一种输电线路用无人机施放接地挂钩及其挂摘方法

技术领域

本发明涉及架空输电线路停电检修技术领域，尤其是一种输电线路用无人机施放接地挂钩及其挂摘方法。

背景技术

架空输电线路在停电检修时需要对空中的输电线进行接地操作。目前的方法是通过施工人员上塔，进行手工操作，连接接地线与导线。危险系数高，并消耗大量的劳动力。

因此，有必要研发一种输电线路用无人机施放接地挂钩及其挂摘方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种输电线路用无人机施放接地挂钩及其挂摘方法，可以通过无人机将挂钩放置于导线上，并通过控制器控制其固定在导线上。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种输电线路用无人机施放接地挂钩，包括能够挂在导线上的挂钩本体、设置在挂钩本体顶部的吸盘、设置在吸盘右侧的上限位、设置在挂钩本体正面中心位置的锁定凸轮、设置在锁定凸轮正下方的滑轮、设置在锁定凸轮左下方的下限位、设置在下限位侧下方的开锁机构、设置在开锁机构右下方的接地线锁止机构、套装在接地线锁止机构内的接地线销、牵引绳、减速电机、电源及控制器；所述吸盘吸附于无人机下方的遥控电磁铁上，能够与无人机连接和断开；所述减速电机安装在挂钩本体背面中心位置，锁定凸轮与减速电机输出轴相连；所述牵引绳一端接在接地线销内并从接地线销顶端穿出，另一端绕过滑轮垂向地面；所述接地线销的尾端固定有接地线。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述挂钩本体为板型金属材料弯曲而成，起支撑连接作用，在所述挂钩本体的顶部弧面左右两端固定安装有两个用以固定吸盘和上限位的底座。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述吸盘包括圆形的铁盘和四条连接腿；所述铁盘能够在无人机吊运过程中吸附于无人机下方的遥控电磁铁上；所述连接腿与挂钩本体相连。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述上限位包括微动开关、微动开关底座、摆臂底座、挡块、弹簧合页、摆臂和滚轮；摆臂底座固定在挂钩本体上；摆臂和摆臂底座通过弹簧合页连接，摆臂能够绕弹簧合页上的销轴进行小角度摆动；微动开关底座安装在摆臂底座的上端，微动开关安装在微动开关底座上；在摆臂的上端微动开关的右侧安装有挡块；在摆臂的右端底部安装有能够减小与导线接触摩擦的滚轮；当挂钩本体挂载到导线上时，在弹簧合页弹力的作用下，摆臂处于向下的角度；当锁定凸轮将挂钩本体锁紧到导线上时，摆臂将会处于水平状态，这时挡块推动微动开关上的开关，通知控制器停止减速电机的转动，让锁定凸轮，使挂钩本体与导线不至于过度夹紧。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述锁定凸轮的主体外阔线为阿基米德螺线，当减速电机逆时针旋转时，带着锁定凸轮逆时针旋转，旋转半径不断增大，与上方的导线产生挤压，从而将挂钩本体锁止于导线上。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述接地线销的内部设置有阶梯孔，上部为箭头部，中部为凹进去的锁止部，下部为圆柱体状的连接接地线的连接部；牵引绳从阶梯孔穿入，牵引绳尾部打结，在阶梯孔的台肩处固定，头部从箭头部的顶端穿出；连接部通过螺栓穿入底端的孔中固定接地线。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述接地线锁止机构包括内部套装接地线销的套管、设置在套管左侧的锁舌腔体、设置在锁舌腔体内部的锁舌以及设置在锁舌腔体外并与锁舌相连的锁舌销钉；当挂钩本体在导线上固定以后，地面操作人员向下拉动牵引绳，接地线销将带着尾端的接地线向上升，当接地线销进入套管以后，接地线销的箭头部的锥面部分会沿锁舌上的斜面将锁舌推开，使锁舌向锁舌腔内部移动，继续拉伸接地线销，锁舌背面的弹簧会将锁舌弹出，通过锁舌将接地线销固定在套管中。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述开锁机构包括设置在下限位右侧的第一杠杆、将第一杠杆安装在挂钩本体上的第一转轴、设置在接地线锁止机构左侧的第二杠杆、将第一杠杆尾端和第二杠杆首端连接的连杆和将第二杠杆安装在挂钩本体上的第二转轴；在第二杠杆下部设置安装锁舌销钉的螺丝孔；将挂钩本体摘除时，控制器控制锁定凸轮顺时针旋转至下限位处，在此处，锁定凸轮将推动第一杠杆，第一杠杆绕第一转轴旋转，向右拉连杆，连杆拉动第二杠杆，第二杠杆沿第二转轴旋转后向左侧拉出锁舌销钉，从而拉出锁舌，解锁接地线销。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述牵引绳的直径为4mm。

一种输电线路用无人机施放接地挂钩的挂摘方法，包括：

挂钩布置过程如下：

步骤1，在接地线销内接上牵引绳，并将牵引绳穿过滑轮，在接地线销的尾部连接接地线；

步骤2，将无人机下方的电磁铁与挂钩上的吸盘耦合，升起无人机至导线位置；

步骤3，移动无人机，将挂钩挂载到导线的指定位置；

步骤4，解除电磁铁与吸盘的耦合；

步骤5，操作人员通过控制器控制减速电机逆时针旋转，带动锁定凸轮逆时针旋转，锁定凸轮压紧导线，从而使上限位中的微动开关闭合，停止减速电机转动；

步骤6，地面人员拉动牵引绳，将接地线销和接地线拉起，当接地线销进入套管后，锁舌腔内部的锁舌将接地线销锁紧，挂钩布置完毕；

挂钩摘除过程如下：

S1, 操作人员通过控制器控制减速电机顺时针转动，带动锁定凸轮顺时针转动，使锁定凸轮脱开导线；

S2，操作人员继续控制减速电机顺时针转动，使锁定凸轮推动开锁机构中的第一杠杆，第一杠杆拉动连杆，连杆拉动第二杠杆，第二杠杆将锁舌上的锁舌销钉拉出，从而拉出锁舌，解锁接地线销；

S3, 地面人员缓慢释放牵引绳，降下接地线；

S4，无人机飞到挂钩上方，与吸盘耦合，取下挂钩，挂钩摘除完毕。

由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

1、本发明可以通过无人机放置于导线上，并通过控制器控制其固定在导线上，同时可以通过无人机将挂钩从导线上摘除，解决了“施工人员上塔，进行手工操作，连接接地线与导线，危险系数高，并消耗大量的劳动力。”的问题。

2、本发明通过在挂钩本体上设置能够吸附于无人机下方的遥控电磁铁上的的吸盘，实现了可以通过无人机布置和摘除挂钩。

3、本发明通过设置上限位、下限位、开锁机构、锁定凸轮、滑轮、接地线销、接地线锁止机构等结构，解决了由于接地线较重，无人机难以承载其重量的问题，可以在挂钩固定前使用挂钩上的轻型牵引绳，方便起吊，在挂钩固定后，可在下方通过回收轻型牵引绳来换成较重的接地线。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；

图1是本发明实施例中的输电线路用无人机施放接地挂钩整体结构示意图；

图2是本发明实施例中吸盘结构示意图；

图3是本发明实施例中上限位结构示意图一；

图4是本发明实施例中上限位结构示意图二；

图5是本发明实施例中锁定凸轮未锁紧导线时示意图；

图6是本发明实施例中锁定凸轮锁紧导线时示意图；

图7是本发明实施例中接地线锁止机构示意图一；

图8是本发明实施例中接地线锁止机构示意图二；

图9是本发明实施例中接地线销结构示意图；

图10是本发明实施例中开锁机构结构示意图；

其中，1、导线；2、下限位；3、开锁机构；3-1、第一杠杆；3-2、第一转轴；3-3、连杆；3-4、第二杠杆；3-5、第二转轴； 4、吸盘；4-1、铁盘；4-2、连接腿；5、上限位；5-1、微动开关；5-2、微动开关底座；5-3 、摆臂底座；5-4、挡块；5-5、弹簧合页；5-6、摆臂；5-7、滚轮；6、挂钩本体；7、锁定凸轮；8、滑轮；9、接地线销；9-1、箭头部；9-2、锁止部；9-3、连接部；9-4、阶梯孔；10、接地线锁止机构；10-1、套管；10-2、锁舌腔体；10-3、锁舌；10-4、锁舌销钉；11、减速电机。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“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和简化描述，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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。。

下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明：

如图1-10所示，一种输电线路用无人机施放接地挂钩，包括能够挂在导线1上的挂钩本体6、设置在挂钩本体6顶部的吸盘4、设置在吸盘4右侧的上限位5、设置在挂钩本体6正面中心位置的锁定凸轮7、设置在锁定凸轮7正下方的滑轮8、设置在锁定凸轮7左下方的下限位2、设置在下限位2侧下方的开锁机构3、设置在开锁机构3右下方的接地线锁止机构10、套装在接地线锁止机构10内的接地线销9、牵引绳、减速电机11、电源及控制器；吸盘4吸附于无人机下方的遥控电磁铁上，能够与无人机连接和断开；减速电机11安装在挂钩本体6背面中心位置，锁定凸轮7与减速电机11输出轴相连；牵引绳一端接在接地线销9内并从接地线销9顶端穿出，另一端绕过滑轮8垂向地面；所述接地线销9的尾端固定有接地线。控制器与减速电机11无线连接。

进一步的，如图1所示，挂钩本体6为金属板型材料（具体选用铝合金材质）弯曲而成，起支撑连接作用，在所述挂钩本体6的顶部弧面左右两端固定安装有两个用以固定吸盘4和上限位5的底座。具体的，安装在右侧的摆臂底座5-3的外侧还能固定安装上限位5。

进一步的，如图2所示，吸盘4包括圆形的铁盘4-1和四条连接腿4-2；铁盘4-1能够在无人机吊运过程中吸附于无人机下方的遥控电磁铁上；所述连接腿4-2与挂钩本体6相连。连接腿4-2固定安装在设置在挂钩本体6的顶部两端的2个底座的内侧。

进一步的，如图3-4所示，上限位5包括微动开关5-1、微动开关底座5-2、摆臂底座5-3、挡块5-4、弹簧合页5-5、摆臂5-6和滚轮5-7；摆臂底座5-3固定在挂钩本体6上；摆臂5-6和摆臂底座5-3通过弹簧合页5-5连接，摆臂5-6能够绕弹簧合页5-5上的销轴进行小角度摆动；微动开关底座5-2安装在摆臂底座5-3的上端，微动开关5-1安装在微动开关底座5-2上；在摆臂5-6的上端微动开关5-1的右侧安装有挡块5-4；在摆臂5-6的右端底部安装有能够减小与导线1接触摩擦的滚轮5-7；当挂钩本体6挂载到导线1上时，在弹簧合页5-5弹力的作用下，摆臂5-6处于向下的角度，整个结构有点歪（如图4所示）；当锁定凸轮7将挂钩本体6锁紧到导线1上时，摆臂5-6将会处于水平状态，整个结构平直，这时挡块5-4推动微动开关5-1上的开关，通知控制器停止减速电机11的转动，让锁定凸轮7，使挂钩本体6与导线1不至于过度夹紧。

进一步的，如图5-6所示，锁定凸轮7的主体外阔线为阿基米德螺线，当减速电机11逆时针旋转时，带着锁定凸轮7逆时针旋转，旋转半径不断增大，与上方的导线1产生挤压，从而将挂钩本体6锁止于导线1上。

进一步的，如图8-9所示，接地线销9的内部设置有阶梯孔9-4，接地线销9的上部为箭头部9-1，中部为凹进去的锁止部9-2，下部为圆柱体状的连接接地线的连接部9-3；牵引绳从阶梯孔9-4穿入，牵引绳尾部打结，在阶梯孔9-4的台肩处固定，头部从箭头部9-1的顶端穿出；连接部9-3通过螺栓穿入底端的孔中固定接地线。

进一步的，如图7-8所示，接地线锁止机构10包括内部套装接地线销9的套管10-1、设置在套管10-1左侧的锁舌腔体10-2、设置在锁舌腔体10-2内部的锁舌10-3以及设置在锁舌腔体10-2外并与锁舌10-3相连的锁舌销钉10-4；当挂钩本体6在导线1上固定以后，地面操作人员向下拉动牵引绳，接地线销9将带着固定在尾端的接地线向上升，当接地线销9进入套管10-1以后，接地线销9的箭头部9-1的锥面部分会沿锁舌10-3上的斜面将锁舌10-3推开，使锁舌10-3向锁舌腔10-2内部移动，继续拉伸接地线销9，锁舌10-3背面的弹簧会将锁舌10-3弹出，通过锁舌10-3将接地线销9固定在套管10-1中。

进一步的，如图10所示，开锁机构3包括设置在下限位2右侧的第一杠杆3-1、将第一杠杆3-1安装在挂钩本体6上的第一转轴3-2、设置在接地线锁止机构10左侧的第二杠杆3-4、将第一杠杆3-1尾端和第二杠杆3-4首端连接的连杆3-3和将第二杠杆3-4安装在挂钩本体6上的第二转轴3-5；在第二杠杆3-4下部设置安装锁舌销钉10-4的螺丝孔，锁舌销钉10-4一端固定在第二杠杆3-4上；将挂钩本体6摘除时，控制器控制锁定凸轮7顺时针旋转至下限位2处，在此处，锁定凸轮7将推动第一杠杆3-1，第一杠杆3-1绕第一转轴3-2旋转，向右拉连杆3-3，连杆3-3拉动第二杠杆3-4，第二杠杆3-4沿第二转轴3-5旋转后向左侧拉出锁舌销钉10-4，从而拉出锁舌10-3，解锁接地线销9。

进一步的，牵引绳的直径为4mm，采用结实耐用的轻型聚合物材质制作。

综上，本申请中除了微动开关5-1、牵引绳、减速电机11、电源及控制器等不适宜用金属材料制作的部件外，整体材质均为金属，接地线销9采用不锈钢材质，其他部分为铝合金材质（使挂钩整体较轻便，方便无人机吊挂）。

一种输电线路用无人机施放接地挂钩的挂摘方法，包括：

挂钩布置过程如下：

步骤1，在接地线销9内接上牵引绳，并将牵引绳穿过滑轮8，在接地线销9的尾部连接接地线；

步骤2，将无人机下方的电磁铁与挂钩上的吸盘4耦合，升起无人机至导线1位置；

步骤3，移动无人机，将挂钩挂载到导线1的指定位置；

步骤4，解除电磁铁与吸盘4的耦合；

步骤5，操作人员通过控制器控制减速电机11逆时针旋转，带动锁定凸轮7逆时针旋转，锁定凸轮7压紧导线1，从而使上限位5中的微动开关5-1闭合，停止减速电机11转动；

步骤6，地面人员拉动牵引绳，将接地线销9和接地线拉起，当接地线销9进入套管10-1后，锁舌腔10-2内部的锁舌10-3将接地线销9锁紧，挂钩布置完毕；

挂钩摘除过程如下：

S1, 操作人员通过控制器控制减速电机11顺时针转动，带动锁定凸轮7顺时针转动，使锁定凸轮7脱开导线（1）；

S2，操作人员继续控制减速电机11顺时针转动，使锁定凸轮7推动开锁机构3中的第一杠杆3-1，第一杠杆3-1拉动连杆3-3，连杆3-3拉动第二杠杆3-4，第二杠杆3-4将锁舌10-3上的锁舌销钉10-4拉出，从而拉出锁舌10-3，解锁接地线销9；

S3, 地面人员缓慢释放牵引绳，降下接地线；

S4，无人机飞到挂钩上方，与吸盘4耦合，取下挂钩，挂钩摘除完毕。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。