基于无人机技术的绝缘软梯滑车安装方法与流程

本发明涉及一种利用无人机对线路设备进行安装的方法，特别是一种基于无人机技术的绝缘软梯滑车安装方法。

背景技术：

现有技术中，绝缘软梯是输电线路工程中常用的设备，使用时，作业人员携带着导线侧滑车，由作业人员攀爬到铁塔对应导线的横担处，通过绝缘操作杆将带有绝缘绳的挑到导线上，再由地面人员进行绝缘软梯的安装。整个操作过程需要大量的人力物力配合，且耗时长、作业效率低，同时还存在作业人员的人身安全隐患问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于根据现有技术的不足之处而提供一种能够大量节约人力物力、耗时短、作业效率高、能够降低作业人员人身安全隐患的基于无人机技术的绝缘软梯滑车安装方法。

本发明所述目的是通过以下途径来实现的：

基于无人机技术的绝缘软梯滑车安装方法，其要点在于，包括有如下步骤：

1）提供一种绝缘软梯滑车，其包括有开口框架、上滑轮和下滑轮构件，开口框架包括倒u型支架和连接支架，上滑轮安装在倒u型支架内，连接支架与下滑轮构件连接；其中倒u型支架一侧板与连接支架一体构造，另一侧板为一种中空套杆，该中空套杆下部的自由端部为呈外翻的斜杆构造，在斜杆构造的端部固定连接有一导引长杆，中空套杆的斜杆构造处与连接支架所在的同侧形成一个开口；还包括有一闭锁杆，该闭锁杆位于中空套杆中，上下两端均设置有限位装置，在闭锁杆的顶端部固定安装有一个半圆球盖，该半圆球盖呈向下倒扣构造；常态下闭锁杆在重力作用下向下，底端部靠近连接支架的端部，使得开口框架呈闭合状态，闭锁杆向上被拉起时受下端限位装置作用仍保持位于中空套杆中，此时开口框架呈放状态；

2）提供一种爪形抓具，其包括有爪钩、爪臂、活动环套、固定环套、导向轴、主杆和限位块，主杆的顶端部设置有连接部，活动环套与固定环套均套在主杆上，并分别位于主杆的上部和下端部；固定环套与主杆固定连接，其环周表面上分布有多个上下贯通的通孔，活动环套能够沿主杆上下滑动；导向轴有多根并均与主杆轴向平行，其一端固定在活动环套上，另一端则穿过固定环套上的通孔，并向下延伸；爪钩至少有三个，并均匀分布于主杆环周，每个爪钩的一端为向内弯钩的抓取钩部，另一端为弯折部，弯折部的端点与固定环套外周表设置的凸块铰接，弯折部的弯折点与爪臂一端铰接，爪臂的另一端则与活动环套外环周表面设置的突起铰接；主杆在活动环套围合以及上下活动范围内的部分设置有一通槽，限位块铰接于该通槽内腔中，且铰接点位于限位块的下方，正常状态下，在活动环套的围环下，限位块位于通槽内腔中，失去活动环套限制后的自由状态下，限位块以铰接点为支点倒横并突出于主杆的外周表面；

3）提供一种无人机，该无人机上设置有连接构件，该连接构件与爪形抓具的连接部连接，将爪形抓具爪钩的抓取钩部钩住绝缘软梯滑车的半圆球盖，并提起半圆球盖，此时闭锁杆被随之向上提起，开口框架的开口呈开放状态，

4）启动无人机，无人机通过爪形抓具携带着绝缘软梯滑车飞到导线侧，控制无人机将绝缘软梯滑车带到导线处，先将导引长杆搭在导线上，然后侧向移动顺着导引长杆将绝缘软梯滑车移入导线直至导线经由导引长杆、斜杆构造进入倒u型支架内，并与上滑轮嵌接，绝缘软梯滑车就位；

6）控制无人机缓慢向下移动，带动爪形抓具以及半圆球盖向下运动，闭锁杆在此过程中逐渐向下往连接支架方向移动并封闭开口框架的开口，直至开口框架的开口被闭锁，闭锁杆和半圆球盖停止向下运动，而爪形抓具则进一步向下，直至导向轴触及半圆球盖，此时导向轴也停止，与导向轴连接的活动环套则在导向轴的支撑下沿着主杆向上运动，并带动爪臂向上拉动，随之爪钩也向外张开，活动环套向上运动直至主杆上的限位块外露并倒横，此时活动环套在限位块的作用下停止在限位块上方，而爪臂已经带动爪钩打开并脱离半圆球盖；

7）控制无人机带着爪形抓具离开导线；绝缘软梯滑车完成在导线处的安装。

这样，控制无人机完成高空导线侧的绝缘软梯滑车的安装，可以节约大量的人力物力，在针对性设计的绝缘软梯滑车以及搭配的爪形抓具基础上，无人机作业时间相比人力安装大大缩短，有效提高了作业效率，同时还解决了高空作业人员的安全隐患问题。

在完成导线侧的作业后，还可以通过无人机将导线处的绝缘软梯滑车取下，具体作业步骤如下：

1）将无人机的连接构件与爪形抓具的连接部连接，此时爪形抓具的限位块复位，活动环套能够在通槽处上下活动；

2）启动无人机，带动爪形抓具到达导线侧的绝缘软梯滑车上方，控制爪钩对准绝缘软梯滑车的半圆球盖，然后让爪形抓具向下移动令爪钩的抓取钩部接触半圆球盖，并进一步向下，使得抓取钩部顺着半圆球盖的外表弧形向下滑动，直至抓取钩部向下绕过半圆球盖的下沿并向内钩入半圆球盖的内腔，完成爪形抓具与绝缘软梯滑车的连接；

3）控制无人机向上运动，并带动爪形抓具拉起连接半圆球盖的闭锁杆，直至闭锁杆完全打开开口框架的开口处，然后进一步提起绝缘软梯滑车，直至导线离开上滑轮并到达开口框架的开口处，

4）控制无人机向一侧移动，使得导线脱出开口框架，并离开绝缘软梯滑车的导引长杆，最后控制无人机带着爪形抓具以及绝缘软梯滑车离开导线，完成绝缘软梯滑车的卸取作业。

半圆球盖光滑的弧形外表是便于爪钩的抓取钩部能够在其上无障碍滑动，当爪形抓具的抓取钩部顺着半圆球盖的外表弧形向下滑动时，爪钩、爪臂以及活动环套是自由联动的：爪钩向下逐渐打开，在到达半圆球盖的下沿边时打开角度达到最大，而在爪钩打开的同时爪臂会支撑活动环套向上运动，当爪钩打开角度最大时，活动环套所处的位置应当仍然处于限位块所在通槽处，支撑限位块保持在通槽内腔中不会倒横，因此在活动环套上方的主杆上最好设置一个定位螺栓，所述定位螺栓在安装绝缘软梯滑车时上移，确保活动环套上升时能够离开通槽使限位块倒横起限位作用；另外定位螺栓在卸取绝缘软梯滑车时下移，确保活动环套上升时能够使爪钩张开到足够大，但仍然保持限位块位于通槽内腔中不会倒横，通槽的长度以及位置、活动环套的高度以及半圆球盖的直径需要进行适配设计。

综上所述，本发明提供了基于无人机技术的绝缘软梯滑车安装方法，其基于现有的无人机技术，创造性的设计出对应的爪形抓具以及滑车，使得无人机安装绝缘软梯滑车得以有效实现，节约大量的人力物力，并大大缩短作业时间，提高作业效率，避免了作业人员高空作业的安全隐患问题。

附图说明

图1为本发明所述基于无人机技术的绝缘软梯滑车的结构示意图；

图2所示为图1中半圆球盖及闭锁杆的结构示意图；

图3为本发明所述基于无人机技术的爪形抓具的结构示意图；

图4为图3所示爪形抓具的c-c向剖面结构示意图；

下面结合实施例对本发明做进一步描述。

具体实施方式

最佳实施例：

本发明所述基于无人机技术的绝缘软梯滑车安装方法涉及以下两个配套工器具，绝缘软梯滑车以及爪形抓具。

参照附图1和附图2，绝缘软梯滑车，包括有开口框架、上滑轮1和下滑轮构件2，开口框架包括倒u型支架3和连接支架4，上滑轮1安装在倒u型支架3内，连接支架4呈l型构造，弯折处设置有加强筋，下横面与下滑轮构2件连接；其中倒u型支架3一侧板与连接支架4一体构造，另一侧板为一种中空套杆5，该中空套杆5下部的自由端部为呈外翻的斜杆构造6，在斜杆构造6的端部固定连接有一导引长杆7，所述斜杆构造6与导引长杆7的连接处为平滑过渡连接。中空套杆的斜杆构造6处与连接支架所在的同侧形成一个开口8；还包括有一闭锁杆9，该闭锁杆9位于中空套杆5中，上下两端均设置有限位装置，在闭锁杆9的顶端部固定安装有一个半圆球盖10，该半圆球盖10呈向下倒扣构造；常态下闭锁杆9在重力作用下向下，受上端限位装置作用支撑在中空套杆5中，底端部靠近连接支架4的端部，使得开口8呈闭合状态，闭锁杆9向上被拉起时受下端限位装置作用仍保持位于中空套杆5中，并可通过该下端限位装置与中空套杆的相互支撑作用实现对整个开口框架的提拉，此时开口8呈放状态。为了避免闭锁杆9不能落下，可在闭锁杆9的中部位于中空套杆5内腔设置回位弹簧，从而确保滑车操作中开口框架为封闭状态。

参照附图3和附图4，爪形抓具，包括有爪钩11、爪臂12、活动环套13、固定环套14、导向轴15、主杆16和限位块17，主杆16的顶端部设置有连接部18，该连接部18为一种吊环；活动环套13与固定环套14均套在主杆16上；固定环套14位于主杆16的下端部并与主杆16固定连接，其环周表面上分布有三个上下垂直贯通的通孔；活动环套13位于主杆16的上部（吊环的下方），能够沿主杆16上下滑动；导向轴15有三根并均与主杆轴向平行且沿主杆周向分布，每根导向轴的一端固定在活动环套13上，另一端则垂直向下穿过固定环套14上的通孔，并继续向下延伸露出一定长度的端部；爪钩11至少有三个，并均匀分布于主杆16环周，每个爪钩11的一端为向内弯钩的抓取钩部111，另一端为弯折部112，弯折部112的端点与固定环套14外周表设置的凸块铰接，弯折部112的弯折点与爪臂12一端铰接（一个爪钩对应连接一个爪臂），爪臂12的另一端则与活动环套13外环周表面设置的突起铰接，由此爪臂12、爪钩11的弯折部以及活动环套13构成一种连杆机构，支撑点为固定环套，当活动环套在主杆上上下滑动时，将带动爪臂并连动爪钩，使得爪钩能够张开或者收拢；当活动环套上升到极限时，应当仍能保证导向轴的下端至少还在通孔内。

主杆16在活动环套13围合以及上下活动范围内（受连杆机构限制，活动环套在主杆上有一个上下活动的范围）的部分设置有一通槽，限位块17铰接于该通槽内腔中，且铰接点位于限位块17的下方，正常状态下，在活动环套13的围环下，限位块17位于通槽内腔中，失去活动环套13限制后的自由状态下，限位块17以铰接点为支点倒横并突出于主杆16的外周表面；从而限制活动环套的移动。在活动环套13上方的主杆上最好设置一个定位螺栓19，所述定位螺栓19在安装绝缘软梯滑车时上移，确保活动环套上升时能够离开通槽使限位块倒横起限位作用；另外定位螺栓19在卸取绝缘软梯滑车时下移，确保活动环套上升时能够使爪钩张开到足够大，但仍然保持限位块位于通槽内腔中不会倒横，通槽的长度以及位置、活动环套的高度以及连杆机构、半圆球盖的直径需要进行适配设计。

根据上述的绝缘软梯滑车和爪形爪具，本发明所述基于无人机技术的绝缘软梯滑车安装方法，其具体步骤如下：

1）提供一种无人机，该无人机上设置有连接构件，该连接构件与爪形抓具的连接部连接，调整爪形爪具主杆上的定位螺栓到最上方，将爪形抓具爪钩的抓取钩部111钩住绝缘软梯滑车的半圆球盖10，并提起半圆球盖10，此时闭锁杆9被随之向上提起，开口框架的开口8呈开放状态，

2）启动无人机，无人机通过爪形抓具携带着绝缘软梯滑车飞到导线侧，控制无人机将绝缘软梯滑车带到导线处，先将导引长杆7搭在导线上，然后顺着导引长杆7将绝缘软梯滑车移近导线侧直至导线经由导引长杆7、斜杆构造6进入倒u型支架3内，并与上滑轮1嵌接，绝缘软梯滑车就位；

3）无人机向下移动，带动爪形抓具以及半圆球盖10向下运动，闭锁杆9在此过程中随着半圆球盖10逐渐向下往连接支架方向移动并封闭开口框架的开口，直至开口框架的开口被完全闭锁，此时，闭锁杆的上限位装置卡在中空套杆上端，闭锁杆9和半圆球盖10因此受到限制而停止向下运动，而爪形抓具则进一步向下，直至导向轴触及半圆球盖，此时导向轴也停止向下运动，由于主杆的继续往下，与导向轴连接的活动环套则在导向轴的支撑下沿着主杆相对向上移动，并带动爪臂向上拉动，随之爪钩也向外张开，活动环套向上运动直至主杆上的通槽完全外露且限位块外露并倒横，此时活动环套在限位块的作用下停止在限位块上方，而爪臂已经带动爪钩打开到足够大的角度并能够脱离半圆球盖。

4）控制无人机带着爪形抓具离开导线侧；绝缘软梯滑车完成在导线处的安装。

进一步的，本发明还提供了基于无人机技术的绝缘软梯滑车卸取方法，具体步骤如下：

1）将无人机的连接构件与爪形抓具的连接部连接，此时爪形抓具的限位块复位，活动环套能够在通槽处上下活动，调整定位螺栓靠近通槽处，测试活动环套到达定位螺栓时通槽不会完全露出且限位块不会倒横，同时爪钩的跨度足够大且大于半圆球盖的直径。

2）启动无人机，带动爪形抓具到达导线侧的绝缘软梯滑车上方，控制无人机的位置使得爪钩对准绝缘软梯滑车的半圆球盖，然后让爪形抓具向下移动令爪钩的抓取钩部接触半圆球盖，并控制无人机使得爪形爪具进一步向下，这样抓取钩部随之顺着半圆球盖的外表弧形向下滑动，直至抓取钩部向下绕过半圆球盖的下沿并向内钩入半圆球盖的内腔，完成爪形抓具与绝缘软梯滑车的连接；

3）控制无人机向上运动，并带动爪形抓具拉起连接半圆球盖的闭锁杆，直至闭锁杆完全打开开口框架的开口处，然后进一步提起绝缘软梯滑车，直至导线离开上滑轮并到达开口框架的开口处，

4）控制无人机向一侧移动，使导线脱出开口框架，并远离绝缘软梯滑车的导引长杆，最后控制无人机带着爪形抓具以及绝缘软梯滑车离开导线侧回到地面，完成绝缘软梯滑车的卸取作业。

除了上述步骤外，本发明还包括如下要点：

1、无人机上配置摄像头，这样能够在地面上观测操作流程，并更好地控制无人机与目标之间的位置和距离，实现精准控制操作。

2、导引长杆的长度应超过两倍的倒u型支架宽度，便于无人机控制滑车与导线的搭接，这样滑车能够更有利于安装到导线上。

本发明未述部分与现有技术相同。