一种悬挂刀具结构的树障清理空中机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种悬挂刀具结构的树障清理空中机器人，包括平台支架和作业刀具，平台支架对称连接在机体上，平台支架上连接有多个旋翼组件，机体底部通过连杆连接到刀具架，刀具架上固定连接有刀具电机，刀具电机的输出轴连接作业刀具。本发明专利技术通过机体上安装旋翼组件以及悬垂的作业刀具，适合于从树障顶部自上而下或从树障侧面自外而内地实施“剃头式”大面积快速清理，作业效率高，避免操作人员近距离接触树障处的高压输电线，操作更加安全，可有效提升清理作业的效率并降低操作风险，解决了现有技术中存在的人工清理效率不高和安全风险大的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种悬挂刀具结构的树障清理空中机器人
本专利技术涉及一种应用于电力线路的悬挂刀具结构的树障清理空中机器人，尤其涉及一种适合于从大面积树障快速上部及侧面清理的机器人，属于输电线路树障清理装置

技术介绍
树障是输电线路通道存在的一种安全隐患，表现为通道内树木的不断增生逐渐威胁到输电线路的运行安全。为此，各级电力部门每年都要投入大量的人力、物力与财力对辖区内的通道树障进行清理整治。目前的树障清理主要依赖于人工清理，存在着效率不高，安全风险大的不足，因此亟需一种电力线路通道树障自动清理空中机器人。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：提供一种应用于电力线路的悬挂刀具结构的树障清理空中机器人，适合于从大面积树障快速上部及侧面清理，以解决现有技术中存在的人工清理效率不高和安全风险大的问题。本专利技术采取的技术方案为：一种悬挂刀具结构的树障清理空中机器人，包括平台支架和作业刀具，平台支架对称连接在机体上，平台支架上连接有多个旋翼组件，机体的底部通过竖直的连杆与刀具架连接，刀具架上固定连接有刀具电机，刀具电机的输出轴连接作业刀具。优选的，上述还包括脱钩机构，连杆通过脱钩机构连接到机体的底部。优选的，上述连杆包括上连杆和下连杆，上连杆和下连杆通过保护关节上下连接。优选的，上述保护关节包括圆柱芯、圆柱套、弹簧和螺钉，圆柱芯和圆柱套均为中空圆柱形，圆柱芯的上部与上连杆固连，圆柱套的上部以可轴向滑动、可相对旋转的套筒形式与圆柱芯的下部连接，圆柱套的下部与下连杆固连，弹簧为圆柱形，以包裹形式安装于圆柱芯和圆柱套的外部，弹簧的两端通过两螺钉分别与圆柱芯和圆柱套固连。优选的，上述平台支架通过折叠关节连接至机体，折叠关节包括设置于平台支架内端的外拐臂、与机体固连的内拐臂和锁定装置，外拐臂与内拐臂通过铰接轴铰接并通过锁定装置锁定。优选的，上述锁定装置包括固连在内拐臂水平段前端并与内拐臂水平段共轴的台阶轴、固连在外拐臂水平段后端并与外拐臂水平段共轴的螺杆和套接在台阶轴上的锁定螺母，锁定螺母的内孔后端设有内凸台阶，台阶轴的前端设有防止锁定螺母脱落的外凸台阶，锁定螺母可将台阶轴与螺杆共轴对接并锁定。优选的，上述脱钩机构包括基座、舵机、摇臂、拉杆、伸缩杆、挂舌和滚转轴；基座的顶部与机体的下端固连，其底部设向下有两个左右对称的凸台，舵机安装于基座上，摇臂的一端固连于舵机的输出轴，另一端与拉杆的一端铰接，拉杆的另一端与伸缩杆的一端铰接，伸缩杆的另一端水平活动地穿过两个凸台，摇臂旋转驱动伸缩杆水平左右伸缩；挂舌的上部设有水平方向的锁定孔，下部通过滚转轴与连杆的上端铰接，挂舌穿入两个凸台中间的凹槽后通过锁定孔挂接在伸缩杆上，滚转轴与伸缩杆垂直。优选的，上述旋翼组件包括旋翼和旋翼电机，旋翼固定连接在旋翼电机的输出轴上，旋翼电机固定连接在平台支架上。优选的，上述作业刀具的数量为偶数。优选的，上述连杆的下端固定连接刀具动力电池，刀具动力电池的下端固定连接刀具架。优选的，上述机体底部设置有起落架。本专利技术的有益效果：与现有技术相比，本专利技术的效果如下：1)本专利技术在机体上安装旋翼组件以及悬垂的作业刀具，适合于从树障顶部自上而下或从树障侧面自外而内地实施“剃头式”大面积快速清理，作业效率高，避免操作人员近距离接触树障处的高压输电线，操作更加安全，可有效提升清理作业的效率并降低操作风险，解决了现有技术中存在的人工清理效率不高和安全风险大的问题；2)采用悬挂刀具结构的空中机器人，作业时刀具始终位于旋翼组件的下方，可有效避免树障对旋翼组件的干涉，减少坠机风险，大大提高空中机器人作业的安全性；3)将作业刀具相关的驱动部件(包括刀具动力电池)悬挂于空中机器人重心的下方，降低了机器人的整体重心，提升了空中机器人飞行的稳定性；4)平台支架采用折叠方式连接，收纳时可有效缩小了整机尺寸，便于收纳与携带；所设计的折叠关节，结构简单，锁定可靠，分别操作，易于实现，能有效避免振动导致的锁定松脱；5)空中机器人由旋翼组件提供机器人升力和进给力并实施姿态稳定与位置控制，偶数片的作业刀具相比奇数片刀具，受力更均衡，安全性更好；6)刀具动力电池布置于刀具架上，进一步降低整机重心，提升空中机器人飞行的稳定性；在相同连杆倾斜角度下，能有效增加作业刀具的水平推进力，提升树障清理效率；此外，还增加了连杆下方部件的整体惯性，增强了作业刀具的姿态稳定性；7)所设置的保护关节具有两个方向的机械缓冲自由度(轴向与扭转)，可有效减弱树障反作用力或力矩对空中机器人飞行姿态的影响；8)本专利技术在作业刀具无法脱离树障时，采用脱钩机构实现机体与机体下方部件的快速脱离，从而对飞行平台实施安全保护。附图说明图1为本专利技术的结构示意图(刀具水平并列)；图2为本专利技术的结构示意图(刀具水平并列，上下共轴双桨)；图3为脱钩机构结构示意图；图4为折叠关节结构示意图；图5为保护关节结构示意图；图6为本专利技术的结构示意图(刀具竖直纵列)。图中，1—旋翼，2—旋翼电机，3—平台支架，4—飞行控制器，5—机体，6—刀具动力电池，7—脱钩机构，8—上连杆，9—下连杆，10—折叠关节，11—刀具架，12—保护关节，13—刀具电机，14—作业刀具，15—连杆；701—基座，702—舵机，703—摇臂，704—拉杆，705—伸缩杆，706—凸台，707—挂舌，708—锁定孔，709—滚转轴；1001—外拐臂，1002—内拐臂，1003—铰接轴，1004—台阶轴，1005—锁定螺母，1006—螺杆；1201—圆柱芯，1202—圆柱套，1203—弹簧，1204—螺钉。具体实施方式下面，结合附图及具体的实施例对本专利技术进行进一步介绍。实施例1：如图1―图5所示，一种悬挂刀具结构的树障清理空中机器人，包括平台支架3和作业刀具14，平台支架3对称连接在机体5上，平台支架3上连接有多个旋翼组件，机体5的底部通过竖直的连杆15与刀具架11连接，刀具架11上固定连接有刀具电机13，刀具电机13的输出轴连接作业刀具14，刀具电机13对称等距分布在刀具架11的上方，作业刀具14位于刀具架11的下方；还包括位于平台支架3中心上部的飞行控制器4、用于传输飞行数据与机载图像的通信模块、位于机体5内的飞行动力电池、固定于或内置于刀具架11并对刀具电机13实施转速控制的刀具控制器，飞行控制器4与现有的多旋翼无人机飞行控制器硬件相似，包括惯性测量单元(IMU)、气压高度计、卫星导航接收机、飞行控制计算机；刀具控制器与飞行控制器4连接。优选的，上述树障清理空中机器人还包括脱钩机构7，连杆15通过脱钩机构7连接到机体5的底部。优选的，上述连杆15包括上连杆8和下连杆9，上连杆8和下连杆9通过保护关节12上下连接，保护关节12具有受力缓冲与作业力度感知功能。优选的，上述保护关节12包括圆柱芯1201、圆柱套1202、弹簧1203和螺钉1204，圆柱芯1201和圆柱套1202均为中空圆柱形，圆柱芯1201的上部与上连杆8固连，圆柱套1202的上部以可轴向滑动、可相对旋转的套筒形式与圆柱芯1201的下部连接，圆柱套1202的下部与下连杆9固连，弹簧1203为圆柱形，以包裹形式安装于圆柱芯1201、和圆柱套1202的外部，弹簧1203的两端通过两螺钉1204分别与圆柱芯1201和圆柱套12本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种悬挂刀具结构的树障清理空中机器人，其特征在于：包括平台支架(3)和作业刀具(14)，平台支架(3)对称连接在机体(5)上，平台支架(3)上连接有多个旋翼组件，机体(5)的底部通过竖直的连杆(15)与刀具架(11)连接，刀具架(11)上固定连接有刀具电机(13)，刀具电机(13)的输出轴连接作业刀具(14)。

【技术特征摘要】
1.一种悬挂刀具结构的树障清理空中机器人，其特征在于：包括平台支架(3)和作业刀具(14)，平台支架(3)对称连接在机体(5)上，平台支架(3)上连接有多个旋翼组件，机体(5)的底部通过竖直的连杆(15)与刀具架(11)连接，刀具架(11)上固定连接有刀具电机(13)，刀具电机(13)的输出轴连接作业刀具(14)。2.根据权利要求1所述的一种悬挂刀具结构的树障清理空中机器人，其特征在于：还包括脱钩机构(7)，连杆(15)通过脱钩机构(7)连接到机体(5)的底部。3.根据权利要求1所述的一种悬挂刀具结构的树障清理空中机器人，其特征在于：连杆(15)包括上连杆(8)和下连杆(9)，上连杆(8)和下连杆(9)通过保护关节(12)上下连接。4.根据权利要求3所述的一种悬挂刀具结构的树障清理空中机器人，其特征在于：保护关节(12)包括圆柱芯(1201)、圆柱套(1202)、弹簧(1203)和螺钉(1204)，圆柱芯(1201)和圆柱套(1202)均为中空圆柱形，圆柱芯(1201)的上部与上连杆(8)固连，圆柱套(1202)的上部以可轴向滑动、可相对旋转的套筒形式与圆柱芯(1201)的下部连接，圆柱套(1202)的下部与下连杆(9)固连，弹簧(1203)为圆柱形，以包裹形式安装于圆柱芯(1201)和圆柱套(1202)的外部，弹簧(1203)的两端通过两螺钉(1204)分别与圆柱芯(1201)和圆柱套(1202)固连。5.根据权利要求1所述的一种悬挂刀具结构的树障清理空中机器人，其特征在于：平台支架(3)通过折叠关节(10)连接至机体(5)，折叠关节(10)包括设置于平台支架(3)内端的外拐臂(1001)、与机体(5)固连的内拐臂(1002)和锁定装置，外拐臂(1001)与内拐臂(1002)通过铰接轴(1003)铰接并通过锁定装置锁定。6.根据权利要求5所述的一种悬挂刀具结构的树障清理空中机器人，其特征在于：锁定装置包括固连在内拐臂(1002)水平段前端...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨忠，徐浩，高承贵，袁正梅，王炜，陶坤，朱家远，李劲松，
申请(专利权)人：南京太司德智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32