[發明專利]一種旋翼分置并懸掛刀具的樹障清理飛行機器人

在審

• 申請號: 202011358437.4
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112498718A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 楊忠;王煒;陶坤;梁家斌;廖祿偉;許昌亮;徐浩;張馳;周東升;吳吉瑩
• 申請（專利權）人: 南京太司德智能科技有限公司
• 主分類號: B64D47/00
• 分類號: B64D47/00;A01G3/08;F16M11/26;F16M13/02;B64C39/02;H02G1/02
• 代理公司: 南京品智知識產權代理事務所(普通合伙) 32310
• 代理人: 奚曉寧;陸群

本發明公開了一種旋翼分置并懸掛刀具的樹障清理飛行機器人，包括飛行平臺、連接于飛行平臺下方的懸掛機構和連接于懸掛機構下方的刀具系統；飛行平臺具有橫向布置的主梁，主梁的左右兩端分別對稱固定連接有同規格的旋翼平臺，兩個旋翼平臺之間的最小距離≥刀具系統的橫向尺度；懸掛機構包含左右對稱布置的L(L≥2)根垂直桿，相鄰垂直桿之間設有橫向加強梁；刀具系統為以左右幾何對稱或質量對稱方式布置的M(M≥1)個電鋸組件的陣列組合；懸掛機構與刀具系統之間或飛行平臺與懸掛機構之間設有脫鉤裝置。本發明的樹障清理飛行機器人，適合于大面積快速清理樹障，能避免旋翼下洗流造成待切除樹枝發生倒伏，清障效率高，安全風險低。

技術領域

本發明涉及一種旋翼分置且懸掛刀具的樹障清理飛行機器人，尤其涉及一種適合于快速大面積清理電力線路樹障的飛行機器人，屬于輸電線路樹障清理裝置技術領域。

背景技術

樹障是輸電線路通道存在的一種安全隱患，表現為通道內樹木的不斷增生逐漸威脅到輸電線路的運行安全。為此，各級電力部門每年都要投入大量的人力、物力與財力對轄區內的通道樹障進行清理整治。目前的樹障清理主要有三種方式：1)人工清障作業，多采用特制的加長切割刀具，安全風險大，作業效率不高；2)基于地面設備的樹障清理作業，由于受到地形環境和樹木生長態勢的嚴重限制，難以對高空樹障進行快速削巔清理；3)基于無人機的樹障清理技術，已有不少探索性的工作，但依然存在著抗樹木干擾能力較弱、單次切割范圍較小、作業效率相對不高等不足。

因此，亟需研制一種可對電力線路通道內樹障進行大范圍、高效率自動清理的飛行機器人，其搭載的刀具系統應具備較大的單次切割范圍，能有效抵抗切割過程中樹木的反作用力對飛行機器人本體姿態的影響，能消除因旋翼氣流下洗引起樹枝倒伏而帶來的低切割效率因素，并且具有防卡阻等安全保護措施。

發明內容

本發明解決的技術問題是：提供一種樹障清理飛行機器人，通過旋翼飛行器掛載多刀具組成的刀具系統，可對輸電線路通道內的樹障進行大面積清理，同時能避開旋翼氣流下洗帶來的樹枝倒伏，滿足樹障清理快速、高效、安全的作業需求。

本發明的技術方案為：一種旋翼分置并懸掛刀具的樹障清理飛行機器人，包括飛行平臺、連接于飛行平臺下方的懸掛機構和連接于懸掛機構下方的刀具系統；飛行平臺具有橫向布置的條狀或桁架結構的主梁，主梁的中心部位設有中央控制艙，主梁的左右兩端分別對稱固定連接有同規格的旋翼平臺；懸掛機構為固定長度的連接桿，或可變長度的伸縮懸掛機構，包含左右對稱布置的L(L≥2)根垂直桿，相鄰垂直桿之間設有橫向加強梁；刀具系統為以左右幾何對稱或質量對稱方式布置的M(M≥1)個電鋸組件的陣列組合。

優選的，所述旋翼平臺包括與主梁固定連接的分控制艙、前后對稱布置于分控制艙周圍的K(K≥2)個旋翼，旋翼通過旋翼臂與分控制艙連接。

優選的，所述主梁的長度保證兩個旋翼平臺之間的最小距離≥刀具系統的橫向尺度。

優選的，上述懸掛機構與刀具系統之間或飛行平臺與懸掛機構之間，設有可將兩者掛接或分離的脫鉤裝置。

優選的，上述懸掛機構與飛行平臺之間設有可使兩者具有相對俯仰運動自由度的俯仰關節。

優選的，上述懸掛機構為拉繩式伸縮懸掛機構，其特征為：所述垂直桿包含H(H≥2)段連續嵌套的空心管，自上而下序號依次為1、2、…、H，第i(1≤iH)段空心管的上端設有限制第i+1段空心管向上收縮時運動過沖的上限位器，下端設有限制第i+1段空心管向下伸展時運動脫落的下限位器；第1段空心管的上限位器設有與飛行平臺連接的法蘭，第H段空心管的上端設有上限位器，下端與刀具系統連接，第H段空心管的上限位器通過拉繩與安裝于飛行平臺的收線器相連；橫向加強梁連接于相鄰垂直桿的相同段空心管的下端。