一种无人机挂线自动挂钩系统及其应用方法

技术领域

本发明属于带电作业领域，具体为一种无人机挂线自动挂钩系统及其应用方法。

背景技术

随着现代社会对电力的不断需求增长，高压输电线作业变得日益重要。然而，高压输电线作业涉及到作业人员在高处进行操作；作业人员需要通过人工方式悬挂在输电线上，不仅需要在高空作业，还需要面对复杂的气候条件和不稳定的工作环境，容易导致意外事故的发生。

现有的带电作业高空悬挂技术，无法判断挂钩是否精准安全的悬挂，导致作业人员进入作业现场时出现挂钩脱钩，危害作业人员的安全。同时现有的挂钩回收困难，若不回收则又增大了作业的成本，不便于作业人员的日常使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可自锁且能自动回收的无人机挂线自动挂钩系统及其应用方法。

本发明提供的这种无人机挂线自动挂钩系统，包括无人机、绝缘绳、十字架和自动挂钩，所述自动挂钩包括挂钩本体、封闭钩、接触式传感器、水银传感器、伸缩杆以及连接件；封闭钩的一端与挂钩本体铰接，另一端与挂钩本体之间设置有接触式传感器，通过接触传感器来监测自动挂钩的闭合状态，挂钩本体上设置有水银传感器，通过水银传感器监测自动挂钩的翻转状态；挂钩本体的顶端设有连接所述绝缘绳的伸缩杆，底端设置连接所述绝缘绳的连接件。

上述系统的一种实施方式中，所述挂钩本体分为弯钩段以及弯钩段一端连接的封闭段，其中弯钩段为两相同的弯板相对设置一体成型，弯钩段和封闭段的连接处开有凹槽。

上述系统的一种实施方式中，所述封闭钩为一弯钩状，所述挂钩本体的弯钩段端部将封闭钩的中部夹持铰接；封闭钩上端的弯钩与挂钩本体的弯钩段弯曲度一致。

上述系统的一种实施方式中，所述封闭钩和挂所述钩本体的铰接位置设置有弹簧。

上述系统的一种实施方式中，所述接触式传感器为压力传感器，一端安装在所述挂钩本体的末端，另一端安装在所述封闭钩的末端。

上述系统的一种实施方式中，所述水银传感器设置于所述挂钩本体的侧面，水银传感器的内腔灌有水银，内腔的上下两部分隔开，中间的隔板上开孔；同时水银传感器的下半部分绝缘，上半部分通电。

上述系统的一种实施方式中，所述连接件为圆环；圆环连接所述绝缘绳，绝缘绳上连接翻转滑车。

上述系统的一种实施方式中，所述伸缩杆连接所述绝缘绳，绝缘绳连接于所述无人机底端支架上，所述十字架固定于绝缘绳的中段。

使用本发明提供的上述自动挂钩对线路进行锁定的方法，包括以下步骤：

1、无人机通过绝缘绳十字架悬挂挂钩从地面起飞，进入高压电场，准备悬挂挂钩，此时挂钩由于弹簧的缘故处于张开的状态；

2、人工操作无人机使挂钩对准高压电线，无人机下降，封闭钩接触高压电线；当无人机继续下降时，由于挂钩自身的重力影响，导致封闭钩旋转并最后与挂钩本体闭合；

3、封闭钩与挂钩本体闭合后，接触式传感器碰撞在一起，使得锁紧电机将封闭钩与挂钩本体锁紧闭合；

4、锁紧电机启动后，绝缘绳所连接的伸缩杆缩回，绝缘绳脱离自动挂钩，挂钩与无人机解除连接，此时人工操作无人机飞回地面；

5、此时挂钩底部圆环连接绝缘绳，翻转小车携带作业人员上升，攀升至高压线，开始作业；同时挂钩在底部绝缘绳的拉力下保持竖直状态。

使用本发明提供的上述自动挂钩对线路进行回收的方法，包括以下步骤：

1、作业完成后，无人机在地面由人工操作连接翻转滑车上线时的绝缘绳，无人机起飞，准备回收挂钩；

2、无人机飞至足够的高度，拉起绝缘绳拉动挂钩翻转；

3、自动挂钩翻转后，水银盒倒转，水银从盒子上半部分的孔中流入，挂钩顶部的电路联通，水银传感器带动锁死电机关闭，弹簧将挂钩本体和封闭钩弹开，此时挂钩解开，由无人机携带返回地面。

本发明的有益效果为，通过自动挂钩的各部件配合接触式传感器，实现了自锁功能，保证了精准安全的悬挂，避免出现挂钩脱钩的情况，保证了作业人员的安全；同时通过自动挂钩的各部件配合水银传感器，实现了翻转时的自开锁回收功能，使得自动挂钩可循环利用，减小了作业的成本。

附图说明

图1为本发明一个实施例的轴测结构示意图。

图2为图1在自动挂钩的放大结构示意图。

图3为本实施例在自锁时自动挂钩的状态示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对相关技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本实施例公开的这种一种无人机挂线自动挂钩系统，包括无人机1、绝缘绳2、十字架3和自动挂钩4。

无人机1用于悬挂携带自动挂钩本体进入高压电场。绝缘绳2连接于无人机底端支架上，十字架3固定于绝缘绳的中段。自动挂钩4固定于绝缘绳的底端。

使用绝缘绳可使自动挂钩本体与无人机保持一定的距离。作业时，无人机可远离高压电场，避免受到电磁场的干扰。十字架用于撑开并固定绝缘绳，以确保绝缘绳在高空作业中保持准确的位置。

如图2所示，自动挂钩4包括挂钩本体41、封闭钩42、弹簧43、接触式传感器44、伸缩杆45、水银传感器46以及圆环47。

挂钩本体41分为弯钩段以及弯钩段一端连接的封闭段，其中弯钩段为两相同的弯板相对设置一体成型，弯钩段和封闭段的连接处开有便于封闭钩位移的凹槽。

封闭钩42为一弯钩状，挂钩本体的弯钩段端部将封闭钩的中部夹持铰接；封闭钩上端的弯钩与挂钩本体的弯钩段其弯曲度一致。

封闭钩42和挂钩本体41的铰接位置设置有弹簧43。通过弹簧将封闭钩和挂钩本体弹开分离，使得封闭钩常态下处于打开的状态。

接触式传感器44为压力传感器，一端安装在挂钩本体的末端，另一端安装在封闭钩的末端。当挂钩本体和封闭钩闭合时，接触式传感器的两端接触，发送信号激活电流，启动锁死电机48，将挂钩本体和封闭钩锁死。

挂钩本体的顶端设置有连接绝缘绳的伸缩杆45。上线时绝缘杆伸出，绝缘绳套置于无人机的伸缩杆上；上线完成后，伸缩杆缩回，绝缘绳脱出，无人机返回地面。

水银传感器46设置于挂钩本体的侧面，水银传感器与伸缩杆45接通。水银传感器的内腔灌有水银，内腔的上下两部分隔开，中间的隔板上开孔；同时水银传感器的下半部分绝缘，上半部分通电。

当自动挂钩是正常工作状态下时，水银连接绝缘部分，不通电。当回收自动挂钩时，挂钩本体翻转，水银倒过来顺着孔洞流入上半部分，此时传感器通电，带动锁死电机关闭，挂钩本体和封闭钩间可打开。

封闭钩42的底端连接有圆环47。圆环用于连接下端的绝缘绳，翻转滑车通过绝缘绳上线；在结束作业后用于连接无人机回收自动挂钩。

如图3所示，本系统的接线自锁步骤如下：

1、无人机通过绝缘绳十字架悬挂挂钩从地面起飞，进入高压电场，准备悬挂挂钩，此时挂钩由于弹簧的缘故处于张开的状态。

2、人工操作无人机使挂钩对准高压电线，无人机下降，封闭钩接触高压电线；当无人机继续下降时，由于挂钩自身的重力影响，导致封闭钩旋转并最后与挂钩本体闭合。

3、封闭钩与挂钩本体闭合后，接触式传感器碰撞在一起，使得锁紧电机将封闭钩与挂钩本体锁紧闭合。

4、锁紧电机启动后，绝缘绳所连接的伸缩杆缩回，绝缘绳脱离自动挂钩，挂钩与无人机解除连接，此时人工操作无人机飞回地面。

5、此时挂钩底部圆环连接绝缘绳，翻转小车携带作业人员上升，攀升至高压线，开始作业；同时挂钩在底部绝缘绳的拉力下保持竖直状态。

本系统的自动回收步骤如下：

1、作业完成后，无人机在地面由人工操作连接翻转滑车上线时的绝缘绳，无人机起飞，准备回收挂钩。

2、无人机飞至足够的高度，拉起绝缘绳拉动挂钩翻转。

3、自动挂钩翻转后，水银盒倒转，水银从盒子上半部分的孔中流入，挂钩顶部的电路联通，水银传感器带动锁死电机关闭，弹簧将挂钩本体和封闭钩弹开，此时挂钩解开，由无人机携带返回地面。

使用本系统的优势在于：

1、通过自动挂钩的各部件配合接触式传感器，实现了自锁功能，保证了精准安全的悬挂，避免出现挂钩脱钩的情况，保证了作业人员的安全。

2、通过自动挂钩的各部件配合水银传感器，实现了翻转时的自开锁回收功能，使得自动挂钩可循环利用，减小了作业的成本。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。