一种线缆除冰无人机的制作方法

本发明涉及电力工程，具体涉及一种线缆除冰无人机。

背景技术：

1、高压输电线路故障而引发停电，给人民生活、工业企业和国家造成经济损失。需要及时发现输电线路的隐患和缺陷，并进行修复，防患于未然，必须对输电线进行定期的巡检。输电线路的缺陷主要有断股、松股、生锈、缺损、缺失、移位、雷击、污秽、磨损、腐蚀等，尤其是输电线路上金具的氧化腐蚀、接头松动以及绝缘子老化、开裂和击穿等缺陷及故障严重威胁输电系统的安全运行。

2、高压输电线路一般架设在远离市区的地方，因此需要定期的对线缆进行巡视检查，为了掌握线路的运行状况,及时发现设备缺陷和沿线情况,为线路维修提供资料。由于我国东北地区在进入冬季时，气温较低，容易使线缆的外表面出现结冰的现象，此种现象严重危害线缆的使用寿命，并且极易出现故障，无法保证对人民生活和工业企业进行稳定的供电；

3、现有的技术是采用除冰无人机对线缆进行除冰作业，其工作原理是在无人机的底部挂设除冰机构，此种除冰机构采用两个夹爪夹住线缆，并通过卡爪上的加热单元对线缆上的冰进行加热，进而达到除冰的效果，但此种方式容易将大量的热传递到线缆上，易导致线缆的绝缘层造成损伤，并且利用加热的方式进行除冰速度较慢，工作效率较低。

4、综上所述，现有的线缆除冰机器人在除冰的过程中，容易对线缆的绝缘层造成破坏，并且除冰的工作效率较低的问题。

技术实现思路

1、本发明为解决现有的线缆除冰机器人在除冰的过程中，容易对线缆的绝缘层造成破坏，并且除冰的工作效率较低的问题，而提出一种线缆除冰无人机。

2、本发明的一种线缆除冰无人机，其组成包括无人机本体1、除冰机构壳体2、固定单元、一号导轨5、一号滑块6、一号齿条7、右支臂8、一号卡爪9、二号卡爪10、左支臂11、二号导轨12、二号滑块13、二号齿条14、微型电机15、齿轮16和固定单元；

3、无人机本体1底面中央处设有螺纹连接管，且螺纹连接管底部与除冰机构壳体2的顶部螺纹连接，除冰机构壳体2的内部顶面和底面相对的端部分别设有一个固定单元，其中一个固定单元的底面上设有一号导轨5，一号导轨5上设有一号滑块6，一号滑块6的底面与一号齿条7固定连接，且一号齿条7的端部穿过除冰机构壳体2一侧之后，与右支臂8连接，右支臂8的端部设有一号卡爪9，另一个固定单元顶面设有二号导轨12，二号导轨12上设有二号滑块13，二号滑块13的上表面与二号齿条14固定，二号齿条14的端部穿过除冰机构壳体2另一侧之后，与左支臂11连接，左支臂11的端部设有二号卡爪10，除冰机构壳体2的内部侧面中部设有微型电机15，微型电机15的输出轴上设有齿轮16，且齿轮16同时与一号齿条7和二号齿条14啮合，除冰机构壳体2的内部短边侧面设有固定单元，且固定单元的轴线与齿轮16的圆心处于同一水平线上，固定单元用于对齿轮16进行周向定位；

4、进一步的，所述的固定单元包括两个支撑板3和固定板4，固定板4的下表面两端分别设有一个支撑板3，且两个支撑板3和固定板4一体设置；

5、进一步的，所述的二号卡爪10包括二号卡爪壳体10-1、驱动电机10-2、一号链轮10-3、二号链轮10-4、链条10-5、三号链轮10-6、红外距离发射器10-7和破冰刀片10-8；

6、二号卡爪壳体10-1为具有空腔的圆弧板状，二号卡爪壳体10-1的内部端面上沿弧度方向依次均匀的设有一号链轮10-3、二号链轮10-4和三号链轮10-6，且一号链轮10-3、二号链轮10-4和三号链轮10-6均通过销轴与二号卡爪壳体10-1的内壁转动连接，二号卡爪壳体10-1的内弧面中部加工有弧形凹槽10-9，且弧形凹槽10-9的两端与二号卡爪壳体10-1的内腔连通设置，一号链轮10-3、二号链轮10-4和三号链轮10-6通过链条10-5连接，且链条10-5设置在弧形凹槽10-9的内部，链条10-5上每个铰连接点处设有一个破冰刀片10-8，二号卡爪壳体10-1的内弧面的顶端与底端中部分别设有一个红外距离发射器10-7，二号卡爪壳体10-1的内部设有一个驱动电机10-2，驱动电机10-2的输出端通过联轴器与一号链轮10-3中心孔销轴的一端连接；

7、进一步的，所述的一号卡爪9包括红外距离接收器9-1、一号卡爪壳体9-2、弧形加热板9-3和温控器9-5；

8、一号卡爪壳体9-2为具有空腔的圆弧板状，一号卡爪壳体9-2的内部设有温控器9-5，一号卡爪壳体9-2内弧面的顶端与底端中部分别设有一个红外距离接收器9-1，一号卡爪壳体9-2内弧面中部设有弧形加热板9-3，温控器9-5用于控制弧形加热板9-3的温度；

9、进一步的，所述的弧形加热板9-3的内部设有多个电阻丝9-4；

10、进一步的，所述的多个电阻丝9-4并联设置；

11、进一步的，所述的红外距离接收器9-1的距离信号输出端与无人机本体1内部控制器的距离信号输入端连接，无人机本体1内部控制器的一号驱动信号输出端与微型电机15连接，无人机本体1内部控制器的二号驱动信号输出端与驱动电机10-2连接，无人机本体1内部控制器的温度信号输出端与温控器9-5连接；

12、进一步的，所述的除冰机构壳体2、右支臂8和左支臂11的材质均采用碳纤维；

13、进一步的，所述的右支臂8和左支臂11为l型，且左支臂11竖直段的长度小于右支臂8竖直段的长度；

14、进一步的，所述的破冰刀片10-8的刀刃为圆弧状；所述的固定单元包括推杆电机18和定位爪17，推杆电机18的输出端设有一个定位爪17，且推杆电机18通过电机座与除冰机构壳体2的内部短边侧面中部固定连接，无人机本体1内部控制器的三号驱动信号输出端与推杆电机18连接；所述的定位爪17包括弧形挡板17-1和定位齿17-2，弧形挡板17-1的内弧端面中部均匀的设有两个定位齿17-2，且两个定位齿17-2之间的齿间距与齿轮16上的齿间距相同；

15、进一步的，在使用时，使无人机本体1飞行至线缆的上方，并进行悬停，使线缆位于一号卡爪9和二号卡爪10之间，并根据此处线缆的外径，利用一号卡爪9上的红外距离接收器9-1与二号卡爪10上的红外距离发射器10-7进行配合，实现对一号卡爪9和二号卡爪10之间距离进行实施的监测，此时无人机本体1中的控制器将驱动信号传递给微型电机15，此时微型电机15带动齿轮16转动，齿轮16同时带动一号齿条7和二号齿条14相对横向移动，从而带动右支臂8与左支臂11相对横向移动，使一号卡爪9和二号卡爪10相对靠近，当一号卡爪9和二号卡爪10之间的距离逐渐接近线缆外径时，无人机本体1中的控制器将制动信号传递给微型电机15，微型电机15停止转动，此时无人机本体1中的控制器将驱动信号传递给推杆电机18，使推杆电机18输出端的定位爪17水平移动，直至定位爪17与齿轮16啮合后，推杆电机18制动，从而利用定位爪17对齿轮16进行周向制动固定，再利用无人机本体1中的控制器将驱动信号传递给驱动电机10-2，驱动电机10-2带动一号链轮10-3转动，并利用一号链轮10-3、二号链轮10-4和三号链轮10-6通过链条10-5连接，且链条10-5设置在弧形凹槽10-9的内部，从而带动链条10-5做连续性圆周运动，进而带动链条10-5上的破冰刀片10-8在线缆外部的冰壳上连续的滑动，可以使线缆外表面的冰壳产生裂纹或破裂，从而实现对线缆外表面的冰壳进行破除；再利用一号卡爪壳体9-2为具有空腔的圆弧板状，一号卡爪壳体9-2的内部设有温控器9-5，一号卡爪壳体9-2内弧面中部设有弧形加热板9-3；无人机本体1中的控制器将温度信号传递给温控器9-5，利用温控器9-5对弧形加热板9-3的温度进行控制，从而实现对线缆外表面的冰壳进行加热；

16、此种除冰方式采用破冰和加热同时进行，再利用无人机本体1的机动飞行能力，可以快速的将整根线缆从头到尾进行除冰作业，大大的提高了工作效率；并且该装置中采用温控器对弧形加热板进行控制，从而避免了线缆的绝缘层产生损坏的现象。

17、本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

18、本发明克服了现有技术的缺点，采用微型电机带动齿轮转动，齿轮同时带动一号齿条和二号齿条相对横向移动，从而带动右支臂与左支臂相对横向移动，使一号卡爪和二号卡爪相对靠近，当一号卡爪和二号卡爪之间的距离逐渐接近线缆外径时，无人机本体中的控制器将制动信号传递给微型电机，微型电机停止转动，此时无人机本体中的控制器将驱动信号传递给推杆电机，使推杆电机输出端的定位爪水平移动，直至定位爪与齿轮啮合后，推杆电机制动，从而利用定位爪对齿轮进行周向制动固定，再利用无人机本体中的控制器将驱动信号传递给驱动电机，驱动电机带动一号链轮转动，并利用一号链轮、二号链轮和三号链轮通过链条连接，且链条设置在弧形凹槽的内部，从而带动链条做连续性圆周运动，进而带动链条上的破冰刀片在线缆外部的冰壳上连续的滑动，可以使线缆外表面的冰壳产生裂纹或破裂，从而实现对线缆外表面的冰壳进行破除；

19、再利用一号卡爪壳体为具有空腔的圆弧板状，一号卡爪壳体的内部设有温控器，一号卡爪壳体内弧面中部设有弧形加热板；无人机本体中的控制器将温度信号传递给温控器，利用温控器对弧形加热板的温度进行控制，从而实现对线缆外表面的冰壳进行加热；

20、此种除冰方式采用二号夹爪上的链条上破冰刀片对线缆外表面的冰壳进行连续的滑动，且使线缆外表面上的冰壳出现裂纹或破裂，再利用一号卡爪上的弧形加热板对线缆外表面上的冰壳加热，从而可以使温度通过冰壳的裂纹快速的进而冰壳的内部，使线缆外表面的冰壳快速融化；

21、此种除冰方式是采用破冰和加热同时进行，再利用无人机本体的机动飞行能力，可以快速的将整根线缆从头到尾进行除冰作业，大大的提高了工作效率；并且该装置中采用温控器对弧形加热板进行控制，从而避免了线缆的绝缘层产生损坏的现象。