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专利号: 202110257314X
申请人: 鲁东大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-11-04
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种包含双机的输电线路巡检飞行机器人,其特征在于:包含主机(1)、副机(2)和绝缘绳(3),携带巡检设备(5),悬挂于输电线路(4)的导线或地线上,进行低风速巡检和高风速巡检,能够紧急避险,并适应大坡度线路;

所述主机(1)和副机(2)通过绝缘绳(3)连接,提高越障安全性和成功率,实现定点拍摄,以获取小尺寸金具的近距离清晰图像;

所述主机(1)包含机身(11)、挂臂(12)、挂爪(13)、压爪(14)、旋翼(15)、云台(16)、起落架(17)、电动绞车(18)和插座(19);

所述副机(2)包含与主机(1)结构相同的机身(11)、挂臂(12)、挂爪(13)、压爪(14)、旋翼(15)、云台(16)和起落架(17),尺寸小于主机(1),并带有插头(21),通过插头(21)与绝缘绳(3)的固定连接,实现主机(1)与副机(2)的柔性连接,通过插头(21)与插座(19)的插接,实现主机(1)与副机(2)的紧固连接和电连接,进行通信和充电;

所述电动绞车(18)卷放绝缘绳(3),引导并驱使插头(21)与插座(19)插接和分离,提高便捷性和可靠性;

所述挂臂(12)与机身(11)铰接,相对机身(11)旋转与锁定,收放于机身(11),以减少飞行阻力,提高飞行安全性;

所述挂臂(12)带有第一台阶面(122)和第二台阶面(123),并与所述挂爪(13)紧固连接;

所述挂爪(13)带有槽轮(132)、台阶面(134)和活块(138),通过槽轮(132)将主机(1)或副机(2)悬挂于输电线路(4)上;

所述台阶面(134)与挂臂(12)的第二台阶面(123)共同卡接金具或杆塔,或所述活块(138)在下表面与挂臂(12)的第一台阶面(122)共同卡接金具或杆塔,实现主机(1)或副机(2)相对金具或杆塔的固定,进行定点拍摄;

所述活块(138)弹性连接于挂爪(13)的下端,提高可靠性和安全性,也具有导向作用;

所述压爪(14)带有压块(141)和压轮(143);所述压块(141)压紧输电线路(4)的导线、地线、金具或杆塔,在行进中刹车,实现主机(1)或副机(2)相对输电线路(4)的固定;

所述压轮(143)在行进中弹性抵接输电线路(4)的导线或地线,提高安全性和稳定性,减少动能消耗;

所述主机(1)和副机(2),通过挂臂(12)、挂爪(13)和压爪(14)悬挂于输电线路(4)的导线或地线,并相对其滚动,依靠旋翼(15)的空气动力行进,不依靠摩擦力,能够减少摩擦力和动能消耗,提高巡检效率和续航能力。

2.按照权利要求1所述的一种包含双机的输电线路巡检飞行机器人,其特征在于:所述机身(11)为扁平的箱体结构,在上表面安装风速传感器和测距传感器,在内部安装电源、天线和主板,与旋翼(15)固定连接;

所述机身(11)在中部带有铰接孔、铰链轴和挂臂电机(111),通过所述铰接孔穿入铰链轴与挂臂(12)铰接,在所述铰链轴上安装角度传感器,通过所述角度传感器检测挂臂(12)相对机身(11)的角度,通过挂臂电机(111)驱动挂臂(12)相对机身(11)旋转与锁定;

所述机身(11)在上表面带有凹陷,使得挂臂(12)能够进入所述凹陷,收放于机身(11),减少飞行阻力,提高飞行安全性。

3.按照权利要求1或2所述的一种包含双机的输电线路巡检飞行机器人,其特征在于:所述挂臂(12)包含直管部和曲板部;所述直管部与曲板部固定连接;

所述挂臂(12)在直管部的下端带有铰接孔,通过所述铰接孔穿过机身(11)的铰链轴与机身(11)铰接;

所述挂臂(12)在直管部的内部安装电动推杆,通过所述电动推杆驱动压爪(14)上下移动;

所述挂臂(12)在曲板部弯曲形成第一台阶面(122)和第二台阶面(123)。

4.按照权利要求1所述的一种包含双机的输电线路巡检飞行机器人,其特征在于:所述挂爪(13)为曲板型结构,在中部带有槽轮(132);

所述槽轮(132)为圆形滑轮,带有轮轴,在圆周面上带有U型槽,在所述U型槽的底部与输电线路(4)的导线或地线抵接,将主机(1)或副机(2)悬挂于输电线路(4)上;

所述槽轮(132)旋转,使得挂臂(12)和挂爪(13)相对输电线路(4)的导线或地线滚动,避免产生滑动摩擦,减少能量消耗;

所述挂爪(13)在下部弯曲形成台阶面(134);

所述挂爪(13)在下端带有活块(138);所述活块(138)提高主机(1)或副机(2)悬挂或固定于输电线路(4)的地线、导线、金具或杆塔的可靠性和安全性,也在上线过程中提供导向作用。

5.按照权利要求1所述的一种包含双机的输电线路巡检飞行机器人,其特征在于:所述压爪(14)包含直杆和凹槽部,在所述凹槽部带有纵向凹槽;

所述压爪(14)的直杆与挂臂(12)的电动推杆固定连接,以获得上下移动的驱动力;

所述压爪(14)在所述凹槽部带有压块(141)和压轮(143),通过压块(141)和压轮(143)压紧输电线路(4)的导线、地线、金具或杆塔,使得主机(1)或副机(2)相对所述导线、地线、金具或杆塔固定,实现紧急避险或定点拍摄。

6.按照权利要求1所述的一种包含双机的输电线路巡检飞行机器人,其特征在于:所述旋翼(15)为条形结构,与机身(11)固定连接,带有防撞架(151)、桨叶(152)和飞行马达(153),通过所述飞行马达(153)驱动桨叶(152)旋转,获得空气动力,产生飞行驱动力。

7.按照权利要求1或2所述的一种包含双机的输电线路巡检飞行机器人,其特征在于:所述插座(19)为杆状结构,在前端面与主机(1)的机身(11)固定连接,在后端面带有棱台形开口(191),在所述开口(191)的底面带有通孔(192)和插管(193);

所述开口(191)形成向内倾斜的侧面,以引导插头(21)插入,实现插头(21)在开口(191)内的紧固,实现副机(2)与主机(1)的紧固连接;

所述通孔(192)为圆形,穿过绝缘绳(3),为绝缘绳(3)提供导向和限位作用;

所述插管(193)为直管型结构,与开口(191)的底面固定连接,与主机(1)的主板电连接;

所述副机(2)位于主机(1)的后方,在其机身(11)的前端带有插头(21),与主机(1)的插座(19)配合并紧固,实现副机(2)与主机(1)的紧固连接和电连接,进行通信和充电。

8.一种输电线路巡检的越障方法,采用权利要求1所述的飞行机器人,其特征在于:包含以下步骤:

第一步,在巡检行进中,若主机(1)发现障碍物,则紧急避险;确保主机(1)和副机(2)在障碍物后方,固定在输电线路(4)的导线或地线上;

第二步,主机(1)的压爪(14)下行,使得压爪(14)的压块(141)和压轮(143)远离输电线路(4)的导线或地线,并控制电动绞车(18)不断释放绝缘绳(3);主机(1)飞离所述导线或地线,主机(1)实时检测与障碍物的距离;

在越过障碍物后,主机(1)再靠近所述导线或地线,使得主机(1)的挂爪(13)悬挂于所述导线或地线;控制主机(1)的压爪(14)上行,直到所述压爪(14)的压块(141)和压轮(143)压紧所述导线或地线;确保主机(1)固定在障碍物前方的导线或地线上;

第三步,副机(2)的压爪(14)下行,使得所述压爪(14)的压块(141)和压轮(143)远离输电线路(4)的导线或地线;副机(2)再飞离所述导线或地线,并控制电动绞车(18)不断卷绕绝缘绳(3);在越过障碍物后,副机(2)再靠近所述导线或地线,使得副机(2)的挂爪(13)悬挂于所述导线或地线;控制副机(2)的压爪(14)上行,直到所述压爪(14)的压轮(143)与所述导线或地线弹性抵接;

第四步,调整主机(1)和副机(2)的姿态,继续进行巡检。

9.一种输电线路巡检的定点拍摄方法,采用权利要求1所述的飞行机器人,其特征在于:能够获得小尺寸金具的近距离清晰图像,并包含以下步骤:第一步,主机(1)和副机(2)的压爪(14)上行并压紧输电线路(4)的导线或地线,进行刹车,使得主机(1)和副机(2)在输电线路(4)的杆塔后方,固定在所述导线或地线上;主机(1)获取杆塔、跳线、金具和绝缘子的清晰图像,并获得需要定点拍摄的感兴趣区域和拍摄点;

第二步,副机(2)记录当前位置,作为离线点;副机(2)与主机(1)无线通信,获得拍摄点和感兴趣区域信息;副机(2)的压爪(14)下行,远离输电线路(4)的导线或地线;主机(1)的电动绞车(18)释放绝缘绳(3);副机(2)飞离所述导线或地线;副机(2)不断搜索拍摄点,并接收主机(1)的调度指令;副机(2)到达拍摄点后,副机(2)的挂爪(13)悬挂于所述拍摄点,副机(2)的压爪(14)上行,固定在拍摄点;

第三步,副机(2)调节其挂臂(12)与机身(11)的角度,并调节其云台(16);副机(2)与主机(1)无线通信,接收主机(1)的调度指令,以辅助所述的调节;副机(2)对所述感兴趣区域进行定点拍摄,以获得小尺寸金具的近距离清晰图像;

第四步,副机(2)与主机(1)无线通信,接收主机(1)的调度指令,沿着原路线返回离线点,继续第二步和第三步进行下一个定点拍摄,或者继续进行巡检。