一種柔性六旋翼電力除冰無人機的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種柔性六旋翼電力除冰無人機，包括無人機主體、混聯機構和除冰裝置；所述的混聯機構位于無人機主體和除冰裝置之間，且混聯機構上端與無人機主體相連接，混聯機構下端與除冰裝置相連接。本發明可對電力高壓線路進行自動化除冰作業，且除冰效果明顯、安全性高和穩定性強，解決了電力高壓線路低溫環境下結冰后人工除冰困難的問題，保證了惡劣環境中電力輸送的穩定性。
【專利說明】
一種柔性六旋翼電力除冰無人機
技術領域
[0001]本發明涉及電力維護技術領域，具體的說是一種柔性六旋翼電力除冰無人機。
【背景技術】
[0002]近幾年，隨著信息化的發展，全國各地的電力高壓線路的鋪設隨處可見，通過電力高壓線路為人民群眾進行輸電以及傳送信息，其對人們的日常生活起到了至關重要的作用，但是每年一到冬天時節，尤其是我國北方地區，由于室外環境溫度低，而且雨雪天氣偏多，造成了很多架空的電力高壓線路容易結冰，結冰后的電力高壓線路重量明顯增重，使得各處電力高壓線路出現下陷或者斷裂的現象，給輸電造成了嚴重影響，給人們群眾的生活帶來了極大的不便，也給國家帶來了極大的經濟損失，目前我國對于電力高壓線路除冰作業多為人工使用攀爬器械爬上鐵塔或者乘坐起升器械進行人工除冰，人工除冰不僅除冰速度慢，除冰效果不明顯，占用了大量的人力，而且在人工除冰過程存在極大的安全隱患，容易造成觸電或者墜落等安全事故，其中，由于復雜地形區和山區的地勢地貌人工滲入作業難度大，因此對于復雜地形區和山區的高壓線路除冰工作更加困難。鑒于此，本發明提供了一種柔性六旋翼電力除冰無人機。
【發明內容】
[0003]為了彌補現有技術的不足，本發明提供了一種柔性六旋翼電力除冰無人機。
[0004]本發明所要解決其技術問題所采用以下技術方案來實現。
[0005]—種柔性六旋翼電力除冰無人機，包括無人機主體、混聯機構和除冰裝置;所述的混聯機構位于無人機主體和除冰裝置之間，且混聯機構上端與無人機主體相連接，混聯機構下端與除冰裝置相連接。
[0006]進一步，所述的無人機主體包括機架、伺服電機、電機支座、螺旋槳和鎖緊扣，且伺服電機、電機支座、螺旋槳和鎖緊扣的數量均為二;所述的機架外側沿其中心軸線均勻對稱設置有支架，機架中部位置處均勻開設有減料孔，機架中心位置處下端開設有上安裝螺紋孔，伺服電機通過電機支座固定在機架的支架前端，螺旋槳安裝在伺服電機主軸上，且螺旋槳與伺服電機主軸之間通過鎖緊扣進行鎖緊固定；通過伺服電機的旋轉帶動螺旋槳的旋轉，從而產生升力，進而為本發明空中作業提供了動力支持。
[0007]所述的混聯機構包括移動底架和四自由度并聯機構，移動底架位于四自由度并聯機構下方，且移動底架與四自由度并聯機構固連;所述的移動底架包括底板、移動滑軌、滑塊、限位彈簧和鎖緊柱，且移動滑軌和滑塊的數量均為四，限位彈簧數量為十六，鎖緊柱的數量為三十二;所述的底板固定在四自由度并聯機構上，移動滑軌沿底板的縱向中心軸線分別對稱布置，移動滑軌兩端分別設置有擋板，滑塊安裝在移動滑軌上，限位彈簧位于滑塊與移動滑軌的擋板之間，且限位彈簧一端通過鎖緊柱與移動滑軌的擋板相連接，限位彈簧另一端通過鎖緊柱與滑塊相連接;所述的移動滑軌的擋板內側面和滑塊的前后端面上均開設有安裝螺紋孔，鎖緊柱一端設置有用于固定限位彈簧的鎖緊扣，鎖緊柱另一端設置有與安裝螺紋孔相配合的外螺紋;移動底架采用一平移的串聯結構，移動底架可進行前后移動，通過移動底架可帶動四自由度并聯機構的上下移動;所述的四自由度并聯機構包括定平臺、虎克鉸、伸縮桿、球鉸鏈和動平臺，且虎克鉸、伸縮桿和球鉸鏈的數量均為四；所述的定平臺和動平臺均為圓盤狀結構，且動平臺位于定平臺正下方，定平臺上端部分和動平臺下端部分均分別設置有安裝螺紋，伸縮桿底端通過虎克鉸與滑塊相連接，伸縮桿頂端通過球鉸鏈與動平臺相連接；四自由度并聯機構采用4-UPS形式的并聯機構，可實現一平移三轉動共四個自由度方向的運動，運動效果好，運動自由度多，結構緊湊且承載能力強;在本發明中，通過混聯機構帶動整個除冰裝置在空間內可進行兩平移三轉動共五個自由度方向的運動，便于除冰裝置在對電力高壓線路除冰作業時精準微尺寸和方位的調節，便于本發明在對電力高壓線路除冰時的移動作業和柔性作業，降低了本發明在除冰作業過程中對電力高壓線路本身造成的破損。
[0008]進一步，所述的除冰裝置包括連接平臺和除冰機構，且除冰機構數量為六，連接平臺下端為方形板狀結構，連接平臺上端為圓柱狀結構，且連接平臺上端面上開設有與動平臺下端安裝螺紋部分相配合連接的下安裝螺紋孔，通過螺紋連接的方式便于本發明的拆卸和安裝，除冰機構位于連接平臺下方，且除冰機構沿連接平臺的橫向中心軸線分別兩兩相向對稱布置;所述的除冰機構包括調節導軌、調節導塊、第一耳座、第一轉軸、第一連桿、第二耳座、第二轉軸、除冰卡爪、第三耳座、第三轉軸、上支撐桿、拉簧、下支撐桿、第四耳座和第四轉軸;所述的調節導軌左右兩端分別設置有擋板，調節導塊安裝在調節導軌上，第一耳座固定在調節導塊上，第一連桿上端通過第一轉軸安裝在第一耳座上，第一連桿下端通過第二轉軸安裝在第二耳座上，第二耳座固定在除冰卡爪右上端外側面上，上支撐桿上端通過第三轉軸安裝在第三耳座上，拉簧位于上支撐桿和下支撐桿之間，且拉簧一端與上支撐桿下端相連接，拉簧另一端與下支撐桿上端相連接，下支撐桿下端通過第四轉軸安裝在第四耳座上，第四耳座固定在除冰卡爪右下端外側面上；所述的除冰卡爪包括固定架、定位塊、除冰爪和振動棒;所述的固定架呈半圓環形結構，且固定架內側設置有安裝腔，定位塊數量為二，定位塊分別固定在固定架上下兩端，除冰爪和振動棒數量不少于十，除冰爪位于固定架內側，且除冰爪沿固定架的中心軸線呈周向均勻布置，除冰爪后端開設有“Ω”型槽，且除冰爪后端安裝在固定架內側的安裝腔內部，除冰爪前端為錐形狀，除冰爪材質為不銹鋼材料，振動棒安裝在除冰爪后端的“ Ω ”型槽內；具體作業時，首先將兩兩相向安裝的除冰機構調節成張開狀態，然后啟動伺服電機，通過伺服電機的旋轉帶動螺旋槳的旋轉，從而帶動本發明的飛行，當除冰裝置接近待除冰電力高壓線路時，將除冰機構卡套在電力高壓線路外側，然后啟動調節導軌和調節導塊，使得兩兩相向安裝的除冰機構同步向內側運動，當除冰爪接觸到冰塊表面時，啟動振動棒，通過振動棒的振動帶動除冰爪的振動，且除冰爪前端為錐形結構，更加有利于冰塊的破除，且除冰機構采用振動破碎的方式對電力高壓線路上的冰塊進行破碎，除冰效果好，且除冰機構位置可調，可適應于不同結冰厚度和不同粗細的電力高壓線路的除冰作業，同時通過定位塊可防止除冰爪對電力高壓線路本身的外表面的損傷和破壞，使得除冰裝置除冰作業時安全性高、除冰效果明顯且作業穩定性強。
[0009]與現有技術相比，本發明具有以下優點:
[0010](I)本發明可對電力高壓線路進行自動化除冰作業，且除冰效果明顯、安全性高和穩定性強，解決了電力高壓線路低溫環境下結冰后人工除冰困難的問題，保證了惡劣環境中電力輸送的穩定性。
[0011](2)本發明的混聯機構可帶動整個除冰裝置在空間內可進行兩平移三轉動共五個自由度方向的運動，便于除冰裝置在對電力高壓線路除冰作業時精準微尺寸和方位的調節，便于本發明在對電力高壓線路除冰時的移動作業和柔性作業，降低了本發明在除冰作業過程中對電力高壓線路本身造成的破損。
[0012](3)本發明的除冰裝置采用振動破碎的方式對電力高壓線路上的冰塊進行破碎，除冰效果好，且除冰機構位置可調，可適應于不同結冰厚度和不同粗細的電力高壓線路的除冰作業，同時通過定位塊可防止除冰爪對電力高壓線路本身的外表面的損傷和破壞，使得除冰裝置除冰作業時安全性高、除冰效果明顯且作業穩定性強。
【附圖說明】
[0013]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0014]圖1是本發明的立體結構示意圖；
[0015]圖2是本發明混聯機構和除冰裝置相配合時的立體結構示意圖；
[0016]圖3是本發明混聯機構的立體結構示意圖；
[0017]圖4是本發明除冰裝置的立體結構示意圖；
[0018]圖5是本發明兩個除冰機構配合時的立體結構示意圖；
[0019]圖6是本發明除冰機構的立體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。
[0021]如圖1至圖6所示，一種柔性六旋翼電力除冰無人機，包括無人機主體1、混聯機構2和除冰裝置3;所述的混聯機構2位于無人機主體I和除冰裝置3之間，且混聯機構2上端與無人機主體I相連接，混聯機構2下端與除冰裝置3相連接。
[0022]如圖1所示，所述的無人機主體I包括機架11、伺服電機12、電機支座13、螺旋槳14和鎖緊扣15，且伺服電機12、電機支座13、螺旋槳14和鎖緊扣15的數量均為二;所述的機架11外側沿其中心軸線均勻對稱設置有支架，機架11中部位置處均勻開設有減料孔，機架11中心位置處下端開設有上安裝螺紋孔，伺服電機12通過電機支座13固定在機架11的支架前端，螺旋槳14安裝在伺服電機12主軸上，且螺旋槳14與伺服電機12主軸之間通過鎖緊扣15進行鎖緊固定;通過伺服電機12的旋轉帶動螺旋槳14的旋轉，從而產生升力，進而為本發明空中作業提供了動力支持。
[0023]如圖2和圖3所示，所述的混聯機構2包括移動底架21和四自由度并聯機構22，移動底架21位于四自由度并聯機構22下方，且移動底架21與四自由度并聯機構22固連;所述的移動底架21包括底板211、移動滑軌212、滑塊213、限位彈簧214和鎖緊柱215，且移動滑軌212和滑塊213的數量均為四，限位彈簧214數量為十六，鎖緊柱215的數量為三十二;所述的底板211固定在四自由度并聯機構22上，移動滑軌212沿底板211的縱向中心軸線分別對稱布置，移動滑軌212兩端分別設置有擋板，滑塊213安裝在移動滑軌212上，限位彈簧214位于滑塊213與移動滑軌212的擋板之間，且限位彈簧214—端通過鎖緊柱215與移動滑軌212的擋板相連接，限位彈簧214另一端通過鎖緊柱215與滑塊213相連接;所述的移動滑軌212的擋板內側面和滑塊213的前后端面上均開設有安裝螺紋孔，鎖緊柱215—端設置有用于固定限位彈簧214的鎖緊扣，鎖緊柱215另一端設置有與安裝螺紋孔相配合的外螺紋;移動底架21采用一平移的串聯結構，移動底架21可進行前后移動，通過移動底架21可帶動四自由度并聯機構22的上下移動;所述的四自由度并聯機構22包括定平臺221、虎克鉸222、伸縮桿223、球鉸鏈224和動平臺225，且虎克鉸222、伸縮桿223和球鉸鏈224的數量均為四；所述的定平臺221和動平臺225均為圓盤狀結構，且動平臺225位于定平臺221正下方，定平臺221上端部分和動平臺225下端部分均分別設置有安裝螺紋，伸縮桿223底端通過虎克鉸222與滑塊213相連接，伸縮桿223頂端通過球鉸鏈224與動平臺225相連接；四自由度并聯機構22采用4-UPS形式的并聯機構，可實現一平移三轉動共四個自由度方向的運動，運動效果好，運動自由度多，結構緊湊且承載能力強;在本發明中，通過混聯機構2帶動整個除冰裝置3在空間內可進行兩平移三轉動共五個自由度方向的運動，便于除冰裝置3在對電力高壓線路除冰作業時精準微尺寸和方位的調節，便于本發明在對電力高壓線路除冰時的移動作業和柔性作業，降低了本發明在除冰作業過程中對電力高壓線路本身造成的破損。
[0024]如圖2、圖4、圖5和圖6所示，所述的除冰裝置3包括連接平臺31和除冰機構32，且除冰機構32數量為六，連接平臺31下端為方形板狀結構，連接平臺32上端為圓柱狀結構，且連接平臺31上端面上開設有與動平臺22下端安裝螺紋部分相配合連接的下安裝螺紋孔，通過螺紋連接的方式便于本發明的拆卸和安裝，除冰機構32位于連接平臺下方，且除冰機構32沿連接平臺31的橫向中心軸線分別兩兩相向對稱布置;所述的除冰機構32包括調節導軌321、調節導塊322、第一耳座323、第一轉軸324、第一連桿325、第二耳座326、第二轉軸327、除冰卡爪328、第三耳座329、第三轉軸3210、上支撐桿3211、拉簧3212、下支撐桿3213、第四耳座3214和第四轉軸3215;所述的調節導軌321左右兩端分別設置有擋板，調節導塊322安裝在調節導軌321上，第一耳323座固定在調節導塊322上，第一連桿325上端通過第一轉軸324安裝在第一耳座323上，第一連桿325下端通過第二轉軸327安裝在第二耳座326上，第二耳座326固定在除冰卡爪328右上端外側面上，上支撐桿3211上端通過第三轉軸3210安裝在第三耳座329上，拉簧3212位于上支撐桿3211和下支撐桿3213之間，且拉簧3212—端與上支撐桿3211下端相連接，拉簧3212另一端與下支撐桿3213上端相連接，下支撐桿3213下端通過第四轉軸3215安裝在第四耳座3214上，第四耳座3214固定在除冰卡爪328右下端外側面上;所述的除冰卡爪328包括固定架3281、定位塊3282、除冰爪3283和振動棒3284 ；所述的固定架3281呈半圓環形結構，且固定架3281內側設置有安裝腔，定位塊3282數量為二，定位塊3282分別固定在固定架3281上下兩端，除冰爪3283和振動棒3284數量不少于十，除冰爪3283位于固定架3281內側，且除冰爪3283沿固定架3281的中心軸線呈周向均勻布置，除冰爪3283后端開設有“Ω”型槽，且除冰爪3283后端安裝在固定架3281內側的安裝腔內部，除冰爪3283前端為錐形狀，除冰爪3283材質為不銹鋼材料，振動棒3284安裝在除冰爪3283后端的“Ω”型槽內；具體作業時，首先將兩兩相向安裝的除冰機構32調節成張開狀態，然后啟動伺服電機12，通過伺服電機12的旋轉帶動螺旋槳14的旋轉，從而帶動本發明的飛行，當除冰裝置3接近待除冰電力高壓線路時，將除冰機構32卡套在電力高壓線路外側，然后啟動調節導軌321和調節導塊322，使得兩兩相向安裝的除冰機構32同步向內側運動，當除冰爪3283接觸到冰塊表面時，啟動振動棒3284，通過振動棒3284的振動帶動除冰爪3283的振動，且除冰爪3283前端為錐形結構，更加有利于冰塊的破除，且除冰機構32采用振動破碎的方式對電力高壓線路上的冰塊進行破碎，除冰效果好，且除冰機構32位置可調，可適應于不同結冰厚度和不同粗細的電力高壓線路的除冰作業，同時通過定位塊3282可防止除冰爪3283對電力高壓線路本身的外表面的損傷和破壞，使得除冰裝置3除冰作業時安全性高、除冰效果明顯且作業穩定性強。
[0025]以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中的描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【主權項】
1.一種柔性六旋翼電力除冰無人機，其特征在于:包括無人機主體、混聯機構和除冰裝置;所述的混聯機構位于無人機主體和除冰裝置之間，且混聯機構上端與無人機主體相連接，混聯機構下端與除冰裝置相連接;其中: 所述的無人機主體包括機架、伺服電機、電機支座、螺旋槳和鎖緊扣，且伺服電機、電機支座、螺旋槳和鎖緊扣的數量均為二;所述的機架外側沿其中心軸線均勻對稱設置有支架，機架中部位置處均勻開設有減料孔，機架中心位置處下端開設有上安裝螺紋孔，伺服電機通過電機支座固定在機架的支架前端，螺旋槳安裝在伺服電機主軸上，且螺旋槳與伺服電機主軸之間通過鎖緊扣進行鎖緊固定； 所述的混聯機構包括移動底架和四自由度并聯機構，移動底架位于四自由度并聯機構下方，且移動底架與四自由度并聯機構固連;所述的移動底架包括底板、移動滑軌、滑塊、限位彈簧和鎖緊柱，且移動滑軌和滑塊的數量均為四，限位彈簧數量為十六，鎖緊柱的數量為三十二;所述的底板固定在四自由度并聯機構上，移動滑軌沿底板的縱向中心軸線分別對稱布置，移動滑軌兩端分別設置有擋板，滑塊安裝在移動滑軌上，限位彈簧位于滑塊與移動滑軌的擋板之間，且限位彈簧一端通過鎖緊柱與移動滑軌的擋板相連接，限位彈簧另一端通過鎖緊柱與滑塊相連接； 所述的四自由度并聯機構包括定平臺、虎克鉸、伸縮桿、球鉸鏈和動平臺，且虎克鉸、伸縮桿和球鉸鏈的數量均為四；所述的定平臺和動平臺均為圓盤狀結構，且動平臺位于定平臺正下方，定平臺上端部分和動平臺下端部分均分別設置有安裝螺紋，伸縮桿底端通過虎克鉸與滑塊相連接，伸縮桿頂端通過球鉸鏈與動平臺相連接； 所述的除冰裝置包括連接平臺和除冰機構，且除冰機構數量為六，連接平臺下端為方形板狀結構，連接平臺上端為圓柱狀結構，且連接平臺上端面上開設有與動平臺下端安裝螺紋部分相配合連接的下安裝螺紋孔，除冰機構位于連接平臺下方，且除冰機構沿連接平臺的橫向中心軸線分別兩兩相向對稱布置； 所述的除冰機構包括調節導軌、調節導塊、第一耳座、第一轉軸、第一連桿、第二耳座、第二轉軸、除冰卡爪、第三耳座、第三轉軸、上支撐桿、拉簧、下支撐桿、第四耳座和第四轉軸;所述的調節導軌左右兩端分別設置有擋板，調節導塊安裝在調節導軌上，第一耳座固定在調節導塊上，第一連桿上端通過第一轉軸安裝在第一耳座上，第一連桿下端通過第二轉軸安裝在第二耳座上，第二耳座固定在除冰卡爪右上端外側面上，上支撐桿上端通過第三轉軸安裝在第三耳座上，拉簧位于上支撐桿和下支撐桿之間，且拉簧一端與上支撐桿下端相連接，拉簧另一端與下支撐桿上端相連接，下支撐桿下端通過第四轉軸安裝在第四耳座上，第四耳座固定在除冰卡爪右下端外側面上。2.根據權利要求1所述的一種柔性六旋翼電力除冰無人機，其特征在于:所述的除冰卡爪包括固定架、定位塊、除冰爪和振動棒;所述的固定架呈半圓環形結構，且固定架內側設置有安裝腔，定位塊數量為二，定位塊分別固定在固定架上下兩端，除冰爪和振動棒數量不少于十，除冰爪位于固定架內側，且除冰爪沿固定架的中心軸線呈周向均勻布置，除冰爪后端開設有“Ω”型槽，且除冰爪后端安裝在固定架內側的安裝腔內部，除冰爪前端為錐形狀，除冰爪材質為不銹鋼材料，振動棒安裝在除冰爪后端的“Ω”型槽內。3.根據權利要求1所述的一種柔性六旋翼電力除冰無人機，其特征在于:所述的移動滑軌的擋板內側面和滑塊的前后端面上均開設有安裝螺紋孔，鎖緊柱一端設置有用于固定限位彈簧的鎖緊扣，鎖緊柱另一端設置有與安裝螺紋孔相配合的外螺紋。
【文檔編號】B25J9/00GK106041889SQ201610471275
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月23日
【發明人】陳晨
【申請人】陳晨