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专利号: 2019108041233
申请人: 三峡大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于无人机控制的爆破除冰机器人的使用方法,其特征在于:所述爆破除冰机器人,它包括无人机主体(10),所述无人机主体(10)的下方搭载有存储装置(20),所述存储装置(20)的存储滑轨(209)上配合安装有用于爆破除冰的爆炸药管(30);

所述使用方法,它包括以下步骤:

Step1:选择使用自动巡检或者遥控巡检的工作模式;

Step2:在自动巡检工作模式下,无人机将按照已规划GPS路线与CCD摄像机识别电缆线配合,始终沿着电缆线的铺设路线飞行,拍摄并实时传回现场图像;

Step3:当需要除冰或停止时切换到遥控模式,遥控模式时,将根据图像、距离与其它传感器返回的物理数据来定位到投放位置;

Step4:定位后无人机将悬停,无人机主体(10)将与控制存储装置(20)的单片机通讯,通过综合感知装置(212)上多种传感器采集到的数据,经过滤波、融合和姿态解算求得有效、可靠的数据定位到投放的合理位置,在检测出冰层覆盖厚度与长度状况后,可选自动分析模式或人为遥控模式操作无人机,来控制投放爆炸药管(30)的密度,有针对性的除冰;

Step5:在投递过程中,无人机主体(10)的油电混合动力系统提供电能将驱动电机(202),电机(202)正转,通过电机(202)驱动滚珠丝杠(205)旋转,滚珠丝杠(205)推动助推拨片(208)前进,助推拨片(208)将推动爆炸药管(30)向前运动,当前端限位开关(210)检测到爆炸药管(30)后,电机(202)将减速旋转,直到推动爆炸药管(30)离开存储滑轨(209),并向下投递爆炸药管(30);

Step6:爆炸药管(30)在自由下落过程中,软塑胶带(306)碰到冰层时由于加速度与自重将收缩,拉动活动夹板(305)收缩抱紧导线;

Step7:延时一定时间,发信号给爆炸药管(30)中的电子炸药,引爆,达到除冰效果。

2.根据权利要求1所述一种基于无人机控制的爆破除冰机器人的使用方法,其特征在于:所述存储装置(20)包括上安装板(201),所述上安装板(201)通过螺栓固定安装在无人机主体(10)的底端,所述上安装板(201)的底部一端通过电机安装支座(203)固定安装有电机(202),所述电机(202)的主轴通过联轴器(204)与滚珠丝杠(205)的一端固定相连,所述滚珠丝杠(205)的两端通过丝杠安装支座(206)固定支撑在上安装板(201)上,所述丝杠安装支座(206)之间安装有存储滑轨(209),所述滚珠丝杠(205)上通过丝杠传动配合安装有螺母座(207),所述螺母座(207)上配合安装有助推拨片(208)。

3.根据权利要求2所述一种基于无人机控制的爆破除冰机器人的使用方法,其特征在于:所述存储滑轨(209)的两端安装有限位开关(210),所述限位开关(210)与设置在存储滑轨(209)上的爆炸药管(30)相配合,并检测爆炸药管(30)的位置。

4.根据权利要求2所述一种基于无人机控制的爆破除冰机器人的使用方法,其特征在于:所述上安装板(201)上固定安装有安装支架(211),所述安装支架(211)上固定安装有感知装置(212)。

5.根据权利要求4所述一种基于无人机控制的爆破除冰机器人的使用方法,其特征在于:所述感知装置(212)包括摄像头、距离传感器、温度传感器、感知外部环境的CCD摄像机以及自带温度补偿功能的高精度超声波传感器,用于测量存储装置(20)与目标冰层的距离;所述CCD摄像机识别电网线路排布的方向疏密,在能见度允许下,可辅助高精度超声波传感器测量到电线冰层的距离与考察电网线路状况;所述感知装置(212)综合多个传感器采集到的数据,经过滤波、融合和姿态解算求得有效、可靠的数据定位到投放的合理位置,在检测出冰层覆盖厚度与长度状况后,选用自动分析模式或人为遥控模式操作无人机,来控制投放爆炸药管(30)的密度,有针对性的除冰。

6.根据权利要求1所述一种基于无人机控制的爆破除冰机器人的使用方法,其特征在于:所述爆炸药管(30)包括外壳(302),所述外壳(302)整体采用A字型结构,在外壳(302)的顶部固定有T形挂钩(301),所述T形挂钩(301)与存储装置(20)的存储滑轨(209)构成滑动配合,所述外壳(302)的内顶部和内壳(304)共同构成炸药仓(303),所述炸药仓(303)内部存储有用于爆破的无火炸药点火装置及火药;所述外壳(302)的两侧壁上,并位于炸药仓(303)的下方铰接有活动夹板(305),在两个活动夹板(305)的中间部位通过软塑胶带(306)铰接相连。

7.根据权利要求6所述一种基于无人机控制的爆破除冰机器人的使用方法,其特征在于:所述活动夹板(305)的下部内侧壁上设置有应力裂口,所述应力裂口采用波纹状的防滑结构;所述爆炸药管(30)重心位于A字型结构下方,自由投放时将始终保持大口朝下尖端朝上的状态。

8.根据权利要求1所述一种基于无人机控制的爆破除冰机器人的使用方法,其特征在于:所述无人机主体(10)包括采用X型结构的机身、动力传动系统、遥控系统、飞控系统和可折叠机架,四个悬臂与机身主体部分采用铰链加便携式可拆卡口支架连接,起落架采用连杆结构,末端装有海绵垫;动力传动系统包含动力系统和传动系统,动力系统采用油电混合动力系统,飞行螺旋桨传动系统包括单电机齿轮传动与同步带传动,螺旋桨变螺距采用连杆滑块结构;遥控系统由发射机和接收机组成,用于信号的发送和接收;飞控系统主要由航向控制系统、速度控制系统、高度控制系统、自动着陆系统四个基本子系统构成。

9.根据权利要求8所述一种基于无人机控制的爆破除冰机器人的使用方法,其特征在于:所述无人机主体(10)上安装有九轴传感器,所述九轴传感器获取准确可靠的姿态数据与GPS传感器配合可得出输电线路的方向和距离信息,达到稳定控制投放爆炸药管的目的。