一种电力行业绝缘子运输无人机的制作方法

本发明属于电力工程辅助设备，具体涉及一种电力行业绝缘子运输无人机。

背景技术：

1、电力行业是国民经济的重要支柱，电力线路的建设和维护是电力行业的重要环节。电力线路上的绝缘子是一种用于隔离导线和塔架的电气元件，它的作用是保证电力线路的安全运行，防止短路和漏电等故障的发生。绝缘子的安装、更换和检测是电力线路的常规工作。

2、目前，在山区或者特殊地域的绝缘子的运输和安装由于机械设备难以使用，绝缘子的运输主要依靠人工操作，即由专业的作业人员携带绝缘子，利用登高器具，爬上电力塔，进行绝缘子的拆卸和安装。这种方法存在以下几个问题：

3、一是作业人员的安全风险高，电力线路的环境复杂，有高压电、雷电、风雨等危险因素，特别是在一些复杂的地形或者恶劣的天气条件下，人工的运输难度更大，甚至有可能造成人员伤亡或者设备损坏。

4、二是作业人员的劳动强度大，220kv的复合绝缘子载重20kg左右，作业人员需要携带绝缘子，沿着电力塔的梯子或者索道爬行，消耗大量的体力和时间，容易造成疲劳和误操作；

5、因此，有必要开发一种新的绝缘子运输方式，能够提高运输的效率和安全性，同时降低运输和安装的成本和难度。

技术实现思路

1、本发明提供了一种电力行业绝缘子运输无人机，可以抓取、运输和释放不同形状和尺寸的绝缘子，具有高效、安全、灵活、经济等优点。有效地解决了背景技术中的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明采用以下具体技术方案：一种电力行业绝缘子运输无人机，包括主体结构、和夹取结构，其中：

3、所述主体结构通过四个悬臂与四个旋翼相连接，四个悬臂分别固定在主体结构的四个方向上；

4、所述主体结构上还设置有传输数据的天线和传感器；

5、所述夹取结构设置在主体结构的下方，所述夹取结构用于夹紧或放松绝缘子。

6、进一步的，所述夹取结构还包括基座、蜗杆、电机和四个机械臂，四个机械臂分为对称设置的两组；两组机械臂对称的固定基座上，基座固定在无人机的机身的下方；每组机械臂包括安装在一个传动轴上的两个机械臂和一个涡轮；所述蜗杆的上端与电机相连接，所述蜗杆的输出端同时与两个涡轮相连接，所述两个涡轮对称的设置于蜗杆的两侧，涡轮在蜗杆的带动下沿相反的方向旋转，从而带动传动轴转动，传动轴带动机械臂夹紧或者放松，机械臂的夹紧或者放松可以实现对绝缘子的抓取和放置。

7、进一步的，所述机械臂的中部带有朝向外侧的折弯结构，所述折弯结构形成一个包围结构将绝缘子包围在夹取结构的内部。

8、进一步的，所述机械臂的下端设置有夹爪；所述夹爪上带有圆弧状结构，所述圆弧状结构与绝缘子相接处并托举绝缘子；所述圆弧状结构与绝缘子相接处的位置上设置有橡胶护垫。

9、进一步的，所述机械臂上还安装有压力测试器。

10、进一步的，所述传感器包括一个高清摄像头和一个激光测距仪，所述高清摄像头设置于主体结构上；所述高清摄像头通过一个云台进行角度调节，所述激光测距仪设置于主体结构的前方，用于测量无人机与地面或者绝缘子的距离。

11、进一步的，还包括电池舱，所述电池舱设在主体结构的内部，用于容纳锂电池，为运输无人机提供电源。

12、进一步的，还包括起落架，所述起落架设置于主体结构的下方同时位于机械臂的两侧，所述无人机的起落架的高度要高于夹取结构的高度。

13、进一步的，所述天线设置在主体结构的顶部，用于与地面的控制台进行通信，以及图像、视频、声音和指令数据的传输。

14、一种电力行业绝缘子运输无人机的使用方法，包括以下步骤：

15、s1、控制系统根据高清摄像头和激光测距仪的数据，识别出绝缘子的位置、形状和尺寸，计算出最佳的抓取姿态和力度；

16、s2、控制系统根据计算结果，控制夹取结构的运动，并适当调整机械臂的角度，使机械臂包裹绝缘子；

17、s3、控制系统根据压力传感器的反馈，控制机械臂的夹紧力度，使机械臂能够牢固地抓住绝缘子，同时避免对绝缘子造成损坏；

18、s4、控制无人机到达目标位置释放绝缘子。

19、本发明能够取得以下有益效果：

20、本发明的无人机可以快速地从料场飞到目标塔位，利用机械臂进行绝缘子的抓取和放置，大大缩短了作业时间，提高了作业效率；

21、本发明的安全性高，无人机可以在高空飞行，避免了人员的高空作业，减少了人工的劳动量；降低了安全风险；

22、本发明无人机的制造和维护成本相对较低，无人机的使用寿命相对较长，无人机的操作不需要专业的作业人员，只需要简单的培训和监控，降低了人力和物力的投入，降低了电力行业的运营成本。

技术特征：

1.一种电力行业绝缘子运输无人机，其特征在于，包括主体结构(1)和夹取结构(2)，其中：

2.根据权利要求1所述的电力行业绝缘子运输无人机，其特征在于，所述夹取结构(2)还包括基座(6)、蜗杆(7)、电机和四个机械臂(8)，四个机械臂(8)分为对称设置的两组；两组机械臂(8)对称的固定基座(6)上，基座(6)固定在无人机的机身的下方；每组机械臂(8)包括安装在一个传动轴(9)上的两个机械臂(8)和一个涡轮(10)；所述蜗杆(7)的上端与电机相连接，所述蜗杆(7)的输出端同时与两个涡轮(10)相连接，所述两个涡轮(10)对称的设置于蜗杆(7)的两侧，涡轮(10)在蜗杆(7)的带动下沿相反的方向旋转，从而带动传动轴(9)转动，传动轴(9)带动机械臂(8)夹紧或者放松，机械臂(8)的夹紧或者放松可以实现对绝缘子的抓取和放置。

3.根据权利要求2所述的电力行业绝缘子运输无人机，其特征在于，所述机械臂(8)的中部带有朝向外侧的折弯结构，所述折弯结构形成一个包围结构将绝缘子包围在夹取结构(2)的内部。

4.根据权利要求3所述的电力行业绝缘子运输无人机，其特征在于，所述机械臂(8)的下端设置有夹爪(11)；所述夹爪(11)上带有圆弧状结构，所述圆弧状结构与绝缘子相接处并托举绝缘子；所述圆弧状结构与绝缘子相接处的位置上设置有橡胶护垫。

5.根据权利要求4所述的电力行业绝缘子运输无人机，其特征在于，所述机械臂(8)上还安装有压力测试器。

6.根据权利要求1所述的电力行业绝缘子运输无人机，其特征在于，所述传感器包括一个高清摄像头(12)和一个激光测距仪(13)，所述高清摄像头(12)设置于主体结构(1)上；所述高清摄像头(12)通过一个云台进行角度调节，所述激光测距仪(13)设置于主体结构(1)的前方，用于测量无人机与地面或者绝缘子的距离。

7.根据权利要求1所述的电力行业绝缘子运输无人机，其特征在于，还包括电池舱，所述电池舱设在主体结构(1)的内部，用于容纳锂电池，为运输无人机提供电源。

8.根据权利要求1所述的电力行业绝缘子运输无人机，其特征在于，还包括起落架(14)，所述起落架(14)设置于主体结构(1)的下方同时位于机械臂(8)的两侧，所述无人机的起落架(14)的高度要高于夹取结构(2)的高度。

9.根据权利要求1所述的电力行业绝缘子运输无人机，其特征在于，所述天线(5)设置在主体结构(1)的顶部，用于与地面的控制台进行通信，以及图像、视频、声音和指令数据的传输。

10.一种电力行业绝缘子运输无人机的使用方法，其特征在于，应用于权利要求1-9任意一项所述的电力行业绝缘子运输无人机上，包括以下步骤：

技术总结
本发明属于电力工程辅助设备技术领域，具体涉及一种电力行业绝缘子运输无人机，包括主体结构、和夹取结构，其中：主体结构为球形，通过四个悬臂与四个旋翼相连接，四个悬臂分别固定在主体结构的四个方向上；主体结构上还设置有传输数据的天线和传感器；夹取结构设置在主体结构的下方，夹取结构用于夹紧或放松绝缘子。本发明的无人机安全性高，避免了人员的高空作业，无人机可以快速地从料场飞到目标塔位，利用夹取结构进行绝缘子的抓取和放置，大大缩短了作业时间，减少了人工的劳动量；无人机的操作不需要专业的作业人员，只需要简单的培训和监控，降低了人力和物力的投入，降低了电力行业的运营成本。

技术研发人员：刘东兴,矫捷,李强,刘盛琳,王巍,闵杰,申延超,范释艺,窦丹,王朋
受保护的技术使用者：国网辽宁省电力有限公司辽阳供电公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27