Устройство для диагностики воздушных линий электропередач Российский патент 2020 года по МПК G01R31/08 B64C39/02 B64C27/10 

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к беспилотным аппаратам вертолетного типа, входящим в состав робототехнических и дистанционно управляемых комплексов, предназначенных для выполнения различного вида работ в труднодоступных или опасных для здоровья человека условиях, например, для контроля состояния или выполнения ремонтных работ на линиях электропередач, в местах с высоким фоном радиоактивных излучений и др.

Во всех таких случаях летно-подъемное средство, точнее двигатели летно-подъемного средства, используются только для перемещения в пространстве с изменением высоты, направления, скорости перемещения. При этом перемещение в пространстве может быть лишь таким - из точки А в точку В переместить груз (смотри, например, патент РФ №2390468, МПК B64D 1/02 опубликованный 27,05,2010 Бюл. №15).

Либо требуется выполнение каких-либо действий во время полета, связанных с изменением высоты, скорости и направления полета, например, для видеонаблюдения и радиационной разведки местности (смотри патент РФ №2223803 МПК А62В 37/00, G08B 25/00, опубликованный 20,02,2004, Бюл. №5)

Известно аналогичное устройство для диагностики воздушных линий электропередач, содержащее летательный аппарат вертолетного типа, систему управления, устройства контроля воздушных линий электропередач, подключенные к аккумулятору, размещенную в корпусе и соединенную с двигателем систему привода, выполненную с возможностью фиксации положения устройства для диагностики относительно грозозащитного троса или силового провода и обеспечения его перемещения вдоль и вблизи воздушных линий электропередач, при этом летательный аппарат вертолетного типа подключен к аккумулятору, включает систему управления и прикреплен к корпусу с внешней стороны, причем корпус дополнительно снабжен направляющими, выполненными с возможностью задания траектории движения грозозащитного троса или силового провода внутри устройства для диагностики воздушных линий электропередач до положения, позволяющего фиксировать устройство для диагностики воздушных линий электропередач на грозозащитном тросе или силовом проводе (смотри патент РФ 2558002, МПК G01R 31/08, опубликованный 27,07,2015 Бюл. №21)

Недостаток аналога состоит в том, что если рабочим органом, выполняющим контрольно-диагностическую операцию является, магнитная головка магнитного дефектоскопа, которая при посадке на канат должна быть раскрыта, а затем - для выполнения контроля - должна закрыться, охватив канат. Затем, перемещаясь по канату до следующей опоры, выполнить контроль его состояния. По окончанию контроля, головка должна раскрыться для того, чтобы летно-подъемное средство смогло снять исполнительный блок с каната и перенести его за опору. Для раскрытия и закрытия магнитной головки используют дополнительный электропривод. Наличие электропривода для раскрытия-закрытия магнитной головки не только усложняет конструкцию устройства в целом, но и уменьшает надежность всего устройства. В случае отказа электропривода при закрытой (замкнутой) магнитной головке летно-подъемное средство не сможет снять исполнительный блок с каната. В таком случае для удаления всего устройства с каната необходимо будет выполнить довольно трудоемкие и длительные работы по раскрытию или ремонту привода раскрытия магнитной головки на высоте, для чего потребуется, в том числе отключение ЛЭП.

Известно устройство для дистанционного контроля линий электропередач избавленное от этого недостатка, включающее летно-подъемное средство, исполнительный блок, содержащий средство для перемещения по канату и рабочий орган - магнитную головку магнитного дефектоскопа, причем летно-подъемное средство снабжено системой связанных с магнитной головкой тяг и рычагов, втулкой, сидящей на направляющей исполнительного блока с возможностью скольжения по ней, при этом направляющая снабжена в верхней части и у основания регулируемыми упорами - ограничителями величины хода летно-подъемного средства относительно исполнительного блока, а ось направляющей совпадает с вертикалью, проходящей через центр масс исполнительного блока (смотри патент РФ №2683417 МПК G01R 31/08, В64С 39/02 опубликованный 28,03,2019 Бюл. №10). Выбрано за прототип.

Недостаток прототипа состоит в том, что устройство не имеет прижимного ролика. Трос, по которому должен перемещаться прототип не строго горизонтальный. Он провисает по дуге. Кроме того опоры, к которым прикреплен трос, могут располагаться на разной высоте. В результате чего кривизна троса еще больше возрастает. Возможно проскальзывание колес средства перемещения по тросу. Кроме того для раскрытия и закрытия рабочего органа (магнитной головки) используется сложная система тяг и рычагов.

Техническая задача состоит в том, чтобы увеличить высоту подъема по провисающему тросу и упростить систему тяг и рычагов для раскрытия и закрытия рабочего органа (магнитной головки).

Технический результат состоит в том, что устройство для дистанционного контроля линий электропередач получает возможность подниматься на более крутые углы подъема, а система тяг и рычагов для раскрытия и закрытия рабочего органа значительно упрощается, путем исключения двух тяг и двух рычагов.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для диагностики воздушных линий электропередач, содержащее корпус, исполнительный блок, оснащенный средством перемещения по канату, рабочий орган и две тяги, закрепленные на летно-подъемном средстве, который выполнен взаимодействующим с корпусом, особенность заключается в том, рабочий орган присоединен своей боковой частью к двум тягам, кроме того введены четыре прижимные ролика, размещенные на рычагах, оси вращения, которых расположены на корпусе, а вторые концы рычагов присоединены каждый своей тягой к летно-подъемному средству.

Дополнительно устройство для диагностики воздушных линий электропередач характеризуется тем, что взаимодействие летно-подъемного средства с корпусом выполнено в виде двух стержней со шляпками, причем стержни размещены в отверстиях горизонтального участка корпуса на его концах, и кроме того диаметр шляпок больше диаметра отверстий

Дополнительно устройство для диагностики воздушных линий электропередач характеризуется тем, что тяга рабочего органа снабжена верхним и нижним упорами, между которых расположена пружина, опирающаяся на створку рабочего органа.

Дополнительно устройство для диагностики воздушных линий электропередач характеризуется тем, что крепление тяг рабочего органа с летно-подъемным средством выполнено в виде шарнира.

Дополнительно устройство для диагностики воздушных линий электропередач характеризуется тем, что рабочий орган размещен между колес транспортного средства.

Дополнительно устройство для диагностики воздушных линий электропередач характеризуется тем, что с внутренней стороны корпуса ближе к его краям закреплены две вилки с раздвинутыми концами.

Изобретение иллюстрируется чертежами.

Фиг. 1 - продольный разрез устройства на тросе.

Фиг. 2 - вид по А-А, когда устройство на земле.

Фиг. 3 - вид по А-А, когда устройство в полете

Фиг. 4 - вид по А-А, когда устройство полностью опустилось на трос.

Фиг. 5 - в увеличенном размере показано крепление боковой поверхности рабочего органа с тягой

На чертежах изображено. Устройство состоит из летно-подъемного средства с двигателями 1, укрепленными на раме 2. Корпус 3, исполнительного блока (не показан) снабжен рабочим органом (магнитной головкой магнитного дефектоскопа), представляющий из себя цилиндр (магнитопровод), состоящий из двух полуцилиндров 4, соединенных между собой осью 5. Рама 2, содержит две тяги 6, второй конец которых закреплен на боковой поверхности полуцилиндров 4 с возможностью смещения вниз. Сама тяга снабжена верхним 7 и нижним 8 упорами, между которыми размещена пружина 9. Корпус в свою очередь снабжен вилкой 10 с растопыренными концами, которые выполняют, роль опор, когда устройство стоит на земле, и облегчают посадку на трос 11, выполняя роль направляющих. Колесное транспортное средство, состоит из колес 12 и 13 (электропривод колесного транспортного средства не показан). В корпусе 3, в районе транспортных колес выполнены два отверстия, в которых расположены два стержня 14, 15 со шляпками 16 на концах. Стержни 14 и 15 предотвращают поворот между корпусом 3 и рамой 2. И ограничивают высоту подъема рамы 2 относительно корпуса 3. Диаметр отверстий, в которых расположены стержни 14 и 15 должен быть таким, чтобы рама 2 могла свободно своим левым краем лечь на корпус, а правый край при этом контактировал шляпкой 16 с внутренней поверхностью корпуса 3. Строго вертикальное перемещение рамы 2 относительно корпуса 3 не требуется. К раме 2 на шарнирах прикреплены четыре тяги 17, каждая из которых своим вторым концом шарнирно прикреплена к рычагу 18, ось вращения 19 которого размещена на корпусе 3. На вторых концах вращающихся рычагов 18 расположены прижимные ролики 20.

Работа устройства. Взлет.

В исходном положении (фиг. 2), устройство опирается раздвинутыми концами вилок 10 на землю. Рама 2 летно-подъемного средства под действием силы тяжести находится в нижнем положении и опирается на горизонтальную часть корпуса 3. Магнитопровод магнитной головки, состоящий из двух полуцилиндров 4 (рабочего органа) находится в замкнутом положении. Тяги 6 взаимодействующие своим нижним упором 8 с боковой поверхностью полуцилиндров 4 свободно опускаются. Пружины 9 опирающиеся на боковую поверхность полуцилиндров 4 сожмутся. При включении двигателей 1 летно-подъемного средства, рама 2 начинает подниматься вверх. При перемещении рамы 2 вверх тяги 6 раскрывают полуцилиндры 4 магнитной головки. Одновременно тяги 17 развернут рычаги 18 вокруг осей 19 и прижимные ролики 20, закрепленные на вторых концах рычагов 18 тоже развернутся. Шляпки 16 штырей 14, 15 упрутся с внутренней стороны в корпус 3. Это положение изображено на фигуре 3. После этого происходит отрыв устройства от земли и начинается полет. Устройство перемещается к грозозащитному тросу 21. Посадка на трос.

При посадке на трос 21 (фиг. 3), раздвинутые концы вилки 10 облегчают эту операцию. Колеса 12 и 13 опускаются на трос 21. Дальнейшее опускание летно-подъемного средства приводит к тому, что тяги 17 через рычаги 18 прижимают прижимные ролики 20 к тросу 21. А тяги 6, своими пружинами 9 надежно сомкнут между собой два полуцилиндра 4 рабочего органа. Это положение изображено на фигуре 4. Устройство готово к выполнению контроля троса 21 путем перемещения всего устройства по всей длине троса колесным транспортным средством. Если трос 21 расположен под углом, то при посадке колесо 12 сначала опустится на трос. Затем прижимные ролики расположенные рядом с этим колесом сомкнутся. Далее на трос опустится колесо 13 и сомкнутся прижимные ролики расположенные вблизи этого колеса. Так как рабочий орган жестко не связан с тягами 6 возникающий контакт с тросом (из-за перекошенной посадки) не окажет сильного влияния как на посадку так и на взлет с троса.

Взлет с троса выполняется аналогично взлету с земли.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, относится к устройствам авиационной техники, в частности к беспилотным аппаратам вертолетного типа, входящим в состав робототехнических и дистанционно управляемых комплексов, предназначенных для выполнения различного вида работ в труднодоступных или опасных для здоровья человека условиях, например, для контроля состояния или выполнения ремонтных работ на линиях электропередач, в местах с высоким фоном радиоактивных излучений и др.

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

- преимущество изобретения состоит в том, что устройство, упрощено в области раскрытия и сжатия рабочего органа. Исключены две тяги, два рычага, стойка с регулируемыми упорами, втулка, перемещающаяся по стойке.

- преимущество изобретения состоит в том, что для прижимных роликов не требуется отдельный двигатель и отдельный канал связи для управления.

- кроме того, прижимные ролики позволяют выше подниматься устройству по наклонному тросу.

- благодаря наличию вилки с раздвинутыми концами облегчена посадка на трос.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость»

Изобретение относится к диагностике воздушных линий электропередач. Устройство для диагностики воздушных линий электропередач содержит корпус, исполнительный блок, оснащенный средством перемещения по канату, рабочий орган и две тяги, закрепленные на летно-подъемном средстве, которое выполнено взаимодействующим с корпусом. При этом рабочий орган присоединен своей боковой частью к двум тягам. Кроме того, введены четыре прижимных ролика, размещенные на рычагах, оси вращения которых расположены на корпусе, а вторые концы рычагов присоединены каждый своей тягой к летно-подъемному средству. При этом взаимодействие летно-подлетного средства с корпусом выполнено в виде двух стержней со шляпками, причем стержни размещены в отверстиях горизонтального участка корпуса на его концах, и, кроме того, диаметр шляпок больше диаметра отверстий. Технический результат заключается в возможности устройства для дистанционного контроля линий электропередач подниматься на более крутые углы подъема и в упрощении системы тяг и рычагов для раскрытия и закрытия рабочего органа. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для диагностики воздушных линий электропередач, содержащее корпус, исполнительный блок, оснащенный средством перемещения по канату, рабочий орган и две тяги, закрепленные на летно-подъемном средстве, которое выполнено взаимодействующим с корпусом, отличающееся тем, что рабочий орган присоединен своей боковой частью к двум тягам, кроме того, введены четыре прижимных ролика, размещенные на рычагах, оси вращения которых расположены на корпусе, а вторые концы рычагов присоединены каждый своей тягой к летно-подъемному средству.

2. Устройство для диагностики воздушных линий электропередач, по п. 1, отличающееся тем, что взаимодействие летно-подлетного средства с корпусом выполнено в виде двух стержней со шляпками, причем стержни размещены в отверстиях горизонтального участка корпуса на его концах, и, кроме того, диаметр шляпок больше диаметра отверстий.

3. Устройство для диагностики воздушных линий электропередач, по п. 1, отличающееся тем, что тяга рабочего органа снабжена верхним и нижним упорами, между которыми расположена пружина, опирающаяся на створку рабочего органа.

4. Устройство для диагностики воздушных линий электропередач, по п. 1, отличающееся тем, что крепление тяг рабочего органа с летно-подъемным средством выполнено в виде шарнира.

5. Устройство для диагностики воздушных линий электропередач, по п. 1, отличающееся тем, что рабочий орган размещен между колесами транспортного средства.

6. Устройство для диагностики воздушных линий электропередач, по п. 1, отличающееся тем, что с внутренней стороны корпуса ближе к его краям закреплены две вилки с раздвинутыми концами.