【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电缆异物清理，具体为一种基于无人机的输电架空线路搭挂异物清理装置及方法。
技术介绍
1、飘挂物如塑料薄膜、风筝、孔明灯、气球等经常会随风飘至架空线路上，导致线路短路或跳闸，影响电网运行安全，引发线路跳闸停电甚至火灾等安全事故，给电架空线路的运行带来极大安全隐患。传统方法是线路运维人员登塔或通过激光炮清除，前者费时费力且存在较大安全风险，效率低下；后者由于激光炮在大气中传输能量损耗较大，威力降低，难以对准细小的风筝线，且现场准备时间较长。
2、随着无人机技术的不断成熟，无人机电力巡检已进入规模化应用阶段，利用无人机的灵活、方便、易于操控等特点，对无人机进行改装后加装清除装置，可以快速清除搭挂异物，但现有的基于无人机的异物清理装置一般仅能够采用末端的夹爪进行异物的夹持清理，清理方式单一，面对飘挂物如塑料薄膜、风筝、孔明灯、气球等时，普通的夹持的无法对异物进行有效处理，过度牵拉会对线路造成损坏。
3、公开号为cn111645081a的中国专利技术提供了一种装载于无人机上的轻量化机械臂系统，包括无人机体、机械臂及机械爪，所述机械臂安装于所述无人机体下方，所述机械臂末端安装有所述机械爪，但是该装置仅能通过夹爪进行抓取作业，面对线路上搭挂的顽固异物，还是需要加热熔断装置、切割装置进行熔断或者切割，来达到清理效果。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于无人机的输电架空线路搭挂异物清理装置及方法，解决
技术介绍
中对线路搭挂异物清理方式单一，清理不彻
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种基于无人机的输电架空线路搭挂异物清理装置，包括无人机本体和座体，座体与无人机本体连接固定，其特征在于，所述座体上还包括机械臂、可替换的夹爪和控制主板；
4、所述机械臂，多自由度，用于连接座体和夹爪；
5、夹爪，用于夹持清理异物，所述夹爪上设置有加装结构，当异物难以清理时在夹爪上加装清理工具；
6、控制主板，用于控制机械臂动作和夹爪开合。
7、可选的，所述座体包括快装板、缓存架、数据接口、电源、天线，所述快装板上开有安装孔和安装槽，所述快装板上安装有缓存架，所述控制主板设置在缓存架上，所述缓存架上安装有用于供电的电源，所述数据接口连接控制主板和无人机主体的数据线，所述座体底部设置有用于收发无线信号的天线。
8、可选的，所述机械臂包括主臂和延长杆，所述主臂和延长杆可转动连接，所述缓存架的底部安装有一级旋转舵机，所述一级旋转舵机上连接有旋转法兰，所述旋转法兰通过螺栓连接有一号支架，所述一号支架上安装有两个一级偏转舵机，所述一级偏转舵机通过螺栓固定在一号支架上，所述主臂的第一端通过螺栓固定连接有二号支架，所述二号支架为u型架，所述二号支架的两端分别和两个一级偏转舵机的输出端连接，所述主臂的第二端固定连接有三号支架，所述三号支架上安装有二级偏转舵机，所述三号支架的两端和二级偏转舵机的输出轴传动连接，三号支架和二级偏转舵机可相对转动，所述二级偏转舵机上固定安装有固定座，所述延长杆的第一端紧固安装在固定座内，所述延长杆的第二端上紧固安装有转动座。
9、可选的，所述夹爪包括固定夹板、活动夹板、夹爪舵机、四号支架，所述四号支架和转动座连接，所述固定夹板通过螺栓固定安装在四号支架上，两个所述夹爪舵机固定安装在四号支架内，所述活动夹板的两侧分别和两个夹爪舵机的输出轴传动连接，所述夹爪舵机控制活动夹板转动，所述活动夹板与固定夹板配合完成夹爪的开合动作。
10、可选的，所述固定夹爪上开有安装孔和安装槽，所述活动夹板上开有安装孔和安装槽，所述活动夹板的两侧设置有安装板，用于加装清理工具。
11、可选的，所述四号支架上通过螺栓固定安装有照明支架，所述照明支架上设置有照明灯。
12、可选的，所述转动座和四号支架可转动连接，所述四号支架上还安装有二级旋转舵机，所述二级旋转舵机的输出轴和转动座传动连接。
13、可选的，所述机械臂上还设置有高清摄像机，所述高清摄像机识别线路搭挂异物，识别后将实时图像通过控制主板发送给地面的控制器。
14、本专利技术另一方面提供一种基于无人机的输电架空线路搭挂异物清理方法，其特征在于，采用所述的基于无人机的输电架空线路搭挂异物清理装置，具体步骤如下：
15、（1）检查无人机平台，确保其适航状态，包括电池电量、螺旋桨完整性及定位精度，并开启rtk功能；
16、（2）根据预计的异物类型，选择合适的清理工具，夹取工具、剪切工具或剥离工具中的一种，并将其安装在无人机的夹爪上，检查摄像机，确保图像传输清晰稳定；
17、（3）操控无人机起飞，并通过gps和高清摄像机辅助定位，飞行至异物所在位置，通过高清摄像机实时画面，精确定位并观察异物的具体情况；
18、（4）根据异物的类型和实际情况，选择合适的清理工具进行操作，对于小型异物，使用夹爪进行夹取并移除，对于缠绕的异物，加装剪切工具进行切断，对于粘附在线路上的异物，加装熔断工具熔断剥离；
19、（5）清理完成后，通过高清摄像机确认异物已被完全清除；
20、（6）操控无人机安全返回起飞点，并进行后续检查和维护。
21、可选的，所述步骤（5）中，同时检查输电线路是否受损。
22、本专利技术的有益效果如下：
23、无人机配备高清摄像机和灵活的机械臂，能够适应各种形状、大小和位置的异物清理需求，无论是夹取、剪切还是剥离，都能够通过更换加装不同的清理工具来灵活应对；
24、利用无人机进行异物清理，避免了人工攀爬带来的高风险，显著提高了操作的安全性，无人机能够在不接触高压线路的情况下完成作业，减少了触电等安全事故的发生；
25、无人机具有快速移动和精确定位的能力，能够迅速找到异物并进行清理，相较于传统的人工清理方法，大大提高了工作效率；
26、通过直观易用的操作界面，操作人员能够轻松控制无人机进行异物清理，高清视频流和飞行控制功能的集成，使得操作更加便捷和准确；
27、相较于传统的激光炮或人工攀爬方式，使用无人机进行异物清理具有更低的成本投入和维护费用，无人机的运行成本较低，且能够重复使用，降低了长期运营成本；
28、无人机能够在复杂的环境中进行操作，受地形和天气条件的限制小，特别是在难以到达的地区，无人机也能有效完成清理任务；
29、快速有效的异物清理能够缩短输电线路的停电时间，提高电力系统的可靠性和稳定性，减少因异物造成的电力中断。
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1.一种基于无人机的输电架空线路搭挂异物清理装置，包括无人机本体和座体，座体与无人机本体连接固定，其特征在于，所述座体上还包括机械臂、可替换的夹爪和控制主板(2)；
2.如权利要求1所述的一种基于无人机的输电架空线路搭挂异物清理装置，其特征在于，所述座体包括快装板(1)、缓存架(19)、数据接口(24)、电源、天线(14)，所述快装板(1)上开有安装孔和安装槽，所述快装板(1)上安装有缓存架(19)，所述控制主板(2)设置在缓存架(19)上，所述缓存架(19)上安装有用于供电的电源，所述数据接口(24)连接控制主板(2)和无人机主体的数据线，所述座体底部设置有用于收发无线信号的天线(14)。
3.如权利要求2所述的一种基于无人机的输电架空线路搭挂异物清理装置，其特征在于，所述机械臂包括主臂(4)和延长杆(8)，所述主臂(4)和延长杆(8)可转动连接，所述缓存架(19)的底部安装有一级旋转舵机(3)，所述一级旋转舵机(3)上连接有旋转法兰(15)，所述旋转法兰(15)通过螺栓连接有一号支架(16)，所述一号支架(16)上安装有两个一级偏转舵机(17)，所述一
4.如权利要求3所述的一种基于无人机的输电架空线路搭挂异物清理装置，其特征在于，所述夹爪包括固定夹板(12)、活动夹板(13)、夹爪舵机(11)、四号支架(10)，所述四号支架(10)和转动座(20)连接，所述固定夹板(12)通过螺栓固定安装在四号支架(10)上，两个所述夹爪舵机(11)固定安装在四号支架(10)内，所述活动夹板(13)的两侧分别和两个夹爪舵机(11)的输出轴传动连接，所述夹爪舵机(11)控制活动夹板(13)转动，所述活动夹板(13)与固定夹板(12)配合完成夹爪的开合动作。
5.如权利要求4所述的一种基于无人机的输电架空线路搭挂异物清理装置，其特征在于，所述固定夹爪上开有安装孔和安装槽，所述活动夹板(13)上开有安装孔和安装槽，所述活动夹板(13)的两侧设置有安装板，用于加装清理工具。
6.如权利要求4所述的一种基于无人机的输电架空线路搭挂异物清理装置，其特征在于，所述四号支架(10)上通过螺栓固定安装有照明支架(22)，所述照明支架(22)上设置有照明灯(21)。
7.如权利要求4所述的一种基于无人机的输电架空线路搭挂异物清理装置，其特征在于，所述转动座(20)和四号支架(10)可转动连接，所述四号支架(10)上还安装有二级旋转舵机(9)，所述二级旋转舵机(9)的输出轴和转动座(20)传动连接。
8.如权利要求1所述的一种基于无人机的输电架空线路搭挂异物清理装置，其特征在于，所述机械臂上还设置有高清摄像机，所述高清摄像机识别线路搭挂异物，识别后将实时图像通过控制主板(2)发送给地面的控制器。
9.一种基于无人机的输电架空线路搭挂异物清理方法，其特征在于，采用如权利要求1-8任一项所述的基于无人机的输电架空线路搭挂异物清理装置，具体步骤如下：
10.如权利要求9所述一种基于无人机的输电架空线路搭挂异物清理方法，其特征在于，所述步骤（5）中，同时检查输电线路是否受损。
...【技术特征摘要】
1.一种基于无人机的输电架空线路搭挂异物清理装置，包括无人机本体和座体，座体与无人机本体连接固定，其特征在于，所述座体上还包括机械臂、可替换的夹爪和控制主板(2)；
2.如权利要求1所述的一种基于无人机的输电架空线路搭挂异物清理装置，其特征在于，所述座体包括快装板(1)、缓存架(19)、数据接口(24)、电源、天线(14)，所述快装板(1)上开有安装孔和安装槽，所述快装板(1)上安装有缓存架(19)，所述控制主板(2)设置在缓存架(19)上，所述缓存架(19)上安装有用于供电的电源，所述数据接口(24)连接控制主板(2)和无人机主体的数据线，所述座体底部设置有用于收发无线信号的天线(14)。
3.如权利要求2所述的一种基于无人机的输电架空线路搭挂异物清理装置，其特征在于，所述机械臂包括主臂(4)和延长杆(8)，所述主臂(4)和延长杆(8)可转动连接，所述缓存架(19)的底部安装有一级旋转舵机(3)，所述一级旋转舵机(3)上连接有旋转法兰(15)，所述旋转法兰(15)通过螺栓连接有一号支架(16)，所述一号支架(16)上安装有两个一级偏转舵机(17)，所述一级偏转舵机(17)通过螺栓固定在一号支架(16)上，所述主臂(4)的第一端通过螺栓固定连接有二号支架(18)，所述二号支架(18)为u型架，所述二号支架(18)的两端分别和两个一级偏转舵机(17)的输出端连接，所述主臂(4)的第二端固定连接有三号支架(5)，所述三号支架(5)上安装有二级偏转舵机(6)，所述三号支架(5)的两端和二级偏转舵机(6)的输出轴传动连接，三号支架(5)和二级偏转舵机(6)可相对转动，所述二级偏转舵机(6)上固定安装有固定座(7)，所述延长杆(8)的第一端紧固安装在固定座(7)内，所述延长杆(8)的第二端上紧固安装有转动座(20)。
4.如权利要求3所述的一种基于无人机的输电架空线路搭挂异...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫磊，谭磊，高明亮，苏朝辉，杜觉晓，李伟，王剑峰，王博，郑建朋，周攀，
申请(专利权)人：国网北京市电力公司，
类型：发明
国别省市：
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