使用飞行器在电缆上安装和拆卸设备的系统和方法与流程

本文公开的方法和装置涉及电网领域，并且更具体地但非排他性地涉及输电和配电网络，并且更具体地但非排他性地涉及借助于安装在电缆上的传感器检测电网中的故障，并且更具体地但非排他地涉及使用无人飞行器将传感器或任何其它设备安装在电缆上或从电缆上拆卸。

背景技术：

电网可能具有许多故障。电网的各个部件可能会发生故障，并且故障可能是瞬时的、逐渐的或间歇的。一些故障可能是由环境引起的，诸如湿度、烟雾、灰尘、风、树木等。各种故障和失效可能具有不同的特性，并以不同的方式影响网络。用各种解决方案来表征、检测、识别和定位电网中的故障是已知问题，该解决方案包括安装在电网的电缆上的各种类型的传感器。安装在电缆上的其它设备也是已知的，诸如用于警告飞机的设备。在电缆上安装和拆卸此类设备，特别是在不中断电源的情况下，是复杂、危险、费力且昂贵的。因此，没有上述限制将是非常有利的。

技术实现要素：

根据本发明的一个示例性实施例，提供了一种用于将电缆设备安装在电网的电缆上和/或从电缆上拆卸电缆设备的系统、方法和/或计算机程序。电缆，安装设备包括：第一耦接部分，其被布置成将安装设备附接至飞行器；第二耦接部分，其被布置成将电缆设备附接至安装设备；以及导航部分，其可操作以使用户能够导航飞行器以便将电缆设备的凹槽引导至电缆，和/或自动地导航飞行器以将电缆设备的凹槽引导至电缆，和/或使用户能够将飞行器导航至电缆设备，和/或将飞行器自动导航至电缆设备。

根据本发明的另一示例性实施例，导航部分可操作以使用户能够控制飞行器，以便将电缆设备的凹槽与电缆对准，和/或自动控制飞行器以便将电缆设备的凹槽与电缆对准，和/或使用户能够控制飞行器以便将电缆设备安装在电缆上，和/或自动控制飞行器以便将电缆设备安装在电缆上，和/或使用户能够控制飞行器以便将安装设备与安装在电缆上的电缆设备对准，和/或自动控制飞行器以便将安装设备与安装在电缆上的电缆设备对准。

根据本发明的另一示例性实施例，导航部分可操作以使用一个或多个电缆和电缆设备的光学图像进行导航，和/或根据一个或多个电缆和电缆设备发出的一个或多个电场和磁场进行导航。

根据本发明的又一示例性实施例，安装设备可另外包括本地通信设备，该本地通信设备可操作以通信地耦接至飞行器本地控制系统，以便执行自动控制飞行器。

然而，根据本发明的另一示例性实施例，安装设备可另外包括通信地耦接至远程控制设备的远程通信设备，该远程通信设备与远程控制设备通信：从安装设备到远程控制设备的导航数据，和/或从远程控制设备到安装设备的导航控制数据。

此外，根据本发明的另一个示例性实施例，安装设备可另外包括远程控制设备，该远程控制设备可操作以使用户能够控制飞行器，以便将电缆设备的凹槽与电缆对准，和/或控制飞行器以便将安装设备与安装在电缆上的电缆设备对准，和/或控制飞行器以便将电缆设备安装在电缆上，和/或控制飞行器以便从电缆上拆卸电缆设备，和/或使用通信地耦接至飞行器本地控制系统的通信设备将安装设备切换为自动操作，以执行飞行器的自动控制。

仍进一步根据本发明的另一示例性实施例，被布置成将电缆设备附接至安装设备的第二耦接部分包括机械耦接和/或机电耦接。

甚至进一步根据本发明的另一示例性实施例，安装设备可以另外包括锁定致动器部分，该锁定致动器部分可操作以耦接至电缆设备的锁定部分并且激活该锁定部分以将电缆设备锁定至电缆，和/或激活电缆设备从电缆的解锁，和/或识别电缆设备到电缆的锁定的指示，和/或识别电缆设备到电缆的解锁的指示。

另外，根据本发明的另一示例性实施例，安装设备可另外包括操纵设备，从而以偏航角、俯仰角和侧倾角中的至少一个相对于飞行器操纵安装部分，和/或以偏航角、俯仰角和侧倾角中的至少一个相对于安装部分操纵电缆设备，和/或以偏航角、俯仰角和侧倾角中的至少一个相对于电缆操纵电缆设备，和/或以偏航角、俯仰角和侧倾角中的至少一个相对于安装在电缆上的电缆设备操纵安装部分，和/或在不影响飞行器的偏航角、俯仰角和侧倾角中的至少一个的情况下操纵安装部分，和/或在不影响飞行器的偏航角、俯仰角和侧倾角中的至少一个的情况下操纵电缆设备。

根据本发明的另一示例性实施例，安装设备可操作以根据从导航部分接收的数据来操纵偏航角、俯仰角和侧倾角中的至少一个。

进一步根据本发明的另一示例性实施例，提供了一种飞行器，用于将电缆设备安装在电网的电缆上，该飞行器包括：安装部分；传感器耦接部分，其被布置成将电缆设备附接至安装部分；凹槽导航部分，其可操作以使用户能够导航飞行器以便将电缆设备的凹槽引导至电缆，和/或自动导航飞行器以将电缆设备的凹槽引导至电缆，和/或使用户能够将飞行器导航至电缆设备，和/或将飞行器自动导航至电缆设备。

仍进一步根据本发明的另一示例性实施例，飞行器可另外包括直升机耦接部分，该直升机耦接部分被布置成将飞行器附接至安装部分，该直升机耦接部分被布置成根据从凹槽导航部分接收的数据以偏航角、俯仰角和侧倾角中的至少一个相对于飞行器操纵安装设备。

仍进一步根据本发明的另一示例性实施例，飞行器可另外包括远程导航部分，该远程导航部分可操作以使用户能够导航飞行器以将凹槽导航部分引导至电缆，和/或自动导航飞行器以将凹槽导航部分引导至电缆。

甚至进一步根据本发明的另一示例性实施例，一种用于将电缆设备安装在电网的电缆上的方法可以包括将电缆设备附接至附接至飞行器的安装设备；使用远程导航部分将飞行器飞行至电缆；将短程导航部分引导至电缆；使用短程导航部分将飞行器飞行至电缆；将电缆设备的凹槽与电缆对准；以及将电缆设备安装在电缆上，其中，电缆插入在电缆设备的凹槽中。

另外，根据本发明的另一示例性实施例，一种用于将电缆设备从电网的电缆上拆卸的方法可以包括：使用远程导航部分将飞行器飞行至电缆；识别安装在电缆上的电缆设备；将短程导航部分引导至电缆设备；使用短程导航部分将飞行器飞行至电缆；将飞行器的安装部分与电缆设备对准；从电缆上解锁电缆设备；以及从电缆上拆卸电缆设备。

除非另有定义，否则本文中使用的所有技术和科学术语具有与相关领域的普通技术人员通常所理解的相同的含义。本文提供的材料、方法和实施例仅是说明性的，而不是限制性的。除了在过程本身中必要或固有的程度之外，没有意图或隐含本公开中描述的方法和过程的步骤或阶段的特定顺序。在许多情况下，过程步骤的顺序可以改变，而不会改变所描述方法的目的或效果。

附图说明

本文仅通过示例的方式，参考附图描述了本发明的各种实施例。现在详细地具体参考附图，要强调的是，所示出的细节仅是示例性的，并且仅是为了说明性地讨论本发明的各个实施例，并且被呈现以便提供被认为是对实施例的原理和概念方面的最有用和最容易理解的描述。在这一点上，没有尝试比基本理解本主题所必需的更详细地示出本发明的实施例的结构细节，结合附图进行的描述使本领域技术人员显而易见如何在实践中体现若干形式和结构。

在附图中：

图1是飞行器的简化图示，该飞行器包括将电缆设备安装在电网的电缆上的安装部分；

图2是安装部分的前视图的简化图示；

图3是安装部分的侧视图的简化图示；

图4是安装部分的底视图的简化图示；

图5是安装部分的斜视图的简化图示；

图6是通常包括在安装部分的主体中的计算设备1的简化图示；

图7是穿过安装在电缆上的电缆设备的切口的简化图示；

图8a是处于打开位置的电缆设备的电缆夹持部分的简化图示；

图8b是处于闭合位置的电缆设备的电缆夹持部分的简化图示；

图9a是飞行器和在飞行器下方承载电缆设备的一体安装部分的前视图的简化图示；

图9b是图9a中所示的系统的侧视图的简化图示；

图10是飞行器和在飞行器上方承载电缆设备的一体安装部分的前视图的简化图示；

图11是飞行器和在飞行器上方承载电缆设备的一体安装部分的前视图的简化图示，该一体安装部分具有一个或多个向内(向下)看的接近(第二)导航设备；

图12是飞行器和承载电缆设备的具有远程导航设备、近程导航设备和精确操纵设备的一体安装部分的侧视图的简化图示；

图13是飞行器和配备有远程导航设备、短程导航设备和精确操纵设备的可附接安装部分的侧视图的简化图示；以及

图14是具有安装部分的飞行器的前视图的简化图示，该安装部分具有用于将电缆设备的凹槽引导至电缆的漏斗，反之亦然。

具体实施方式

在其实施例中，本发明提供了一种用于使用无人飞行器将设备安装在电缆上和/或使用无人飞行器将电缆上的设备拆卸的方法和系统。该设备可以是传感器、警告标志、通信节点等。无人飞行器可以是无人驾驶飞机、直升机、四轴飞行器和/或任何其它飞行器。飞行器可以是远程控制的或自主的。

参考以下附图和所附描述，可以更好地理解根据本发明的多个示例性实施例的使用飞行器将设备安装在电缆上或从电缆上拆卸的系统和方法的原理和操作。

在详细解释本发明的至少一个实施例之前，应当理解，本发明的实施例在其应用中不限于在以下描述中阐述或在附图中示出的构造细节和部件的布置。本发明的其它实施例可以以各种方式实践或执行。另外，应当理解，本文采用的措词和术语是出于描述的目的，而不应被认为是限制性的。

在该文件中，在附图的范围内未描述并且用在先前的附图中已经描述的数字标记的附图的元素具有与先前的附图相同的用途和描述。类似地，在文本中由在文本所描述的附图中未出现的数字标识的元素具有与先前描述附图时相同的用途和描述。

本文件中的附图可能未按任何比例绘制。不同的图可以使用不同的比例，并且甚至在同一附图内也可以使用不同的比例，例如，同一对象的不同视图使用不同的比例，或者两个相邻对象使用不同的比例。

本发明的实施例的目的是使用飞行器在电缆上安置或安装任何设备，并且特别是测量设备或传感器。测量设备可以在电网中的多个位置中测量各种电参数，并且通过比较多个测量来确定故障存在、故障的类型或特性及其位置。本发明的实施例的另一个目的是使用飞行器来移除或拆卸电缆上的任何设备，并且特别是测量设备或传感器。

术语“电网(grid)”或“电力网(electricgrid)”可以指输电网络和/或配电网络，以及一个或多个发电站与负载或消费者之间的此类网络的任何部分。术语“电缆(cable)”或“电缆线(electriccable)”可以指电网中的任何单根电缆或电线，诸如相位电缆。

术语“电缆设备”可以指要安装在电网的电缆上或从电网的电缆上拆卸的任何设备，包括传感器、测量设备、通信设备、警告设备、标记设备等。通常，电缆设备可以从电缆周围的电场和/或磁场中获取电力，其中电场和/或磁场可以由电缆上流动的电流生成。

术语“飞行器”可以指能够飞行或悬停并且还能够承载电缆设备并将其安装在电缆上或从电缆上拆卸的任何类型的设备。特别地，飞行器可以包括任何类型的无人飞行器，诸如无人驾驶飞机、直升机、四轴飞行器等。飞行器可以是远程控制的，或者是自主的，或者两者(在飞行的不同部分中，如下面所述)。

术语“测量”或“电测量”可以指任何电参数的任何类型的测量，诸如电压、电流、电场、磁场、电阻、电容、电感、电荷等。术语“物理测量”或“机械测量”可以指除电参数以外的任何物理参数的任何类型的测量。此类参数可以是温度、风、湿度、运动、高度、(电缆)凹陷、(电缆)角度等。此类测量通常由安装在电缆上的电缆设备执行。

现在参考图1，图1是根据本发明的一个示例性实施例的将电缆设备11安装在电网13的电缆12上的飞行器10的简化图示。

如图1中所示，飞行器10可以包括空中推进系统和安装部分14。空中推进系统可以包括例如一个或多个螺旋桨15。例如，螺旋桨15可以借助于电动机操作，该电动机可以由第一导航系统控制。然而，可替代地和/或另外地，空中推进系统可以使用一个或多个内燃机来操作，和/或包括一个或多个喷气发动机、涡轮风扇喷气发动机、涡轮螺旋桨喷气发动机等。空中推进系统可以包括任何数量的发动机和/或螺旋桨，通常为4或8。

安装部分14可以是飞行器10的一体部分(即，一体安装部分14)。可替代地，安装部分14可以是可以被附接或耦接或夹持到各种类型的飞行器10的独立设备(即，可附接安装部分14)。

可附接安装部分14减轻了设计和生产整个飞行器10的需要，并且使得能够使用现成的飞行器10。此外，可附接安装部分14使单个飞行器10能够承载两个或更多个安装部分14。然而，可附接安装部分14需要一体安装部分14可能不需要的(第一)耦接设备16。

为了描述的一般性，应当理解，图1也可以示出飞行器10，其从电网13的电缆12拆卸电缆设备11。因此，飞行器10和安装部分14可共同操作以将电缆设备11安装在电网13的电缆12上，以及将电网13的电缆12上的电缆设备11拆卸。

图1还示出了已经安装在电网13的另一电缆12上的另一电缆设备11，由数字17表示。

如图1中所示，将电缆设备11安装在电缆12上可以包括将电缆插入电缆设备11的安装凹槽18中。换句话说，将电缆设备11安装在电缆12上可涉及将电缆设备11的安装凹槽18引导至电缆12上。或者，将电缆设备11安装在电缆12上可涉及将飞行器10(和安装部分14)引导和/或导航至电缆12，使得电缆设备11的凹槽18将电缆12覆盖。此后，安装部分14可以操作电缆设备11内的夹持设备(电缆夹持部分)以将电缆设备11固定至电缆12。

类似地，从电缆12拆卸电缆设备11可以包括将飞行器10(和安装部分14)引导和/或导航至安装在电缆12上的所选电缆设备11，将安装部分14附接至所选电缆设备11，操作电缆设备11内的夹持设备(电缆夹持部分)以将电缆设备11与电缆12分离，并从电缆12移除电缆设备11。

如图1中所示，安装部分14可以包括以下部分：

第一耦接部分，诸如耦接设备16，其被布置成将安装部分14附接至飞行器10。该第一耦接部分也可以称为直升机耦接部分。

第二耦接部分，诸如臂19，其被布置成将电缆设备11附接至安装部分14。该第二耦接部分也可以称为传感器耦接部分。

导航部分(其也可以称为“第二导航部分”和/或短程导航，和/或部分凹槽导航部分)，包括至少一个导航传感器，诸如相机20，其可操作地执行以下中的至少一项：

通过导航飞行器10以便将电缆设备11的凹槽18引导至电缆12，使得凹槽18与电缆12对准，使用户能够将电缆设备11安装在电网13的电缆12上。

通过将飞行器10导航至电缆设备11，使得飞行器10与电缆设备11对准，使用户能够将电缆设备11从电网13的电缆12拆卸。

自动导航飞行器将电缆设备11的凹槽18引导至电缆12，使得凹槽18与电缆12对准。

将飞行器10自动导航至电缆设备11，使得飞行器10与电缆设备11对准。

现在参考图2、图3、图4以及图5，图2是安装部分14的前视图的简化图示，图3是安装部分14的侧视图的简化图示，图4是安装部分14的底视图的简化图示，并且图5是安装部分14的斜视图的简化图示，所有都根据本发明的一个示例性实施例。

作为选择，图2、图3、图4和图5的图示可以在先前附图的细节的上下文中查看。然而，当然，可以在任何所需环境的上下文中查看图5的图示。此外，前述定义可以等同地应用于以下描述。在图2、3、4和5中示出了承载电缆设备11的安装部分14。

如图2、图3、图4和图5中所示，安装部分14可以包括主体21，该主体21通常包括电子设备，除其它设备外，该电子设备通常包括诸如微控制器的计算设备，该其它设备包括：第二耦接部分，诸如臂19，其耦接至主体21并且被布置成将电缆设备11附接至该主体。导航部分22，其包括至少一个导航传感器，诸如相机20。电缆附接致动器部分23，其耦接至主体21，并且可操作以致动电缆设备11中的电缆夹持部分24。

现在参考图6，图6是根据本发明的一个示例性实施例的通常包括在主体21中的计算设备25的简化图示。

作为选择，可以在先前附图的细节的上下文中查看图6的图示。然而，当然，可以在任何所需环境的上下文中查看图6的图示。此外，前述定义可以等同地应用于以下描述。

提供计算设备25作为安装部分14的处理部分的示例性实施方式。这样，计算设备25可以被布置成操作第二耦接部分，诸如臂19、导航部分22和电缆附接致动器部分23，以及耦接至或包括在安装部分14和/或主体21中的其它设备，诸如参考图1至5所示和所述。

如图6中所示，计算设备25可以包括至少一个处理器单元26、一个或多个内存单元27(例如，随机存取存储器(ram)、诸如闪存的非易失性存储器等)、一个或多个存储单元28(例如，包括代表软盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器、闪存设备等的硬盘驱动器和/或可移动存储驱动器)。

计算设备25还可包括：

一个或多个通信单元29。此类通信单元29可以使用任何类型的通信技术，特别是rf通信技术，特别是诸如wi-fi、蓝牙、zigbee的通信技术，以及如可以用于远程控制飞行器10的任何远程控制通信技术。

一个或多个第二耦接控制电路30，用于控制第二耦接部分，诸如臂19。特别地，操纵臂19释放电缆设备11，和/或与电缆设备11对准，和/或附接至电缆设备11。

一个或多个导航传感器控制电路31，用于控制导航传感器，诸如相机20，可选地包括导航传感器32本身。

用于控制电缆附接致动器部分23的一个或多个电缆附接控制电路33以及电缆附接致动器部分23本身中的一个或多个。

连接上述单元的一条或多条通信总线34。

计算设备25还可包括一个或多个控制电路，用于控制耦接至主体21或包括在主体21中的其它设备。

计算系统25还可以包括一个或多个计算机程序35或计算机控制逻辑算法，该程序或算法可以存储在内存单元27和/或存储单元28中的任何一个中。此类计算机程序在被执行时使计算系统25能够执行本文所述的各种功能。内存单元27和/或存储单元28和/或任何其它存储设备是有形计算机可读介质的可能示例。

特别地，计算机程序35可以包括软件程序以用于：

操作和/或控制通信单元29。

操作和/或控制耦接至或包括在如下中的设备：主体21(诸如第二耦接部分，诸如臂19)、导航部分22、导航传感器32(诸如相机20)、电缆附接致动器部分23等。

与操作飞行器10的用户(操作者)进行通信。

与计算系统和/或操作和/或控制飞行器10的一个或多个计算机程序通信。

与计算系统和/或操作和/或控制电缆设备11的一个或多个计算机程序通信。

将飞行器10和/或安装部分14和/或电缆设备11导航至电缆12，以将电缆设备11安装在电缆12上。

将飞行器10和/或安装部分14导航至安装在电缆12上的电缆设备11，并在电缆12上拆卸电缆设备11。

计算系统25可以执行任何软件程序，诸如用于分析由图1至图5的任何一个或多个电缆设备11进行的测量，

操作和/或控制耦接至或包括在如下中的设备：主体21(诸如第二耦接部分，诸如臂19)、导航部分22、导航传感器32(诸如相机20)、电缆附接致动器部分23等。

例如，安装部分14和/或计算系统25和/或计算机程序35可以执行以下操作：

使操作飞行器10的用户能够将飞行器10导航至电网13，诸如至电网13的特定部分。

使操作飞行器10的用户能够识别电网13的特定电缆12和/或安装在特定电缆12上的特定电缆设备11。

使操作飞行器10的用户能够将电缆设备11的凹槽18与特定电缆12对准。使电缆设备11能够与电缆12接合，并将电缆设备11安装在电缆12上，包括将电缆设备11夹持到电缆12。该步骤可以由安装部分14和/或计算系统25和/或接管操作用户对飞行器10的控制的计算机程序35自动操作。

使操作飞行器10的用户能够将飞行器10和/或安装部分14和/或第二耦接部分和/或臂19与安装在电缆12上的特定电缆设备11对准。使得安装部分14与电缆设备11接合。使电缆设备11从电缆12松开和/或拆卸和/或移除。该步骤还可以由安装部分14和/或计算系统25和/或接管操作用户对飞行器10的控制的计算机程序35自动操作。

为了将电缆设备11的凹槽18与电缆12精确对准，安装部分14可以例如通过发送如用户/操作者可使用的模拟远程控制设备的通信信号来直接操作飞行器10。以类似的方式，安装部分14可以直接操作飞行器10以将第二耦接部分(诸如臂19)与安装在电缆12上的电缆设备11精确对准。安装部分14可以通过经由通信单元29发送模拟远程控制设备的通信信号来操作飞行器10。

安装部分14可以通过作为本地通信设备的通信单元29操作飞行器10，该本地通信设备可操作地通信耦接至飞行器10的本地控制系统以自动控制飞行器10。

安装部分14可使用光学图像导航至电缆12，例如，光学图像可源自一个或多个光学传感器(诸如相机20)并由处理器单元26和计算机程序35处理。可替代地或另外地，安装部分14可以使用电传感器导航至电缆12，该电传感器感测由电缆12中的电流产生的电场和/或磁场。当电缆12不承载电流时，光学导航是有用的，而电磁导航在光学条件困难时(诸如黑暗、过高亮度、不利背景等)非常有用。其它导航方法可包括电缆的热感测、接近感测等。

安装部分14可以使用光学图像导航至电缆设备11，例如，光学图像可以源自一个或多个光学传感器(例如相机20)并由处理器单元26和计算机程序35处理。可替代地或另外地，安装部分14可使用电传感器导航至电缆设备11，该电传感器感测由电缆12中的电流产生的电场和/或磁场。可替代地或另外地，安装部分14可以使用其它类型的射频(rf)传感器导航至电缆设备11，该射频(rf)传感器感测由电缆设备11(诸如由射频识别设备(rfid))发出的rf信号，从而允许导航至无电和/或不工作和/或有故障的电缆设备11。

为此目的，用于使用飞行器将传感器安装在电缆上或从电缆上拆卸的系统还包括由用户或操作者操作的远程控制器。远程控制器可以包括两个部分，例如，经由通信单元29用于操作飞行器10的第一远程控制部分，以及用于操作安装部分14的第二远程控制部分。可以理解，这两个控制部分可以统一在一个远程控制设备中。应当理解，远程控制设备可以是专有设备或诸如智能电话的通用设备。

安装部分14例如经由通信单元29可以向远程控制器，特别是但非排他地，向第二远程控制部分提供导航数据，并从远程控制器接收导航控制数据。

导航数据可以包括例如来自一个或多个相机20和/或来自一个或多个电磁传感器的图像数据，和/或电缆设备11的识别信号，与电缆附接系统的操作相关联的各种控制信号等。

导航控制数据可以包括例如选择电网13的特定电缆12，选择所选电缆12上的特定位置，选择电缆设备11相对于电缆12的取向(例如，根据电流方向)等。

导航控制数据还可以包括例如到安装部分14的指令，以通过直接操作飞行器10来接管飞行器10的控制并如上所述执行自动导航。

如上所述，操作上述系统并且特别是操作上述远程控制设备的用户或操作者可以指示安装部分14操作电缆附接致动器部分23，以将电缆设备11附接至电缆12，或者将电缆设备11与电缆12分离，如下所述。

嵌入电缆设备11中的rfid可以包含设备的唯一标识，并且当被安装部分14读取时可以用于从电缆上移除出正确的设备11的肯定验证。

现在参考图7，图7是根据本发明的一个示例性实施例的穿过安装在电缆12上的电缆设备11的切口的简化图示。

作为选择，可以在先前附图的细节的上下文中查看图7的电缆设备11的图示。然而，当然，可以在任何所需环境的上下文中查看图7的电缆设备11的图示。此外，前述定义可以等同地应用于以下描述。

如图7中所示，电缆设备11可以包括电缆12穿过的盒36或主体。电缆12可以是诸如由电力公司维护以将电力提供给公众、工厂等的电网、输电网络或配电网络的一部分。电缆设备11因此可以安装在带电的电缆12上。也就是说，当电缆12完全供电和/或承载电压和/或电流时。

因此，盒36由两个部分构成，该两个部分可以打开，并且然后围绕电缆12闭合。可替代地，盒36可以由围绕大部分电缆直径并在一侧具有开口(诸如凹槽18)的一个部分构成，以插入电缆12并将盒附接至电缆12。

如图7中所示，电缆设备11可以包括电源模块37、控制器模块38、一个或多个电测量设备39、一个或多个物理测量设备40以及回程通信模块41。可选地，电缆设备11还可以包括局域网通信模块42、遥感模块43和推进控制模块44。可选地，电缆设备11还可以包括电缆夹持部分24和gps模块45。

如图7中所示，电缆设备11可以包括磁芯46，在磁芯46上缠绕至少一个线圈以形成绕组47。磁芯46可以围绕电缆12安装。磁芯46可以由两个部分构成，即盒36的两个部分中的每个部分中的部分，其中当盒36附接至电缆12时，磁芯46的两个部分围绕电缆12闭合。然而，可选地，并且特别是对于高压电缆，磁芯46在其具有电缆12可通过其插入的凹槽的意义上可以是开放的。

磁芯46通常从在电缆12中流动的电流获得磁场。绕组47通常从磁芯46中的磁通量获得电流。绕组47可以电耦接至电源模块37，通常向电缆设备46的其它模块提供电压。应当理解，电缆设备11可以从单个电缆12获得电力。

可替代地，例如，当与绝缘高压电缆和/或地下电缆和/或低压电网一起使用时，电源模块37可以连接至与电缆附接的传感器，该电缆从连接至变压器的低压输出的主单元获得电源。电缆设备11的此类构造可以仅具有在底部处具有开口的一个部分。

回程通信模块41和局域通信模块42可以每个和/或两者耦接至一个或多个天线48。遥感模块19可以耦接至各种传感器、一个或多个相机49、一个或多个麦克风50等并控制它们。可以理解，可以将相机安装在提供三维旋转的车轴系统上。可替代地，可以安装多个固定相机或固定相机阵列，以根据需要覆盖大视野。

回程通信模块41和局域网通信模块42可以使用任何类型的通信技术和/或通信网络，诸如但不限于：术语“通信技术”或“通信网络”，或简称为“网络”指任何类型的通信介质，包括但不限于固定(有线、线缆)网络、无线网络和/或卫星网络、固定或无线的广域网(wan)(包括各种类型的蜂窝网络)、包括wi-fi的固定或无线的局域网(lan)和包括蓝牙、zigbee和nfc的固定或无线的个人区域网(pan)设备、电力线载波(plc)通信技术等。“通信网络”或“网络”可以指任何数量的网络以及网络和/或通信技术的任何组合。

可选地，电缆设备11还可以包括全球定位服务(gps)模块45，并且可以使用它来测量、监视和/或控制电缆设备11沿电缆12的位置。gps模块45也可以提供准确的通用时钟，例如，用于准确确定绝对测量时间。

控制器模块38可以包括如可用于存储和/或执行软件程序和相关联数据以及与外部设备进行通信的处理器单元、一个或多个存储单元(例如，随机存取存储器(ram)、诸如闪存的非易失性存储器等)、一个或多个存储单元(例如，包括硬盘驱动器和/或可移动存储驱动器等)。控制器模块38可以被设计为图6的计算设备25。

推进控制模块44可以耦接至一个或多个致动设备，诸如电动机51，其可以耦接至一个或多个轮52。轮52可以安装在电缆12上，以使推进控制模块44能够通过控制电动机51沿着电缆12移动电缆设备11。

应当理解，电缆设备11的推进系统(包括但不限于推进控制模块44、一个或多个电动机51、一个或多个轮52等)可操作以沿着电缆12移动电缆设备11和/或围绕电缆12旋转电缆设备11。

应当理解，电动机51在本文中代表足以操纵沿着电缆12和/或围绕电缆12的电缆设备11的任何类型的技术，包括但不限于ac电动机、dc电动机、步进电动机、气动泵和/或马达、液压泵和/或马达或任何其它类型的致动器。

电缆夹持部分24可以包括例如电缆保持器部分53，该电缆保持器部分53可以被压在电缆12上，以将电缆设备11牢固地附接到电缆12。可以通过电气部件和/或通过诸如螺杆54的机械部件来(例如，上下)操纵电缆保持器部分53。螺杆54可以由电动致动器来操作，或者如图7中所示，由插入电缆附接致动器部分23的插座中的轴55来操作。可替代地，螺杆54可以通过插入插座56中的杆来操作。

现在参考图8a，图8a是处于打开位置的电缆夹持部分24的简化图示，并且参考图8b，图8b是根据本发明的一个示例性实施例的处于闭合位置的电缆夹持部分24的简化图示。

作为选择，可以在先前附图的细节的上下文中查看图8a和图8b的图示。然而，当然，可以在任何所需环境的上下文中查看图8a和图8b的图示。此外，前述定义可以等同地应用于以下描述。

如图8a和图8b中所示，例如通过将电缆保持器部分53从电缆12移出(降低)，转动螺杆54(例如，逆时针方向)以从电缆12释放电缆设备11，最后还转动电缆保持器部分53以清除凹槽18，使得可以从电缆12移除电缆设备11。如在图8a中所示，电缆保持器部分53在完全打开时变成开口57，在该开口中例如可以通过相机20将其检测为完全打开。

电缆设备11以及特别是电缆夹持部分24可以包括一个或多个传感器，用于检测和/或验证电缆设备11是否正确地安装在电缆12上，和/或电缆保持器部分53是否被适当地锁定或解锁。此类传感器可以由电缆设备11的控制器模块38操作，该控制器模块38可以将其测量报告给安装部分14的处理器单元26，如参考图6所示和所述。

安装部分14的处理器单元26和电缆设备11的控制器模块38可以例如使用安装部分14的通信单元29和电缆设备11的局域网通信模块42进行通信。

安装部分14可以经由连接器，或者通过电磁感应，或者使用激光向电缆设备11提供电力。例如，安装部分14可以经由臂19中的一个或多个连接器向电缆设备11提供电力。

现在参考图9a和图9b，图9a是飞行器10和在飞行器10下方承载电缆设备11的一体安装部分14的前视图的简化图示，并且图9b是根据本发明的一个示例性实施例的图9a中所示的系统的侧视图的简化图示。

作为选择，可以在先前附图的细节的上下文中查看图9a和图9b的图示。然而，当然，可以在任何所需环境的上下文中查看图9a和图9b的图示。此外，前述定义可以等同地应用于以下描述。

如图9a和图9b中所示，除了飞行器10和/或安装部分14(例如，导航部分22)中包括的第一导航设备之外，电缆设备11中还包括第二导航设备58。第二导航设备58可用于在电缆12的附近导航飞行器10。在图9a和图9b中所示的示例中，接近(第二)导航设备58包括四个传感器59，以将电缆设备11与电缆12精确对准。传感器59可以是成像传感器(例如，相机、超声等)、热传感器、电磁传感器等。

如图9a和图9b中所示，电缆设备11可以安装在飞行器10的下方，其凹槽18向下开口。然后，飞行器10可以从上方接近电缆12，从下方将电缆12插入凹槽18。

现在参考图10，图10是根据本发明的一个示例性实施例的飞行器10和在飞行器10上方承载电缆设备11的一体安装部分14的前视图的简化图示。

作为选择，可以在先前附图的细节的上下文中查看图10的图示。然而，当然，可以在任何所需环境的上下文中查看图10的图示。此外，前述定义可以等同地应用于以下描述。

图10的系统与图9a和图9b的系统的不同之处在于，电缆设备11可以安装在飞行器10上方，并且其凹槽18向上开口。因此，飞行器10从下方接近电缆12，并且然后电缆12因此可以从上方插入凹槽18。例如，如果当与电缆12接合时风将飞行器10推开，则该配置在空气动力学上可能是有利的。

现在参考图11，图11是根据本发明的一个示例性实施例的飞行器10和在飞行器10上方承载电缆设备11的一体安装部分14的前视图的简化图示，该一体安装部分14具有一个或多个向内(向下)看的接近(第二)导航设备58。

作为选择，可以在先前附图的细节的上下文中查看图11的图示。然而，当然，可以在任何所需环境的上下文中查看图11的图示。此外，前述定义可以等同地应用于以下描述。

图11的系统与图10的系统(以及图9a和图9b的系统)的不同之处在于，接近(第二)导航设备58被安装在安装部分14(和飞行器10)上而不是电缆设备11上。如图11中所示，接近(第二)导航设备58被安装成朝内和/或朝下和/或朝向电缆设备11的凹槽18中看。

因此，图11的系统具有图10的系统的空气动力学特性，然而，不需要在每个电缆设备11中包括接近(第二)导航设备58。

电缆设备11可以安装在飞行器10上方，并且其凹槽18向上开口。因此，飞行器10从下方接近电缆12，并且然后电缆12因此可以在向下看的接近(第二)导航设备58的引导下从上方插入凹槽18中。

现在参考图12，图12是根据本发明的一个示例性实施例的飞行器10和承载电缆设备11的具有远程导航设备60和近程导航设备61以及精确操纵设备62的一体安装部分14的侧视图的简化图示。

作为选择，可以在先前附图的细节的上下文中查看图12的图示。然而，当然，可以在任何所需环境的上下文中查看图12的图示。此外，前述定义可以等同地应用于以下描述。

如图12中所示，飞行器10和一体安装部分14的系统还可以包括第一远程导航设备60和第二短程导航设备61。这两个系统可以配备自己的传感器。如图12中所示，第一远程导航设备60包括远离电缆设备11向外指向的诸如相机63的成像传感器，而第二短程导航设备61包括例如向内指向电缆设备11，特别是指向电缆设备11的凹槽18的诸如相机64的成像传感器。

第一远程导航设备60可以使用户能够使用远程控制器来将飞行器10和一体安装部分14的系统导航至电网13，然后导航至特定电缆12，并且然后导航至特定位置或电缆12的部分。之后，第二短程导航设备61可以使用户能够使用相同或不同的远程控制器来导航飞行器10的系统、一体安装部分14和电缆设备11，使得将电缆12插入电缆设备11的凹槽18中。

另外和/或可选地，第二短程导航设备61还可包括传感器，诸如相机65，其朝向电缆设备11上第二耦接部分(例如，臂19)附接到电缆设备11的位置来取向。

第一远程导航设备60可以使用户能够使用远程控制器将飞行器10和一体安装部分14的系统导航至电网13，然后导航至特定电缆12，并且然后导航至安装在电缆12上的电缆设备11。之后，第二短程导航设备61可以使用户能够使用相同或不同的远程控制器来导航飞行器10和一体安装部分14的系统，使得第二耦接部分(例如，臂19)与电缆设备11正确对准并附接到电缆设备11。

应当理解，第一远程导航设备60和/或第二短程导航设备61可以使用如上所述的任何类型的传感器或类型的组合。

应当理解，第一远程导航设备60和第二短程导航设备61可以具有重叠范围，在该范围内，两个系统可操作，并且在系统之间的切换可以手动或自动执行。例如，在重叠范围内，两个系统都具有足够的精度和可操纵性控制。

应当理解，使用远程导航部分飞行飞行器10的最后部分可以用于使短程导航部分与电缆(用于安装)或与电缆设备(用于拆卸)接合。

另外和/或可选地，飞行器10和一体安装部分14的系统还可包括精确操纵设备62，其通常包括操纵致动器，诸如一个或多个螺旋桨66。精确操纵设备62可使用户能够使用远程控制器将飞行器10和一体安装部分14的系统精确导航至电缆12(以安装电缆设备11)和/或电缆设备11(以拆卸)，而对俯仰角和侧倾角的影响最小。

现在参考图13，图13是根据本发明的一个示例性实施例的飞行器10和可附接安装部分14的侧视图的简化图示，该可附接安装部分14配备有远程导航设备60、短程导航设备61以及精确操纵设备62。

作为选择，可以在先前附图的细节的上下文中查看图13的图示。然而，当然，可以在任何所需环境的上下文中查看图13的图示。此外，前述定义可以等同地应用于以下描述。

根据图13的飞行器10和附接安装部分14的系统与根据图12的飞行器10和一体安装部分14的系统的不同之处在于，远程导航设备60、短程导航设备61以及精确操纵设备62是附接安装部分14的一部分，并且因此可以借助于诸如耦接设备16的第一耦接部分从一个飞行器10转移到另一个飞行器10。

应当理解，诸如本文所述的电缆传感器安装系统通常包括飞行器(诸如飞行器10)以及安装部分(诸如安装部分14，其可以与飞行器10成一体，或者附接至飞行器10)。电缆传感器安装系统可以具有两个导航系统，通常是远程导航系统和短程导航系统。

远程导航系统用于将飞行器10导航至电网13，并导航至特定的电缆12(其上的位置)，而短程导航系统用于将设备11与电缆12精确对准。特别地，当将设备11安装在电缆12上时，短程导航系统用于将凹槽18或设备11的类似电缆附接工具与电缆12精确对准。类似地，当从电缆12拆卸设备11时，短程导航系统用于将飞行器10和安装部分14与设备11精确对准。

例如，远程导航系统可以是飞行器10的本机导航系统，而短程导航系统可以是安装部分14的一部分，诸如参考图1至图5以及图9a、图9b、图10和图11所示和描述的导航部分22和相机20。

可替代地，例如，如参考图12和图13所示和所述，安装部分14可以既包括诸如元件60和63的远程导航系统，又包括诸如元件61和64的短程导航系统。

应当理解，凹槽18通常比电缆12宽几毫米，并且因此，短程导航系统以及随附的精确操纵设备62所需的精度只有几毫米，通常小于凹槽18的宽度与电缆12的宽度之差的一半。

短程导航系统和精确操纵设备的精度或准确性包括上述位置精度(或精确性)以及对准精度(或精确性)，通常应优于sin(0.01)或0.01弧度。

因此，例如，远程导航系统的传感器范围可以具有长焦距，通常以约一厘米的典型分辨率感测例如至少十分之一平方米的面积。短程导航系统的传感器范围可以具有短焦距，通常以至少0.1毫米的典型分辨率感测小于几十平方厘米的面积。

类似地，飞行器10的远程操纵系统可具有1厘米或更小的精度(或精确性)，和/或不优于0.1弧度的偏航和/或俯仰和/或侧倾，而短程操纵系统应具有0.1毫米或更优的精度(或精确性)，和/或至少0.001弧度的偏航和/或俯仰和/或侧倾。

上面描述的精度(或精确性)要求可以指将电缆设备11安装在电缆12上，以及将电缆设备11从电缆12拆卸。在这方面，精度(或精确性)要求可以指相对于电缆12定位和/或对准电缆设备11，或相对于电缆设备11定位和/或对准安装部分14。

如图1中所示，电缆12通常是弯曲的或凹入的，并且因此，在安装和/或拆卸的位置处，电缆12可以倾斜和/或与视界或引力向量成任意俯仰角。

电缆设备11应通过竖直对准的凹槽18安装在电缆12上。然而，如图1中所示，可以发现电缆设备11以任意侧倾角安装在电缆12上。

因此，精度(或精确性)要求可以涉及偏航角、俯仰角和侧倾角中的任何一个，无论是用于安装和/或拆卸，和/或无论是用于导航和/或操纵。

在这方面，例如，如图13中所示，耦接设备16可以包括操纵设备67，例如接头，该操纵设备使安装部分14能够相对于飞行器10以任意角度实时地自我操纵。

因此，虽然飞行器10可以水平放置，但是安装部分14可以使用耦接设备16和操纵设备67相对于飞行器10并根据电缆12(用于安装)或电缆设备11(用于拆卸)的角度旋转。操纵设备67可以相对于飞行器10以偏航角、俯仰角和侧倾角中的任何一个或其组合旋转安装部分14。

可替代地或另外地或可选地，特别是如果将安装部分14固定到飞行器10，则可以通过操纵飞行器10的偏航角、俯仰角和侧倾角来实现安装部分14的偏航角、俯仰角和侧倾角中的任何一个。这可以通过使用一个或多个螺旋桨66的精确操纵装置62和/或通过使用倾斜的螺旋桨来实现。

如图13中所示，耦接设备16可以包括两个操纵设备67，以最小化操纵飞行器10和安装部分14中的任何一个的偏航角、俯仰角和侧倾角中的任何一个对飞行器10和安装部分14的系统以及可选的电缆设备11的重力中心和空气动力学特性的影响。因此，具有两个操纵设备67的耦接设备16可以使飞行器10响应风而倾斜，而安装部分14可根据电缆取向(安装)或电缆设备11取向(拆卸)来倾斜。

应当理解，可以将具有一个或多个操纵设备67的耦接设备16设置在飞行器10的顶部，以便将电缆设备11承载在飞行器10上方，如参考图11所示和所述。

应当理解，第二耦接部分(诸如臂19)也可以提供功能，诸如电缆设备11相对于安装部分14诸如通过改变偏航角、俯仰角和/或侧倾角的可操纵性。

现在参考图14，图14是根据本发明的一个示例性实施例的飞行器10的前视图的简化图示，该飞行器10具有带有漏斗68的安装部分14。

作为选择，可以在先前附图的细节的上下文中查看图14的图示。然而，当然，可以在任何所需环境的上下文中查看图14的图示。此外，前述定义可以等同地应用于以下描述。

如图14中所示，安装部分14的臂19成形为形成漏斗68。漏斗68成形为将具有承载电缆设备11的安装部分14和/或电缆设备11的凹槽18的飞行器10朝向电缆12引导。应当理解，安装部分14可以具有两个或更多个此类漏斗68，该漏斗被布置成将凹槽18朝向电缆12引导，和/或反之亦然。

应当理解，漏斗68可以是电缆设备11的一部分，或者是飞行器10的一部分，或者是除了臂19之外的安装部分14的一部分。如图14中所示，臂19和漏斗68还用作飞行器的起落架10。

如上所述，飞行器10和安装部分14的系统能够通过执行例如以下步骤来将电缆设备安装在电网的电缆上：

将电缆设备附接至附接至飞行器的安装设备。

使用远程导航部分将飞行器飞行至电缆。

使用远程导航部分，将短程导航部分引导至电缆。

使用短程导航部分将飞行器飞行至电缆，同时使电缆设备的凹槽与电缆对准。

将电缆设备安装在电缆上，使得将电缆插入电缆设备的凹槽中。

类似地，飞行器10和安装部分14的系统可以通过执行例如以下步骤从电网的电缆上拆卸电缆设备：

使用远程导航部分将飞行器飞行至电缆。

识别安装在电缆上的电缆设备。

使用远程导航部分，将短程导航部分引导至电缆设备。

使用短程导航部分将飞行器飞行至电缆，同时将飞行器的安装部分与电缆设备对准。

从电缆上解锁电缆设备。

从电缆上拆卸电缆设备。

应当理解，为了清楚起见，在本发明的独立实施例的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施例中组合提供。相反，为简洁起见，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合来提供。

尽管以上已经结合本发明的特定实施例提供了描述，但是显然，许多替代、修改和变化对于本领域技术人员而言将是显而易见的。因此，旨在涵盖落入所附权利要求的精神和广泛范围内的所有此类替代、修改和变化。本说明书中提及的所有出版物、专利和专利申请都通过引用整体并入本文，其程度与好像每个单独的出版物、专利或专利申请被具体地和单独地指示通过引用并入本文的程度相同。另外，在本申请中对任何参考文献的引用或标识均不应解释为承认该参考文献可作为现有技术获得。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除