一种无人机搭载的高空电缆异物清理装置

技术领域

本发明属于电缆异物清理技术领域，特别涉及一种无人机搭载的高空电缆异物清理装置。

背景技术

输电线路分布点多面广，周围环境复杂，运行条件恶劣，随着工业、居民用电的不断增加，输电线路的规模逐年增长。近年来城市化进程不断加快，由城市建设、人类活动带来的防尘网、塑料布、锡箔纸等易漂浮物越来越多，一旦存在易漂浮物未能压实的情况，强对流天气下，很容易被风吹起随风飘动，出现易漂浮物搭挂至导线的现象，从而引发跳闸事故。异物清除多采用人工或激光除异物方式进行，人工清理存在工作强度大，异物清理缓慢等缺陷，且对于高空电缆，清理难度大；而激光清理方式能耗较高，电缆激光清障仪对使用者也存在一定的技术要求，尤其在清理带皮电缆时，若激光定位不准或激光清障时设备发生位移，极易造成电缆损伤，甚至造成电缆击穿。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种无人机搭载的高空电缆异物清理装置，利用无人机将本装置吊起降落在电缆上，顶板在电缆支撑力的作用下，一端与夹臂的卡杆分离，夹臂在扭簧弹力的作用下收缩，第一夹块和第二夹块将电缆上的异物夹持清理，最后通过无人机将异物携带至地面，不仅降低了操作人员的劳动强度，提高了异物清理的效率，而且避免了异物清理时损伤电缆。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种无人机搭载的高空电缆异物清理装置，包括吊架、对称地设置在吊架两侧的夹臂，所述吊架上部设有吊板，吊板上部设有若干吊环，无人机通过连接件与吊环连接，连接件可以是吊杆或绳索，从而将异物清理装置吊起；所述吊架中部设有U型槽，以在异物清理时使电缆间隙地卡在U型槽内部，所述U型槽上部设有安装槽，安装槽内部设有销轴，所述夹臂上端活动地安装在销轴外部，两侧的夹臂通过扭簧连接，所述扭簧套设在销轴外部；左侧的夹臂下端铰接有第一夹块，右侧的夹臂下端铰接有第二夹块；所述第一夹块和第二夹块下端均设有弧形滑槽，弧形滑槽搭设在电缆上部，弧形滑槽和电缆形成导轨滑块结构，保证了第一滑块和第二滑块的运动轨迹，从而保证了异物清理的准确性；所述夹臂上设有第一通槽，第一通槽内部设有顶板，顶板的下端高于U型槽的下口，所述顶板的一端与第一通槽可转动地连接，顶板的另一端设有卡槽，所述卡槽下端敞口，右侧的第一通槽内部设有卡杆，夹臂撑开时卡槽卡接在卡杆上。

使用时，先将两侧的夹臂分开形成一定的角度，将顶板的一端卡在卡杆上，调整第一夹块与第二夹块的角度，使第一夹块与第二夹块的夹持面平行，并与电缆相互垂直，然后利用无人机将异物清理装置吊起至电缆的异物上部，使U型槽位于电缆的正上方，然后控制无人机下降，顶板接触到电缆后，在电缆支撑力的作用下，顶板右端的卡槽向上移动与卡杆分离，此时两侧的夹臂失去支撑作用，夹臂在扭簧弹力的作用下收缩，第一夹块和第二夹块将电缆上的异物夹持清理，最后通过无人机将异物携带至地面，不仅降低了操作人员的劳动强度，提高了异物清理的效率，而且避免了异物清理时损伤电缆。

作为本技术方案的进一步优选，所述吊架上部设有若干减震弹簧，减震弹簧的上端与吊板固定连接，减震弹簧降低了夹臂夹紧时的震动，保证了无人机吊装异物清理装置的稳定性。

作为本技术方案的进一步优选，所述U型槽下部两侧对称地设有导板，导板下部的开口大于U型槽的开口，两侧的导板下部呈喇叭口状，便于吊架下降时快速准确的卡接在电缆外部；所述卡槽两侧设有倒角，倒角便于顶板快速准确的卡接在卡杆上。

作为本技术方案的进一步优选，所述顶板下部两侧对称地设有弧形过渡段，弧形过渡段的下部设有支撑段，支撑段为直段或弧段，所述支撑段下部搭接在电缆上部，且支撑段的下端位于U型槽内部，弧形过渡段避免了顶板从第一通槽中伸出时出现卡滞，保证了夹臂收缩的平顺性，支撑段降低了顶板下部的高度，便于顶板与电缆接触，尤其适用于跨距大的电缆上，电缆由于自重造成下垂，使两端的电缆形成弧形，支撑段保证了顶板一端的卡槽与卡杆的分离作用，从而保证了异物清理的效果。

作为本技术方案的进一步优选，所述导板下部设有配重块，配重块增大了吊架的重量，从而保证了吊架下降时电缆对顶板的支撑力，便于顶板的卡槽与卡杆分离。

作为本技术方案的进一步优选，所述第一夹块的夹持面上设有若干插针，所述第二夹块的夹持面上设有若干与插针间隙配合的插槽(图中未示出)，第一夹块和第二夹块闭合后，插针将异物顶在插槽内部，避免了异物脱落。

作为本技术方案的进一步优选，所述第一夹块和第二夹块两侧均设有卡扣，第一夹块和第二夹块夹紧时卡扣闭合，所述第一夹块和第二夹块前后两侧的卡扣反向安装，保证了第一夹块和第二夹块夹紧瞬间的稳定性。

作为本技术方案的进一步优选，所述吊架、夹臂、顶板均由绝缘材料制成，保证了异物清理的安全性，所述第一夹块与第二夹块由橡胶磁铁制成，增强了第一夹块与第二夹块的加持力。

作为本技术方案的进一步优选，所述第一通槽下部设有第二通槽，所述第一夹块和第二夹块上部一侧均设有铰支座，所述铰支座上铰接有第一连杆，所述第一连杆一端铰接有第二连杆，所述第二连杆另一端活动地安装在第二通槽内部，且夹臂、第一夹块或第二夹块、第一连杆以及第二连杆构成平行四连杆结构；平行四连杆结构避免了夹臂收缩过程中，第一夹块和第二夹块在电缆的摩擦下产生翻转，造成第一夹块和第二夹块的夹持面无法对接，同时，平行四连杆结构保证了第一夹块和第二夹块与电缆保持平行状态，保证了异物夹持清理的效果。

作为本技术方案的进一步优选，所述第一夹块和第二夹块下部均设有凹槽，所述凹槽一侧铰接有档杆，档杆的另一端为自由端，两侧的档杆交错布置；所述凹槽内设有两个插孔，所述第一夹块和第二夹块下部设有滑板，滑板的前端伸出第一夹块和第二夹块的碰撞面，所述滑板下部设有导轨，第一夹块和第二夹块底部设有与导轨滑动配合的导槽，所述滑板的一端设有挡板，挡板一侧设有与插孔间隙配合的插杆，档杆与下部的插杆接触时，两侧的档杆上端交叉，档杆与上部的插杆接触时，两侧的档杆上端形成开口；初始状态时，将两侧的档杆放置在两个插杆之间，此时档杆能够在两个插杆之间活动，无人机携带异物清理装置降落在电缆上时，档杆上端开口，电缆落在档杆的上部后，档杆在重力的作用下再次与下部的插杆接触，从而将档杆上端的开口封闭，此时电缆夹持在第一夹块或第二夹块与档杆之间，避免了第一夹块和第二夹块夹紧时与电缆分离；当第一夹块和第二夹块夹紧碰撞时，两侧伸出碰撞面的滑板前端接触，并推动两侧的滑板在导槽内后退，滑板后端的挡板带动插杆后退，插杆退至插孔内部后，插杆与档杆分离，档杆在重力的作用下向下落下，从而使第一夹块和第二夹块与电缆分离，保证了无人机携带异物清理装置清理异物后正常升起。

本发明的有益效果是：

1)本发明利用无人机将本装置吊起降落在电缆上，顶板在电缆支撑力的作用下，一端与夹臂的卡杆分离，夹臂在扭簧弹力的作用下收缩，第一夹块和第二夹块将电缆上的异物夹持清理，最后通过无人机将异物携带至地面，不仅降低了操作人员的劳动强度，提高了异物清理的效率，而且避免了异物清理时损伤电缆。

2)吊架上部设有若干减震弹簧，减震弹簧的上端与吊板固定连接，减震弹簧降低了夹臂夹紧时的震动，保证了无人机吊装异物清理装置的稳定性。

3)U型槽下部两侧对称地设有导板，导板下部的开口大于U型槽的开口，两侧的导板下部呈喇叭口状，便于吊架下降时快速准确的卡接在电缆外部；卡槽两侧设有倒角，倒角便于顶板快速准确的卡接在卡杆上。

4)顶板下部两侧对称地设有弧形过渡段，弧形过渡段的下部设有支撑段，支撑段为直段或弧段，支撑段下部搭接在电缆上部，且支撑段的下端位于U型槽内部，弧形过渡段避免了顶板从第一通槽中伸出时出现卡滞，保证了夹臂收缩的平顺性，支撑段降低了顶板下部的高度，便于顶板与电缆接触，尤其适用于跨距大的电缆上，电缆由于自重造成下垂，使两端的电缆形成弧形，支撑段保证了顶板一端的卡槽与卡杆的分离作用，从而保证了异物清理的效果。

5)导板下部设有配重块，配重块增大了吊架的重量，从而保证了吊架下降时电缆对顶板的支撑力，便于顶板的卡槽与卡杆分离。

6)第一夹块的夹持面上设有若干插针，第二夹块的夹持面上设有若干与插针间隙配合的插槽，第一夹块和第二夹块闭合后，插针将异物顶在插槽内部，避免了异物脱落。

7)第一夹块和第二夹块两侧均设有卡扣，第一夹块和第二夹块夹紧时卡扣闭合，第一夹块和第二夹块前后两侧的卡扣反向安装，保证了第一夹块和第二夹块夹紧瞬间的稳定性。

8)吊架、夹臂、顶板均由绝缘材料制成，保证了异物清理的安全性，第一夹块与第二夹块由橡胶磁铁制成，增强了第一夹块与第二夹块的加持力。

9)第一通槽下部设有第二通槽，第一夹块和第二夹块上部一侧均设有铰支座，铰支座上铰接有第一连杆，第一连杆一端铰接有第二连杆，第二连杆另一端活动地安装在第二通槽内部，且夹臂、第一夹块或第二夹块、第一连杆以及第二连杆构成平行四连杆结构；平行四连杆结构避免了夹臂收缩过程中，第一夹块和第二夹块在电缆的摩擦下产生翻转，造成第一夹块和第二夹块的夹持面无法对接，同时，平行四连杆结构保证了第一夹块和第二夹块与电缆保持平行状态，保证了异物夹持清理的效果。

10)初始状态时，将两侧的档杆放置在两个插杆之间，此时档杆能够在两个插杆之间活动，无人机携带异物清理装置降落在电缆上时，档杆上端开口，电缆落在档杆的上部后，档杆在重力的作用下再次与下部的插杆接触，从而将档杆上端的开口封闭，此时电缆夹持在第一夹块或第二夹块与档杆之间，避免了第一夹块和第二夹块夹紧时与电缆分离；当第一夹块和第二夹块夹紧碰撞时，两侧伸出碰撞面的滑板前端接触，并推动两侧的滑板在导槽内后退，滑板后端的挡板带动插杆后退，插杆退至插孔内部后，插杆与档杆分离，档杆在重力的作用下向下落下，从而使第一夹块和第二夹块与电缆分离，保证了无人机携带异物清理装置清理异物后正常升起。

附图说明

附图1是本发明一种无人机搭载的高空电缆异物清理装置展开状态图。

附图2是本发明一种无人机搭载的高空电缆异物清理装置夹持状态图。

附图3是本发明一种无人机搭载的高空电缆异物清理装置中吊架结构示意图。

附图4是本发明一种无人机搭载的高空电缆异物清理装置中夹臂结构示意图。

附图5是本发明一种无人机搭载的高空电缆异物清理装置图4中A处局部放大图。

附图6是本发明一种无人机搭载的高空电缆异物清理装置图4中B处局部放大图。

附图7是本发明一种无人机搭载的高空电缆异物清理装置中第一夹块结构示意图。

附图8是本发明一种无人机搭载的高空电缆异物清理装置中顶板结构示意图。

附图9是本发明一种无人机搭载的高空电缆异物清理装置图8中C处局部放大图。

附图10是本发明一种无人机搭载的高空电缆异物清理装置中第一夹块主视图。

附图11是本发明一种无人机搭载的高空电缆异物清理装置第一夹块与滑板爆炸图。

附图12是本发明一种无人机搭载的高空电缆异物清理装置中滑板结构示意图。

附图13是本发明一种无人机搭载的高空电缆异物清理装置中第一夹块与第二夹块碰撞后档杆状态图。

图中：1、吊架；11、U型槽；12、安装槽；13、减震弹簧；14、吊环；15、导板；16、配重块；17、吊板；2、夹臂；21、销轴；22、扭簧；23、第一通槽；24、第二通槽；25、卡杆；3、第一夹块；31、弧形滑槽；32、插针；33、卡扣；34、铰支座；35、第一连杆；36、第二连杆；37、档杆；38、插孔；39、导槽；4、第二夹块；5、顶板；51、弧形过渡段；52、支撑段；53、卡槽；54、倒角；6、滑板；61、插杆；62、导轨；63、挡板；

具体实施方式

下面结合附图1-9，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

一种无人机搭载的高空电缆异物清理装置，包括吊架1、对称地设置在吊架1两侧的夹臂2，所述吊架1上部设有吊板17，吊板17上部设有若干吊环14，无人机通过连接件与吊环14连接，连接件可以是吊杆或绳索，从而将异物清理装置吊起；所述吊架1中部设有U型槽11，以在异物清理时使电缆间隙地卡在U型槽11内部，所述U型槽11上部设有安装槽12，安装槽12内部设有销轴21，所述夹臂2上端活动地安装在销轴21外部，两侧的夹臂2通过扭簧22连接，所述扭簧22套设在销轴21外部；左侧的夹臂2下端铰接有第一夹块3，右侧的夹臂2下端铰接有第二夹块4；所述第一夹块和第二夹块下端均设有弧形滑槽31，弧形滑槽31搭设在电缆上部，弧形滑槽31和电缆形成导轨滑块结构，保证了第一滑块和第二滑块的运动轨迹，从而保证了异物清理的准确性；所述夹臂2上设有第一通槽23，第一通槽23内部设有顶板5，顶板5的下端高于U型槽11的下口，所述顶板5的一端与第一通槽23可转动地连接，顶板5的另一端设有卡槽53，所述卡槽53下端敞口，右侧的第一通槽23内部设有卡杆25，夹臂2撑开时卡槽53卡接在卡杆25上。

使用时，先将两侧的夹臂2分开形成一定的角度，将顶板5的一端卡在卡杆25上，调整第一夹块3与第二夹块4的角度，使第一夹块3与第二夹块4的夹持面平行，并与电缆相互垂直，然后利用无人机将异物清理装置吊起至电缆的异物上部，使U型槽11位于电缆的正上方，然后控制无人机下降，顶板5接触到电缆后，在电缆支撑力的作用下，顶板5右端的卡槽53向上移动与卡杆25分离，此时两侧的夹臂2失去支撑作用，夹臂2在扭簧22弹力的作用下收缩，第一夹块3和第二夹块4将电缆上的异物夹持清理，最后通过无人机将异物携带至地面，不仅降低了操作人员的劳动强度，提高了异物清理的效率，而且避免了异物清理时损伤电缆。

在本实施例中，所述吊架1上部设有若干减震弹簧13，减震弹簧13的上端与吊板17固定连接，减震弹簧13降低了夹臂2夹紧时的震动，保证了无人机吊装异物清理装置的稳定性。

在本实施例中，所述U型槽11下部两侧对称地设有导板15，导板15下部的开口大于U型槽11的开口，两侧的导板15下部呈喇叭口状，便于吊架1下降时快速准确的卡接在电缆外部；所述卡槽53两侧设有倒角54，倒角54便于顶板5快速准确的卡接在卡杆25上。

在本实施例中，所述顶板5下部两侧对称地设有弧形过渡段51，弧形过渡段51的下部设有支撑段52，支撑段52为直段或弧段，所述支撑段52下部搭接在电缆上部，且支撑段52的下端位于U型槽11内部，弧形过渡段51避免了顶板5从第一通槽23中伸出时出现卡滞，保证了夹臂2收缩的平顺性，支撑段52降低了顶板5下部的高度，便于顶板5与电缆接触，尤其适用于跨距大的电缆上，电缆由于自重造成下垂，使两端的电缆形成弧形，支撑段52保证了顶板5一端的卡槽53与卡杆25的分离作用，从而保证了异物清理的效果。

在本实施例中，所述导板15下部设有配重块16，配重块16增大了吊架1的重量，从而保证了吊架1下降时电缆对顶板5的支撑力，便于顶板5的卡槽53与卡杆25分离。

在本实施例中，所述第一夹块3的夹持面上设有若干插针32，所述第二夹块4的夹持面上设有若干与插针32间隙配合的插槽(图中未示出)，第一夹块3和第二夹块4闭合后，插针32将异物顶在插槽内部，避免了异物脱落。

在本实施例中，所述第一夹块3和第二夹块4两侧均设有卡扣33，第一夹块3和第二夹块4夹紧时卡扣33闭合，所述第一夹块3和第二夹块4前后两侧的卡扣33反向安装，保证了第一夹块3和第二夹块4夹紧瞬间的稳定性。

在本实施例中，所述吊架1、夹臂2、顶板5均由绝缘材料制成，保证了异物清理的安全性，所述第一夹块3与第二夹块4由橡胶磁铁制成，增强了第一夹块3与第二夹块4的加持力。

在本实施例中，所述第一通槽23下部设有第二通槽24，所述第一夹块3和第二夹块4上部一侧均设有铰支座34，所述铰支座34上铰接有第一连杆35，所述第一连杆35一端铰接有第二连杆36，所述第二连杆36另一端活动地安装在第二通槽24内部，且夹臂2、第一夹块3或第二夹块4、第一连杆35以及第二连杆36构成平行四连杆结构；平行四连杆结构避免了夹臂2收缩过程中，第一夹块3和第二夹块4在电缆的摩擦下产生翻转，造成第一夹块3和第二夹块4的夹持面无法对接，同时，平行四连杆结构保证了第一夹块3和第二夹块4与电缆保持平行状态，保证了异物夹持清理的效果。

在本实施例中，所述第一夹块3和第二夹块4下部均设有凹槽，所述凹槽一侧铰接有档杆37，档杆37的另一端为自由端，两侧的档杆37交错布置；所述凹槽内设有两个插孔38，所述第一夹块3和第二夹块4下部设有滑板6，滑板6的前端伸出第一夹块3和第二夹块4的碰撞面，所述滑板6下部设有导轨62，第一夹块3和第二夹块4底部设有与导轨62滑动配合的导槽39，所述滑板6的一端设有挡板63，挡板63一侧设有与插孔38间隙配合的插杆61，档杆37与下部的插杆61接触时，两侧的档杆37上端交叉，档杆37与上部的插杆61接触时，两侧的档杆37上端形成开口；初始状态时，将两侧的档杆37放置在两个插杆61之间，此时档杆37能够在两个插杆61之间活动，无人机携带异物清理装置降落在电缆上时，档杆37上端开口，电缆落在档杆37的上部后，档杆37在重力的作用下再次与下部的插杆61接触，从而将档杆37上端的开口封闭，此时电缆夹持在第一夹块3或第二夹块4与档杆37之间，避免了第一夹块3和第二夹块4夹紧时与电缆分离；当第一夹块3和第二夹块4夹紧碰撞时，两侧伸出碰撞面的滑板6前端接触，并推动两侧的滑板6在导槽39内后退，滑板6后端的挡板63带动插杆61后退，插杆61退至插孔38内部后，插杆61与档杆37分离，档杆37在重力的作用下向下落下，从而使第一夹块3和第二夹块4与电缆分离，保证了无人机携带异物清理装置清理异物后正常升起。

以上内容仅仅是对本发明的结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。