一种无人机清理线缆悬挂物的清理装置及其清理方法与流程

本发明涉及无人机，确切地说是一种无人机清理线缆悬挂物的清理装置及其清理方法。

背景技术：

长距离输送电能，需要通过线缆进行，现有的线缆为架空线缆，架空线缆常常被风筝、塑料袋、及其他线体或杂物的缠绕挂留，上述物体是安全输电的隐患，需要及时进行清理。

传统的清理方式通常是人工清理，需要电力工作人员爬上杆塔后走在线路上进行清理。对于在市区内的线路，则可以电力作业车清理。

上述清理方式均为带电情况下的高空作业，存在风险性高、清理效率低的问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种无人机清理线缆悬挂物的清理装置及其清理方法，该装置能够对缠绕挂留的残破的风筝、塑料袋、及其他线体或杂物进行清理，避免现有清理方式高空作业的风险、提高清理效率。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术手段：

一种无人机清理线缆悬挂物的清理装置，包括座体，座体与无人机本体连接固定，所述的座体设有绕辊、割刀，割刀设置在绕辊一侧的下方，割刀的底部设有刃部，绕辊由绕线电机驱动，割刀由切割电机通过齿轮驱动，割刀沿绕辊做往复的直线运动，无人机在与绕辊、割刀相对称的另一端的机架的端部设有挂钩，挂钩设置在机翼的外端。

本装置通过在无人机的本体上连接固定清理装置，清理装置的绕辊可以对缠绕挂留的残破的风筝、塑料袋、及其他线体或杂物进行缠绕，缠绕后利用割刀将上述物体从线缆上割断取下，从而实现定点的快速清除，从而改变现有清理方式不彻底，不安全，效率低的问题；另外，本技术方案设有挂钩，通过挂钩可以对悬挂物进行拉力测试，使本技术方案清理不会超出无人机的负载范围，以免悬挂物清理过程中对无人机形成拖拽，拖走甚至损坏无人机。

现有技术中，也有通过机械手臂进行夹取处理的，实践中通过机械手臂夹取处理过程中，很难将缠绕在线缆上的物体取下，往往还需要切割或剪切处理。

与现有技术相比，本发明突出的特点是：

通过无人机可以实现定点清除，降低人工高空作业的风险；另外通过绕辊、割刀，绕取后不能脱离线缆的物体，可以通过割刀割断取下，使清理更彻底，更便捷，效率更高。

进一步的优选技术方案如下：

所述的挂钩包括钩体及本体，机架设有连接腔，本体套接在连接腔内，本体与连接腔活动连接，本体的末端通过牵引钢丝绳与拉力测量仪测力端连接，拉力测量仪与清理控制器电连接，拉力测量仪向清理控制器传送测量数据。

通过将挂钩设置在无人机本体与割刀、绕辊相对的另一端，一是有利于平衡部件的重力，二是有利于挂钩端没有其他部件，便于挂钩钩持住其他部件。通过设置拉力测量仪，可以在测试过程中及时了解拉力大小，对无人机能否清除该悬挂物进行准确判断。

所述的绕辊的端头设有槽口。通过设置槽口，利用绕辊转动收取物体时，使被取离的物体的一部分夹在槽口中后，转动绕辊，残破的风筝、其他线体包括塑料袋就可以快速的绕在绕辊上，可以防止被取的物体打滑，不能快速的缠绕在绕辊上。

所述的槽口由两个根部相连接的弹性夹持片形成，夹持片的顶部设有间隔形成槽口，槽口的宽度自夹持片的顶部向根部逐渐减小。上述设置，使无人机飞抵被取目标时，被取物体的一部分就可以夹在槽口内，然后转动绕辊，就可以将杂物绕在绕辊上。转动绕辊将被取的物体通过绕辊的转动收取，使被取的物体在绕辊的作用下，脱离线缆；如果被取的物体与线缆缠绕的比较紧，通过绕辊转动难以取下的，再利用割刀割断后，即可将物体取下；操作人员取下后，通过操作绕辊反向转动，就可以释放被取的物体进行集中收集处理；防止上述物体污染环境甚至飘飞后对线缆构成二次缠绕的风险。

所述的座体的顶部设有连接栓，座体通过连接栓与无人机本体连接。通过设置座体，一是方便清理装置的连接固定；二是将绕辊及割刀的驱动部件设置在座体内；两者均通过电机驱动，转辊直接通过电机联轴器连接驱动，割刀通过电机驱动齿轮；通过齿轮驱动与割刀固定连接的齿轮条进行驱动。

所述的座体内设有清理控制器，清理控制器与无人机本体的电源电连接，清理控制器设有GPRS模块，GPRS模块与控制客户端无线连接。

通过设置GPRS模块，利用客户端对割刀及绕辊的电机进行控制，包括电机的转速、电机的正反转等。

清理装置清理线缆悬挂物的清理方法，包含以下步骤：

(1)装配无人机：在无人机上设置独立运行的绕辊、割刀及挂钩；

(2)大体积悬挂物判断：对于体积较大的悬挂物，利用挂钩钩持住悬挂物与线缆连接处的一部分或其与线缆的绕线；

(3)拉力测试：控制无人机，向远离悬挂物的斜下方向飞行，根据悬挂物的运动情况进行判断，如果悬挂物能被无人机向其飞行方向拉动，则无人机的负载可以进行清除；

(4)绕取悬挂物：重新控制无人机，向拉力测试过程中的反方向飞行，使挂钩脱离被测的悬挂物后，控制无人机的绕辊端向悬挂物飞行，利用绕辊转动，将悬挂物或其悬线缠绕在绕辊上；

(5)割刀割除：绕辊将悬挂物或其悬线缠绕后，利用割刀将悬挂物与线缆连接的一端切割，使其脱离线缆；

(6)快速收取：继续转动绕辊，将原来的悬挂物缠绕在绕辊上；然后控制无人机下降后，反方向控制绕辊转动，使缠绕在绕辊上的悬挂物或其绕线脱离绕辊。

上述过程，一是可以防止无人机被大浮力的物体拖飞造成无人的损失或损坏；二是能有效清楚不同类型的悬挂物，割刀与绕辊的位置相对固定的设置，使切割悬挂物时，能保持无人机切割装置与线缆的相对位置，防止割刀损坏线缆。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明切割装置的结构示意图。

图3是图2的左视图。

图4是本发明切割装置的框架结构示意图。

图5是本发明挂钩设置的一种具体实施方式的结构示意图。

附图标记说明：1－无人机本体；2－座体；3－绕辊；4－割刀；5－绕线电机；6－切割电机；7－连接栓；8－齿轮；9－齿轮条；10－槽口；11－弹性夹持片；12－清理控制器；13－GPRS模块；14－控制客户端；15－拉力测量仪；16－挂钩；17－钢丝绳。

具体实施方式

下面结合实施例，进一步说明本发明。

参见图1、图2、图4可知，本发明的一种无人机清理线缆悬挂物的清理装置，包括座体2，座体2与无人机本体1连接固定，；所述的清理装置设有座体2，座体2设有绕辊3、割刀4，割刀4设置在绕辊3一侧的下方，割刀4的底部设有刃部，绕辊3由绕线电机5驱动，割刀4由切割电机6通过齿轮8驱动，割刀4沿绕辊3做往复的直线运动；无人机本体1在与绕辊3、割刀4相对称的另一端的机架的端部设有挂钩16，挂钩16设置在机翼的外端。

另外，本技术方案设有挂钩16，对于体积较大的悬挂物，如条幅、气球、风筝等，可以通过挂钩16钩住悬挂物的绳体或悬挂物的一部分，控制无人机向斜下方飞行，对悬挂物进行拉力测试，看无人机的负载能否承住悬挂物的浮力，使本技术方案清理不会超出无人机的负载范围，以免悬挂物清理过程中对无人机形成拖拽，拖走甚至损坏无人机。

结合图2可知；所述的座体2的顶部设有连接栓7，座体2通过连接栓7与无人机本体1连接。通过设置座体2，一是方便清理装置的连接固定；二是将绕辊3及割刀4的驱动部件设置在座体2内；两者均通过电机驱动，转辊直接通过电机联轴器连接驱动，割刀4通过电机驱动齿轮8；通过齿轮8驱动与割刀4固定连接的齿轮条9进行驱动。

结合图2、图3可知，绕辊3的端头设有槽口10。通过设置槽口10，利用绕辊3转动收取物体时，使被取离的物体的一部分夹在槽口10中后，转动绕辊3，残破的风筝、其他线体包括塑料袋就可以快速的绕在绕辊3上，可以防止被取的物体打滑，不能快速的缠绕在绕辊3上。所述的槽口10由两个根部相连接的弹性夹持片11形成，夹持片的顶部设有间隔形成槽口10，槽口10的宽度自夹持片的顶部向根部逐渐减小。上述设置，使无人机飞抵被取目标时，被取物体的一部分就可以夹在槽口10内，然后转动绕辊3，就可以将杂物绕在绕辊3上。转动绕辊3将被取的物体通过绕辊3的转动收取，使被取的物体在绕辊3的作用下，脱离线缆；如果被取的物体与线缆缠绕的比较紧，通过绕辊3转动难以取下的，再利用割刀4割断后，即可将物体取下；操作人员取下后，通过操作绕辊3反向转动，就可以释放被取的物体进行集中收集处理；防止上述物体污染环境甚至飘飞后对线缆构成二次缠绕的风险。

结合图4可知，所述的座体2内设有清理控制器12，清理控制器12与无人机本体1的电源电连接，清理控制器12设有GPRS模块13，GPRS模块13与控制客户端14无线连接。

通过设置GPRS模块13，利用客户端对割刀4及绕辊3的电机进行控制，包括电机的转速、电机的正反转等。

结合图4、图5可知，所述的挂钩16包括钩体及本体，机架设有连接腔，本体套接在连接腔内，本体与连接腔活动连接，本体的末端通过牵引钢丝绳17与拉力测量仪15测力端连接，拉力测量仪15与清理控制器12电连接，拉力测量仪15向清理控制器12传送测量数据。

通过将挂钩16设置在无人机本体1与割刀4、绕辊3相对的另一端，一是有利于平衡部件的重力，二是有利于挂钩16端没有其他部件，便于挂钩16钩持住其他部件。通过设置拉力测量仪15，可以在测试过程中及时了解拉力大小，对无人机能否清除该悬挂物进行准确判断。

本实施例通过无人机可以实现定点清除，降低人工高空作业的风险；另外通过绕辊3、割刀4，绕取后不能脱离线缆的物体，可以通过割刀4割断取下，使清理更彻底，更便捷，效率更高。

上述过程，一是可以防止无人机被大浮力的物体拖飞造成无人的损失或损坏；二是能有效清楚不同类型的悬挂物，割刀与绕辊的位置相对固定的设置，使切割悬挂物时，能保持无人机切割装置与线缆的相对位置，防止割刀损坏线缆。

本实施例通过在无人机的本体上连接固定清理装置，清理装置的绕辊3可以对缠绕挂留的残破的风筝、塑料袋、及其他线体或杂物进行缠绕，缠绕后利用割刀4将上述物体从线缆上割断取下，从而实现定点的快速清除，从而改变现有清理方式不彻底，不安全，效率低的问题。

清理装置清理线缆悬挂物的清理方法，包含以下步骤：

(1)装配无人机：在无人机上设置独立运行的绕辊、割刀及挂钩；

(2)大体积悬挂物判断：对于体积较大的悬挂物，利用挂钩钩持住悬挂物与线缆连接处的一部分或其与线缆的绕线；

(3)拉力测试：控制无人机，向远离悬挂物的斜下方向飞行，根据悬挂物的运动情况进行判断，如果悬挂物能被无人机向其飞行方向拉动，则无人机的负载可以进行清除；

(4)绕取悬挂物：重新控制无人机，向拉力测试过程中的反方向飞行，使挂钩脱离被测的悬挂物后，控制无人机的绕辊端向悬挂物飞行，利用绕辊转动，将悬挂物或其悬线缠绕在绕辊上；

(5)割刀割除：绕辊将悬挂物或其悬线缠绕后，利用割刀将悬挂物与线缆连接的一端切割，使其脱离线缆；

(6)快速收取：继续转动绕辊，将原来的悬挂物缠绕在绕辊上；然后控制无人机下降后，反方向控制绕辊转动，使缠绕在绕辊上的悬挂物或其绕线脱离绕辊。

上述过程，一是可以防止无人机被大浮力的物体拖飞造成无人的损失或损坏；二是能有效清楚不同类型的悬挂物，割刀与绕辊的位置相对固定的设置，使切割悬挂物时，能保持无人机切割装置与线缆的相对位置，防止割刀损坏线缆。

由于以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护不限于此，任何本技术领域的技术人员所能想到本技术方案技术特征的等同的变化或替代，都涵盖在本发明的保护范围之内。