拖拽自开合一体化接头及其快速飞行装拆接地线工作方法

本发明涉及电力线路维护，尤其是拖拽自开合一体化接头及其快速飞行装拆接地线工作方法。

背景技术：

1、在电力系统的日常运维中，电路检修是一项至关重要的工作。其作业流程通常包括停电、验电与挂接地线、开始检修作业、作业完成后拆除地线、恢复供电这几个主要步骤。在这个流程中，挂接地线这一步骤尤其关键。挂接地线的主要作用在于快速消除停电线路的残余电荷，降低由相邻未停电线路引起的感应电压，从而在突发来电时，地线能构成短路回路，避免发生检修人员触电伤亡的严重事故。然而，接地线的使用频率高，且操作过程劳动强度大，使得在实际操作中，常常会出现未验电直接挂地线、误挂、漏挂等一系列安全隐患。目前，大部分电路检修挂接地线作业仍采用传统的人工手持挂拆方式。尽管少数变电站采用了升降云梯举升检修工人的方式来挂拆电压等级较高的线路、设施的接地线，但整体上，人工挂拆作业方式仍然占据主导地位。这种方式不仅效率低下，而且在面对覆冰、洪涝等地质灾害影响线路区段时，还存在登杆难、人员风险增大等难题，严重制约了电网智能化建设的进程。

2、为此，近年来开始兴起基于智能机器人的拆卸接地线的作业方式。但机器人的使用严重依赖于工作环境，且存在爬杆速度慢、杆上动作呆滞等一系列问题。近年来，随着无人机技术的快速发展，无人机在电网检修作业中得到了广泛应用。然而，现有的无人机在装拆接地线作业中仍存在一些问题。例如，无人机无法直接挂载和操控接地线，需要借助额外的工具和装置；同时，市面上缺少与无人机配合使用的挂接地线接头，以及现有接地杆夹头在自开合、夹紧力等方面存在不足。为了克服这些问题，本发明研发了一种基于无人机装拆接地线的拖拽自开合一体化接头技术，实现了接头的快速开合和稳定夹紧。这一技术不仅保证了接地线与输电线的稳固连接，还满足了不同规格和型号的输电线需求。通过轻量化设计和长寿命材料的选用，接头装置具有较长的使用寿命和较低的维护成本，进一步提升了作业的经济效益。

技术实现思路

1、本发明提出拖拽自开合一体化接头及其快速飞行装拆接地线工作方法，基于无人机平台，能提高作业效率，降低作业人员安全风险。

2、本发明采用以下技术方案。

3、拖拽自开合一体化接头，所述一体化接头以无人机（1）为作业平台，包括用于连接接地线的接头端，还包括含快拆绝缘杆（3）的操控端；接头端设有以齿条（17）驱动开合动作的夹爪，还内设有带齿半圆柱挡块（24）；快拆绝缘杆的快拆接头（6）内设边缘与拉伸弹簧（23）相连的无齿半圆柱挡块（22）；当快拆绝缘杆以其一端处的快拆接头（6）与接头端连接固定时，带齿半圆柱挡块与无齿半圆柱挡块（22）接触形成与齿条啮合的可转动的接头锁定结构；当齿条驱动夹爪合拢时同时驱动接头锁定结构旋转解锁，使快拆绝缘杆可从接头端拨出。

4、所述接头锁定结构处于锁定状态时，快拆接头的无齿半圆柱挡块与接头端的外壳内圆面接触，接头端的带齿半圆柱挡块与快拆接头的外壳内圆面接触，带齿半圆柱挡块与无齿半圆柱挡块的接触面与快拆绝缘杆不平行。

5、当齿条驱动接头锁定结构旋转解锁时，无齿半圆柱挡块在拉伸弹簧拉力下旋转，当接头锁定结构旋转至处于解锁状态时，带齿半圆柱挡块与无齿半圆柱挡块的接触面与快拆绝缘杆平行，带齿半圆柱挡块与无齿半圆柱挡块可相对滑动。

6、所述快拆绝缘杆未安装快拆接头的另一端与无人机下部的机械臂（2）相连，当需将快拆绝缘杆从接头端拨出时，无人机经机械臂牵拉快拆绝缘杆，使快拆接头从接头端处拨出。

7、所述夹爪位于接头端上部，包括固定夹爪（12）、活动夹爪（13）；当执行装拆地线作业时，接头端先通过接地线与接地桩或接地铜排紧密连接，再由无人机将带接地线的接头端送至装拆地线作业区域处，接头端通过夹爪的开合来执行与裸导线（27）或接地挂环（28）的固定或分离，以完成接地线在裸导线或接地挂环处的安装或拆卸。

8、所述齿条与能驱动其横向移动的锁紧拖拽线、放松拖拽线相连，当锁紧拖拽线驱动齿条移动时，齿条带动与之相啮合的传动机构内的小齿轮（11）与大齿轮（14）转动，从而使固定夹爪（12）与活动夹爪（13）相向移动，夹紧夹爪中的裸导线（27）或接地挂环（28）从而实现接头端的夹紧操作；同时齿条驱动与之啮合的接头锁定结构旋转解锁；

9、当放松拖拽线驱动齿条朝另一方向移动时，齿条带动与之相啮合的传动机构内的小齿轮（11）与大齿轮（14）反向转动，从而使固定夹爪（12）与活动夹爪（13）相背移动，夹爪放开裸导线（27）或接地挂环（28）。

10、所述接头端设有对齿条锁定的齿条锁定机构；齿条锁定机构包括设于底板（7）处的多个含弹子（25）的弹子组，弹子的底面与锁定弹簧（26）上端相连；所述齿条下方的底板一侧处设有顶杆（15），齿条底部的一侧设有斜面，另一侧设有与弹子上的弧面相切的弧面槽。

11、当所述齿条（17）受锁紧拖拽线作业向右运动即进行夹紧工作时，所述齿条（17）上的斜面会将所述弹子（25）压回底板（7）内部以避免阻碍所述齿条（17）运动，当锁定状态的所述齿条（17）将向左运动时，被锁紧弹簧（26）顶出底板（7）的弹子（25）的弧面便会与所述齿条（17）的弧面槽紧密接触，阻止所述齿条（17）移动，达到锁定齿条位置的目的；

12、当需要解锁齿条位置时，拉动所述顶杆（15）处的放松拖拽线驱动顶杆移动，所述顶杆（15）以其底部处的斜坡将弹子（25）压回所述拖拽自开合一体化接头底板（7）内，所述齿条（17）旁侧的解锁弹簧（19）会将所述齿条（17）向左顶回放松位置，同时驱动固定夹爪（12）与活动夹爪（13）张开，在松开顶杆上的放松拖拽线后，与顶杆相连的复位弹簧（18）将顶杆顶回初始位置，完成解锁工作。

13、所述弹子组数量为三组，共内置有六个弹子（25），弹子组通过对夹爪开度的限制，来用于对三种直径的裸导线或接地挂环进行夹持锁定。

14、拖拽自开合一体化接头的快速飞行装拆接地线工作方法，采用以上所述的拖拽自开合一体化接头，其特征在于：进行装接地线作业时，首先控制无人机（1）移动至接地桩或接地铜排附近，将拖拽自开合一体化接头（4）与接地桩或接地铜排通过接地线紧密相连；然后控制无人机（1）飞至距接地挂环1~2m的作业空间处，对已停电待检修线路（27）进行验电；确认线路（27）已正确停电后，控制无人机（1）接近接地挂环（28），利用机械臂（2）使拖拽自开合一体化接头（4）的夹爪（12）进入接地挂环（28）内，拉动连接于齿条（17）上的锁紧拖拽线，带动齿条（17）移动，由齿条（17）带动小齿轮（11）与大齿轮（14）转动，从而使固定夹爪（12）与活动夹爪（13）相对移动，夹紧其中的裸导线（27）或接地挂环（28）从而实现夹紧操作；同时齿条带动带齿半圆柱挡块（24）旋转，绝缘杆快拆头（6）内的半圆柱挡块（22）受到拉伸弹簧（23）的拉力旋转，两个半圆柱挡块转至接触面处于水平状态，此时通过无人机（1）向远离拖拽自开合一体化接头（4）的方向移动，即可利用快拆机构将绝缘杆（3）从拖拽自开合一体化接头（4）内抽出，完成装接地线操作；

15、当需将以拖拽自开合一体化接头安装的接地线拆除时，拉动连接于顶杆（15）上的放松拖拽线，顶杆（15）上的斜坡即可将卡于齿条底部的弹子（25）全部压回拖拽自开合一体化接头底板（7）内，齿条（17）上的解锁弹簧（19）会将齿条（17）向左顶回初始位置，驱动固定夹爪（12）与活动夹爪（13）的张开，使拖拽自开合一体化接头（4）由接地挂环（28）上落下，落入下方布置好的网中，使拖拽自开合一体化接头上连接的接地线与接地挂环分离，完成接地线拆除。

16、本发明的优势在于，一种基于无人机装拆接地线的拖拽自开合一体化接头，该机械结构具有良好的耐久性和坚固性，可以有效地夹紧裸导线或接地挂环，可以更好的适应架空线复杂的工作环境。其结构特点在于采用拖拽作为动力对夹紧与放松进行控制，在架空线复杂的电气条件下更具优势；通过弹子式机构作为锁紧与解锁机构，可以实现对多个直径的导线进行夹紧，提高装置的适应性，并由于弹子式机构的特点，可实现方便可靠的放松动作；通过快拆机构，可使拖拽自开合一体化接头具有与绝缘杆的快速连接以及快速分离功能，实现检修过程中拖拽自开合一体化接头连接裸导线或接地挂环，无人机飞离作业区域。

17、本发明通过通过齿轮齿条传动的压紧式夹爪作为夹紧机构，可使拖拽自开合一体化接头对裸导线或接地挂环的夹紧和放松；采用弹子式机构作为锁紧与解锁机构，可使拖拽自开合一体化接头在夹紧时保持夹紧状态不改变，且在需要放松时便于解锁；带有快拆机构，可使拖拽自开合一体化接头具有与绝缘杆的快速连接以及快速分离功能。

18、本发明基于无人机平台，能提高作业效率，降低作业人员安全风险。