本发明专利技术公开了一种基于无人机平台的单灯控制器空中自动化更换装置，包括无人机、机械臂和控制器拆装机构，所述机械臂搭设在无人机上，控制器拆装机构固定在机械臂的端部；所述控制器拆装机构包括旋转电机、机械爪壳体、机械爪和用于在更换控制器时进行视觉定位的摄像组件；机械爪壳体固定在旋转电机的驱动端，摄像组件固定在机械爪壳体上，在机械爪壳体靠近控制器的一侧设置机械爪电机。此外，本装置上还装有设备回收仓和设备更换仓，可用于存放回收件和更换件。该发明专利技术实现了通过无人机平台在空中自动更换安装在路灯灯具顶部的旋插式单灯控制器，大大降低了该类型单灯控制器的维护成本和安全隐患，提升了工作效率。提升了工作效率。提升了工作效率。
【技术实现步骤摘要】
基于无人机平台的单灯控制器空中自动化更换装置
[0001]本专利技术涉及城市照明及单灯控制
，具体涉及一种基于无人机平台的单灯控制器空中自动化更换装置。
技术介绍
[0002]近年来，单灯控制器在城市道路照明中得到广泛的应用，实现了城市照明的智能化和精细化管理，二次节能的效果也非常明显。单灯控制器有三种安装形式：1）采用NEMA或Zhaga标准的接口，将单灯控制器旋插安装在路灯灯具顶部；2）采用接线方式，将单灯控制器安装在路灯灯具内部；3）采用接线方式，将单灯控制器安装在路灯灯杆底部的检修口内。
[0003]目前，在灯头上旋插安装的单灯控制器只能由具备高空作业证和电工证的工人利用登高作业车进行更换，而城市路灯量多面广，这种维护方式的成本高、效率低，也具有安全隐患。
技术实现思路
[0004]为解决上述问题，本专利技术提出一种基于无人机平台的单灯控制器空中自动化更换装置。
[0005]本专利技术包括无人机、机械臂和控制器拆装机构，所述机械臂搭设在无人机上，控制器拆装机构固定在机械臂的端部；所述控制器拆装机构包括旋转电机、机械爪壳体、机械爪和用于在更换控制器时进行视觉定位的摄像组件；机械爪壳体固定在旋转电机的驱动端，摄像组件固定在机械爪壳体上，在机械爪壳体靠近控制器的一侧固定有用于带动机械爪转动进行夹持直径调节的机械爪电机，所述机械爪电机的数量至少为三组并沿旋转电机轴线的圆周方向均匀间隔分布，机械爪一端固定在机械爪电机的驱动端，另一端向机械爪电机的外侧延伸并在端部设有与旋转电机轴线方向相平行的夹持部，在机械爪的夹持部间形成夹持区域，机械爪电机带动对应的机械爪沿各自的转动中心同向转动相同角度，调整夹持区域的夹持半径。
[0006]优选地，本专利技术的机械爪壳体包括壳体主体和壳盖，壳体主体固定在旋转电机的驱动端，机械爪电机通过设置在壳盖内的电机固定板进行安装固定，在壳盖上设有用于机械爪电机通过的固定通孔；摄像组件包括主摄像头和副摄像头，主摄像头通过主摄像头电路板设置在壳盖中心的安装通孔上，在主摄像头的一侧设有同样与主摄像头电路板电连接的激光测距模块以及LED补光模块，副摄像头设置在壳体主体的外侧，在单灯控制器拆装时提供辅助视觉定位。
[0007]优选地，本专利技术的无人机上搭载有作业吊舱，所述作业吊舱包括吊舱杆，吊舱杆固定在无人机搭载平台上，在吊舱杆中部固定有主基座，在主基座两侧对称设有用于回收旧有单灯控制器的回收仓以及用于存放待更换单灯控制器的更换仓，机械臂与主基座之间通过减震组件连接，回收仓和更换仓均包括壳体和设置在壳体开口侧的开关组件，壳体的顶部通过连接组件与吊舱杆可拆卸连接。
[0008]优选地，本专利技术的开关组件包括门闩条和直推式电磁开关，直推式电磁开关固定在壳体顶部，开关的运动轴末端穿过壳体与门闩条连接，壳体在门闩条端部设有用于在门闩条移动时进行导向的门闩槽。
[0009]优选地，本专利技术的壳体开口侧设有引导槽，在引导槽的后方设有用于对放入的控制器进行支撑的下沉式台阶。
[0010]优选地，本专利技术的连接组件包括固定扣具，固定扣具靠近壳体的一侧设有滑轨，在壳体上开设有与滑轨形状相匹配的倒T型滑槽，固定扣具通过倒T型滑槽与壳体滑动配合连接，在固定扣具背离壳体的一侧设有与吊舱杆的尺寸相适配的扣环，扣环一侧设有开口，吊舱杆从开口处进入扣环内。
[0011]优选地，本专利技术的回收仓内的开关组件采用机械式开关结构，包括外壳、锁芯、手动操作拉杆以及弹性复位组件；外壳固定在壳体上，锁芯滑动穿设在外壳内，手动操作拉杆一端与锁芯采用螺纹耦合固定，另一端穿出外壳并在上端部设有把手；弹性复位组件包括沿平行于手动操作拉杆方向设置在外壳内的固定杆以及与固定杆滑动连接的锁芯底板，锁芯底板与锁芯固定连接，在固定杆上套接有锁芯弹簧，锁芯弹簧一端抵接在锁芯底板上，另一端抵接在外壳上，在锁芯向外壳所在一侧移动时，锁芯弹簧通过锁芯底板对锁芯施加复位的弹力；锁芯采用楔形结构，斜切面朝向壳体的外侧。
[0012]优选地，本专利技术的减震组件包括减震底座以及设置在减震底座与主基座之间的橡胶阻尼器，机械臂固定在减震底座上。
[0013]优选地，本专利技术的机械臂包括姿态保持部和执行部，控制器拆装机构安装在执行部上，姿态保持部包括偏航角电机、横滚角电机、俯仰角电机，以及顺次连接三台电机的第一姿态支架和第二姿态支架；所述偏航角电机固定在减震底座上，第一姿态支架连接偏航角电机和横滚角电机，第二姿态支架连接横滚角电机和俯仰角电机，执行部固定在俯仰角电机的驱动端，执行部包括若干连接臂以及设置连接臂连接处的连接臂电机，通过俯仰角电机与连接臂电机驱动控制器拆装机构移动。
[0014]优选地，本专利技术的执行部末端的连接臂上设有用于推动控制器拆装机构沿控制器轴线方向移动的电动伸缩杆，电动伸缩杆固定在执行部末端的连接臂上，在电动伸缩杆的驱动端设有负载固定架，电动伸缩杆的驱动端与负载固定架螺接，在电动伸缩杆的杆体端部螺纹区域设有沿杆轴线方向的竖切面，负载固定架上设有正对竖切面的锁紧螺栓，锁紧螺栓的端部抵接在竖切面上，限制电动伸缩杆与负载固定架之间的相对转动。
[0015]有益效果：本专利技术所提供的基于无人机平台的单灯控制器空中自动化更换装置具有如下有益效果：1、本专利技术通过无人机平台，结合作业吊舱、机械臂和控制器拆装机构，组成了旋插式单灯控制器空中自动化更换装置，且拆卸和更换两个操作可以在无人机的一次升空作业过程中完成，大大降低了该类型单灯控制器的维护成本和安全隐患，提高了工作效率。
[0016]2、本专利技术通过沿旋转电机轴线的圆周方向均匀分布的机械爪电机带动机械爪同步转动进行夹持直径的调整，能够满足不同直径的控制器的夹持需求，以适应市场上主流的旋插式单灯控制器的外形尺寸，实现不同控制器的更换，降低维护成本，同时使用无人机带动控制器拆装机构进行升降，操作快捷，提高更换效率。
[0017]3、本专利技术通过摄像组件进行控制器的定位，配合激光测距以及LED补光，能够满足
各种外部环境下的作业需求，准确进行控制器的旋转和拆卸。
[0018]4、本专利技术在更换仓和回收仓内均设置开关组件，能够对壳体内部的控制器有效进行限位，防止出现掉落。
[0019]5、本专利技术的壳体与吊舱杆之间通过固定扣具实现可拆卸连接，能够根据需求，进行吊舱的更换，方便快捷。
[0020]6、本专利技术回收仓内的开关组件使用机械式的开关结构，在旧有的控制器被拆下后，直接放入回收仓内，在无人机降落以后再将其取出，机械式的结构可靠性好，同时也可以降低更换装置的控制复杂程度，简化电路结构。
[0021]7、本专利技术机械臂包括姿态保持部和执行部，通过执行部对控制器拆装机构的位置进行粗调，使机械爪朝向控制器所在一侧，配合摄像组件进行精调，由机械爪电机带动机械爪将控制器夹紧，实现对控制器的准确夹取和旋动拆卸，提高更换成功率。
[0022]8、本专利技术的电动伸缩杆端部沿轴线方向设有竖切面，通过竖切面配合锁紧螺栓进行限位，防止在进行控制器拆卸时本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于无人机平台的单灯控制器空中自动化更换装置，其特征在于，包括无人机（1）、机械臂（2）和控制器拆装机构（3），所述机械臂（2）搭设在无人机（1）上，控制器拆装机构（3）固定在机械臂（2）的端部；所述控制器拆装机构（3）包括旋转电机（4）、机械爪壳体（5）、机械爪（6）和用于在更换控制器时进行视觉定位的摄像组件；机械爪壳体（5）固定在旋转电机（4）的驱动端，摄像组件固定在机械爪壳体（5）上，在机械爪壳体（5）靠近控制器的一侧固定有用于带动机械爪（6）转动进行夹持直径调节的机械爪电机（7），所述机械爪电机（7）的数量至少为三组并沿旋转电机（4）轴线的圆周方向均匀间隔分布，机械爪（6）一端固定在机械爪电机（7）的驱动端，另一端向机械爪电机（7）的外侧延伸并在端部设有与旋转电机（4）轴线方向相平行的夹持部（8），在机械爪（6）的夹持部（8）间形成夹持区域，机械爪电机（7）带动对应的机械爪（6）沿各自的转动中心同向转动相同角度，调整夹持区域的夹持半径。2.根据权利要求1所述的基于无人机平台的单灯控制器空中自动化更换装置，其特征在于，所述机械爪壳体（5）包括壳体主体（9）和壳盖（10），壳体主体（9）固定在旋转电机（4）的驱动端，机械爪电机（7）通过设置在壳盖（10）内的电机固定板（11）进行安装固定，在壳盖（10）上设有用于机械爪电机（7）通过的固定通孔（12）；摄像组件包括主摄像头（13）和副摄像头（14），主摄像头（13）通过主摄像头电路板（16）设置在壳盖（10）中心的安装通孔（15）上，在主摄像头（13）的一侧设有同样与主摄像头电路板（16）电连接的激光测距模块以及LED补光模块，副摄像头（14）设置在壳体主体（9）的外侧，在单灯控制器拆装时提供辅助视觉定位。3.根据权利要求1所述的基于无人机平台的单灯控制器空中自动化更换装置，其特征在于，所述无人机（1）上搭载有作业吊舱（17），所述作业吊舱（17）包括吊舱杆（19），吊舱杆（19）固定在无人机搭载平台上，在吊舱杆（19）中部固定有主基座（18），在主基座（18）两侧对称设有用于回收旧有单灯控制器的回收仓（20）以及用于存放待更换单灯控制器的更换仓（21），机械臂（2）与主基座（18）之间通过减震组件连接，回收仓（20）和更换仓（21）均包括壳体（22）和设置在壳体（22）开口侧的开关组件，壳体（22）的顶部通过连接组件与吊舱杆（19）可拆卸连接。4.根据权利要求3所述的基于无人机平台的单灯控制器空中自动化更换装置，其特征在于，所述开关组件包括门闩条（23）和直推式电磁开关（24），直推式电磁开关（24）固定在壳体（22）顶部，开关的运动轴末端穿过壳体（22）与门闩条（23）连接，壳体（22）在门闩条（23）端部设有用于在门闩（23）条移动时进行导向的门闩槽（25）。5.根据权利要求4所述的基于无人机平台的单灯控制器空中自动化更换装置，其特征在于，所述壳体（22）开口侧设有引导槽（26），在引导槽（26）的后方设有用于对放入的控制器进行支撑的下沉式台阶（27）。6.根据权利要求3所述的基于无人机平台的单灯控制器空中自动化更换装置，其特征在于，所述连接...
【专利技术属性】
技术研发人员：张俞，黎晓明，
申请(专利权)人：南京理控物联技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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