CN112452858A - 一种基于无人机的绝缘子清扫装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于无人机技术领域，公开了一种基于无人机的绝缘子清扫装置，无人机设置有荷载架，荷载架的两端分别可拆卸连接有电源装置和支撑结构，电源装置的第一电源线与支撑结构的第二电源线可拆卸连接，支撑结构连接有清扫机构，清扫机构包括电动抓手以及清扫组件，清扫组件设置在电动抓手上，清扫组件包括电机以及清扫刷，电机设置在电动抓手的端部以及电动抓手的抓手臂的上下两侧，清扫刷与电机连接。在对绝缘子进行清扫时，无人机起飞带动电动抓手移动至待清扫的绝缘子处，然后电动抓手的抓手臂进行闭合以套在绝缘子的钢帽外，无人机此时进行定点悬停，清扫刷对绝缘子进行带电清扫，无需停电作业，且清扫效果好。

Description

一种基于无人机的绝缘子清扫装置

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种基于无人机的绝缘子清扫装置。

背景技术

绝缘子是一种特殊的绝缘控件，能够在架空输电线路中起到重要作用，早年间绝缘子多用于电线杆，慢慢发展于高型高压电线连接塔的一端挂了很多盘状的绝缘体，它是为了增加爬电距离的，通常由玻璃或陶瓷制成，就叫绝缘子，绝缘子不应该由于环境和电负荷条件发生变化导致的各种机电应力而失效，否则绝缘子就不会产生重大的作用，就会损害整条线路的使用和运行寿命。

对运行中的输电线路绝缘子进行清扫，是十分重要的工作，通常要求“逢停必扫”，即每逢停电必须进行清扫绝缘子工作，但随着对设备可靠性要求的增加以及设备运行水平的提高，每年对每条线路停电次数都有严格要求，故而会出现某条线路一年都停不了一次电甚至几年才停一次电，对于污秽严重地区，绝缘子上可能会出现严重积污，导致闪络放电，造成线路跳闸，所以带电清扫绝缘日趋重要，目前，输电线路还没有成熟的带电清扫绝缘子的设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于无人机的绝缘子清扫装置，以解决在对绝缘子进行清扫时必须带电作业的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于无人机的绝缘子清扫装置，设置在无人机上，所述无人机设置有荷载架，所述基于无人机的绝缘子清扫装置包括：

电源装置，所述电源装置可拆卸连接于所述荷载架的一端，所述电源装置设置有第一电源线，所述第一电源线设置有电源头母头；

支撑结构，所述支撑结构可拆卸连接在所述荷载架的另一端，所述支撑结构设置有第二电源线，所述第二电源线设置有电源头公头，所述电源头公头与所述电源头母头可拆卸连接；

清扫机构，所述清扫机构包括电动抓手以及清扫组件，所述电动抓手的端部与所述支撑结构远离所述无人机的一端连接，所述支撑结构支撑所述电动抓手以使所述电动抓手与所述支撑结构在同一水平面上，所述端部内设置有电气控制模块以及与电气控制模块连接的驱动件，所述电气控制模块与所述第二电源线连接，所述端部远离所述支撑结构的一端转动连接有两个相对设置的抓手臂，两个所述抓手臂与所述驱动件连接；所述清扫组件设置在所述电动抓手上，所述清扫组件包括电机以及清扫刷，所述电机设置在所述端部的上下两侧以及每一所述抓手臂的上下两侧，且所述电机与所述电气控制模块连接，所述清扫刷与所述电机连接。

作为优选，所述支撑结构包括第一面板、第二面板以及弹性组件，所述第一面板与所述荷载架连接，所述第二面板与所述清扫机构连接，所述弹性组件设置在所述第一面板与所述第二面板之间，以支撑与所述第二面板连接的所述清扫机构。

作为优选，所述弹性组件包括刚性弹簧和弹性弹簧，所述刚性弹簧倾斜设置在所述第一面板与所述第二面板之间，且所述刚性弹簧与所述第一面板的连接处的位置高于所述刚性弹簧与所述第二面板的连接处的位置，所述弹性弹簧水平设置在所述第一面板与所述第二面板之间，所述刚性弹簧与所述弹性弹簧的轴线处于同一纵向平面内。

作为优选，所述第二电源线置于所述弹性弹簧内。

作为优选，每一所述抓手臂的中端的上下两侧均设置有所述清扫刷，每一所述抓手臂远离所述端部的一端的一侧设置一个所述清扫刷，两个所述抓手臂远离所述端部的一端的所述清扫刷之间交错设置。

作为优选，所述抓手臂的上下两侧设置有滑槽，所述电机设置在所述滑槽内且能够在所述滑槽内滑动。

作为优选，所述第一电源线外设置有第一玻璃纤维管，所述第二电源线外设置有第二玻璃纤维管，所述第一玻璃纤维管与所述第二玻璃纤维管相互插接，且在插接时所述电源头公头与所述电源头母头连接。

作为优选，所述端部设置有无线摄像探头以及照明装置，所述无线摄像探头与所述照明装置均与所述电气控制模块连接。

作为优选，所述基于无人机的绝缘子清扫装置的重心与所述无人机的重心处于同一纵向直线上。

作为优选，所述电源装置包括电源盒以及锂电池，所述锂电池可拆卸置于所述电源盒内。

本发明的有益效果：

本发明提供一种基于无人机的绝缘子清扫装置，无人机的荷载架一端安装有电源装置，无人机荷载架的另一端通过支撑结构安装有用于清扫绝缘子的清扫机构，利用电源装置的重量平衡清扫机构与支撑结构的重量，便于无人机重心的设置调整；清扫机构的电动抓手上设置有清扫组件，在对绝缘子进行清扫时，无人机携带清扫装置飞抵待清扫的绝缘子前方，然后电动抓手的抓手臂进行闭合以套在绝缘子的钢帽外，无人机此时进行定点悬停，清扫刷转动对绝缘子进行清扫，实现带电清扫绝缘子，无需停电作业，且清扫效果好。

附图说明

图1是本发明提供的基于无人机的绝缘子清扫装置的结构示意图；

图2是本发明提供的基于无人机的绝缘子清扫装置的俯视图；

图3是本发明提供的基于无人机的绝缘子清扫装置的A处放大示意图。

图中：

10、电源装置；101、第一电源线；102、电源头母头；103、第一玻璃纤维管；104、电源盒；105、锂电池；11、支撑结构；111、第二电源线；112、电源头公头；113、第一面板；114、第二面板；115、弹性组件；1151、刚性弹簧；1152、弹性弹簧；116、第二玻璃纤维管；12、清扫机构；121、电动抓手；1211、端部；1212、抓手臂；122、清扫组件；1221、电机；1222、清扫刷；122、无线摄像探头；123、照明装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本发明提供一种基于无人机的绝缘子清扫装置，设置在无人机上，如图1至图3所示，基于无人机的绝缘子清扫装置包括电源装置10、支撑结构11以及清扫机构12，无人机设置有荷载架，电源装置10设置在荷载架的一端，支撑结构11设置在荷载架的另一端，清扫机构12与支撑结构11连接，且支撑结构11支撑清扫机构12以使清扫机构12与支撑结构11保持在同一水平面上，电源装置10平衡支撑结构11和清扫机构12的重量。作为优选，电源装置10、支撑结构11以及清扫机构12形成的基于无人机的绝缘子清扫装置的重心与无人机的重心在同一纵向直线上，进一步便于无人机重心的设置调整。

电源装置10设置有第一电源线101，第一电源线101设置有电源头母头102，电源装置10包括电源盒104以及锂电池105，锂电池105可拆卸置于电源盒104内，锂电池105能够可以取出充电，同时便于更换，在对绝缘子进行清扫时，可以工作人员可以携带多个锂电池105，防止因没电影响清扫进程，增强工作效率。

支撑结构11可拆卸连接在荷载架的另一端，支撑结构11设置有第二电源线111，第二电源线111设置有电源头公头112，电源头公头112与电源头母头102可拆卸连接，以便于支撑结构11以及电源装置10安装在荷载架的两端。

可选地，第一电源线101外设置有第一玻璃纤维管103，第二电源线111外设置有第二玻璃纤维管116，第一玻璃纤维管103与第二玻璃纤维管116之间能够相互插接，在安装支撑结构11和电源装置10时，第一玻璃纤维管103插接第二玻璃纤维管116，此时，电源头公头112与电源头母头102，以实现电源的连通。玻璃纤维管有良好的耐热性、耐燃性以及绝缘性，能够避免在清扫绝缘子时，电源线混搭造成短路。

支撑结构11包括第一面板113、第二面板114以及弹性组件115，第一面板113与荷载架连接，第二面板114与清扫机构12连接，弹性组件115设置在第一面板113与第二面板114之间，且弹性组件115的两端分别与第一面板113以及第二面板114连接，弹性组件115用于支撑连接于第二面板114的清扫机构12，以保持清扫机构12在水平面上能够稳定，且无人机通过弹性组件115与绝缘子实现软接触，避免无人机与绝缘子硬接触导致清扫装置破坏或无人机坠毁。

可选地，弹性组件115包括刚性弹簧1151和弹性弹簧1152，刚性弹簧1151倾斜设置在第一面板113与第二面板114之间，且刚性弹簧1151与第一面板113的连接处的位置高于刚性弹簧1151与第二面板114的连接处的位置，弹性弹簧1152水平设置在第一面板113与第二面板114之间，刚性弹簧1151与弹性弹簧1152的轴线处于同一纵向平面内，刚性弹簧1151的弹力较差，主要用于承载清扫机构12纵向受到的重力；弹性弹簧1152的弹力较好，能够起到减振的作用，在无人机在起飞后，其可以在空中定点悬停，但是在悬停后，受到风力的作用还是会不停移动，所以使用刚性弹簧1151与弹性弹簧1152能够进一步实现无人机与绝缘子之间的软接触，更好地避免无人机与绝缘子硬接触导致清扫装置破坏或无人机坠毁。作为优选，刚性弹簧1151与弹性弹簧1152的数量相同，且刚性弹簧1151的数量不限于是一个，可以是两个、三个甚至多个，设置多个刚性弹簧1151能够增强对连接于第二面板114的清扫机构12的支撑能力，增强结构稳定性。

进一步地，第二电源线111设置在弹性弹簧1152内，置于弹性弹簧1152内的第二电源线111一方面能够避免装置在工作过程中导致第二电源线111破损造成短路，另一方面能够避免第二电源线111折断影响清扫机构12正常工作，保证了清扫机构12在工作时的工作效率。

清扫机构12包括电动抓手121以及清扫组件122，电动抓手121的端部1211与支撑结构11远离无人机的一端连接，支撑结构11支撑电动抓手121以使电动抓手121与支撑结构11在同一水平面上，端部1211内设置有电气控制模块以及与电气控制模块连接的驱动件，电气控制模块与第二电源线111连接，端部1211远离支撑结构11的一端转动连接有两个相对设置的抓手臂1212，两个抓手臂1212与驱动件连接，在清扫绝缘子时，电气控制模块通过控制驱动件来驱动两个抓手臂1212的开合，在转手臂进行闭合时，抓手臂1212能够套在待清扫的绝缘子的钢帽外。

可选地，电动抓手121的端部1211设置有无线摄像探头122，无线摄像探头122与电气控制模块连接，在清扫机构12进行作业时，工作人员能够通过无线摄像探头122传输的实时图像了解绝缘子的清扫情况，以便更好地对绝缘子进行清扫。

进一步地，电动抓手121的端部1211设置有照明装置123，照明装置123与电气控制模块连接，当清扫机构12在夜间或者光线不足的场景进行作业时，工作人员能够远程向电气控制模块发送信号，电气控制模块控制照明装置123开启照明，工作人员能够更加清楚的观测到绝缘子的清扫情况，从而增加了绝缘子清扫装置的兼容性，使其适应多种作业环境。

清扫组件122设置在电动抓手121上，清扫组件122包括电机1221以及清扫刷1222，电机1221设置在端部1211的上下两侧以及每一抓手臂1212的上下两侧，且电机1221与电气控制模块连接，清扫刷1222与电机1221连接，在清扫组件122清扫绝缘子时，电气控制模块控制电机1221工作，电机1221开始转动，电机1221转动带动与电机1221连接的清扫刷1222转动，此时，清扫刷1222对带清扫的绝缘子进行清扫。

可选地，每一抓手臂1212的中端的上下两侧均设置有清扫刷1222，每一抓手臂1212远离端部1211的一端的一侧设置一个清扫刷1222，两个抓手臂1212远离端部1211的一端的清扫刷1222之间交错设置，抓手臂1212的远离端部1211的一端因为需要开合，仅在两个抓手臂1212远离端部1211的一端的相对的一侧交错设置清扫刷1222能够让两个抓手臂1212在闭合时更加贴合绝缘子，而且能够避免两个抓手臂1212远离端部1211的一端的清扫刷1222之间发生接触，影响清扫刷1222的正常工作。

进一步地，抓手臂1212的上下两侧设置有滑槽，电机1221设置在滑槽内且能够在滑槽内滑动，电机1221在滑槽内滑动带动了连接在电机1221上的清扫刷1222进行位置的运动，能够更好更全面的清扫绝缘子。

无人机设置有无线测距导航仪，无线测距导航仪与电气控制模块连接，无人机在进行飞行过程中，工作人员能够通过无线测距导航仪发出的实时信号了解到无人机所处的位置，以及无人机与绝缘子之间的距离，一方面能够防止无人机发生碰撞，造成损坏，另一方面能够让工作人员了解无人机当前位置，方便工作人员进一步操作。

本发明提供的基于无人机的绝缘子清扫装置在工作时，无人机起飞带动电动抓手121移动至待清扫的绝缘子处，然后电动抓手121的抓手臂1212进行闭合以套在绝缘子的钢帽外，无人机此时进行定点悬停，清扫刷1222对绝缘子进行清扫，无需停电作业，且清扫效果好；在遇到有风的天气时，无人机难免会出现移动的情况，但是由于无人机通过设置有刚性弹簧1151以及弹性弹簧1152的支撑结构11与清扫机构12连接实现了软接触，清扫机构12作业过程中，无人机受风力的移动并不会带动清扫机构12移动，从而避免了清扫机构12的损坏以及无人机坠机，保证了工作效率。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚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，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。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 (10)

1.一种基于无人机的绝缘子清扫装置，设置在无人机上，所述无人机设置有荷载架，其特征在于，所述基于无人机的绝缘子清扫装置包括：

电源装置(10)，所述电源装置(10)可拆卸连接于所述荷载架的一端，所述电源装置(10)设置有第一电源线(101)，所述第一电源线(101)设置有电源头母头(102)；

支撑结构(11)，所述支撑结构(11)可拆卸连接在所述荷载架的另一端，所述支撑结构(11)设置有第二电源线(111)，所述第二电源线(111)设置有电源头公头(112)，所述电源头公头(112)与所述电源头母头(102)可拆卸连接；

清扫机构(12)，所述清扫机构(12)包括电动抓手(121)以及清扫组件(122)，所述电动抓手(121)的端部(1211)与所述支撑结构(11)远离所述无人机的一端连接，所述支撑结构(11)支撑所述电动抓手(121)以使所述电动抓手(121)与所述支撑结构(11)在同一水平面上，所述端部(1211)内设置有电气控制模块以及与电气控制模块连接的驱动件，所述电气控制模块与所述第二电源线(111)连接，所述端部(1211)远离所述支撑结构(11)的一端转动连接有两个相对设置的抓手臂(1212)，两个所述抓手臂(1212)与所述驱动件连接；所述清扫组件(122)设置在所述电动抓手(121)上，所述清扫组件(122)包括电机(1221)以及清扫刷(1222)，所述电机(1221)设置在所述端部(1211)的上下两侧以及每一所述抓手臂(1212)的上下两侧，且所述电机(1221)与所述电气控制模块连接，所述清扫刷(1222)与所述电机(1221)连接。

2.根据权利要求1所述的基于无人机的绝缘子清扫装置，其特征在于，所述支撑结构(11)包括第一面板(113)、第二面板(114)以及弹性组件(115)，所述第一面板(113)与所述荷载架连接，所述第二面板(114)与所述清扫机构(12)连接，所述弹性组件(115)设置在所述第一面板(113)与所述第二面板(114)之间，以支撑与所述第二面板(114)连接的所述清扫机构(12)。

3.根据权利要求2所述的基于无人机的绝缘子清扫装置，其特征在于，所述弹性组件(115)包括刚性弹簧(1151)和弹性弹簧(1152)，所述刚性弹簧(1151)倾斜设置在所述第一面板(113)与所述第二面板(114)之间，且所述刚性弹簧(1151)与所述第一面板(113)的连接处的位置高于所述刚性弹簧(1151)与所述第二面板(114)的连接处的位置，所述弹性弹簧(1152)水平设置在所述第一面板(113)与所述第二面板(114)之间，所述刚性弹簧(1151)与所述弹性弹簧(1152)的轴线处于同一纵向平面内。

4.根据权利要求3所述的基于无人机的绝缘子清扫装置，其特征在于，所述第二电源线(111)置于所述弹性弹簧(1152)内。

5.根据权利要求1所述的基于无人机的绝缘子清扫装置，其特征在于，每一所述抓手臂(1212)的中端的上下两侧均设置有所述清扫刷(1222)，每一所述抓手臂(1212)远离所述端部(1211)的一端的一侧设置一个所述清扫刷(1222)，两个所述抓手臂(1212)远离所述端部(1211)的一端的所述清扫刷(1222)之间交错设置。

6.根据权利要求5所述的基于无人机的绝缘子清扫装置，其特征在于，所述抓手臂(1212)的上下两侧设置有滑槽，所述电机(1221)设置在所述滑槽内且能够在所述滑槽内滑动。

7.根据权利要求1所述的基于无人机的绝缘子清扫装置，其特征在于，所述第一电源线(101)外设置有第一玻璃纤维管(103)，所述第二电源线(111)外设置有第二玻璃纤维管(116)，所述第一玻璃纤维管(103)与所述第二玻璃纤维管(116)相互插接，且在插接时所述电源头公头(112)与所述电源头母头(102)连接。

8.根据权利要求1所述的基于无人机的绝缘子清扫装置，其特征在于，所述端部(1211)设置有无线摄像探头(122)以及照明装置(123)，所述无线摄像探头(122)与所述照明装置(123)均与所述电气控制模块连接。

9.根据权利要求1-8任一项所述的基于无人机的绝缘子清扫装置，其特征在于，所述基于无人机的绝缘子清扫装置的重心与所述无人机的重心处于同一纵向直线上。

10.根据权利要求1-8任一项所述的基于无人机的绝缘子清扫装置，其特征在于，所述电源装置(10)包括电源盒(104)以及锂电池(105)，所述锂电池(105)可拆卸置于所述电源盒(104)内。

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