无人机载高压输电线路清障器及清障方法与流程

1.本发明无人机载高压输电线路清障器及清障方法属于高压输电技术领域。


背景技术：

2.高压输电线路偶尔会悬挂风筝、塑料薄膜、塑料袋和孔明灯等杂物，若不及时清理，一旦引发输电线路故障，后果不堪设想。
3.为了解决上述问题，需要对高压输电线路进行清障。早期清障工作由人工完成，不仅劳动强度大，效率低，而且危险性太高，因此用机械代替人力来清理十分必要，后来就出现了机械臂抓取、刀具切割异物的方式，虽然安全性大幅提高，但是效率仍然不高。
4.专利《高压输电线路清障装置》，申请号201420265389.8。该高压输电线路清障装置包括主机箱和遥控器，主机箱内设有主控芯片、射频接收模块和供电电源，主机箱顶端设有由电机控制的滑轮，主机箱的侧壁固定有电热圈，遥控器内设有射频发送模块。该高压输电线路清障装置，结构简单，成本低廉，使用方便，安全系数高，可操控性强，极大地提高了清障作业效率。
5.然而，由于高压输电线工作温度远高于环境温度，因此杂物非常容易产生化学变化粘附在高压输电线上，传统的清障装置并没有考虑到上述情况，因此对粘附杂物清理效果不好。


技术实现要素：

6.为了解决现有技术的不足，本技术公开了一种无人机载高压输电线路清障器及清障方法，设计有喷火组件和线缆清刷机构，其中，喷火组件实现障碍物的烧除，线缆清刷机构实现高压输电线清洁刷动，使粘附杂物被成功清理；此外，本发明线缆清刷机构的进口槽设计，能够保证对高压输电线360
°
无死角刷动，进一步提高清障效果。
7.本发明的目的是这样实现的：
8.无人机载高压输电线路清障器，包括：用于固定安装在无人机底部的连接架、转动调节机构、第一杆体、第二杆体、喷火组件和线缆清刷机构；
9.所述连接架的底部固定安装有所述转动调节机构，所述第一杆体的一端与所述第二杆体的一端固定连接，所述第一杆体和所述第二杆体的连接处与所述转动调节机构的输出端固定连接，所述第一杆体远离所述转动调节机构的一端固定安装有所述喷火组件，所述第二杆体远离所述转动调节机构的一端固定安装有用于高压输电线的所述线缆清刷机构；
10.所述第一杆体与所述第二杆体之间固定安装有加固杆。
11.上述无人机载高压输电线路清障器，所述连接架包括：连接板、固定板和安装板，所述连接板的顶部固定安装有两个所述固定板，所述固定板的顶部固定安装有所述安装板，所述安装板的顶部开设有多个均匀分布的安装孔。
12.上述无人机载高压输电线路清障器，所述转动调节机构包括：保护壳体、第一驱动
电机、转动轴、蜗轮和蜗杆，所述保护壳体的顶部外壁与连接板的底部表面固定连接，所述转动轴、所述蜗轮和所述蜗杆均安装至所述保护壳体的内部，所述转动轴和所述蜗杆均转动安装至所述保护壳体的内部，所述转动轴的一端延伸至所述保护壳体的外部，所述转动轴的圆柱面上固定套接有所述蜗轮，所述蜗轮与所述蜗杆啮合连接，所述转动轴的一端与所述第一杆体和所述第二杆体的连接处连接，所述蜗杆的一端与所述第一驱动电机的输出轴端固定连接。
13.上述无人机载高压输电线路清障器，所述喷火组件包括：燃气罐、喷火枪和第二电动推杆；所述燃气罐的外罐壁与所述第一杆体的一端固定连接，所述燃气罐的罐口与所述喷火枪的气瓶接口连接，且燃气罐的罐口与喷火枪的气瓶接口连接处设置有电控阀门，所述第二电动推杆位于所述喷火枪的电子点火开关处，所述第二电动推杆固定安装有固定架，所述固定架固定安装至所述燃气罐的外壁上。
14.上述无人机载高压输电线路清障器，所述线缆清刷机构包括：安装条、转动套、固定套、安装座、第二驱动电机、第一圆柱齿轮和第二圆柱齿轮，所述固定套与所述安装条之间通过多个螺钉固定连接，所述安装条与所述第二杆体的一端固定连接，所述转动套的一端与所述固定套的一端转动安装，所述固定套远离所述第二杆体的套壁上开设有缺口，所述转动套上固定套接有所述第一圆柱齿轮，所述第一圆柱齿轮与所述第二圆柱齿轮啮合连接，所述第二圆柱齿轮的中部与所述第二驱动电机的输出轴固定套接，所述第二驱动电机的机壳与所述安装座固定连接，且安装座固定安装至第二杆体的杆面上；所述转动套的套壁上沿长度方向开设有进口槽；所述转动套靠近所述固定套一端的内壁上设置有嵌环，所述固定套的外套壁上设置有嵌槽，所述嵌环与所述嵌槽间隙配合连接。
15.进一步地，所述固定套靠近缺口的外套壁上固定安装有第三驱动电机，所述第三驱动电机的输出轴端固定安装有第一电动推杆，所述第一电动推杆的输出轴端固定安装有磁性插块，所述第一电动推杆与固定安装在固定套外套壁上的座体转动连接，且第一电动推杆贯穿座体。
16.进一步地，所述第一圆柱齿轮上设置有缺槽，所述缺槽内嵌合设置有齿槽块，所述齿槽块的一侧固定安装有圆弧条，且圆弧条与开设在第一圆柱齿轮上的圆弧槽滑动配合连接，所述圆弧条的宽度大于圆弧槽的深度，所述圆弧条和所述圆弧槽的圆心均为所述第一圆柱齿轮的中心，所述齿槽块上设置有能够被磁吸的转动块，且转动块开设有插槽。
17.再进一步地，所述齿槽块的内部设置有内腔，所述内腔的内部转动安装有圆轴，所述圆轴的端部设置有转轴阻尼器，所述圆轴的一端与转动块固定连接，所述转动块与开设在齿槽块上的圆孔间隙配合连接，所述圆轴上固定套接有凸轮，所述凸轮的一侧贴靠设置有插柱，所述插柱靠近凸轮的一端为圆弧型结构，所述齿槽块的一侧开设有导向孔，且导向孔与内腔连通，所述插柱与所述导向孔间隙配合连接，所述插柱上套设有第二螺旋弹簧，所述第二螺旋弹簧的一端与所述内腔的腔壁固定连接，所述第二螺旋弹簧的另一端与所述插柱的表面固定连接，所述插柱远离所述凸轮的一端与开设在缺槽一侧槽壁的锁孔嵌合连接。
18.进一步地，所述转动套的内套壁上开设有定位导槽和内槽，所述内槽与定位导槽连通，所述定位导槽滑动配合连接有刷板，所述刷板上设置有一层刷毛，所述刷板固定连接有多个等间距分布的第一螺旋弹簧，所述第一螺旋弹簧的末端固定连接有压板，且压板与
内槽间隙配合连接；所述压板与设置在内槽内部的压力传感器接触，所述压板的两端处设置有挡块，且挡块与定位导槽的槽壁固定连接；所述压力传感器与设置在转动套内部的控制器电性连接，且转动套内部还设置有无线模块和充电电源，所述无线模块与控制器电性连接。
19.无人机载高压输电线路清障方法，配合无人机载高压输电线路清障器实现，所述无人机载高压输电线路清障器的安装板上的安装孔提供了安装孔位，通过外部固定螺钉或螺栓将所述无人机载高压输电线路清障器固定在无人机的底部，无人机底部加装有用于冲洗清洁的设备，其中，冲洗的液体需要采用绝缘清洗剂；所述无人机载高压输电线路清障方法包括以下步骤：
20.步骤a、燃烧杂物
21.在进行清障作业时，首先通过第一驱动电机带动蜗杆进行转动，通过蜗杆与蜗轮之间的啮合传动，使转动轴转动，从而使得第一杆体和第二杆体一起转动，改变位置，使得第一杆体竖直，喷火组件朝下，通过喷火组件进行喷火，进行高压输电线路上杂物的烧除，具体通过调节电控阀门的打开程度，同时通过第二电动推杆进行伸长，进行按压电子点火开关，从而实现点火，喷火枪喷出火焰，进行杂物的燃烧；
22.步骤b、脏污清除
23.燃烧清障后，线缆上会附着难以清除的脏污，通过冲洗清洁的设备，进行冲洗，然后通过第一驱动电机进行驱动，使得第一杆体和第二杆体一起转动，改变位置，使得第二杆体竖直，线缆清刷机构朝下，通过第二电机带动第二圆柱齿轮进行转动，通过第二圆柱齿轮与第一圆柱齿轮之间的啮合传动，使得转动套关于固定套进行转动，从而使得转动块与磁性插块对齐，通过电动推杆驱动，使得磁性插块插入到插槽中，通过第三驱动电机带动第一电动推杆进行转动，具体转动180
°
，转动时，磁性插块带动转动块一起进行转动，通过圆轴带动凸轮一起进行转动，从而改变了插柱一端的贴靠位置，配合第二螺旋弹簧的弹力，使得插柱与锁孔分离，接着电动推杆收缩，磁性插块通过磁性带动齿槽块一起进行移动，齿槽块与缺槽分离，而圆弧条仍然嵌在圆弧槽中，进一步驱动转动套进行转动，使得进口槽与缺口对齐，通过进口槽与缺口使得需要清洁的线缆嵌入到固定套和转动套中，同时线缆进行压动刷毛，使得其中的刷板在定位导槽中进行移动，进行压缩第一螺旋弹簧，其中通过压板压进压力传感器，通过压力传感器进行实时传感，传输到其中的控制器，进行数据处理，通过无线模块传输到无人机中的控制系统中，提供反馈，保障了刷毛保持一定压力进行压住线缆表面，进一步通过驱动第一齿轮进行转动，使得齿槽块与缺槽对齐，通过第一电动推杆的收缩，使得齿槽块嵌入到缺槽中，进一步通过第三驱动电机带动其进行转动，具体转动180
°
，驱动插柱插入到锁孔，进行缺槽的补缺，使得第一圆柱齿轮形成封闭的环状结构，接着通过第一电动推杆驱动，使得磁性插块与转动块分离；
24.步骤c、刷毛清洁
25.进一步驱动转动套进行自转，通过刷毛进行线缆外皮四周
°
的清刷，实现清洁；
26.步骤d、线缆分离
27.清洁后，通过再次使得缺槽打开，同时进口槽与缺口对齐，使得线缆与其分离，完成清洁。
28.有益效果：
29.第一、本发明无人机载高压输电线路清障器安装在无人机上使用，通过转动调节机构进行第一杆体和第二杆体的位置调节，从而调节喷火组件以及线缆清刷机构的位置，其中，喷火组件实现障碍物的烧除，线缆清刷机构实现高压输电线清洁刷动，使粘附杂物被成功清理；
30.第二、本发明线缆清刷机构的进口槽等具体结构设计，能够保证对高压输电线360
°
无死角刷动，进一步提高清障效果。
附图说明
31.图1是本发明无人机载高压输电线路清障器的整体结构示意图；
32.图2是图1所示a部放大的结构示意图；
33.图3是转动套和固定套的截面结构示意图；
34.图4是图3所示a-a截面结构示意图；
35.图5是第一圆柱齿轮以及附属结构立体示意图；
36.图6是齿槽块内部的结构示意图；
37.图7是插柱与凸轮的结构示意图；
38.图8是进口槽与缺口对齐状态下的转动套和固定套截面以及磁性插块位置示意图；
39.图9是保护壳体内部的结构示意图；
40.图10是喷火组件的结构示意图。
41.图中：1、连接板；2、保护壳体；3、第一驱动电机；4、固定板；5、安装板；6、安装孔；7、第一杆体；8、第二杆体；9、加固杆；10、燃气罐；11、安装条；12、第一圆柱齿轮；13、转动套；14、进口槽；15、固定套；16、安装座；17、第二驱动电机；18、第二圆柱齿轮；19、第三驱动电机；20、第一电动推杆；21、座体；22、磁性插块；23、嵌环；24、嵌槽；25、定位导槽；26、刷板；27、刷毛；28、压板；29、第一螺旋弹簧；30、挡块；31、内槽；32、压力传感器；33、转动轴；34、蜗轮；35、蜗杆；36、圆弧槽；37、圆弧条；38、齿槽块；39、转动块；40、插柱；41、缺槽；42、内腔；43、圆轴；44、凸轮；45、导向孔；46、第二螺旋弹簧；47、喷火枪；48、电子点火开关；49、第二电动推杆；50、固定架。
具体实施方式
42.下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细描述。
43.具体实施方式一
44.以下是本发明无人机载高压输电线路清障器的具体实施方式。
45.该具体实施方式下的无人机载高压输电线路清障器，如图1-10所示，包括：用于固定安装在无人机底部的连接架、转动调节机构、第一杆体7、第二杆体8、喷火组件和线缆清刷机构；
46.所述连接架的底部固定安装有所述转动调节机构，所述第一杆体7的一端与所述第二杆体8的一端固定连接，所述第一杆体7和所述第二杆体8的连接处与所述转动调节机构的输出端固定连接，所述第一杆体7远离所述转动调节机构的一端固定安装有所述喷火组件，所述第二杆体8远离所述转动调节机构的一端固定安装有用于高压输电线的所述线
缆清刷机构；
47.所述第一杆体7与所述第二杆体8之间固定安装有加固杆9。
48.通过转动调节机构进行调节第一杆体7、第二杆体8的位置，从而进行调节喷火组件以及线缆清刷机构的位置，进行分别使用，通过喷火组件可进行喷火，进行障碍物的烧除，进一步通过线缆清刷机构，进行线缆的清洁刷动，使得附着、粘附在线缆上的脏污进行刷动，使其松动，进行清洁。
49.具体实施方式二
50.以下是本发明无人机载高压输电线路清障器的具体实施方式。
51.该具体实施方式下的无人机载高压输电线路清障器，在具体实施方式一的基础上，进一步限定：所述连接架包括：连接板1、固定板4和安装板5，所述连接板1的顶部固定安装有两个所述固定板4，所述固定板4的顶部固定安装有所述安装板5，所述安装板5的顶部开设有多个均匀分布的安装孔6，如图1所示。
52.该具体实施方式给无人机载高压输电线路清障器如何安装在无人机底部提供了具体解决方案。
53.具体实施方式三
54.以下是本发明无人机载高压输电线路清障器的具体实施方式。
55.该具体实施方式下的无人机载高压输电线路清障器，在具体实施方式一的基础上，进一步限定：所述转动调节机构包括：保护壳体2、第一驱动电机3、转动轴33、蜗轮34和蜗杆35，所述保护壳体2的顶部外壁与连接板1的底部表面固定连接，所述转动轴33、所述蜗轮34和所述蜗杆35均安装至所述保护壳体2的内部，所述转动轴33和所述蜗杆35均转动安装至所述保护壳体2的内部，所述转动轴33的一端延伸至所述保护壳体2的外部，所述转动轴33的圆柱面上固定套15接有所述蜗轮34，所述蜗轮34与所述蜗杆35啮合连接，所述转动轴33的一端与所述第一杆体7和所述第二杆体8的连接处连接，所述蜗杆35的一端与所述第一驱动电机3的输出轴端固定连接，如图9所示。
56.该具体实施方式提供了转动调节机构驱动转动轴33转动，从而改变喷火组件以及线缆清刷机构位置的具体解决方案。
57.具体实施方式四
58.以下是本发明无人机载高压输电线路清障器的具体实施方式。
59.该具体实施方式下的无人机载高压输电线路清障器，在具体实施方式一的基础上，进一步限定：所述喷火组件包括：燃气罐10、喷火枪47和第二电动推杆49；所述燃气罐10的外罐壁与所述第一杆体7的一端固定连接，所述燃气罐10的罐口与所述喷火枪47的气瓶接口连接，且燃气罐10的罐口与喷火枪47的气瓶接口连接处设置有电控阀门，所述第二电动推杆49位于所述喷火枪47的电子点火开关48处，所述第二电动推杆49固定安装有固定架50，所述固定架50固定安装至所述燃气罐10的外壁上，如图10所示。
60.该具体实施方式提供了喷火组件的具体解决方案。
61.具体实施方式五
62.以下是本发明无人机载高压输电线路清障器的具体实施方式。
63.该具体实施方式下的无人机载高压输电线路清障器，在具体实施方式一的基础上，进一步限定：所述线缆清刷机构包括：安装条11、转动套13、固定套15、安装座16、第二驱
动电机17、第一圆柱齿轮12和第二圆柱齿轮18，所述固定套15与所述安装条11之间通过多个螺钉固定连接，所述安装条11与所述第二杆体8的一端固定连接，所述转动套13的一端与所述固定套15的一端转动安装，所述固定套15远离所述第二杆体8的套壁上开设有缺口，所述转动套13上固定套15接有所述第一圆柱齿轮12，所述第一圆柱齿轮12与所述第二圆柱齿轮18啮合连接，所述第二圆柱齿轮18的中部与所述第二驱动电机17的输出轴固定套15接，所述第二驱动电机17的机壳与所述安装座16固定连接，且安装座16固定安装至第二杆体8的杆面上；所述转动套13的套壁上沿长度方向开设有进口槽14；所述转动套13靠近所述固定套15一端的内壁上设置有嵌环23，所述固定套15的外套壁上设置有嵌槽24，所述嵌环23与所述嵌槽24间隙配合连接，如图2-图8所示。
64.所述固定套15靠近缺口的外套壁上固定安装有第三驱动电机19，所述第三驱动电机19的输出轴端固定安装有第一电动推杆20，所述第一电动推杆20的输出轴端固定安装有磁性插块22，所述第一电动推杆20与固定安装在固定套15外套壁上的座体21转动连接，且第一电动推杆20贯穿座体21。
65.所述第一圆柱齿轮12上设置有缺槽41，所述缺槽41内嵌合设置有齿槽块38，所述齿槽块38的一侧固定安装有圆弧条37，且圆弧条37与开设在第一圆柱齿轮12上的圆弧槽36滑动配合连接，所述圆弧条37的宽度大于圆弧槽36的深度，所述圆弧条37和所述圆弧槽36的圆心均为所述第一圆柱齿轮12的中心，所述齿槽块38上设置有能够被磁吸的转动块39，且转动块39开设有插槽。
66.所述齿槽块38的内部设置有内腔42，所述内腔42的内部转动安装有圆轴43，所述圆轴43的端部设置有转轴阻尼器，所述圆轴43的一端与转动块39固定连接，所述转动块39与开设在齿槽块38上的圆孔间隙配合连接，所述圆轴43上固定套15接有凸轮44，所述凸轮44的一侧贴靠设置有插柱40，所述插柱40靠近凸轮44的一端为圆弧型结构，所述齿槽块38的一侧开设有导向孔45，且导向孔45与内腔42连通，所述插柱40与所述导向孔45间隙配合连接，所述插柱40上套设有第二螺旋弹簧46，所述第二螺旋弹簧46的一端与所述内腔42的腔壁固定连接，所述第二螺旋弹簧46的另一端与所述插柱40的表面固定连接，所述插柱40远离所述凸轮44的一端与开设在缺槽41一侧槽壁的锁孔嵌合连接。
67.所述转动套13的内套壁上开设有定位导槽25和内槽31，所述内槽31与定位导槽25连通，所述定位导槽25滑动配合连接有刷板26，所述刷板26上设置有一层刷毛27，所述刷板26固定连接有多个等间距分布的第一螺旋弹簧29，所述第一螺旋弹簧29的末端固定连接有压板28，且压板28与内槽31间隙配合连接；所述压板28与设置在内槽31内部的压力传感器32接触，所述压板28的两端处设置有挡块30，且挡块30与定位导槽25的槽壁固定连接；所述压力传感器32与设置在转动套13内部的控制器电性连接，且转动套13内部还设置有无线模块和充电电源，所述无线模块与控制器电性连接。
68.以上具体解决方案，能够实现线缆外皮360
°
刷洗和清洁。
69.具体实施方式六
70.以下是本发明无人机载高压输电线路清障方法的具体实施方式。
71.该具体实施方式下的无人机载高压输电线路清障方法，配合无人机载高压输电线路清障器实现，所述无人机载高压输电线路清障器的安装板5上的安装孔6提供了安装孔位，通过外部固定螺钉或螺栓将所述无人机载高压输电线路清障器固定在无人机的底部，
无人机底部加装有用于冲洗清洁的设备，其中，冲洗的液体需要采用绝缘清洗剂；所述无人机载高压输电线路清障方法包括以下步骤：
72.步骤a、燃烧杂物
73.在进行清障作业时，首先通过第一驱动电机3带动蜗杆35进行转动，通过蜗杆35与蜗轮34之间的啮合传动，使转动轴33转动，从而使得第一杆体7和第二杆体8一起转动，改变位置，使得第一杆体7竖直，喷火组件朝下，通过喷火组件进行喷火，进行高压输电线路上杂物的烧除，具体通过调节电控阀门的打开程度，同时通过第二电动推杆49进行伸长，进行按压电子点火开关48，从而实现点火，喷火枪47喷出火焰，进行杂物的燃烧；
74.步骤b、脏污清除
75.燃烧清障后，线缆上会附着难以清除的脏污，通过冲洗清洁的设备，进行冲洗，然后通过第一驱动电机3进行驱动，使得第一杆体7和第二杆体8一起转动，改变位置，使得第二杆体8竖直，线缆清刷机构朝下，通过第二电机带动第二圆柱齿轮18进行转动，通过第二圆柱齿轮18与第一圆柱齿轮12之间的啮合传动，使得转动套13关于固定套15进行转动，从而使得转动块39与磁性插块22对齐，通过电动推杆驱动，使得磁性插块22插入到插槽中，通过第三驱动电机19带动第一电动推杆20进行转动，具体转动180
°
，转动时，磁性插块22带动转动块39一起进行转动，通过圆轴43带动凸轮44一起进行转动，从而改变了插柱40一端的贴靠位置，配合第二螺旋弹簧46的弹力，使得插柱40与锁孔分离，接着电动推杆收缩，磁性插块22通过磁性带动齿槽块38一起进行移动，齿槽块38与缺槽41分离，而圆弧条37仍然嵌在圆弧槽36中，进一步驱动转动套13进行转动，使得进口槽14与缺口对齐，通过进口槽14与缺口使得需要清洁的线缆嵌入到固定套15和转动套13中，同时线缆进行压动刷毛27，使得其中的刷板26在定位导槽25中进行移动，进行压缩第一螺旋弹簧29，其中通过压板28压进压力传感器32，通过压力传感器32进行实时传感，传输到其中的控制器，进行数据处理，通过无线模块传输到无人机中的控制系统中，提供反馈，保障了刷毛27保持一定压力进行压住线缆表面，进一步通过驱动第一齿轮进行转动，使得齿槽块38与缺槽41对齐，通过第一电动推杆20的收缩，使得齿槽块38嵌入到缺槽41中，进一步通过第三驱动电机19带动其进行转动，具体转动180
°
，驱动插柱40插入到锁孔，进行缺槽41的补缺，使得第一圆柱齿轮12形成封闭的环状结构，接着通过第一电动推杆20驱动，使得磁性插块22与转动块39分离；
76.步骤c、刷毛清洁
77.进一步驱动转动套13进行自转，通过刷毛27进行线缆外皮四周360
°
的清刷，实现清洁；步骤d、线缆分离
78.清洁后，通过再次使得缺槽41打开，同时进口槽14与缺口对齐，使得线缆与其分离，完成清洁。
79.需要说明的是，以上仅为本技术的具体实施方式而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。
80.还需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的具体实施方式及具体实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合具体实施方式来详细说明本技术。