一种电力巡检无人机用辅助机械臂及其控制系统技术方案

一种电力巡检无人机用辅助机械臂及其控制系统，包括绝缘环氧树脂制成的无人机底板，无人机底板下方铰装连接有翻转横梁，该翻转横梁的内部绝缘并转动连接转臂；无人机底板的底部固装有为翻转横梁及转臂提供翻转动力的第一舵机；翻转横梁的一端固装有为转臂提供旋转动力的第二舵机。该辅助机械臂及其控制系统，为电力巡检无人机提供了多种检测设备的搭载平台，有效提升了无人机在电力巡检作业中的功能性，并且充分考虑了无人机机身防护，无人机接触带电部位对飞机的影响等，并同时通过综合通信、自动控制、绝缘技术等多个技术领域，完成辅助人工或替代人工进行架空输电线路检修作业。

An auxiliary manipulator and its control system for electric inspection UAV

The utility model relates to an auxiliary mechanical arm and its control system for an electric patrol UAV, which comprises a UAV base plate made of insulating epoxy resin, under which a turnover beam is hinged and connected, and the inner insulation of the turnover beam is rotated and connected with the swivel arm; the bottom of the UAV base plate is fixedly equipped with a first steering gear which provides the turnover power for the turnover beam and the swivel arm; one end of the turnover beam is fixedly equipped with a steering gear which provides the turnover power for the turnover beam and the swivel arm A second steering gear that provides rotational power. The auxiliary mechanical arm and its control system provide a platform for a variety of detection equipment for the electric inspection UAV, effectively improve the functionality of the UAV in the electric inspection work, and fully consider the UAV fuselage protection, the impact of the UAV contact with live parts on the aircraft, and at the same time, through comprehensive communication, automatic control, insulation technology and other technical fields, Complete the maintenance work of overhead transmission line by auxiliary or substitute labor.

【技术实现步骤摘要】
一种电力巡检无人机用辅助机械臂及其控制系统
本专利技术涉及电力巡检
，涉及电力巡检无人机，尤其是一种电力巡检无人机用辅助机械臂及其控制系统。
技术介绍
在电力系统中，高压架空输电线路是地区电力输送的主动脉，高压架空线路检修是保障高压输电网络安全运行的基本技术保证。高压架空输电线路的检修工作用来保障电网的安全、稳定、高效运行，但输电线路设备长期暴露在户外，导线、避雷线、绝缘子、金具在长时间运行后，由于各种因素的长期作用，产生倒塔、磨损、断股、锈蚀、过热等情况，绝缘子还存在被雷击损坏、树枝引起高压放电以及绝缘老化、异物覆盖而导致输电线路事故，杆塔存在被偷盗等意外情况，必须及时发现并处理这些情况。无人机已成为不可或缺的线路巡检手段，无人机电力巡检技术融合了多个尖端学科，涵盖了包括航空、通信、图像识别等
，可以搭载光学相机、红外热成像、紫外成像以及激光雷达等一系列的平台进行对架空输电线路杆塔进行巡视。但是无人机在检修领域尚在起步，并且无法单独依靠无人机实施电力巡检的许多接触式工作，即除去远程观测外，无法进行高压线路上的异物清理，传统依靠人工杆塔检修的作业方式，检修工作消耗体力大、存在高空坠落风险，大量检修工作需要停电进行、带电检修危险性大，威胁检修人员生命安全，同时复杂的地理环境导致一些作业方式无法开展、传统人工检修方式消耗了大量的人力和物力，同时整体效率不高。经对公开专利进行检索，发现与本技术方案最相关的如下专利文献：公开号为CN208915446U的中国专利文献《一种电力架空线路消缺无人机机体》，主要介绍了一种采用遥控控制对的无人机机体，装置能够快速准确消除电力传输线路缺陷，确保线路安全稳定运行。但装置本身只有清除异物功能，不具备巡检验电与零值检测能力。同时，该装置底板、立柱、机架和电机支座均采用镂空碳纤维板制成，在未做绝缘处理的情况下，机体极易被高压击穿。公开号为CN109941436A的中国专利文献《一种可带电作业检修电力线路故障的无人机》，通过采用多点位图像采集、3D可视化多维度控制与GPS和北斗定位等多个系统，实现地面人员对无人机飞行和线路故障消除机械臂的精确控制，对电力线路设备故障进行快速巡检、准确定位，但装置仍不具备验电与零值检测功能。同时系统包含的可利用电力线路周围电磁场进行无线充电的电源装置也可能对无人机本身电路产生影响。公开号为CN109270329A的中国专利文献《一种基于无人机的接触式验电系统及其工作方法》，整合了无人机技术与传统验电系统，通过传感器对接触式验电器进行信号采集并运用无线传输技术将信号传输至地面工作人员，检修人员可在地操控无人机，减少验电耗时，但系统本身没有异物清除与零值检测功能。同时，装置在光声信号采集板、ARM微控制器的电磁干扰抑制设计方面存在明显不足。通过对上述公开专利文献的对比分析，申请人认为，本申请在机械臂绝缘处理、机械臂活动姿态及结构等方面与现有技术存在较大差异，经分析上述专利不影响本申请的新颖性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种电力巡检无人机用辅助机械臂及其控制系统，该无人机用辅助机械臂为电力巡检无人机提供了多种检测设备的搭载平台，有效提升了无人机在电力巡检作业中的功能性，并且充分考虑了无人机机身防护，无人机接触带电部位对飞机的影响等，并同时通过综合通信、自动控制、绝缘技术等多个
，完成辅助人工或替代人工进行架空输电线路检修作业。一种电力巡检无人机用辅助机械臂，包括绝缘环氧树脂制成的无人机底板，无人机底板下方铰装连接有翻转横梁，该翻转横梁的内部绝缘并转动连接转臂；无人机底板的底部固装有为翻转横梁及转臂提供翻转动力的第一舵机；翻转横梁的一端固装有为转臂提供旋转动力的第二舵机。而且，无人机底板的底部固装有第一固定板及第二固定板，其中第一固定板上固装第一舵机；第一舵机的输出轴沿水平方向穿透第一固定板、翻转横梁及第二固定板，其中翻转横梁与第一舵机的输出轴周向固定连接，第二固定板及第一固定板均与第一舵机的输出轴周向转动连接。而且，翻转横梁的底部依次同轴并间距可调连接有第一支架、第二支架及第三支架，其中第一支架的中部固装第二舵机，且第一支架的顶部固定叠放有多个制有散热孔的绝缘配重片；第二支架及第三支架的内部均嵌装有金属轴承，该金属轴承的外部包覆有绝缘套，且金属轴承的中部穿透并转动连接转臂。而且，转臂的一端与第二舵机的输出轴同轴固定连接，转臂的另一端通过绝缘螺栓连接机械爪、伸缩验电笔以及零值检测仪。而且，第一支架、第二支架及第三支架均由绝缘的环氧树脂制成，其中第二支架及第三支架内部均喷涂有绝缘漆层，该绝缘漆层内壁与绝缘套外壁间隙配合连接。一种电力巡检无人机用辅助机械臂的控制系统，包括为控制系统供电的电源，还包括安装在无人机上的控制器、第一舵机、第二舵机、无线接收模块、图像实时传输模块及电源管理模块，其中控制器与地面基站远程信号连接，且控制器通过无线接收模块远程信号连接电源管理模块、图像实时传输模块、第一舵机及第二舵机，由控制器控制无人机飞行、接收及发射图像实时传输模块传回的图像信息、以及第一舵机和第二舵机运行。而且，无线接收模块还用于控制器与地面基站之间的控制命令和信息的交互。本专利技术的优点和技术效果是：本专利技术的一种电力巡检无人机用辅助机械臂，通过绝缘环氧树脂制成的无人机底板，将机械臂与各种型号的电力巡检无人机绝缘连接；通过机械臂内的翻转横梁，实现机械臂在无人机作业方向的进行上、下翻转运动；由第一舵机带动翻转横梁翻转运动，由第二舵机带动转臂旋转运动。本专利技术的一种电力巡检无人机用辅助机械臂，由第一固定板及第二固定板提供机械臂的支撑，其中第一固定板固定第一舵机，并且通过第一固定板及第二固定板铰接翻转横梁。本专利技术的一种电力巡检无人机用辅助机械臂，通过第一支架固定第二舵机，并且为翻转横梁提供配重；通过第二支架及第三支架转动并绝缘支撑转臂，并且由第二舵机带动转臂在翻转横梁内部进行旋转运动。本专利技术的一种电力巡检无人机用辅助机械臂，通过在转臂端部绝缘连接机械爪、伸缩验电笔以及零值检测仪，替代人工完成电力巡检中验电、零值检测、异物清除等工作；由第二支架及第三支架内部均喷涂的绝缘漆层，以及金属轴承外包覆的绝缘套，进一步实现转轴与第二支架及第三支架的绝缘连接。本专利技术的一种电力巡检无人机用辅助机械臂的控制系统，采用具有测距功能的图像实时传输模块，使无人机能够有效且及时的测出机体离杆塔和电线的距离并且安全的接近目标，同时通过极低延时传输技术、低畸图像技术，保障无人机的图传的速度及质量，方便工作人员远距离操控无人机，在保障架空电力线路与无人机的安全下，进行接近和接触架空输电线路导线、绝缘子操作机械臂进行带电验电、零值检测、异物清除操作。本专利技术的一种电力巡检无人机用辅助机械臂及其控制系统，解决了采用无人机实施电力巡检工作中，无法进行多种接触式检测或异物清除作业等问题，并且无需停电作业，安全性高，尤其适用于复杂的地理环本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电力巡检无人机用辅助机械臂，包括绝缘环氧树脂制成的无人机底板，其特征在于：所述无人机底板下方铰装连接有翻转横梁，该翻转横梁的内部绝缘并转动连接转臂；所述无人机底板的底部固装有为翻转横梁及转臂提供翻转动力的第一舵机；所述翻转横梁的一端固装有为转臂提供旋转动力的第二舵机。/n

【技术特征摘要】
1.一种电力巡检无人机用辅助机械臂，包括绝缘环氧树脂制成的无人机底板，其特征在于：所述无人机底板下方铰装连接有翻转横梁，该翻转横梁的内部绝缘并转动连接转臂；所述无人机底板的底部固装有为翻转横梁及转臂提供翻转动力的第一舵机；所述翻转横梁的一端固装有为转臂提供旋转动力的第二舵机。


2.根据权利要求1所述的一种电力巡检无人机用辅助机械臂，其特征在于：所述无人机底板的底部固装有第一固定板及第二固定板，其中第一固定板上固装第一舵机；所述第一舵机的输出轴沿水平方向穿透第一固定板、翻转横梁及第二固定板，其中翻转横梁与第一舵机的输出轴周向固定连接，第二固定板及第一固定板均与第一舵机的输出轴周向转动连接。


3.根据权利要求1所述的一种电力巡检无人机用辅助机械臂，其特征在于：所述翻转横梁的底部依次同轴并间距可调连接有第一支架、第二支架及第三支架，其中第一支架的中部固装第二舵机，且第一支架的顶部固定叠放有多个制有散热孔的绝缘配重片；所述第二支架及第三支架的内部均嵌装有金属轴承，该金属轴承的外部包覆有绝缘套，且金属轴承的中部穿透并转动连接转臂。


4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟龙，潘捷，纪广裕，牛萍娟，苏国庆，王辰羽，李隆基，王兆阳，钱永生，贾巨泰，金尧，梁鑫钰，杜强，
申请(专利权)人：国网天津市电力公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12