一种树障清理全自动辅助捡枝机构及捡枝方法

摘要

本发明提供一种树障清理全自动辅助捡枝机构及捡枝方法，包括：抓钩组件、主机组件以及绝缘操作杆；第一抓钩外壳固设在第一爪钩内衬上；第二抓钩外壳固设在第二爪钩内衬上；升降台通过连杆与主机组件固定连接；第一抓钩外壳通过第一连接件与主机组件铰接；第二抓钩外壳通过第二连接件与主机组件铰接；第一爪钩内衬和第二抓钩外壳分别与升降台铰接；主机组件设有用于控制抓钩组件张合的驱动装置；本发明解决了架空线路清理树障时无法处理卡住断枝的技术问题，同时解决了使用非专用工具导致高空坠落砸伤清障人员的安全问题。本发明根据需要规划清障线路，并根据实际情况设置清障位置，也可以起到对架空线路的巡检，保证对清障工作的及时处理。

说明书

技术领域

本发明涉及架空线路清理树障技术领域，尤其涉及一种树障清理全自动辅助捡枝机构及捡枝方法。

背景技术

架空线路清理树障时，易发生清理的断枝无法掉落，卡在树上的情况。现有技术中，通常由清障人员使用绝缘拉杆等工具处理掉卡住的断枝。清障人员使用绝缘拉杆顶部五厘米直角拉钩拉拽断枝，如树枝无合理受理点，绝缘拉杆将很难勾住断枝或左右滑动，费时费力。且在处理过程，断枝掉落时机不可控，存在断枝高空坠落砸伤清障人员的安全隐患。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明在于克服传统技术的不足之处，提供一种结构简单，使用方便，准确率高、安全，提高卡住断枝处理的树障清理全自动辅助捡枝机构。

树障清理全自动辅助捡枝机构包括：抓钩组件、主机组件以及绝缘操作杆；

抓钩组件、主机组件以及绝缘操作杆依次连接；

抓钩组件设有第一抓钩外壳、第二抓钩外壳、第一爪钩内衬、第二爪钩内衬、升降台、第一连接件以及第二连接件；

第一抓钩外壳固设在第一爪钩内衬上；

第二抓钩外壳固设在第二爪钩内衬上；

升降台通过连杆与主机组件固定连接；

第一抓钩外壳通过第一连接件与主机组件铰接；

第二抓钩外壳通过第二连接件与主机组件铰接；

第一爪钩内衬和第二抓钩外壳分别与升降台铰接；

主机组件设有用于控制抓钩组件张合的驱动装置；

绝缘操作杆上设有与驱动装置连接控制按键。

进一步需要说明的是，主机组件内部设有单片机、驱动控制电路、无线通信模块以及用于给主机组件内部电气元件供电的蓄电池；

单片机通过驱动控制电路连接驱动装置；

单片机与控制按键连接，接收用户输入的控制指令，控制驱动装置运行，带动抓钩组件张合，来夹持树障；

单片机与无线通信模块连接，将捡枝机构的运行状态发送至清障终端。

进一步需要说明的是，升降台上设有红外距离感应器；

主机组件上设有显示灯；

单片机与红外距离感应器连接，接收红外距离感应器感应的距离感应信号，当距离感应信号达到预设距离阈值时，控制驱动装置运行，带动抓钩组件张合，来夹持树障；

单片机与显示灯连接，显示灯显示捡枝机构的运行状态。

进一步需要说明的是，主机组件内部还设有计时模块；

单片机与计时模块连接，当红外距离感应器感应的距离感应信号达到预设距离阈值时，抓钩组件将树障抓住，显示灯由红灯转为绿灯，计时模块计时，延时预设时长之后，抓钩组件张开归为。

进一步需要说明的是，第一抓钩外壳的远离升降台一端和第二抓钩外壳的远离升降台一端分别设有内勾段；

第一抓钩外壳的内勾段和第二抓钩外壳的内勾段相对设置。

进一步需要说明的是，主机组件内部还设有定位模块；

主机组件上还设有摄像头；

单片机与定位模块连接，获取当前位置信息，并将位置信息发送至清障服务器；

单片机与摄像头连接，获取摄像头摄取的视频影像，并将视频影像传输到清障终端和清障服务器。

本发明还提供一种树障清理全自动辅助捡枝方法，方法采用树障清理全自动辅助捡枝机构；方法包括：

清障终端获取架空线路信息以及架空线路上的多个树障位置，并进行显示；

清障服务器获取多个清障任务信息，清障任务信息包括清障路线的路线信息，清障路线所涉及的树障位置以及预设清障时间信息；

清障服务器配置多个清障路线，清障路线对应的清障区域中的每个树障位置。

清障服务器配置清障引导数据，清障引导数据和清障路线对应；

清障服务器将清障任务信息发送至清障终端和捡枝机构，将清障任务信息匹配到清障人员信息ID,一个清障任务信息关联于一个清障人员。

进一步需要说明的是，清障服务器通过捡枝机构对清障人员进行定位，捡枝机构实时将清障信息发送给清障服务器；

将接收的捡枝机构位置信息与预设清障路线的树障位置进行匹配，判断是否满足要求；

如不满足清障路线要求，则向清障终端发出提示。

进一步需要说明的是，清障服务器根据每个树障位置配置清障最短时长和最长清障时长；

当完成某个树障作业的时间在清障最短时长和最长清障时长之间，则判断当前清障状态正常；

当完成某个树障作业的时间小于清障最短时长或超过最长清障时长时，则向清障终端发出提示。

进一步需要说明的是，清障服务器获取架空线路数据；

清障服务器基于架空线路数据、清障引导数据和清障路线获取清障人员的实际清障位置，响应于当前实际清障位置位于的清障区域；

判断在清障人员当前实际清障位置与预设清障引导数据和清障路线是否重合；

若重合，清障终端引导清障人员根据预设清障引导数据和清障路线进行清障；

若不重合，发出报警提示，同时接收清障终端发出的清障线路调整信息，并基于清障线路调整信息调整当前清障引导数据和清障路线。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

本发明解决了架空线路清理树障时无法处理卡住断枝的技术问题，同时解决了使用非专用工具导致高空坠落砸伤清障人员的安全问题。

通过钢制材料的抓钩外壳与仿生柔性结构的爪钩内衬相配合，将断枝牢固的抓住，此时升降台回收受阻，显示灯得到指令由红灯转为绿灯，同时主机组件内部的延时启动5到10秒计时，清障人员利用5到10秒的时间将断枝拉下，5到10秒后，内部电机反向启动，使得升降台上升，抓钩组件张开，显示灯由绿灯转为红灯，整个过程实现自动化，完成工作过程。整个处理过程实现了全自动、快速、准确、安全的效果。

本发明可以基于架空线路数据、清障引导数据和清障路线，获取到的清障人员的清障线路，判断清障人员当前实际清障位置，判断是否满足清障要求，实现了对清障线路的规划设计，并指引清障人员按照清障引导数据进行操作，提升了清障过程效率，还可以根据实际情形对清障线路进行实时调节，满足现场实际需要。

本发明可以根据需要规划清障线路，并根据实际情况设置清障位置，也可以起到对架空线路的巡检，保证对清障工作的及时处理，而且能够监控清障人员的清障过程，保证清障工作及时顺利的完成。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为树障清理全自动辅助捡枝机构示意图；

图2为树障清理全自动辅助捡枝机构实施例示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种树障清理全自动辅助捡枝机构，如图1和2所示，包括：抓钩组件1、主机组件2以及绝缘操作杆3；

抓钩组件1、主机组件2以及绝缘操作杆3依次连接；

抓钩组件1设有第一抓钩外壳4、第二抓钩外壳11、第一爪钩内衬5、第二爪钩内衬12、升降台7、第一连接件8以及第二连接件14；

第一抓钩外壳4固设在第一爪钩内衬5上；第二抓钩外壳11固设在第二爪钩内衬12上；升降台7通过连杆13与主机组件2固定连接；

第一抓钩外壳4通过第一连接件8与主机组件2铰接；第二抓钩外壳11通过第二连接件14与主机组件2铰接；第一爪钩内衬5和第二抓钩外壳11分别与升降台7铰接；主机组件2设有用于控制抓钩组件1张合的驱动装置23；绝缘操作杆3上设有与驱动装置23连接控制按键27。

本发明涉及的铰接连接方式可以通过铆钉来实现部件之间铰接。驱动装置23可以采用伺服电机实现驱动方式。

进一步需要说明的是，主机组件2内部设有单片机21、驱动控制电路22、无线通信模块24以及用于给主机组件内部电气元件供电的蓄电池25；

单片机21通过驱动控制电路22连接驱动装置23；单片机21与控制按键27连接，接收用户输入的控制指令，控制驱动装置23运行，带动抓钩组件1张合，来夹持树障；单片机21与无线通信模块24连接，将捡枝机构的运行状态发送至清障终端。

控制按键27可以包括开启和关闭按键，也可以有调速按键等等。

主机组件2上可以有给蓄电池25充电的充电接口以及相应的充电电路。

升降台7上设有红外距离感应器6；主机组件2上设有显示灯10；单片机21与红外距离感应器6连接，接收红外距离感应器6感应的距离感应信号，当距离感应信号达到预设距离阈值时，控制驱动装置23运行，带动抓钩组件1张合，来夹持树障；单片机21与显示灯10连接，显示灯10显示捡枝机构的运行状态。

主机组件2内部还设有计时模块26；单片机21与计时模块26连接，当红外距离感应器6感应的距离感应信号达到预设距离阈值时，抓钩组件1将树障抓住，显示灯10由红灯转为绿灯。计时模块开始计时，计时达到预设时长之后，抓钩组件1张开，放开树障。

单片机21可以以使用例如计算机软件、硬件或其任何组合的计算机可读介质来实施。对于硬件实施，这里描述的实施方式可以通过使用特定用途集成电路(ASIC，Application Specific Integrated Circuit)、数字信号处理器(DSP，Digital SignalProcessing)、数字信号处理装置(DSPD，Digital Signal Processing Device)、可编程逻辑装置(PLD，Programmable Logic Device)、现场可编程门阵列(FPGA，FieldProgrammable Gate Array)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、被设计为执行这里描述的功能的电子单元中的至少一种来实施，在一些情况下，这样的实施方式可以在控制器中实施。对于软件实施，诸如过程或功能的实施方式可以与允许执行至少一种功能或操作的单独的软件模块来实施。软件代码可以由以任何适当的编程语言编写的软件应用程序(或程序)来实施，软件代码可以存储在存储器中并且由控制器执行。

也就是说，抓钩组件1可以实现闭合张开的要求，抓钩组件1中的第一抓钩外壳4、第二抓钩外壳11、第一爪钩内衬5、第二爪钩内衬12、升降台7、第一连接件8以及第二连接件14实现抓钩组件闭合张开的要求，能够抓取树障以及其他障碍物。

为实现抓钩组件可以牢固抓住断枝的要求，采用钢制材料的抓钩外壳与仿生柔性结构的爪钩内衬相结合方式，实现抓钩组件可以牢固抓住断枝的要求。

第一抓钩外壳4的远离升降台7一端和第二抓钩外壳11的远离升降台7一端分别设有内勾段15；第一抓钩外壳4的内勾段15和第二抓钩外壳11的内勾段15相对设置，可以保证抓取牢稳。

本发明可以采用红外距离感应器感应断枝，启动电机，使得升降台回收，抓钩组件闭合，实现抓钩组件闭合抓取的全自动要求。

为实现抓住断枝时提醒清障人员，当升降台回收受阻，即抓钩组件完全抓牢断枝时，显示灯由红灯转为绿灯，实现抓住断枝时提醒清障人员的要求。

为实现抓钩组件1张开时全自动的要求，当显示灯由红灯转为绿灯，延时启动，开始计时，清障人员利用预设时长的时间将断枝拉下，经过预设时长之后，电机反向启动，使得升降台上升，抓钩组件1张开，显示灯由绿灯转为红灯，实现抓钩组件1张开时全自动的要求。

作为本发明优选地实施方式，使用时：清障人员手持绝缘操作杆3，将抓钩组件1伸向卡住的断枝，当卡住的断枝时，红外距离感应器感应到断枝，启动电机，使得升降台回收，抓钩组件1闭合抓住断枝。

通过钢制材料的抓钩外壳与仿生柔性结构的爪钩内衬相配合，将断枝牢固的抓住，此时升降台回收受阻，显示灯得到指令由红灯转为绿灯，同时主机组件内部的延时启动5到10秒计时，清障人员利用5到10秒的时间将断枝拉下，5到10秒后，内部电机反向启动，使得升降台上升，抓钩组件张开，显示灯由绿灯转为红灯，整个过程实现自动化，完成工作过程。

本发明提供的树障清理全自动辅助捡枝机构中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

本发明提供的树障清理全自动辅助捡枝机构的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。

作为本发明的实施例，主机组件2内部还设有定位模块；主机组件2上还设有摄像头；单片机21与定位模块连接，获取当前位置信息，并将位置信息发送至清障服务器；单片机21与摄像头连接，获取摄像头摄取的视频影像，并将视频影像传输到清障终端和清障服务器。

清障终端可以以各种形式来实施。例如，本发明实施例中描述的终端可以包括诸如移动电话、智能电话、笔记本电脑、个人数字助理(PDA，Personal Digital Assistant)、平板电脑(PAD)、导航装置等等的移动终端。下面，假设终端是移动终端。

本发明还提供一种树障清理全自动辅助捡枝方法，方法包括：

清障终端获取架空线路信息以及架空线路上的多个树障位置，并进行显示；

获取架空线路信息, 可通过无人接巡检，或者通过预设的架空线路布局图来获取。将架空线路信息导入清障终端。架空线路信息可以配置到服务器内部。树障位置也可以是基于无人接巡检检测到，并标识到巡检地图相应的位置。也可以由人工巡检，并在巡检地图的相应位置进行标识。

清障服务器获取多个清障任务信息，清障任务信息包括清障路线的路线信息，清障路线所涉及的树障位置以及预设清障时间信息。

清障服务器基于架空线路信息将架空线路划分为多个清障区域。

由于架空线路具有多条，可以根据架空线路信息，进行划分，划分成多个清障区域。根据实际需要对清障人员进行调配。

清障服务器配置多个清障路线，清障路线对应的清障区域中的每个树障位置。

也就是说，一个清障路线用于将清障区域的所有树障位置进行匹配，形成一个完整的清障线路。

清障服务器配置清障引导数据，清障引导数据和清障路线对应；清障引导数据引导清障人员按照清障路线进行有效的清障。

清障服务器根据每个树障位置配置清障最短时长和最长清障时长。

清障终端可以显示清障引导数据，引导清障人员进行清障作业。

清障服务器将清障任务信息发送至清障终端和捡枝机构，将清障任务信息匹配到清障人员信息ID,一个清障任务信息关联于一个清障人员。

清障服务器实时接收捡枝机构的位置信息并判断清障人员是否按照清障任务信息执行清障。

具体的，清障服务器实时接收捡枝机构的位置信息。

清障服务器通过捡枝机构对清障人员进行定位，捡枝机构实时将清障信息发送给清障服务器。

清障服务器将接收的捡枝机构位置信息与预设清障路线的树障位置进行匹配，判断是否满足要求。

如不满足清障路线要求，则向清障终端发出提示。

清障服务器还用于当完成某个树障作业的时间在清障最短时长和最长清障时长之间，则判断当前清障状态正常；

当完成某个树障作业的时间小于清障最短时长或超过最长清障时长时，则向清障终端发出提示。

清障服务器接收捡枝机构采集的清障视频数据和清障人员操作数据。

作为本发明涉及的实施例，清障服务器获取架空线路数据。

在本实施例中，架空线路规划数据是基于供电网络需要进行铺设的供电线路。可以具有多条，清障人员根据需要对架空线路进行巡检以及清障。

清障服务器基于架空线路数据、清障引导数据和清障路线获取清障人员的实际清障位置，响应于当前实际清障位置位于的清障区域。

在本发明中，架空线路数据、清障引导数据和清障路线可以采用地图坐标的形式进行显示，同时显示架空线路数据的状态，地形状态以及架空线路数据的经纬度，高度等数据。

获取各个清障区域之间的距离信息。树障位置之间的距离信息。

判断在清障人员当前实际清障位置与预设清障引导数据和清障路线是否重合。

在本发明中，为了确定清障人员的清障过程是否满足清障线路和清障要求，清障服务器实时判断与预设清障引导数据和清障路线是否重合，如果不重合，则说明清障人员偏离路线。

若重合，清障终端引导清障人员根据预设清障引导数据和清障路线进行清障。

若不重合，发出报警提示，同时接收清障终端发出的清障线路调整信息，并基于清障线路调整信息调整当前清障引导数据和清障路线。

本发明可以基于架空线路数据、清障引导数据和清障路线，获取到的清障人员的清障线路，判断清障人员当前实际清障位置，判断是否满足清障要求，实现了对清障线路的规划设计，并指引清障人员按照清障引导数据进行操作，提升了清障过程效率，还可以根据实际情形对清障线路进行实时调节，满足现场实际需要。

本发明提供的树障清理全自动辅助捡枝机构是结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等如果存在是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。