一种基于无人机的输电线路异物清理装置的制作方法

1.本发明属于电力设备技术领域，具体是一种基于无人机的输电线路异物清理装置。


背景技术：

2.输电线路是用变压器将发电机发出的电能升压后，再经断路器等控制设备接入输电线路来实现，一般安装在户外且位于高空位置，目前为了实现对输电线路定期清理的目的，通常会使用无人机携带相关的清理装置，通过工作人员终端控制，进行输电线路避免粘附异物的清理。
3.例如申请号为cn202220538276.5的实用新型公开的一种输电线路智能化无人机巡检清理装置，包括无人机本体，所述无人机本体一侧外壁底部安装有红外摄像仪，且无人机本体内部设置有无线通讯模块，所述无人机本体顶部外壁一侧安装有储液壳体，且无人机本体和储液壳体的连接处通过轴承转动连接有同一个喷液管，喷液管一端安装有燃烧器，所述储液壳体底部内壁安装有抽液泵，且抽液泵输出端安装有出液管，本实用新型能够通过设置有红外设置仪和无线通讯模块，当监视到输电路线上有大体积杂质缠绕时，抽液泵和燃烧器启动，来将输电路线上的杂质进行焚烧处理，避免大体积杂质影响输电路线的正常工作。
4.针对上述专利中利用喷液管以及燃烧器等技术方案对输电线路上的杂质进行焚烧处理，一定程度上实现了对输电线路表面异物的清理，但在实际使用中，当无人机飞行至输电线路的上方时，容易受到风力因素以及鸟类动物的干扰，使得无人机在空中发生左右摇晃，这时风力将会影响火焰的喷射角度，这时就需要工作人员通过终端控制系统不断调整无人机，进而将会耗费大量时间，并且采用喷火方式容易对输电线路表面造成损害，如若在清理时燃烧器出现故障，将会导致无人机发生燃烧坠落，增加了安全隐患。


技术实现要素：

5.(一)解决的技术问题
6.为解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供了一种基于无人机的输电线路异物清理装置，具有提高稳定性，清理效果好的优点，通过设置夹持组件和电缆夹持板等结构的配合，进而提升了无人机在对输电线路进行清理时自身的稳定性；通过设置清理组件和活动组件等结构的配合，进而扩大了对输电线路表面的清理面积；通过设置移动组件和安装框等结构的配合，进而提升了对输电线路表面的清理效果。
7.(二)技术方案
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于无人机的输电线路异物清理装置，包括无人机本体，所述无人机本体底部的两侧均固定安装有机翼，所述无人机本体的底部固定安装有摄像单元，所述无人机本体底端远离摄像单元的一侧螺栓连接有连接块，所述连接块的底部固定连接有安装框，所述安装框的内部固定连接有夹持组件，所述夹
持组件的底端贯穿安装框并延伸至安装框的下方且固定连接有电缆夹持板，所述安装框靠近摄像单元一侧的下端固定安装有移动组件，所述移动组件的底端固定安装有清理组件，所述清理组件正面的一端固定安装有动力组件，所述清理组件通过动力组件活动连接有活动组件。
9.上述技术方案中，优选的，所述夹持组件的顶部固定安装有稳定块，所述稳定块的顶部与安装框的底部固定连接，所述无人机本体靠近摄像单元的一侧壁固定安装有信息传输控制模块。
10.上述技术方案中，优选的，所述夹持组件包括气缸，所述气缸设置在安装框的内部，所述气缸的底端贯穿安装框并延伸至安装框的下方且固定连接有活动块，所述气缸下端的表面活动套接有矩形板，所述矩形板的顶部与稳定块的底部固定连接，所述矩形板的两端分别铰接有第一夹持块和第二夹持块，所述第一夹持块和第二夹持块底端的内侧均固定安装有电缆夹持板，所述活动块的两端均铰接有弧形块，两个所述弧形块远离活动块的一端分别与第一夹持块和第二夹持块的中端铰接。
11.上述技术方案中，优选的，所述移动组件包括挡板和固定架，所述固定架与安装框固定连接，所述固定架顶端靠近安装框的一侧固定连接有挡板，所述固定架的两端均开设有第一凹槽，所述固定架的内部活动连接有移动板，所述移动板的两端延伸至第一凹槽的内部，且与第一凹槽的内壁活动连接，所述移动板的底部固定安装有第二电推伸缩杆，所述第二电推伸缩杆的底部固定连接有抵触块，所述抵触块的底部与清理组件固定连接。
12.上述技术方案中，优选的，所述清理组件包括清理块，所述清理块的顶部与抵触块的底部固定连接，所述清理块远离安装框的一侧开设有第二凹槽，所述清理块靠近活动组件的一侧固定连接有动力组件。
13.上述技术方案中，优选的，所述动力组件包括伺服电机，所述伺服电机远离活动组件的一端与清理块固定连接，所述伺服电机输出轴的一端固定连接有第一齿轮，所述第一齿轮的一侧啮合连接有第二齿轮，所述第二齿轮靠近清理组件一端贯穿活动组件并延伸至清理块的内部且与清理块的内壁活动连接，所述第二齿轮位于活动组件内壁的一端与活动组件固定连接。
14.上述技术方案中，优选的，所述活动组件包括活动板，所述活动板靠近清理组件的一侧壁与清理组件活动连接，所述活动板靠近清理组件的一端固定安装有凸块，所述凸块活动连接在第二凹槽的内部。
15.上述技术方案中，优选的，所述凸块的面积尺寸与第二凹槽的面积尺寸相同，且二者外形均呈现为半圆形。
16.上述技术方案中，优选的，两个所述电缆夹持板的外形均呈现为弧形，且内壁均采用橡胶制成。
17.上述技术方案中，优选的，所述清理组件和活动组件外形呈现为半圆弧形。
18.(三)有益效果
19.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
20.本发明通过设置夹持组件和电缆夹持板等结构的配合，进而提升了无人机在对输电线路进行清理时自身的稳定性，启动气缸，气缸将会通过活动块带动第一夹持块和第二夹持块发生相向运动，与此同时第一夹持块和第二夹持块的底端也将会带动电缆夹持板一
同活动，两个电缆夹持板的相向运动将会对输电线路电缆的表面进行夹持，进而降低了风力等因素使得无人机发生大幅度晃动，从而保证无人机在进行清理时自身的稳定性；
21.本发明通过设置清理组件和活动组件等结构的配合，进而扩大了对输电线路表面的清理面积，当清理块的内壁与输电线路表面贴合时，控制伺服电机开始运行，伺服电机将会使得第一齿轮带动第二齿轮发生转动，这时第二齿轮将会带动活动板以及凸块在清理块的表面移动，凸块将会进入至第二凹槽的内部，实现二者的卡接，这时由于活动板的移动，将会对输电线路的底面进行包裹，防止输电线路底面存有异物不易清理，进而增加了对输电线路表面的清理范围面积；
22.本发明通过设置移动组件和安装框等结构的配合，进而提升了对输电线路表面的清理效果，启动第一电推伸缩杆，第一电推伸缩杆的运行将会推动移动板、第二电推伸缩杆、抵触块以及清理组件、活动组件一同在输电线路表面发生移动，进而可以对输电线路电缆表面异物进行来回清理，从而大幅度提升了对输电线路表面的清理效果。
附图说明
23.图1为本发明结构示意图；
24.图2为本发明仰视结构示意图；
25.图3为本发明安装框和清理组件的结构配合关系示意图；
26.图4为本发明安装框和清理组件的正面剖视结构示意图；
27.图5为本发明安装框和清理组件的侧面剖视结构示意图；
28.图6为本发明夹持组件的内部结构配合关系示意图；
29.图7为本发明移动组件的内部结构配合关系示意图；
30.图8为本发明清理组件和活动组件的结构配合关系示意图；
31.图9为图8中a处的局部放大结构示意图；
32.图10为本发明活动组件的内部结构配合关系示意图。
33.图中：1、无人机本体；2、机翼；3、连接块；4、摄像单元；5、安装框；6、夹持组件；61、气缸；62、矩形板；63、第一夹持块；64、第二夹持块；65、活动块；66、弧形块；7、电缆夹持板；8、移动组件；81、挡板；82、第一电推伸缩杆；83、固定架；84、第一凹槽；85、移动板；86、第二电推伸缩杆；87、抵触块；9、清理组件；91、清理块；92、第二凹槽；10、动力组件；1001、伺服电机；1002、第一齿轮；1003、第二齿轮；11、活动组件；1101、活动板；1102、凸块；12、稳定块；13、信息传输控制模块。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.如图1至图10所示，本发明提供一种基于无人机的输电线路异物清理装置，包括无人机本体1，无人机本体1底部的两侧均固定安装有机翼2，无人机本体1的底部固定安装有摄像单元4，无人机本体1底端远离摄像单元4的一侧螺栓连接有连接块3，连接块3的底部固
定连接有安装框5，安装框5的内部固定连接有夹持组件6，夹持组件6的底端贯穿安装框5并延伸至安装框5的下方且固定连接有电缆夹持板7，安装框5靠近摄像单元4一侧的下端固定安装有移动组件8，移动组件8的底端固定安装有清理组件9，清理组件9正面的一端固定安装有动力组件10，清理组件9通过动力组件10活动连接有活动组件11，采用上述方案：通过上述结构的设计，当工作人员通过控制系统使得无人机本体1整体在输电线路电缆上飞行时，这时通过摄像单元4观察输电电缆表面是否存在有异物，之后通过控制无人机使得夹持组件6带动电缆夹持板7对电缆进行夹持，进而保证无人机在运行中的稳定性，随后通过移动组件8、清理组件9和活动组件11的配合，进而对输电线路表面的异物进行清理，从而大幅度提升了利用无人机进行输电线路异物的清理效果，需要说明的是，清理装置是可以进行拆卸的。
36.如图2和图6所示，夹持组件6包括气缸61，气缸61设置在安装框5的内部，气缸61的底端贯穿安装框5并延伸至安装框5的下方且固定连接有活动块65，气缸61下端的表面活动套接有矩形板62，矩形板62的顶部与稳定块12的底部固定连接，矩形板62的两端分别铰接有第一夹持块63和第二夹持块64，第一夹持块63和第二夹持块64底端的内侧均固定安装有电缆夹持板7，活动块65的两端均铰接有弧形块66，两个弧形块66远离活动块65的一端分别与第一夹持块63和第二夹持块64的中端铰接，两个电缆夹持板7的外形均呈现为弧形，且内壁均采用橡胶制成，夹持组件6的顶部固定安装有稳定块12，稳定块12的顶部与安装框5的底部固定连接，无人机本体1靠近摄像单元4的一侧壁固定安装有信息传输控制模块13，采用上述方案：通过稳定块12和信息传输控制模块13的设计，稳定块12将会提升夹持组件6整体与安装框5安装时的稳定性，提升整体的固定性，防止无人机本体1在后续移动时导致夹持组件6发生随意晃动，提高安全性，并同时通过信息传输控制模块13的设计，使得工作人员可以远程对无人机本体1以及后续的清理进行操作，智能化以及自动化的设计将会大幅度提升工作效率；通过两个电缆夹持板7外形的设计，将会最大程度上与输电线路电缆表面进行很好的贴合，并且其内壁橡胶式的设计，将会避免在对输电线路电缆表面进行夹持时对电缆表面造成损害；通过气缸61至弧形块66的设计，当气缸61开始运行时，气缸61将会通过活动块65带动第一夹持块63和第二夹持块64一同发生相向或相背运动，与此同时第一夹持块63和第二夹持块64的底端也将会带动电缆夹持板7一同活动，当两个电缆夹持板7发生相向运动时，此时两个电缆夹持板7将会对输电线路电缆的表面进行夹持，从而保证无人机本体1的稳定性，防止鸟类或其异物与无人机本体1碰撞，同时也保证了后续在对输电线路电缆清理过程中的稳定性。
37.如图7和图8所示，移动组件8包括挡板81和固定架83，固定架83与安装框5固定连接，固定架83顶端靠近安装框5的一侧固定连接有挡板81，固定架83的两端均开设有第一凹槽84，固定架83的内部活动连接有移动板85，移动板85的两端延伸至第一凹槽84的内部，且与第一凹槽84的内壁活动连接，移动板85的底部固定安装有第二电推伸缩杆86，第二电推伸缩杆86的底部固定连接有抵触块87，抵触块87的底部与清理组件9固定连接，清理组件9包括清理块91，清理块91的顶部与抵触块87的底部固定连接，清理块91远离安装框5的一侧开设有第二凹槽92，清理块91靠近活动组件11的一侧固定连接有动力组件10，采用上述方案：通过清理块91和第二凹槽92的设计，当抵触块87带动清理块91在输电线路电缆表面发生移动时，此时清理块91的内部将会对电缆的表面进行擦拭，同时也将会对体积较大的异
物进行清理，并通过第二凹槽92的配合，将会便于后续与动力组件10的配合使用；通过挡板81至抵触块87的设计，当第一电推伸缩杆82开始运行时，这时第一电推伸缩杆82将会推动移动板85、第二电推伸缩杆86、抵触块87以及清理组件9一同发生移动，进而可以对输电线路电缆表面进行来回擦拭清理，同时随着第二电推伸缩杆86的运行将会使得抵触块87带动清理组件9、动力组件10和活动组件11发生上下移动，进而可以与输电线路电缆的表面相接触，第一电推伸缩杆82和第二电推伸缩杆86型号均为sxtl小型直流往复12v大推力工业升降电推杆。
38.如图9所示，动力组件10包括伺服电机1001，伺服电机1001远离活动组件11的一端与清理块91固定连接，伺服电机1001输出轴的一端固定连接有第一齿轮1002，第一齿轮1002的一侧啮合连接有第二齿轮1003，第二齿轮1003靠近清理组件9一端贯穿活动组件11并延伸至清理块91的内部且与清理块91的内壁活动连接，第二齿轮1003位于活动组件11内壁的一端与活动组件11固定连接，采用上述方案：通过伺服电机1001至第二齿轮1003的设计，当伺服电机1001开始运行时，此时伺服电机1001将会使得第一齿轮1002带动第二齿轮1003发生转动，随着第二齿轮1003的转动，活动组件11将会随着第二齿轮1003的转动逐渐与清理块91相贴合，从而使得活动组件11与输电线路的底端相贴合，进而提升了对输电线路电缆的清理面积，提升清理效果。
39.如图8和图10所示，活动组件11包括活动板1101，活动板1101靠近清理组件9的一侧壁与清理组件9活动连接，活动板1101靠近清理组件9的一端固定安装有凸块1102，凸块1102活动连接在第二凹槽92的内部，凸块1102的面积尺寸与第二凹槽92的面积尺寸相同，且二者外形均呈现为半圆形，清理组件9和活动组件11外形呈现为半圆弧形，采用上述方案：通过清理组件9和活动组件11半圆弧形的设计，将会更好的与输电线路电缆的表面相贴合；通过凸块1102和第二凹槽92面积尺寸的限定，从而保证了二者顺利活动卡接的目的；通过活动板1101和凸块1102的设计，当动力组件10带动活动板1101在清理块91的正面活动时，这时活动板1101将会带动凸块1102移动第二凹槽92的内部，随着活动板1101和凸块1102的移动，将会使得活动组件11对输电线路电缆的底面进行包裹，并和清理组件9一同通过移动组件8发生移动，进而实现清理的目的。
40.本发明的工作原理及使用流程：
41.使用时，首先工作人员通过终端控制系统控制无人机飞行至输电线路的上方，随后通过摄像单元4观察输电线路表面是否存有异物，并飞行至有异物的输电线路的上方，工作人员通过终端对信息传输控制模块13布置执行命令，启动气缸61，气缸61将会通过活动块65带动第一夹持块63和第二夹持块64一同发生相向运动，与此同时第一夹持块63和第二夹持块64的底端也将会带动电缆夹持板7一同活动，两个电缆夹持板7的相向运动将会对输电线路电缆的表面进行夹持，从而保证无人机在进行清理时自身的稳定性；
42.随后，通过信息传输控制模块13使得第二电推伸缩杆86开始运行并带动抵触块87、清理组件9、动力组件10和活动组件11一同向下移动，使得清理块91的内壁与输电线路贴合，之后控制伺服电机1001运行，伺服电机1001将会使得第一齿轮1002带动第二齿轮1003发生转动，这时第二齿轮1003将会带动活动板1101以及凸块1102在清理块91的表面移动，凸块1102将会进入至第二凹槽92的内部，这时由于活动板1101的移动，将会对输电线路的底面进行包裹，随后启动第一电推伸缩杆82，这时第一电推伸缩杆82将会推动移动板85、
第二电推伸缩杆86、抵触块87以及清理组件9、活动组件11一同发生移动，进而可以对输电线路电缆表面进行来回清理；
43.综上，通过结构的配合，提升了无人机在对输电线路进行清理时自身的稳定性，扩大了对输电线路表面的清理面积以及提升了对输电线路表面的清理效果。
44.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
45.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种基于无人机的输电线路异物清理装置，包括无人机本体(1)，其特征在于：所述无人机本体(1)底部的两侧均固定安装有机翼(2)，所述无人机本体(1)的底部固定安装有摄像单元(4)，所述无人机本体(1)底端远离摄像单元(4)的一侧螺栓连接有连接块(3)，所述连接块(3)的底部固定连接有安装框(5)，所述安装框(5)的内部固定连接有夹持组件(6)，所述夹持组件(6)的底端贯穿安装框(5)并延伸至安装框(5)的下方且固定连接有电缆夹持板(7)，所述安装框(5)靠近摄像单元(4)一侧的下端固定安装有移动组件(8)，所述移动组件(8)的底端固定安装有清理组件(9)，所述清理组件(9)正面的一端固定安装有动力组件(10)，所述清理组件(9)通过动力组件(10)活动连接有活动组件(11)。2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的输电线路异物清理装置，其特征在于：所述夹持组件(6)的顶部固定安装有稳定块(12)，所述稳定块(12)的顶部与安装框(5)的底部固定连接，所述无人机本体(1)靠近摄像单元(4)的一侧壁固定安装有信息传输控制模块(13)。3.根据权利要求1所述的一种基于无人机的输电线路异物清理装置，其特征在于：所述夹持组件(6)包括气缸(61)，所述气缸(61)设置在安装框(5)的内部，所述气缸(61)的底端贯穿安装框(5)并延伸至安装框(5)的下方且固定连接有活动块(65)，所述气缸(61)下端的表面活动套接有矩形板(62)，所述矩形板(62)的顶部与稳定块(12)的底部固定连接，所述矩形板(62)的两端分别铰接有第一夹持块(63)和第二夹持块(64)，所述第一夹持块(63)和第二夹持块(64)底端的内侧均固定安装有电缆夹持板(7)，所述活动块(65)的两端均铰接有弧形块(66)，两个所述弧形块(66)远离活动块(65)的一端分别与第一夹持块(63)和第二夹持块(64)的中端铰接。4.根据权利要求1所述的一种基于无人机的输电线路异物清理装置，其特征在于：所述移动组件(8)包括挡板(81)和固定架(83)，所述固定架(83)与安装框(5)固定连接，所述固定架(83)顶端靠近安装框(5)的一侧固定连接有挡板(81)，所述固定架(83)的两端均开设有第一凹槽(84)，所述固定架(83)的内部活动连接有移动板(85)，所述移动板(85)的两端延伸至第一凹槽(84)的内部，且与第一凹槽(84)的内壁活动连接，所述移动板(85)的底部固定安装有第二电推伸缩杆(86)，所述第二电推伸缩杆(86)的底部固定连接有抵触块(87)，所述抵触块(87)的底部与清理组件(9)固定连接。5.根据权利要求1所述的一种基于无人机的输电线路异物清理装置，其特征在于：所述清理组件(9)包括清理块(91)，所述清理块(91)的顶部与抵触块(87)的底部固定连接，所述清理块(91)远离安装框(5)的一侧开设有第二凹槽(92)，所述清理块(91)靠近活动组件(11)的一侧固定连接有动力组件(10)。6.根据权利要求1所述的一种基于无人机的输电线路异物清理装置，其特征在于：所述动力组件(10)包括伺服电机(1001)，所述伺服电机(1001)远离活动组件(11)的一端与清理块(91)固定连接，所述伺服电机(1001)输出轴的一端固定连接有第一齿轮(1002)，所述第一齿轮(1002)的一侧啮合连接有第二齿轮(1003)，所述第二齿轮(1003)靠近清理组件(9)一端贯穿活动组件(11)并延伸至清理块(91)的内部且与清理块(91)的内壁活动连接，所述第二齿轮(1003)位于活动组件(11)内壁的一端与活动组件(11)固定连接。7.根据权利要求1所述的一种基于无人机的输电线路异物清理装置，其特征在于：所述活动组件(11)包括活动板(1101)，所述活动板(1101)靠近清理组件(9)的一侧壁与清理组
件(9)活动连接，所述活动板(1101)靠近清理组件(9)的一端固定安装有凸块(1102)，所述凸块(1102)活动连接在第二凹槽(92)的内部。8.根据权利要求7所述的一种基于无人机的输电线路异物清理装置，其特征在于：所述凸块(1102)的面积尺寸与第二凹槽(92)的面积尺寸相同，且二者外形均呈现为半圆形。9.根据权利要求1所述的一种基于无人机的输电线路异物清理装置，其特征在于：两个所述电缆夹持板(7)的外形均呈现为弧形，且内壁均采用橡胶制成。10.根据权利要求1所述的一种基于无人机的输电线路异物清理装置，其特征在于：所述清理组件(9)和活动组件(11)外形呈现为半圆弧形。

技术总结
本发明属于电力设备技术领域，且公开了一种基于无人机的输电线路异物清理装置，包括无人机本体，所述无人机本体底部的两侧均固定安装有机翼，所述无人机本体的底部固定安装有摄像单元，所述无人机本体底端远离摄像单元的一侧螺栓连接有连接块，所述连接块的底部固定连接有安装框，所述安装框的内部固定连接有夹持组件。本发明通过设置夹持组件和电缆夹持板等结构的配合，进而提升了无人机在对输电线路进行清理时自身的稳定性，两个电缆夹持板的相向运动将会对输电线路电缆的表面进行夹持，进而降低了风力等因素使得无人机发生大幅度晃动，从而保证无人机在进行清理时自身的稳定性。从而保证无人机在进行清理时自身的稳定性。从而保证无人机在进行清理时自身的稳定性。


技术研发人员：张恺嘉 杨瑞峰 王麒伟 胡德明 邢超 姜晓康 王泽军
受保护的技术使用者：国网山西省电力公司忻州供电公司
技术研发日：2022.12.23
技术公布日：2023/6/12