空地一体式巡检机器人制造技术

本申请属于电力巡检技术领域，提供了空地一体式巡检机器人，包括无人机机体，无人机机体底部设有安装吊舱，安装吊舱前部设有监控摄像机，其底部设有主伸缩机构；上移动支撑架包括上离合块、约束连杆，上离合块上设置有机械臂安装座；下固定抱环包括下离合块和设置于下离合块前部的夹紧抱环，下离合块活动连接于上离合块底部，约束连杆旋转且可升降连接于夹紧抱环顶部，下固定抱环通过夹紧抱环夹持线杆并支撑上移动支撑架；监控摄像机为图像识别摄像机，安装吊舱内部嵌设有控制器。本申请通过活动连接的下固定抱环、上移动支撑架便于无人机机体可沿线杆向上运动以对目标进行图像采集和精准操作，避免频繁的定位运算，防止无人机与线杆碰撞。与线杆碰撞。与线杆碰撞。

【技术实现步骤摘要】
空地一体式巡检机器人


[0001]本申请涉及电力巡检
，特别涉及空地一体式巡检机器人。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本申请相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]近年来，随着工业及信息化产业的快速发展，社会生活作业方方面面的智能化改造突飞猛进，电设备作业或者辅助作业的参透率逐年攀升，电网线路长度和复杂性也在跨越性增长，传统人力巡检方案已经难以为继。
[0004]随着无人机技术以及图像识别技术的成熟，利用无人机对线路、杆塔、设备的巡检成为了电网巡检作业的有效手段。无人机携带智能摄像机采集线路、杆塔、设备图像，进一步地，对故障位置进行自动识别以及视觉定位，更进一步地，可通过携带的机械臂对故障位置进行操作和维护，极大的提升了巡检作业的效率和效果，增强了电网运行的智能化水平。
[0005]由于摄像机、机械臂多设置于无人机底部，同时为防止无人机过于靠近塔身造成安全风险，现有无人机在作业时比较方便从杆塔一侧或上方对目标对象的图像进行采集或对目标位置进行操作，很难沿杆塔外周向上进行操作，无人机容易因远程操控失误、自身定位误差或者外部风力影响等因素与杆塔碰撞；而且，当无人机携带机械臂对目标位置进行操作和维护时，为对抗外部外部风力影响、无人机本身的移动以及外部风力的影响，无人机需要通过频繁接收外部定位信号以及对目标图像进行视觉定位，以精准确定自身位姿以及与目标位置的相对坐标，定位运算的次数和数据量都严重消耗无人机控制单元的算力以及能源储备，影响无人机的续航以及其他自动化操作。

技术实现思路

[0006]为了解决上述问题，本申请提出了空地一体式巡检机器人，通过下固定抱环夹持线杆，通过与下固定抱环活动连接的上移动支撑架对无人机机体进行约束和支撑，便于无人机机体可沿线杆向上运动以对目标进行图像采集和精准操作，提高了定位精度，避免频繁的定位运算，防止无人机与线杆碰撞。
[0007]本申请提供了空地一体式巡检机器人，包括无人机机体，所述无人机机体底部设有安装吊舱，所述安装吊舱前部设有监控摄像机；主伸缩机构，设置于所述安装吊舱底部，其伸缩轴朝向前侧延伸；上移动支撑架，包括上离合块、约束连杆，所述上离合块设置于所述主伸缩机构伸缩轴的前部末端，所述约束连杆设置于上离合块前部，所述上离合块上还设置有机械臂安装座；下固定抱环，包括下离合块、夹紧抱环，所述下离合块活动连接于上离合块底部，所述夹紧抱环设置于下离合块前部，且所述约束连杆旋转且升降连接于夹紧抱环的顶部端面，所述下固定抱环通过夹紧抱环夹持线杆并支撑上移动支撑架；
所述监控摄像机为图像识别摄像机，所述安装吊舱内部嵌设有与无人机机体、监控摄像机、主伸缩机构、上移动支撑架、下固定抱环电连接的控制器。
[0008]优选地，所述上离合块和下离合块之间设置有离合组件，上离合块、下离合块通过离合组件活动连接以及电连接。
[0009]优选地，所述离合组件包括嵌设于上离合块底部的离合升降缸，所述离合升降缸的升降部的底部末端垂设有连接闩；所述下离合块顶部开设有离合槽，所述连接闩对称侧壁嵌设有夹持机构，所述夹持机构的夹持部与离合槽侧壁活动抵触。
[0010]优选地，所述连接闩底部设有到位传感器，所述离合槽侧壁开设有限位槽，所述夹持机构的夹持部活动抵触于所述限位槽；所述连接闩侧壁还设有伸缩插头，所述离合槽侧壁设置有与伸缩插头适配的插座。
[0011]优选地，所述下离合块前部开设有两个第二铰槽，所述第二铰槽的上下端面旋转垂设有主动转轴，第二铰槽内部嵌设有输出轴与主动转轴连接的驱动机构，所述主动转轴上套设有第二连杆，所述夹紧抱环包括分别连接于第二连杆末端的两个半圆形的第二连臂；所述第二连臂的前侧末端设置有使两个半圆连臂相互间活动连接的自锁紧机构，所述第二连臂的内侧壁设置有抱杆夹紧机构。
[0012]优选地，所述抱杆夹紧机构包括绕两个第二连臂所围圆心均匀分布的若干伸缩组件，所述伸缩组件的伸缩轴末端设置有防滑压块。
[0013]优选地，上离合块前部开设有两个第一铰槽，所述第一铰槽的上下端面旋转垂设有从动转轴，所述从动转轴上套设有第一连杆，约束连杆包括分别连接于第一连杆末端的两个弧形的第一连臂；所述第一连臂的底部垂设有若干多级伸缩杆，所述多级伸缩杆的末端设置有限位滑块，两个第二连臂的顶部开设有相互连通的半圆形的约束滑槽，所述限位滑块滑动嵌设于所述约束滑槽。
[0014]优选地，约束连杆和夹紧抱环上还设有辅助定位机构，所述辅助定位机构包括连接于第一连臂上的激光测距机构和分别环设于两个第二连臂顶部的半圆形的编码反光带；所述激光测距机构包括垂直向下设置的激光发射器以及围设于激光发射器发射探头外周的光敏点阵接收面板；所述编码反光带上设置有若干倾斜角度不同的反光凸出部。
[0015]优选地，所述编码反光带上还设有若干贯通第二连臂的透光孔，所述透光孔用于激光测距机构与固设于杆塔上的外部编码反光带配合辅助无人机定位。
[0016]优选地，所述主伸缩机构通过安装架连接于安装吊舱底部；所述安装架包括连接于安装吊舱底部的上安装块，所述上安装块底部垂设有升降缸，所述升降缸的升降部底部连接有下安装块，所述主伸缩机构嵌设于下安装块的前部端面。
[0017]与现有技术相比，本申请的有益效果为：（1）本申请通过下固定抱环夹持线杆，通过与下固定抱环活动连接的上移动支撑架对无人机进行约束和支撑，便于无人机机体可沿线杆向上运动以对目标进行图像采集和利用机械臂对目标精准操作，降低了无人机的操控难度，减小了外界风力对无人机机体位置以及运动能力的影响，避免无人机机体因为因远程操控失误、自身定位误差或者外部风力影响等因素与杆塔碰撞，提高巡检流程的效率与安全性。
[0018]（2）本申请通过上离合块、下离合块之间的离合组件实现了无人机机体与下固定
抱环之间的固定与分离，初始时，下固定抱环、上移动支撑架的夹紧抱环约束连杆处于张开状态，主伸缩机构带动下固定抱环、上移动支撑架朝向线杆移动，当夹紧抱环完成抱杆动作后，离合组件使上离合块、下离合块分离以释放无人机机体，无人机机体通过旋转且可升降连接于夹紧抱环顶部端面的约束连杆，使其可以在受到约束的情况下依靠自身旋翼的动力实现绕杆旋转以及升降运动，配合主伸缩机构，可以在保证无人机机体与线杆安全距离的基础上实现无人机机体在线杆外周区域的全覆盖，避免其移动范围受限。
[0019]（3）本申请通过约束连杆和夹紧抱环上的辅助定位机构确定约束连杆、夹紧抱环的相对位移，进而确定无人机机体相对于夹紧抱环的位移、位姿变化，使无人机机体通过少量的视觉定位计算即可确定与目标位置的相对坐标，避免了频繁大量运算对无人机机体控制器算力的占用以及对能源的消耗，提升了续航能力，排除了风力对无人机机体运动的干扰，提高了定位精度，保证了对目标位置的精准操作。
附图说明
[0020]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.空地一体式巡检机器人，包括无人机机体（1），所述无人机机体（1）底部设有安装吊舱（11），所述安装吊舱（11）前部设有监控摄像机（2），其特征在于：主伸缩机构（4），设置于所述安装吊舱（11）底部，其伸缩轴朝向前侧延伸；上移动支撑架（5），包括上离合块（51）、约束连杆（52），所述上离合块（51）设置于所述主伸缩机构（4）伸缩轴的前部末端，所述约束连杆（52）设置于上离合块（51）前部，所述上离合块（51）上还设置有机械臂安装座（511）；下固定抱环（6），包括下离合块（61）、夹紧抱环（62），所述下离合块（61）活动连接于上离合块（51）底部，所述夹紧抱环（62）设置于下离合块（61）前部，且所述约束连杆（52）旋转且升降连接于夹紧抱环（62）的顶部端面，所述下固定抱环（6）通过夹紧抱环（62）夹持线杆并支撑上移动支撑架（5）；所述监控摄像机（2）为图像识别摄像机，所述安装吊舱（11）内部嵌设有与无人机机体（1）、监控摄像机（2）、主伸缩机构（4）、上移动支撑架（5）、下固定抱环（6）电连接的控制器。2.根据权利要求1所述的空地一体式巡检机器人，其特征在于：所述上离合块（51）和下离合块（61）之间设置有离合组件，上离合块（51）、下离合块（61）通过离合组件活动连接以及电连接。3.根据权利要求2所述的空地一体式巡检机器人，其特征在于：所述离合组件包括嵌设于上离合块（51）底部的离合升降缸（55），所述离合升降缸（55）的升降部的底部末端垂设有连接闩（56）；所述下离合块（61）顶部开设有离合槽（611），所述连接闩（56）对称侧壁嵌设有夹持机构（561），所述夹持机构（561）的夹持部与离合槽（611）侧壁活动抵触。4.根据权利要求3所述的空地一体式巡检机器人，其特征在于：所述连接闩（56）底部设有到位传感器（562），所述离合槽（611）侧壁开设有限位槽，所述夹持机构（614）的夹持部活动抵触于所述限位槽；所述连接闩（56）侧壁还设有伸缩插头，所述离合槽（611）侧壁设置有与伸缩插头适配的插座。5.所述下离合块（61）前部开设有两个第二铰槽（612），所述第二铰槽（612）的上下端面旋转垂设有主动转轴，第二铰槽（612）内部嵌设有输出轴与主动转轴连接的驱动机构，所述主动转轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：于坤宇，秦波，陈龙，王昕，冯莉，党彬彬，公维强，王庆群，张前进，许庆军，秦立刚，李茂轩，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司蒙阴县供电公司，
类型：发明
国别省市：