本實用新型涉及高壓線路作業(yè)的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于雙頭滑車的落線作業(yè)裝置。

背景技術(shù)：

隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，電力負(fù)荷需求不斷增長，高壓架空線路的長度以及密度也隨之增加，因此架空線路上的異物纏繞也頻頻發(fā)生，架空線路上所纏繞的異物主要有風(fēng)箏、氣球、塑料袋等，嚴(yán)重時會有農(nóng)作物塑料大棚的尼龍薄膜被風(fēng)卷起后，飄掛在輸電線路上。

導(dǎo)線或地線上的所懸掛異物，會減小導(dǎo)線對地、導(dǎo)線與地線的安全距離以及兩相之間的相間距離，隨時會引發(fā)對地短路或者相間短路，造成線路跳閘或永久故障，在大霧或者毛毛雨天尤為常見。由上可知，架空輸電線路上的異物會威脅線路運行的安全可靠性，要及時清除異物，對防止電網(wǎng)事故具有十分重要的現(xiàn)實意義。

為了保證輸電線路安全穩(wěn)定運行、供電可靠及減少設(shè)備的非計劃停電次數(shù)，清除異物時一般為帶電狀態(tài)下進(jìn)行，即帶電清除異物的方法。目前帶電拆除異物方法是：以地線為通道，用雙頭滑車將異物拆除工具送至導(dǎo)線或地線上的異物處，再順線路方向水平移動異物拆除工具將異物清除。

傳統(tǒng)帶電異物拆除法的工作效率較低，經(jīng)分析，影響效率的主要原因有如下幾點，其一，該方法中，異物拆除工具首先通過人工爬塔將雙頭滑車放置到單根地線上，只能從地線的起始端開始行走至異物位置，雙頭滑車行走移動時，無法快速解決分裂導(dǎo)線上的異物。其二，該方法的操作難度大，人工爬塔耗時長、效率低。最后，在作業(yè)現(xiàn)場中交跨復(fù)雜的情況下，水平移動清除異物尤為困難。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決雙頭滑車無法方便地到達(dá)線路的任意位置，清除線路上異物的效率低、困難大的技術(shù)問題，本實用新型提出一種用于雙頭滑車的落線作業(yè)裝置，通過無人機可靠地抓取雙頭滑車，并能將雙頭滑車落線放置于導(dǎo)線或地線上靠近異物的任意位置，清除線路上的異物時，提高了清除異物的效率，避免了人工爬塔。

本實用新型提出一種用于雙頭滑車的落線作業(yè)裝置，所述用于雙頭滑車的落線作業(yè)裝置包括無人機和與所述無人機連接的抓取器；

所述抓取器包括舵機和兩個夾持機構(gòu)，兩個所述夾持機構(gòu)相對設(shè)置且對稱分布在所述舵機的兩側(cè)，所述無人機與所述舵機電連接并能控制所述舵機的啟停；

各所述夾持機構(gòu)分別包括至少一組從上到下依次連接的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)和夾持爪，所述轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)和所述夾持爪均沿豎向設(shè)置；所述轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的一端與所述舵機能轉(zhuǎn)動地連接，所述轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的另一端與所述夾持爪的一端能轉(zhuǎn)動地連接，所述夾持爪的另一端朝所述舵機的中心線延伸；

通過所述無人機啟動所述舵機，所述舵機驅(qū)動各所述轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動，并分別帶動各所述夾持爪的另一端逐漸向內(nèi)收緊，各所述夾持爪的另一端穿入雙頭滑車的掛鉤，直至能鉤掛所述雙頭滑車；通過所述舵機驅(qū)動各所述轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)反向轉(zhuǎn)動，并分別帶動各所述夾持爪的另一端逐漸向外擴張，直至與所述掛鉤分離。

進(jìn)一步地，各所述夾持機構(gòu)還包括至少一根橫向設(shè)置的聯(lián)動桿，所述聯(lián)動桿的兩端分別能轉(zhuǎn)動地連接在各夾持機構(gòu)中相對的所述夾持爪的中部。

進(jìn)一步地，各所述轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的一端通過水平設(shè)置的第一轉(zhuǎn)軸分別與所述舵機能轉(zhuǎn)動地連接，各所述轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)的另一端通過水平設(shè)置的第二轉(zhuǎn)軸分別與對應(yīng)的所述夾持爪的一端能轉(zhuǎn)動地連接。

進(jìn)一步地，各所述夾持爪的下部的內(nèi)側(cè)面上沿豎向設(shè)置一排防滑齒。

進(jìn)一步地，所述無人機包括主機艙體，所述舵機連接在所述主機艙體的底面上。

更進(jìn)一步地，所述用于雙頭滑車的落線作業(yè)裝置還包括攝像頭，所述攝像頭設(shè)置在所述主機艙體的底面上，并朝向所述抓取器。

進(jìn)一步地，各所述夾持爪的另一端呈向內(nèi)彎曲的鉤狀。

本實用新型相比于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果在于：本實用新型提出的用于雙頭滑車的落線作業(yè)裝置，雙頭滑車可以通過無人機方便地搭載到達(dá)線路的任意位置。避免了傳統(tǒng)作業(yè)中，雙頭滑車只能從線路的起始端行走的問題，而且可以方便地使用在分裂導(dǎo)線上，也可以在作業(yè)現(xiàn)場中交跨復(fù)雜的情況下運用。

抓取器通過轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)和夾持爪可以有效、可靠地抓取雙頭滑車。另外，設(shè)置聯(lián)動桿，保證了其兩端連接的兩個夾持爪能同步轉(zhuǎn)動，提高了夾持機構(gòu)動作的準(zhǔn)確性，保證了有效抓取。

本實用新型通過無人機可靠地抓取雙頭滑車，并將雙頭滑車落線放置于導(dǎo)線或地線上靠近異物的任意位置，用于清除架空輸電線路上的異物時，提高了清除異物的效率，避免了人工爬塔，節(jié)省了時間，提高了效率，保證了安全的帶電作業(yè)。在作業(yè)現(xiàn)場中交跨復(fù)雜的情況下，雙頭滑車只需要水平移動較小的距離，即可清除異物，降低了作業(yè)難度。

附圖說明

圖1為本實用新型的用于雙頭滑車的落線作業(yè)裝置的立體示意圖；

圖2為本實用新型的用于雙頭滑車的落線作業(yè)裝置的主視示意圖；

圖3為本實用新型的用于雙頭滑車的落線作業(yè)裝置的俯視示意圖；

圖4為本實用新型的用于雙頭滑車的落線作業(yè)裝置的抓取器的主視示意圖；

圖5為采用本實用新型在導(dǎo)線上清除異物時，在雙頭滑車落線后的主視示意圖；

圖6為采用本實用新型在導(dǎo)線上清除異物時，無人機靠近導(dǎo)線上異物的主視示意圖；

圖7為采用本實用新型在導(dǎo)線上清除異物時，無人機靠近導(dǎo)線上異物的俯視示意圖。

附圖標(biāo)記：

100-用于雙頭滑車的落線作業(yè)裝置；

10-無人機；12-主機艙體；

20-抓取器；22-舵機；

24-夾持機構(gòu)；242-轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)；244-夾持爪；

245-防滑齒；246-聯(lián)動桿；

26-第一轉(zhuǎn)軸；28-第二轉(zhuǎn)軸；

30-攝像頭；

200-雙頭滑車；210-掛鉤；220-上滑輪；230-下滑輪；

300-絕緣繩；

1-地線；2-導(dǎo)線；3-異物。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖，對本實用新型上述的技術(shù)特征和優(yōu)點進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的部分實施例，而不是全部實施例。

請參閱圖1至圖3所示，本實用新型提出一種用于雙頭滑車的落線作業(yè)裝置100，用于雙頭滑車的落線作業(yè)裝置100包括無人機10和抓取器20，抓取器20與無人機10連接。請參閱圖4所示，抓取器20包括舵機22和兩個夾持機構(gòu)24，兩個夾持機構(gòu)24相對設(shè)置，且兩個夾持機構(gòu)24對稱分布在舵機22的兩側(cè)，無人機10與舵機22電連接并能控制舵機22的啟停。舵機22為抓取器20提供驅(qū)動力，保證其具有足夠的抓取力。

各夾持機構(gòu)24分別包括至少一組從上到下依次連接的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)242和夾持爪244，轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)242和夾持爪244均沿豎向設(shè)置。轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)242的一端與舵機22能轉(zhuǎn)動地連接，轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)242的另一端與夾持爪244的一端能轉(zhuǎn)動地連接，夾持爪244的另一端朝舵機22的中心線延伸。如圖4所示，夾持爪244的另一端(即夾持爪244的下端)逐漸朝內(nèi)收攏。

通過無人機10啟動舵機22，舵機22驅(qū)動各轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)242轉(zhuǎn)動，各轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)242分別帶動各夾持爪244的另一端逐漸向內(nèi)收緊，請結(jié)合圖2和圖5所示，各夾持爪244的另一端穿入雙頭滑車200的掛鉤210，直至能鉤掛雙頭滑車200。通過舵機22驅(qū)動各轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)242反向轉(zhuǎn)動，各轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)242分別帶動各夾持爪244的另一端逐漸向外擴張，直至與掛鉤210分離。

本實用新型的用于雙頭滑車的落線作業(yè)裝置100，雙頭滑車200可以通過無人機10方便地搭載到達(dá)線路的任意位置。避免了傳統(tǒng)作業(yè)中，雙頭滑車200只能從線路的起始端行走的問題，而且可以方便地使用在分裂導(dǎo)線上，也可以在作業(yè)現(xiàn)場中交跨復(fù)雜的情況下運用。抓取器20通過轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)242和夾持爪244可以有效、可靠地抓取雙頭滑車200。

如圖1和圖2所示，本實施例中，各夾持機構(gòu)24分別設(shè)置四組轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)242和夾持爪244，左側(cè)的夾持機構(gòu)24和右側(cè)的夾持機構(gòu)24分別形成一個機械手，兩個夾持機構(gòu)24(兩只機械手)向內(nèi)抓合雙頭滑車200最上方的掛鉤210，從而鉤掛住雙頭滑車200。如圖4所示，各夾持機構(gòu)24中的一組轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)242和夾持爪244，分別形成一根機械手的手指。

較優(yōu)地，各夾持機構(gòu)24分別包括至少兩組從上到下依次連接的轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)242和夾持爪244，各夾持機構(gòu)24分別形成至少兩根機械手的手指，左側(cè)和右側(cè)的夾持機構(gòu)24至少有四根手指，可保證可靠、有效的抓合。

進(jìn)一步地，如圖4所示，各夾持機構(gòu)24還包括至少一根橫向設(shè)置的聯(lián)動桿246，聯(lián)動桿246的兩端分別能轉(zhuǎn)動地連接在各夾持機構(gòu)24中相對的夾持爪244的中部。也就是說，聯(lián)動桿246的一端能轉(zhuǎn)動地連接在其中一個夾持機構(gòu)24的夾持爪244的中部，其另一端能轉(zhuǎn)動地連接在另一個夾持機構(gòu)24中與該夾持爪244相對的夾持爪244的中部。聯(lián)動桿246保證了其兩端連接的兩個夾持爪244能同步轉(zhuǎn)動，提高了夾持機構(gòu)24動作的準(zhǔn)確性，保證了有效抓取。

進(jìn)一步地，如圖4所示，各轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)242的一端通過水平設(shè)置的第一轉(zhuǎn)軸26分別與舵機22能轉(zhuǎn)動地連接，各轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)242的另一端通過水平設(shè)置的第二轉(zhuǎn)軸28分別與對應(yīng)的夾持爪244的一端能轉(zhuǎn)動地連接，使各轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)242和各夾持爪244均在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。

進(jìn)一步地，如圖4所示，各夾持爪244的下部的內(nèi)側(cè)面上沿豎向設(shè)置一排防滑齒245。防滑齒245提高了掛鉤210與各夾持爪244之間的摩擦阻力，使穿入掛鉤210的各夾持爪244不會打滑，保證了有效的夾持。

進(jìn)一步地，無人機10包括主機艙體12，舵機22連接在主機艙體12的底面上。較優(yōu)地，抓取器20安裝在無人機10的垂直向下，無人機10起落架收起后保證雙頭滑車20位于無人機10的最低位置。本實施例中，無人機10采用多旋翼飛行裝置，多旋翼飛行裝置主要包括動力平臺、飛行控制器、通訊設(shè)備、云臺及圖像采集裝置和地面站視頻監(jiān)視器。動力平臺主要包括主機艙體12、旋翼機臂、電氣艙、外保護框架和快裝拆卸結(jié)構(gòu)。無人機10屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再詳細(xì)贅述。

抓取器20安裝在無人機10的底部，具有一定的獨立性，可通過云臺掛板連接，無人機10提供一個PWM(脈沖寬度調(diào)制)的專用接口，用于控制抓取器20。抓取器20執(zhí)行機械手操作關(guān)系到整個裝置能否有效控制，能否順利并且高效的完成雙頭滑車200的抓取任務(wù)，因此，抓取器20(即機械手)的設(shè)計對整個機構(gòu)而言顯得十分重要。

夾持爪244的功能類似于人手，都是通過相互接觸完成目標(biāo)物體的抓取。但夾持爪244的功能與作用達(dá)不到人手那種精確度要求，其基本結(jié)構(gòu)一般取決于作用對象的特性和作業(yè)要求。對待抓取的雙頭滑車200的結(jié)構(gòu)形式與抓取方式進(jìn)行分析，在滿足使用要求的前提下，盡量節(jié)省材料，減輕夾持爪244的重量。

在對抓取器20進(jìn)行設(shè)計的時候，應(yīng)考慮抓取器20(即機械手)的手指數(shù)量，關(guān)節(jié)數(shù)量以及抓取方式等等。抓取器20直接與雙頭滑車200的掛鉤210相接觸，所以在抓取雙頭滑車200的時候，要考慮抓取器20的夾持力的大小，避免因為夾持力不夠而使雙頭滑車200脫落，造成損失或事故。

抓取器20靠末端執(zhí)行抓取動作的夾持爪244夾緊掛鉤210，并通過無人機10攜帶雙頭滑車200飛行，執(zhí)行后續(xù)的落線作業(yè)。由于雙頭滑車200的重量和夾持爪244在夾持的過程中產(chǎn)生的振動力和慣性力，機械手的夾持爪244必須具有一定的夾持力，以防止雙頭滑車200在抓取過程中掉落。抓取器20的舵機22還要提供足夠的驅(qū)動力，一般情況下，機械手的夾持爪244抓取工件的夾緊力是舵機22提供的驅(qū)動力的2～3倍。

各夾持爪244(即機械手的手指)在抓取雙頭滑車200的過程中，手指的張開和閉合距離要適合，以便能夠順利抓取雙頭滑車，同時在抓取的過程中雙頭滑車200的中心位置不能產(chǎn)生太大的偏移。為使夾持爪244在抓取雙頭滑車200時保持相對精確的位置，根據(jù)雙頭滑車200的形狀設(shè)計合適的手爪(夾持爪244)形狀。

更進(jìn)一步地，請參閱圖6所示，用于雙頭滑車的落線作業(yè)裝置100還包括攝像頭30，攝像頭30設(shè)置在主機艙體12的底面上，并朝向抓取器20。圖6中A表示攝像頭30的視角，以便無人機10的操控人員能從地面站視頻監(jiān)視器中進(jìn)行觀測飛行落線位置。較優(yōu)地，攝像頭30為小型攝像機或照相機。

進(jìn)一步地，如圖4所示，各夾持爪244的另一端呈向內(nèi)彎曲的鉤狀。

如圖5所示，雙頭滑車200包括從上到下依次設(shè)置的掛鉤210、上滑輪220和下滑輪230，上滑輪220與下滑輪230間隔設(shè)置，兩者的軸線相互垂直，在上滑輪220與下滑輪230之間設(shè)置連接支架，連接支架的側(cè)面設(shè)置供線路穿入的通道。雙頭滑車200屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再詳細(xì)贅述。

采用上述用于雙頭滑車的落線作業(yè)裝置100，在導(dǎo)線上清除異物時，其處理方法包括如下步驟：

步驟S10，通過操作無人機10啟動舵機22，舵機22驅(qū)動各轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)242轉(zhuǎn)動，并分別帶動各夾持爪244的另一端逐漸向內(nèi)收緊，各夾持爪244的另一端穿入雙頭滑車200的掛鉤210，雙頭滑車200鉤掛在夾持爪244上；請參閱圖6和圖7所示，雙頭滑車200的下滑輪230上繞設(shè)一根絕緣繩300，無人機10搭載抓取器20、雙頭滑車200和絕緣繩300同步起飛，無人機10靠近導(dǎo)線2或地線1上異物3所在的位置；本實施例中，異物3位于導(dǎo)線2上；

步驟S20，無人機10繼續(xù)飛行，直至雙頭滑車200靠近地線1，操作無人機10，使雙頭滑車200的上滑輪220鉤掛在地線1上，如圖5所示；舵機22驅(qū)動各轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)242反向轉(zhuǎn)動，并分別帶動各夾持爪244的另一端逐漸向外擴張，各夾持爪244與掛鉤210分離，完成落線；

步驟S30，通過絕緣繩300拉動異物清除工具逐漸上升，直至異物清除工具靠近并清除異物3。

采用上述用于雙頭滑車的落線作業(yè)裝置100，在導(dǎo)線上清除異物時，通過無人機10可靠地抓取雙頭滑車200，并將雙頭滑車200落線放置于導(dǎo)線2或地線1上靠近異物3的任意位置，提高了清除異物3的效率，避免了人工爬塔，節(jié)省了時間，提高了效率，保證了安全的帶電作業(yè)。在作業(yè)現(xiàn)場中交跨復(fù)雜的情況下，雙頭滑車200只需要水平移動較小的距離，即可清除異物，降低了作業(yè)難度。

異物清除工具的結(jié)構(gòu)和使用方法均屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再詳細(xì)贅述。本實施例中采用的異物清除工具呈條狀，其兩端具有毛刺，將異物清除工具固定到絕緣繩300上。拉動絕緣繩300，使絕緣繩300在下滑輪230上滑動，直至異物清除工具靠近異物3；然后通過反復(fù)上下拖拽絕緣繩300的方式，使毛刺多次接觸并鉤掛異物3，從而使異物3附著到毛刺上。

進(jìn)一步地，在步驟S10與步驟S20之間還包括步驟S15，如圖6所示，無人機10懸停，通過設(shè)置在無人機10上的攝像頭30觀察地線1與雙頭滑車200的相對位置。

進(jìn)一步地，在步驟S30之后還包括步驟S40，無人機10搭載抓取器20、雙頭滑車200、絕緣繩300和異物清除工具同步返回地面。

本實用新型的用于雙頭滑車的落線作業(yè)裝置100可以用于輸電線路，特別是高壓輸電線路的帶電作業(yè)。

采用本實用新型的用于雙頭滑車的落線作業(yè)裝置100，進(jìn)行導(dǎo)線上異物的處理方法的具體流程為：使用無人機10底部的抓取器20抓住雙頭滑車200的掛鉤210，將雙頭滑車200豎直抓起。無人機10搭載攝像頭30，操控人員通過無線電遙控的飛行控制器操縱無人機10起飛，無人機10飛行至地面兩米左右飛行控制器收起起落架，在攝像頭30輔助下，以6米每秒的速度接近輸電線路上異物3附近大約十米左右，再緩慢飛近目標(biāo)(異物3)。

當(dāng)?shù)竭_(dá)目標(biāo)上方的地線1的高度時，如圖6和圖7所示，利用旋翼無人機10可懸停的特性，穩(wěn)定懸停，便于地面站操控人員通過攝像頭30觀察無人機10與地線1的位置，在距離異物五米的位置開始執(zhí)行雙頭滑車200的落線操作。通過攝像頭30的視角A判斷地線1與雙頭滑車200的相對位置，地面上的操控人員進(jìn)行操作。完成落線后，通過無人機10遠(yuǎn)程控制抓取器20的夾持爪244放開，無人機10與雙頭滑車200分離，無人機10飛行遠(yuǎn)離地線1。

利用雙頭滑車200將下滑輪230上的絕緣繩300及其上捆綁的異物清除工具拉至異物3所在高度，通過絕緣繩300拖動雙頭滑車200開始在地線1上行走，靠近異物3并進(jìn)行異物清除作業(yè)，完成清理作業(yè)后，操控?zé)o人機10抓取雙頭滑車200返回地面。

以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步的詳細(xì)說明，應(yīng)當(dāng)理解，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限定本實用新型的保護范圍。特別指出，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。