-2的内侧壁绝缘；
测试线1-3包括测试导电柱1-3-1和检测导线1-3-2，测试导电柱1-3-1的一端与检测导线1-3-2的一端电连接，且该测试导电柱1-3-1作为测试线1-3的一端；
电机座1-4为下端开口的圆形壳体，且位于无人机机体2的中心处，该电机座1-4的底部通过绝缘外管1-1-2与测试头定子环1-2-2的尾部连接固定；
步进旋转电机1-5固定于电机座1-4内，该步进旋转电机1-5的动力输出轴通过绝缘内杆1-1-1与测试头转子1-2-1的尾部连接固定；使得步进旋转电机1-5能够通过绝缘内杆1-1-1带动测试头转子1-2-1相对于测试头定子环1-2-2旋转；
测试头转子1-2-1外侧壁设有凹槽3；
导电片1-2-3固定于该凹槽3中，该导电片1-2-3与测试头1-2的头部电连接，且导电片的外表面相对于测试头转子1-2-1的外侧壁内凹；
测试头定子环1-2-2上设有弹性的测试线***座1-2-4，该测试线***座1-2-4的一端垂直且穿过测试头定子环1-2-2的侧壁，且当弹性的测试线***座1-2-4为松弛状态时，测试线***座1-2-4的一端平齐于测试头定子环1-2-2的内侧壁；
测试导电柱1-3-1的另一端***并固定于测试线***座1-2-4中，且当弹性的测试线***座1-2-4为松弛状态时，测试导电柱1-3-1的另一端凸出于测试头定子环1-2-2的内侧壁；使得凹槽3转到与测试线***座1-2-4对应的位置时，测试导电柱1-3-1的另一端***至凹槽3中且与导电片1-2-3电连接。
具体地，如图2～图4所示，测试头1-2中的测试头定子环1-2-2套设于测试头转子1-2-1外壁，两者同轴且间隙配合，测试头定子环1-2-2外侧壁的非凹槽处与测试头转子1-2-1的内侧壁绝缘。测试头转子1-2-1的下方为测试头1-2的头部。
当试验设备进行检测时，测试头转子1-2-1的凹槽3位于对应的测试线***座1-2-4对应位置，由于且当弹性的测试线***座1-2-4为松弛状态时，测试导电柱1-3-1的另一端凸出于测试头定子环1-2-2的内侧壁，所以此时测试导电柱1-3-1***至凹槽3中且与导电片1-2-3电连接，从而令测试头1-2的头部通过导电片1-2-3和测试导电柱1-3-1与测试线1-3电连接，进行高压线的试验。
当需要更换试验设备时，遥控步进旋转电机1-5进行旋转，使得测试头转子1-2-1相对于测试头定子环1-2-2旋转，由于将测试导电柱1-3-1***凹槽3的一端设置成弧形，从而使得测试头转子1-2-1旋转时能够挤压测试导电柱1-3-1，令测试导电柱1-3-1在弹性的测试线***座1-2-4向外移动，此时测试导电柱1-3-1的一端抵在测试头转子1-2-1外侧壁上，使测试导电柱1-3-1与测试头1-2的头部绝缘，此时可以更换试验设备，即对测试线1-3进行任意插拔。
其中，如图3所示，弹性的测试线***座1-2-4的结构包括内壳体、外壳体和弹簧，外壳体固定在测试头定子环1-2-2上，内壳体被限制在外壳体中，且内壳体和外壳体之间设有弹簧，使得内壳体向测试头定子环1-2-2外部运动(远离其圆心)时，能够压缩弹簧。
内壳体上设有弹性的凸起，适配于测试导电柱1-3-1上的凹槽，使测试导电柱1-3-1需要一定的力度才能够***并固定在内壳体中，或需要一定的力度才能够拔出。这个拔出的力度应当大于弹簧的最大弹力。
进一步地，测试线***座1-2-4的数量为多个，且多个测试线***座1-2-4以测试头定子环1-2-2的中轴为中心呈中心对称。
进一步地，多个测试线***座1-2-4可以用于***对应与不同试验设备的测试线1-3，在对同一处高压线进行试验后，可以控制遥控步进旋转电机1-5进行旋转，使得测试头转子1-2-1相对于测试头定子环1-2-2旋转，脱离其中一个测试线1-3的测试导电柱1-3-1，转到其他测试线1-3的测试导电柱1-3-1位置处时，使该测试导电柱1-3-1与测试头1-2的头部电连接，用于转换试验设备。
并且，还可以在测试头转子1-2-1外壁设置有多个凹槽3和导电片1-2-3的组合机构，与多个测试线***座1-2-4的位置对应，可以进行多种不同设备的试验。
此时，为了保证无人机机体2始终与高压线接触，可以将测试头1-2的头部相对于测试头1-2的其他部分设置为可始终保持电连接的可旋转结构(如采用导电滑环等)。
进一步地，还包括放电线1-6；
放电线1-6包括放电导电柱1-6-1和放电导线1-6-2，放电导电柱1-6-1的一端与放电导线1-6-2的一端电连接，放电导线1-6-2的另一端接地；
测试头定子环1-2-2还包括弹性的放电线***座1-2-5，该放电线***座1-2-5的一端垂直且穿过测试头定子环1-2-2的侧壁，且当弹性的放电线***座1-2-5为松弛状态时，放电线***座1-2-5的一端平齐于测试头定子环1-2-2的内侧壁；
放电导电柱1-6-1的另一端***并固定于放电线***座1-2-5中，且当弹性的放电线***座1-2-5为松弛状态时，放电导电柱1-6-1的另一端凸出于测试头定子环1-2-2的内侧壁；使得凹槽3转到与放电线***座1-2-5对应的位置时，放电导电柱1-6-1的另一端***至凹槽3中且与导电片1-2-3电连接。
具体地，放电线1-6用于在使用前和使用后对装置进行放电，放置本装置上面有残留的电荷。如图3所示，放电线***座1-2-5的结构与测试线***座1-2-4的结构相同，放电线1-6中的放电导电柱1-6-1与测试导电柱1-3-1的结构相同，且适配于放电线***座1-2-5，能够嵌入放电线***座1-2-5中。
在装置使用前和使用后，遥控步进旋转电机1-5旋转凹槽3至放电线***座1-2-5对应位置初，令放电导电柱1-6-1的另一端与导电片1-2-3电连接，对装置进行放电。
进一步地，还包括充电装置4；
充电装置4包括高压取电单元4-1、无线电能传输单元4-2、整流电路4-3、变压单元4-4和蓄电池4-5；
高压取电单元4-1固定在测试头1-2的头部，该高压取电单元4-1的电磁感应端靠近于高压线、交流电输出端与无线电能传输单元4-2的交流电无线传输输入端电气连接，用于通过电磁感应从高压线取电；
无线电能传输单元4-2位于绝缘连接杆1-1内，该无线电能传输单元4-2的交流电无线传输输出端与整流电路4-3的交流电输入端电气连接，用于通过电磁感应传输从高压线所取来的电能；
整流电路4-3位于绝缘连接杆1-1内，该整流电路4-3的直流电输出端与变压单元4-4的高压输入端电气连接，用于将交流电整流为直流电；
变压单元4-4位于无人机机体2内，该变压单元4-4的低压输出端与蓄电池4-5的充电输入端电气连接，用于对将高压直流电转为适配于蓄电池4-5充电电压的低压直流电；
蓄电池4-5位于无人机机体2内，用于对无人机机体2进行供电。
具体地，如图5所示，为了保证无人机机体2的长时间工作，在无人机机体2内的蓄电池4-5进行缺点告警后通过充电装置4直接从高压线取电，或者采用蓄电池保护电路，在对高压线进行试验的过程中保持对蓄电池4-5保护的同时，随时取电。

Claims (5)

1.一种高压线检测无人机，其特征在于，包括高压线检测机构(1)和无人机机体(2)；
所述高压线检测机构(1)包括绝缘连接杆(1-1)、测试头(1-2)和测试线(1-3)；
所述绝缘连接杆(1-1)的一端固定在无人机机体(2)下方的正中心处，所述绝缘连接杆(1-1)的另一端与测试头(1-2)的尾部固定；
所述测试头(1-2)的头部为弧形，且该测试头(1-2)的开头朝向上方；
所述测试头(1-2)的侧壁与测试线(1-3)的一端电连接，测试线(1-3)的另一端与对应设备的采集信号输入端电连接。
2.根据权利要求1所述的一种高压线检测无人机，其特征在于，所述高压线检测机构(1)还包括电机座(1-4)和步进旋转电机(1-5)；
所述绝缘连接杆(1-1)包括绝缘内杆(1-1-1)和绝缘外管(1-1-2)；
所述测试头(1-2)包括测试头转子(1-2-1)、测试头定子环(1-2-2)、导电片(1-2-3)和测试线***座(1-2-4)，且测试头转子(1-2-1)的外侧壁和测试头定子环(1-2-2)的内侧壁绝缘；
所述测试线(1-3)包括测试导电柱(1-3-1)和检测导线(1-3-2)，所述测试导电柱(1-3-1)的一端与检测导线(1-3-2)的一端电连接，且该测试导电柱(1-3-1)作为测试线(1-3)的一端；
所述电机座(1-4)为下端开口的圆形壳体，且位于无人机机体(2)的中心处，该电机座(1-4)的底部通过绝缘外管(1-1-2)与测试头定子环(1-2-2)的尾部连接固定；
所述步进旋转电机(1-5)固定于所述电机座(1-4)内，该步进旋转电机(1-5)的动力输出轴通过绝缘内杆(1-1-1)与测试头转子(1-2-1)的尾部连接固定；使得步进旋转电机(1-5)能够通过绝缘内杆(1-1-1)带动测试头转子(1-2-1)相对于测试头定子环(1-2-2)旋转；
所述测试头转子(1-2-1)外侧壁设有凹槽(3)；
所述导电片(1-2-3)固定于该凹槽(3)中，该导电片(1-2-3)与测试头(1-2)的头部电连接，且导电片的外表面相对于测试头转子(1-2-1)的外侧壁内凹；
所述测试头定子环(1-2-2)上设有弹性的测试线***座(1-2-4)，该测试线***座(1-2-4)的一端垂直且穿过测试头定子环(1-2-2)的侧壁，且当弹性的测试线***座(1-2-4)为松弛状态时，测试线***座(1-2-4)的一端平齐于测试头定子环(1-2-2)的内侧壁；
所述测试导电柱(1-3-1)的另一端***并固定于所述测试线***座(1-2-4)中，且当弹性的测试线***座(1-2-4)为松弛状态时，测试导电柱(1-3-1)的另一端凸出于所述测试头定子环(1-2-2)的内侧壁；使得所述凹槽(3)转到与测试线***座(1-2-4)对应的位置时，测试导电柱(1-3-1)的另一端***至凹槽(3)中且与导电片(1-2-3)电连接。
3.根据权利要求2所述的一种高压线检测无人机，其特征在于，测试线***座(1-2-4)的数量为多个，且多个测试线***座(1-2-4)以测试头定子环(1-2-2)的中轴为中心呈中心对称。
4.根据权利要求3所述的一种高压线检测无人机，其特征在于，还包括放电线(1-6)；
所述放电线(1-6)包括放电导电柱(1-6-1)和放电导线(1-6-2)，所述放电导电柱(1-6-1)的一端与放电导线(1-6-2)的一端电连接，放电导线(1-6-2)的另一端接地；
测试头定子环(1-2-2)还包括弹性的放电线***座(1-2-5)，该放电线***座(1-2-5)的一端垂直且穿过测试头定子环(1-2-2)的侧壁，且当弹性的放电线***座(1-2-5)为松弛状态时，放电线***座(1-2-5)的一端平齐于测试头定子环(1-2-2)的内侧壁；
所述放电导电柱(1-6-1)的另一端***并固定于所述放电线***座(1-2-5)中，且当弹性的放电线***座(1-2-5)为松弛状态时，放电导电柱(1-6-1)的另一端凸出于所述测试头定子环(1-2-2)的内侧壁；使得所述凹槽(3)转到与放电线***座(1-2-5)对应的位置时，放电导电柱(1-6-1)的另一端***至凹槽(3)中且与导电片(1-2-3)电连接。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的一种高压线检测无人机，其特征在于，还包括充电装置(4)；
所述充电装置(4)包括高压取电单元(4-1)、无线电能传输单元(4-2)、整流电路(4-3)、变压单元(4-4)和蓄电池(4-5)；
所述高压取电单元(4-1)固定在测试头(1-2)的头部，该高压取电单元(4-1)的电磁感应端靠近于高压线、交流电输出端与无线电能传输单元(4-2)的交流电无线传输输入端电气连接，用于通过电磁感应从高压线取电；
所述无线电能传输单元(4-2)位于绝缘连接杆(1-1)内，该无线电能传输单元(4-2)的交流电无线传输输出端与整流电路(4-3)的交流电输入端电气连接，用于通过电磁感应传输从高压线所取来的电能；
所述整流电路(4-3)位于绝缘连接杆(1-1)内，该整流电路(4-3)的直流电输出端与变压单元(4-4)的高压输入端电气连接，用于将交流电整流为直流电；
所述变压单元(4-4)位于无人机机体(2)内，该变压单元(4-4)的低压输出端与蓄电池(4-5)的充电输入端电气连接，用于对将高压直流电转为适配于蓄电池(4-5)充电电压的低压直流电；
所述蓄电池(4-5)位于无人机机体(2)内，用于对无人机机体(2)进行供电。
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