[發明專利]一種電力穿繩系統及其工作方法

在審

• 申請號: 202011326868.2
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112531571A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 王鋒;殷文彬;滑惠玲;樊仁剛;王劍;陸偉建
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司揚州供電分公司;揚州廣源集團有限公司;國網江蘇省電力有限公司
• 主分類號: H02G1/04
• 分類號: H02G1/04;B64C39/02
• 代理公司: 揚州市蘇為知識產權代理事務所(普通合伙) 32283
• 代理人: 周全

1.一種電力穿繩系統，包括無人機和滑輪機構，所述滑輪機構吊裝于桿塔上，

其特征在于，還包括穿繩器，

所述穿繩器吊裝于所述無人機上，所述穿繩器與所述滑輪機構通信連接；

所述穿繩器包括機械臂、平衡臂和控制單元盒，

所述機械臂和平衡臂均為伸縮臂，所述控制單元盒內設有穿繩器控制單元和內置電源，所述內置電源用于給穿繩器供電，所述穿繩器控制單元用于控制穿繩器動作、及穿繩器與所述滑輪機構的通信；

所述控制單元盒連接所述平衡臂，所述平衡臂連接所述機械臂的一端，所述機械臂的另一端設有手掌，所述手掌上設有激光雷達和夾爪；

所述夾爪為兩個圍合的半環，所述夾爪的內側設有行程開關A，使得夾爪閉合時觸發行程開關A；

所述夾爪的端部設有呈一對半球狀的穿繩球外殼，記為半殼一和半殼二，所述穿繩球外殼內設有一對電磁繼電器，一個所述電磁繼電器位于半殼一、另一所述電磁繼電器位于半殼二，所述電磁繼電器用于將穿繩球吸合于同側的穿繩球外殼；所述半殼一和半殼二內均設有行程開關B，所述穿繩球吸合于穿繩球外殼的一側時，觸發同側的所述行程開關B；

所述激光雷達、行程開關A、行程開關B和電磁繼電器連接所述穿繩器控制單元；

所述滑輪機構包括滑輪，所述滑輪機構上設有滑輪控制單元和電池，

所述電池用于給所述滑輪機構供電，所述滑輪控制單元用于控制所述滑輪機構工作、滑輪機構與所述穿繩器的通信；

所述滑輪機構的橫梁上設有LED信號單元，所述滑輪機構的側柱上設有光電傳感器和激光測距儀；

所述LED信號單元、光電傳感器和激光測距儀連接所述滑輪控制單元。

2.根據權利要求1所述的一種電力穿繩系統，其特征在于，所述機械臂包括依次連接的后臂、中臂、前臂和手腕，所述機械臂具有三個自由度，所述中臂圍繞所述后臂旋轉，形成第一自由度，所述前臂圍繞所述中臂旋轉，形成第二自由度，所述手掌圍繞所述手腕旋轉，形成第三自由度。

3.根據權利要求2所述的一種電力穿繩系統，其特征在于，所述控制單元盒內還設有陀螺儀，所述手掌上設有光電信號接收器，所述陀螺儀和所述手掌上的光電信號接收器連接所述穿繩器控制單元。

4.根據權利要求1所述的一種電力穿繩系統，其特征在于，所述機械臂的底部設有圓形的支撐座，所述支撐座的頂部設有環形的旋轉齒條，所述機械臂固定連接有旋轉電機、旋轉電機連接有旋轉齒輪，所述旋轉齒輪與所述旋轉齒條相嚙合。

5.根據權利要求4所述的一種電力穿繩系統，其特征在于，所述支撐座底部設有防撞圈，所述防撞圈的底部固定連接有起落架和/或加強架。

6.根據權利要求4所述的一種電力穿繩系統，其特征在于，所述支撐座上滑動連接有防塵罩，所述防塵罩上設有光電信號接收器，所述防塵罩上的光電信號接收器連接所述穿繩器控制單元。

7.根據權利要求1所述的一種電力穿繩系統，其特征在于，所述光電傳感器具有三組，均位于所述側柱遠離所述滑輪的表面，包括位于所述側柱兩側的L₁組和L₂組以及位于側柱中部的L₀組，所述L₁組、L₂組的水平工作范圍邊界與所述側柱均呈15~30°夾角，所述光電傳感器的垂直工作范圍邊界與所述側柱呈15~30°夾角。

8.根據權利要求1所述的一種電力穿繩系統，其特征在于，所述機械臂上設有行程開關C，所述機械臂結束穿繩操作后全縮回時觸發所述行程開關C，所述行程開關C連接所述穿繩器控制單元。

9.權利要求1-8任一所述的一種電力穿繩系統的工作方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：裝配、啟動：

在桿塔上懸掛滑輪機構，在無人機上懸掛穿繩器，將繩索的一端固定于穿繩球上，將穿繩球放入機械臂夾爪的穿繩球外殼內，閉合夾爪觸發行程開關A，半殼一吸合穿繩球，穿繩器向滑輪機構發射工作開始信號，無人機起飛；

S2：對接準備：

穿繩器進入滑輪機構的工作范圍，滑輪機構接收到工作開始信號后啟動，LED信號單元發射信號，提示穿繩器準備接近滑輪的側柱；

S3：確定對接位置：

S3.1：水平定位：滑輪機構的激光測距儀實時測量穿繩器的距離，LED信號單元根據距離的不同發射不同的信號，提示穿繩器進行水平位置調整；

S3.2：垂直定位：水平定位完成后，LED信號單元根據穿繩器對光電傳感器遮擋位置的不同發射不同信號，提示穿繩器進行垂直位置調整；

S3.3：對接位置懸停：水平、垂直均定位完成后，LED信號單元發射信號，提示穿繩器懸停進行對接；

S4：穿繩操作：

S4.1：機械臂伸出，手掌上的激光雷達實時測量與側柱的間距，同時，平衡臂伸出，使得控制單元盒向機械臂的端頭滑動，確保機械臂水平平衡；

S4.2：當手掌與側柱間距為10~30cm時，夾爪張開，機械臂繼續伸向側柱；

S4.3：當手掌與側柱間距為2~10cm時，機械臂停止伸出，夾爪越過側柱閉合，觸發行程開關A；

S4.4：電磁繼電器工作，穿繩球從半殼一釋放，并吸合于半殼二；

S4.5：半殼二吸合穿繩球后觸發行程開關B，夾爪張開，機械臂縮回，同時手掌上的激光雷達實時測量與側柱的間距；

S4.6：當手掌與側柱間距為20~40cm時，夾爪閉合，觸發行程開關A，手腕旋轉180°，使得半殼一和半殼二位置調換，機械臂繼續縮回；

S4.7：機械臂全縮回，穿繩器向滑輪機構發射工作結束信號，穿繩完成。