一种基于无人机的电网除雪设备

技术领域

本发明涉及电网除雪的技术领域，特别是指一种基于无人机的电网除雪设备。

背景技术

电网在冬季覆雪是电网系统面临的自然灾害之一，降雪时，电网电线上一旦堆积积雪，电网电线很容易被积雪覆压，导致电网电线出现故障，进而影响电网的正常工作。并且电网出现故障后，修复工作难度大，周期长。为了保证电网系统的正常工作，避免后期的修复，研制出了电网的除雪设备。

例如，授权公告号为CN107069632A的中国专利，公开了一种高压输电线路积雪清除装置和系统，公开专利中通过驱动电机和敲击棒的配合，能够对高空输电线进行敲打振动，以震落高压输电线路上的积雪，现有的设备仅仅具有除雪功能。

在实际过程中电网电线上不仅仅有积雪，还存在着一定的覆冰，覆冰后的电网电线相比较没有覆冰的电网电线而言更容易堆积积雪，电网电线更容易被积雪覆压，导致电网电线更容易出现故障，影响电网的正常工作。相比较不除冰而言，同时对电网电线除雪和除冰后电网电线更不容易积雪，电网电线上覆压相同体积的积雪，需要更多的时间，电网正常工作不受积雪影响的时间也就更多。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种基于无人机的电网除雪设备，解决了现有技术中的除雪设备不能同时除雪和除冰的技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种基于无人机的电网除雪设备，包括无人机本体，所述无人机本体底部设有除雪装置；所述除雪装置包括与无人机本体连接的固定板和控制器，控制器与无人机本体的处理器连接，固定板上连接有挤压机构、分离机构和抗凝固机构，挤压机构、分离机构和抗凝固机构分别与控制器连接，沿无人机本体的前进方向挤压机构、分离机构和抗凝固机构联合对电网电线进行除雪和除冰。

优选的，所述挤压机构包括两个相对设置在固定板上的挤压驱动模块，两个所述挤压驱动模块通过第一伸缩组件间距可调连接，所述挤压驱动模块的输出端连接有挤压辊，挤压驱动模块与无人机本体的电源模块连接，驱动模块与所述控制器连接。

优选的，所述第一伸缩组件包括设置在固定板上的挤压滑槽，挤压滑槽内分别滑动连接有两个挤压滑块，一个挤压滑块与一个挤压驱动模块连接，两个挤压滑块之间通过第一伸缩杆连接，第一伸缩杆与无人机本体的电源模块连接，第一伸缩杆与所述控制器连接。

优选的，所述挤压辊上设有挤压凸块。

优选的，所述分离机构包括两个相对设置在固定板上的分离外壳，两个所述分离外壳通过第二伸缩组件间距可调连接，两个所述分离外壳扣合后形成与电网电线相适配的通孔。

优选的，所述第二伸缩组件包括设置在固定板上的分离滑槽，分离滑槽内分别滑动连接有两个分离滑块，一个分离滑块与一个分离外壳连接，两个分离滑块之间通过第二伸缩杆连接，第二伸缩杆与无人机本体的电源模块连接，第二伸缩杆与所述控制器连接。

优选的，所述分离外壳为圆台形外壳，分离外壳的上底面靠近挤压辊设置。

优选的，所述抗凝固机构包括连接在分离外壳上的固定容器、固定容器上设有进口和出口，固定容器的出口处通过管道连接有喷头，管道上设有控制开关，控制开关与无人机本体的电源模块连接，控制开关与所述控制器连接，固定容器内放置氯化钠溶液。

优选的，所述无人机本体与固定板之间设有减震机构。

优选的，所述减震机构包括与无人机本体可拆卸连接的第一减震体，所述控制器与第一减震体连接，第一减震体上设有减震滑槽，减震滑槽内滑动连接有第二减震体，第二减震体与减震滑槽的内壁通过减震弹簧连接。

本发明的有益效果：

1.本发明设计的除雪设备当中，将挤压机构、分离机构和抗凝固机构联合使用，利用挤压机构初步除雪并且将电网电线上的覆冰挤压破碎，部分雪和破碎的覆冰可能会粘接在电网电线上，分离机构与电网电线相适配，同时利用分离机构将粘接在电网电线上的雪和破碎的覆冰与电网电线分离，同时再通过抗凝固机构喷洒氯化钠溶液，降低了水的凝固点，使得电网电线不易结冰，兼并了除雪和除冰的功能，并且有效的增加了电网电线再次结冰时间，解决了现有技术中的除雪设备不能同时除雪和除冰的技术问题。

2.本发明设计的除雪设备当中，利用挤压机构代替了现有的驱动电机和敲击棒，即利用挤压作业代替将现有的敲击作业，在电网电线覆雪时，电网电线本身受到较大的压力，此时敲击电网电线，会导致电网电线发生剧烈晃动，电网电线的晃动会导致电网电线的张力发生变化，使得整个电网处于不稳固状态，不利于电网的稳固使用，而利用本申请的挤压来除雪除冰，晃动幅度大大降低，有利于电网电线处于稳固状态。

3.本发明设计的除雪设备当中，分离机构设置在固定板上，无人机本体与固定板之间设有减震机构，在无人机本体带动分离机构将粘接在电网电线上的雪和破碎的覆冰与电网电线分离时，如果无人机本体直接拉动分离机构导致的电网电线出现剧烈晃动，使得电网电线处于不稳固状态，而本申请利用减震机构避免了无人机本体直接拉动分离机构，无人机本体依然拉动分离机构，但是有效的降低了电网电线出现的晃动，同时也避免了因为电网电线出现剧烈晃动影响无人机本体飞行的情况。

4.本发明设计的除雪设备当中，将挤压机构、分离机构和抗凝固机构分别与无人机的电源模块连接，利用无人机的电源模块为挤压机构、分离机构和抗凝固机构提供电能，同时将挤压机构、分离机构和抗凝固机构通过控制器与无人机的遥控器连接，通过遥控器一键式分别控制挤压机构、分离机构和抗凝固机构的启动与关闭，提高了整个结构的便捷性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的立体图。

图2为图1中A处放大图。

图3为本发明的除雪装置剖视图。

图中，1、无人机本体；2、固定板；3、挤压驱动模块；4、挤压辊；5、挤压滑槽；6、挤压滑块；7、第一伸缩杆；8、挤压凸块；9、分离外壳；10、分离滑槽；11、分离滑块；12、第二伸缩杆；13、固定容器；14、喷头；15、控制开关；16、第一减震体；17、减震滑槽；18、第二减震体；19、控制器；20、第一减震弹簧；21、第二减震弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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付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。

实施例1，一种基于无人机的电网除雪设备，如图1所示，包括无人机本体1，所述无人机本体1底部设有除雪装置；所述除雪装置包括与无人机本体1连接的固定板2和控制器19，控制器19与无人机本体1的处理器连接，固定板2上连接有挤压机构、分离机构和抗凝固机构，挤压机构、分离机构和抗凝固机构分别与控制器19连接，沿无人机本体1的前进方向挤压机构、分离机构和抗凝固机构联合对电网电线进行除雪和除冰。其中挤压机构、分离机构和抗凝固机构分别与控制器19连接，控制器19与无人机本体1的处理器连接，在无人机本体1的遥控器上加装按钮，通过遥控器上的按钮来控制挤压机构、分离机构和抗凝固机构的启动和关闭。将挤压机构、分离机构和抗凝固机构联合使用，利用挤压机构初步除雪并且将电网电线上的覆冰挤压破碎，部分雪和破碎的覆冰可能会粘接在电网电线上，分离机构与电网电线相适配，同时利用分离机构将粘接在电网电线上的雪和破碎的覆冰与电网电线分离，同时再通过抗凝固机构喷洒氯化钠溶液，降低了水的凝固点，使得电网电线不易结冰，兼并了除雪和除冰的功能，并有效的增加了电网电线再次结冰时间，解决了现有技术中的除雪设备不能同时除雪和除冰的技术问题。

实施例1实施时，利用无人机本体1将本申请的除雪装置吊运到电网电线上方，然后启动挤压机构和分离机构收缩到电网电线的两侧，利用挤压机构初步除雪并且将电网电线上的覆冰挤压破碎，部分残留的雪和破碎的覆冰可能会粘接在电网电线上，分离机构与电网电线相适配，然后利用分离机构将粘接在电网电线上的部分残留的雪和破碎的覆冰与电网电线分离，沿无人机本体1前进的方向上同时再通过抗凝固机构喷洒氯化钠溶液，降低了水的凝固点，使得清理后的电网电线不易结冰。

实施例2，一种基于无人机的电网除雪设备，如图1、图2和图3所示，在实施例1的基础上，所述挤压机构包括两个相对设置在固定板2上的挤压驱动模块3，两个所述挤压驱动模块3通过第一伸缩组件间距可调连接，所述挤压驱动模块3的输出端连接有挤压辊4，挤压驱动模块3与无人机本体1的电源模块连接，挤压驱动模块3与所述控制器19连接。利用挤压辊4的挤压代替了现有的驱动电机和敲击棒，即利用挤压机构代替了现有的驱动电机和敲击棒，即利用挤压作业代替将现有的敲击作业，在电网电线覆雪时，电网电线本身受到较大的压力，此时敲击电网电线，会导致电网电线发生剧烈晃动，电网电线的晃动会导致电网电线的张力发生变化，使得整个电网处于不稳固状态，不利于电网的稳固使用，而利用本申请利用挤压辊4的挤压来除雪除冰，晃动幅度大大降低，有利于电网处于稳固状态。其中电网电线位于两个挤压辊4之间，需要注意的是，在进行除雪工作之前，提前设定好两个挤压辊4之间的最小间距，两个挤压辊4之间的最小间距略微大于电网电线的直径1~3毫米。优选的挤压驱动模块3为微型汽轮机，其中挤压驱动模块3的外壳为绝缘外壳，避免受到电网电线的高压影响，其中微型汽轮机包括蒸汽缸、排汽缸和叶轮，蒸汽缸内的水通过电阻丝加热产生蒸汽，蒸汽对叶轮做功，使得叶轮旋转，同时做功后的蒸汽从排汽缸排出，蒸汽带动与叶轮连接的输出端旋转，进而使得挤压辊4转动，电阻丝与控制器19连接，由控制器19控制电阻丝加热，微型汽轮机在无人机本体1起飞之前就启动电阻丝加热蒸汽缸内的水，产生蒸汽使得挤压辊4旋转，即在无人机本体1准备起飞阶段，挤压驱动模块3就带动挤压辊4进行旋转。当无人机本体1到达电网电线上准备除雪时，仅仅需要控制器19控制调节挤压辊4之间的间距。选择微型汽轮机，可以避免挤压驱动模块3不因为电网电线上强电流和磁场的影响，导致驱动失控的情况。

实施例3，一种基于无人机的电网除雪设备，如图1、图2和图3所示，在实施例2的基础上，所述第一伸缩组件包括设置在固定板2上的挤压滑槽5，挤压滑槽5内分别滑动连接有两个挤压滑块6，一个挤压滑块6与一个挤压驱动模块3连接，两个挤压滑块6之间通过第一伸缩杆7连接，第一伸缩杆7与无人机本体1的电源模块连接，第一伸缩杆7与所述控制器19连接。即通过遥控器上的按钮来控制第一伸缩杆7的伸缩，当第一伸缩杆7伸长时，两个挤压滑块6之间的间距增加，使得两个挤压驱动模块3之间的间距增加，当第一伸缩杆7缩短时，两个挤压滑块6之间的间距缩小，使得两个挤压驱动模块3之间的间距缩小，进而使得两个挤压辊4分别位于电网电线的两侧。即在进行除雪工作之前，提前设定好第一伸缩杆7缩短后的长度，第一伸缩杆7缩短后的长度使得两个挤压辊4之间的最小间距略微大于电网电线的直径1~3毫米。两个挤压辊4之间的最小间距略微大于电网电线的直径1~3毫米，避免了挤压辊4的挤压力过大，损伤电网电线，同时也可以进行有效的除冰。其中挤压辊4为绝缘材料制作的辊。第一伸缩杆7为液压伸缩杆，第一伸缩杆7通过控制器19控制伸缩。

实施例4，一种基于无人机的电网除雪设备，如图2和图3所示，在实施例3的基础上，所述挤压辊4上设有挤压凸块8。挤压凸块8优选为橡胶凸块，橡胶凸块上设置增加摩擦力的波纹，增加挤压凸块8对覆冰的摩擦力，便于去除覆冰，同时橡胶凸块挤压时，对电网电线的表皮层挤压力较为柔和，降低了损伤电网电线表皮层的风险。

实施例5，一种基于无人机的电网除雪设备，如图1、图2和图3所示，在实施例1~4任一项的基础上，所述分离机构包括两个相对设置在固定板2上的分离外壳9，两个所述分离外壳9通过第二伸缩组件间距可调连接，两个所述分离外壳9扣合后形成与电网电线相适配的通孔。其中电网电线位于两个分离外壳9之间，需要注意的是，在进行除雪工作之前，提前设定好第二伸缩组件缩短时的长度，即提前设定好两个所述分离外壳9扣合后形成通孔的尺寸，通孔的尺寸比电网电线直径大1毫米，在将两个所述分离外壳9扣合在电网电线上之后，分离外壳9在无人机本体1的带动下移动，分离外壳9将残余的积雪和破碎后的覆冰从电网电线上撸下来。其中分离外壳9扣合后形成的通孔的轴心在横向上位于两个挤压辊4之间位置的中心，分离外壳9扣合后形成的通孔的轴心在纵向上也位于挤压辊4的中部，以保证电网电线被挤压辊4挤压后，进入到分离外壳9扣合后形成的通孔内，避免了电网电线被挤压辊4挤压后，不能够进入到分离外壳9扣合后形成的通孔内的情况。

实施例6，一种基于无人机的电网除雪设备，如图1、图2和图3所示，在实施例5的基础上，所述第二伸缩组件包括设置在固定板2上的分离滑槽10，分离滑槽10内分别滑动连接有两个分离滑块11，一个分离滑块11与一个分离外壳9连接，两个分离滑块11之间通过第二伸缩杆12连接，第二伸缩杆12与无人机本体1的电源模块连接，第二伸缩杆12与所述控制器19连接。通过遥控器上的按钮来控制第二伸缩杆12的伸缩，当第二伸缩杆12伸长时，两个分离滑块11之间的间距增加，使得两个分离外壳9之间的间距增加，当第二伸缩杆12缩短时，两个分离滑块11之间的间距缩小，使得两个分离外壳9之间的间距缩小，形成与电网电线相适配的通孔，此时两个分离外壳9分别位于电网电线的两侧。优选的第二伸缩杆12为液压伸缩杆，第一伸缩杆7通过控制器19控制伸缩。

实施例7，一种基于无人机的电网除雪设备，如图1、图2和图3所示，在实施例6的基础上，所述分离外壳9为圆台形外壳，分离外壳9的上底面靠近挤压辊4设置。分离外壳9为圆台形外壳，分离外壳9的上底面靠近挤压辊4设置，即分离外壳9的直径较小端靠近挤压辊4设置，分离外壳9的直径较小端与电网电线相适配，残余的积雪和破碎后的覆冰被分离外壳9的直径较小端从电网电线上剥离，分离外壳9的直径较大端用于阻挡剥离后的积雪和破碎沿着分离外壳9移动，圆台形外壳避免了剥离后的积雪和破碎沿着分离外壳9粘接在以及被清理的电网电线上。

实施例8，一种基于无人机的电网除雪设备，如图1、图2和图3所示，在实施例1~4、6、7任一项的基础上，所述抗凝固机构包括连接在分离外壳9上的固定容器13、固定容器13上设有进口和出口，固定容器13的出口处通过管道连接有喷头14，管道上设有控制开关15，控制开关15与无人机本体1的电源模块连接，控制开关15与所述控制器19连接，固定容器13内放置氯化钠溶液。通过遥控器上的按钮来启动控制开关15，使得抗凝固机构上的喷头14往除雪除冰后的电网电线上喷洒氯化钠溶液，降低了水的凝固点，使得除雪除冰后的电网电线不易结冰，有效的增加了电网电线再次结冰时间，电网电线上覆压相同体积的积雪，需要更多的时间，电网正常工作不受积雪影响的时间也就更多。

实施例9，一种基于无人机的电网除雪设备，如图1、图2和图3所示，在实施例8的基础上，所述无人机本体1与固定板2之间设有减震机构。在无人机本体1带动分离机构将粘接在电网电线上的雪和破碎的覆冰与电网电线分离时，如果无人机本体1直接拉动分离机构导致的电网电线出现剧烈晃动，使得电网处于不稳固状态，而本申请利用减震机构避免了无人机本体直接拉动分离机构，无人机本体依然拉动分离机构，但是有效的降低了电网电线出现的晃动，同时也避免了因为电网电线出现剧烈晃动影响无人机本体飞行的情况。

实施例10，一种基于无人机的电网除雪设备，如图1、图2和图3所示，在实施例9的基础上，所述减震机构包括与无人机本体1可拆卸连接的第一减震体16，所述控制器19与第一减震体16连接，第一减震体16上设有减震滑槽17，减震滑槽17内滑动连接有第二减震体18，第二减震体18与减震滑槽17的内壁通过减震弹簧连接。减震滑槽17的内壁分别连接有第一减震弹簧20和第二减震弹簧21，第二减震体18由绝缘材料制成，避免了电网电线上强电流影响无人机本体1，第二减震体18包括滑块部分和连接杆部分。第一减震弹簧20位于滑块部分的顶部，第二减震弹簧21套接在连接杆部分上且与滑块部分的底部固定连接，第一减震弹簧20和第二减震弹簧21共同作用使得第二减震体18处于浮动状态，有利于提高减震机构的减震效果。需要注意的是，控制器19设置在第一减震体16上，在无人机本体1进行除雪工作时，无人机本体1以及第一减震体16上的控制器19均处于远离电网电线上强电流的影响范围内，可以通过增加第一减震体16的长度来实现遥控器对控制器19以及无人机本体1进行遥控，即增加第一减震体16的长度使得控制器19可以正常控制第一伸缩杆7、第二伸缩杆12和控制开关15正常工作，不受电网电线上强电流和磁场的影响。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。