一种利用低压架空线给无人机充电的装置及充电方法与流程

[0001]
本发明涉及无人机充电技术领域，具体为一种利用低压架空线给无人机充电的装置及充电方法。


背景技术：

[0002]
当前，我国电网规模巨大，输电网络已经超过100万千米，覆盖范围极广，为保证输电线路正常运行，例行电力巡检时必要的。在采用传统人工巡检的情况下，效率低下，费时费力，多数线路无法得到有效检查。随着无人机技术的发展，利用无人机进行电力巡检已经成为维护电网的重要手段。
[0003]
利用无人机进行电力巡检作业，就涉及到给无人机充电问题。在城市里，给无人机充电很方便，但在野外、山区、农村等地方，由于输电线路不集中，输电线路和既有道路距离较远等实际问题，搬运充电设备不方便，飞来飞去的充电还浪费续航里程。因此，如何给在野外或山区进行电力巡检的无人机充电确实一项难题。


技术实现要素：

[0004]
为解决上述技术问题，本发明的目的是提出一种利用低压架空线给无人机充电的装置及充电方法，本方案提供一种辅助装置，可利用野外0.4kv或者220v的低压架空线给无人机充电，提高无人机作业效率；同时该装置具有组装简单、操作方便、使用安全等优点。
[0005]
本发明采用的技术方案是：一种利用低压架空线给无人机充电的装置，包括主体框架、长受电弓、短受电弓、变压器、第一遥控插座和第二遥控插座；所述主体框架包括一支撑板和设置在支撑板下方用于将无人机与支撑板连接成一体结构的捆绑机构，所述的长受电弓和短受电弓分别固定连接在所述支撑板上，所述的长受电弓包括连接骨架-、设置在连接骨架-上电极-、用于锁紧电线的锁紧机构-以及与电极-相连接的取电线-；所述的短受电弓包括连接骨架-、设置在连接骨架-上电极-、用于锁紧电线的锁紧机构-以及与电极-相连接的取电线-；所述的取电线-和取电线-，分别分出两路，其中一路连接第一遥控插座，另外一路连接变压器的输入端，变压器的输出端连接第二遥控插座；还设有一用于控制第一遥控插座和第二遥控插座开关的遥控器。
[0006]
进一步优化，所述的支撑板为多孔板，所述的捆绑机构为用于夹持无人机主体结构的夹片，所述夹片的一端通过连接组件设置在支撑板底面上。
[0007]
进一步优化，所述的连接骨架-和连接骨架-为l型结构，连接骨架-和连接骨架-的一端通过连接件固定设置在支撑板上。
[0008]
进一步优化，所述的锁紧机构-由固定滑套、设置在固定滑套上的驱动机构以及移动滑套组成，所述固定滑套和移动滑套均套设在连接骨架-上，所述驱动机构的动力端与移动滑套相连接用于带动移动滑套沿连接骨架-往复移动，在移动滑套下方设有可锁紧电线的楔块。
[0009]
进一步优化，还设有用于将固定滑套锁定在连接骨架-上的锁紧螺钉。
[0010]
进一步优化，所述的移动滑套和楔块由绝缘材质制成。
[0011]
进一步优化，所述的锁紧机构-由驱动机构、移动滑块和用于卡紧电线的绝缘压头组成，所述的连接骨架-上设有轨道槽，移动滑块设置在轨道槽内，驱动机构的动力端连接移动滑块用于带动移动滑块沿轨道槽方向往复移动，所述绝缘压头固定连接在移动滑块上。
[0012]
进一步优化，所述的绝缘压头上设有与电线形状相匹配的弧形槽。
[0013]
进一步优化，还设有一遥控开关，所述遥控开关用于控制长受电弓和短受电弓中的锁紧机构是否开启锁紧电线的动作。
[0014]
一种利用低压架空线给无人机充电的装置的充电方法，步骤如下：s1、通过捆绑机构将待充电的无人机与主体框架连接成一体结构；s2、根据现场架空线的类型以及两电线间距，将无人机的充电线与第一遥控插座或者第二遥控插座电连接，并调整长受电弓中锁紧机构-各部件的位置；s3、启动无人机，控制无人机飞行至一定高度，保证长受电弓前段高度超过目标电线，然后朝向目标电线水平飞行，使长受电弓和短受电弓分别搭在不同的电线上，并通过各自的锁紧机构锁紧电线，遥控关闭无人机；s4、通过遥控器控制与待充电的无人机电连接的遥控插座开始对无人机充电，充电完成后，关闭对应的遥控插座，然后启动无人机，将长受电弓和短受电弓分别与电线脱开。
[0015]
本发明的有益效果是：其一、本方案通过合理的结构设计，通过利用主体框架、长受电弓、短受电弓、变压器、第一遥控插座和第二遥控插座构成一种可利用低压架空线给无人机充电的辅助装置，可利用野外0.4kv或者220v的低压架空线给无人机充电，提高无人机作业效率；同时该装置具有组装简单、操作方便、使用安全等优点。
[0016]
其二、本方案中，在长受电弓和短受电弓中分别设置可锁紧电线的锁紧机构，当无人机带动主体框架飞行至一定高度时，可实现将长受电弓和短受电弓分别搭在不同的电线上，然后短受电弓上的驱动机构向上运动，给电线左右方向卡死；长受电弓上的驱动机构左右方向向外运动，把电线垂直方向锁死，保证整个充电辅助装置可悬挂在电线上，实施安全充电。
[0017]
其三、本方案中，长受电弓中的锁紧机构-由固定滑套、驱动机构以及移动滑套组成，驱动机构的动力端与移动滑套相连接用于带动移动滑套沿连接骨架-往复移动，在移动滑套下方设有可锁紧电线的楔块，并且还设有用于将固定滑套锁定在连接骨架-上的锁紧螺钉，可通过锁紧螺钉调整固定滑套在连接骨架-上位置，该结构可以适应不同距离的低压架空线。
[0018]
其四、本方案中，在装置中增设变压器、第一遥控插座和第二遥控插座，其中第一遥控插座与长受电弓和短受电弓中的取电线直接连接，第二遥控插座通过变压器与长受电弓和短受电弓中的取电线相连接，该结构可以适应220v的架空线或者0.4kv架空线进行无人机充电，具有较广泛的实用性。
附图说明
[0019]
图1为本发明的立体结构示意图；图2为本发明中支撑板的顶部结构示意图；图3为本发明中支撑板的底部结构示意图；图4为本发明中长受电弓的结构示意图；图5为固定电极和滑动电极的局部放大图；图6为本发明中短受电弓的结构示意图；图7为本发明使用状态下的结构示意图；图8为本发明中各取电线的连接示意图；图9为本发明中捆绑机构的结构示意图。
[0020]
附图标记：1、主体框架，11、支撑板，12、捆绑机构，101、夹片，102、销钉，103、扭簧，104、t型滑块，105、t型槽，2、长受电弓，21、连接骨架-，22、锁紧机构-，201、固定滑套，202、驱动机构，203、移动滑套，204、楔块，205、锁紧螺钉，23、取电线-，3、短受电弓，31、连接骨架-，32、锁紧机构-，301、驱动机构，302、轨道槽，303、移动滑块，304、绝缘压头，305、弧形槽，33、取电线-，4、变压器，5、第一遥控插座，6、第二遥控插座，7、遥控开关，8、无人机，9、电线。
具体实施方式
[0021]
下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益的结合到其它实施方式中。
[0022]
需要说明的是：除非另做定义，本文所使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中所使用的
ꢀ“
第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个
ꢀ”
、“一”或者“该”等类似词语也不表述数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，但并不排除其他元件或者物件。
[0023]
下面结合附图具体描述本方案的详细结构：如图1-8所示，一种利用低压架空线给无人机充电的装置，包括主体框架1、长受电弓2、短受电弓3、变压器4、第一遥控插座5、第二遥控插座6和遥控器；所述主体框架1包括一支撑板11和设置在支撑板11下方用于将带充电的无人机8与支撑板11连接成一体结构的捆绑机构12，所述的长受电弓2和短受电弓3分别固定连接在所述支撑板11上，所述的长受电弓2包括连接骨架-21、设置在连接骨架-21上电极-、用于锁紧电线的锁紧机构-22以及与电极-相连接的取电线-23，在使用时，锁紧机构-22将电线锁死，电极-与电线相接触；所述的短受电弓包括连接骨架-、设置在连接骨架-上电极-、用于锁紧电线的锁紧机构-以及与电极-相连接的取电线-，在使用时，锁紧机构-32将电线锁死，电极-与电线相接触；如图8所示，所述的取电线-23和取电线-33，分别分出两路，其中一路连接第一遥控插座5，另外一路连接变压器4的输入端，变压器4的输出端连接第二遥控插座6；所述遥控器用
于控制第一遥控插座5和第二遥控插座6的开关。
[0024]
需要说明的是：附图中并没有显示出电极-和电极-，在安装时，电极-装设在连接骨架-21的下侧面，电极-一般装设在连接骨架-的内侧面。
[0025]
本方案中，所述的支撑板11可选择多孔板，采用多孔板可减轻整个辅助充电装置的重量；所述的捆绑机构12为用于夹持无人机主体结构的夹片，所述夹片的一端通过连接组件设置在支撑板底面上。
[0026]
本方案中，如图9所示，所述的捆绑机构12可采用如下结构：捆绑机构12主要由以下部分组成：t型滑块104和用于夹持无人机主体结构的夹片101，t型滑块104设置在支撑板11底面形成的t型槽105内，夹片101通过销钉102固定在t型滑块104上，销钉101上穿有扭簧103，为夹持飞机提供力矩，t型滑块104一侧设有阻挡结构，用于阻挡扭簧转动，t型滑块可在支撑板上的t型槽内滑动，t型滑块调解到所需位置后，可由上面的顶丝对位置进行锁定,调解t型滑块的位置，一方面可使整个装置重心过偏，一方面有合适的夹持力。
[0027]
本方案中，所述的连接骨架-21和连接骨架-31可选择l型结构，连接骨架-21和连接骨架-31的一端通过螺钉等连接件固定设置在支撑板11上。
[0028]
需要说明是：通过上述描述，本领域的技术人员可以理解锁紧机构-其目的是用于锁紧电线实现支撑整个长受电弓，并将主体框架连通无人机悬挂在电线上，根据上述理解，本领域的技术人员可以对锁紧机构-的结构进行合理变化，也可以采用如下结构：如图4-5所示，所述的锁紧机构-22由固定滑套201、设置在固定滑套201上的驱动机构202以及移动滑套203组成，所述固定滑套201和移动滑套203均套设在连接骨架-21上，所述驱动机构202的动力端与移动滑套203相连接用于带动移动滑套沿连接骨架-往复移动，在移动滑套203下方设有可锁紧电线的楔块204，其中，所述的移动滑套和楔块由绝缘材质制成；考虑到架空线中两电线的距离可能不同，此处还可以进行如下优化：还设有用于将固定滑套201锁定在连接骨架-21上的锁紧螺钉205，根据现场情况，可松开锁紧螺钉205，调整固定滑套至合适位置，然后拧紧锁紧螺钉锁死固定滑套。
[0029]
本方案中，通过上述描述，本领域的技术人员可以理解锁紧机构-其目的是用于锁紧电线实现支撑整个短受电弓，并将主体框架连通无人机悬挂在电线上，根据上述理解，本领域的技术人员可以对锁紧机构-的结构进行合理变化，也可以采用如下结构：所述的锁紧机构-32由驱动机构301、移动滑块303和用于卡紧电线的绝缘压头304组成，所述的连接骨架-31上设有轨道槽302，移动滑块302卡设置在轨道槽302内，驱动机构301的动力端连接移动滑块303用于带动移动滑块沿轨道槽方向往复移动，所述绝缘压头304固定连接在移动滑块303上；所述的绝缘压头304上设有与电线形状相匹配的弧形槽305，驱动机构动作，通过移动滑块303带动绝缘压头304移动，将电线锁死在弧形槽305内。
[0030]
需要说明的是：上述锁紧机构-22和锁紧机构-32，其中的驱动机构可以采用直线驱动机构，例如电动推杆，也可以采用伺服电机。
[0031]
本方案中，还设有一遥控开关7，所述遥控开关7用于控制长受电弓2和短受电弓3中的锁紧机构是否开启锁紧电线的动作，遥控开关的电源可来自于任意一个遥控插座。
[0032]
一种利用低压架空线给无人机充电的装置的充电方法，步骤如下：s1、首先，通过捆绑机构将待充电的无人机与主体框架捆绑组成一体结构，保证无人机可以带动整个充电装置飞行至一定高度；
s2、根据现场架空线的类型，将无人机的充电线与第一遥控插座或者第二遥控插座电连接，例如：如果用220v的架空线，无人机充电线连接第一遥控插座，如果用0.4kv架空线充电，则无人机的充电线连接第二遥控插座，同时目测两电线间距，并调整长受电弓中固定滑套的位置；s3、启动无人机，控制无人机飞行至一定高度，保证长受电弓前段高度超过目标电线，然后朝向目标电线水平飞行，使长受电弓和短受电弓分别搭在不同的电线上，然后启动短受电弓中的驱动机构，带动绝缘压头向上运动，将电线左右方向卡死，后启动长受电弓中的驱动机构，通过移动滑套带动下方的楔块向电线方向移动，通过楔块与移动滑套之间的间隙把电线垂直方向锁死，然后遥控关闭无人机；s4、通过遥控器控制与待充电的无人机电连接的遥控插座开始对无人机充电，充电完成后，关闭对应的遥控插座，然后启动无人机，将长受电弓和短受电弓分别与电线脱开，待无人机飞到地面后，卸下夹持机构，无人机继续进行电力巡检作业。
[0033]
上述s4步骤中，需要注意的是：长受电弓和短受电弓分别与电线脱开时，需要长受电弓中的驱动机构先启动，带动楔块先向回运动，然后短受电弓中的驱动机构启动，带动绝缘压头向下运动，脱开电线，然后在无人机带动充电装置飞回地面。
[0034]
应当指出，虽然通过上述实施方式对本发明进行了描述，然而本发明还可以有其他的多种实施方式。在不脱离本发明精神和范围的前提下，熟悉本领域的技术人员显然可以对本发明做出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应当属于本发明所附权利要求及其等效物所保护的范围内。