一种具备野外充电功能的无人机航拍巡线器 |
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| 申请号 | CN201710620035.9 | 申请日 | 2017-07-26 | 公开(公告)号 | CN107499510A | 公开(公告)日 | 2017-12-22 |
| 申请人 | 青岛万祥如光机械技术研究有限公司; | 发明人 | 王尚; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种具备野外充电功能的无人机航拍巡线器，包括无人机，无人机上安装有摄像头、红外探测器、无线数据模 块 、 控制器 、 蓄 电池 ，摄像头、红外探测器的控制端口连接控制器的指令输出端口，无线数据模块、高清摄像头、红外探测器的数据输出端口连接控制器的数据接收端口，控制器的数据输出端口连接无线数据模块的数据接收端口，控制台设置有与无线数据模块对应的模块，无人机上还设置有 风 轮、切磁环，风轮、切磁环都安装在 转轴 上，切磁环的两出线端分别设置一个滑环，滑环连接充电 电路 ， 蓄电池 连接在充电电路中。本发明直接利用输电线路中的 磁场 转化 风能 给无人机供能，节省了普 通风 能发电所需的产生永磁场的机构，节约了成本。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种具备野外充电功能的无人机航拍巡线器，包括无人机(1)，无人机(1)上安装有摄像头、红外探测器、无线数据模块、控制器、蓄电池，摄像头、红外探测器的控制端口连接控制器的指令输出端口，无线数据模块、高清摄像头、红外探测器的数据输出端口连接控制器的数据接收端口，控制器的数据输出端口连接无线数据模块的数据接收端口，控制台设置有与无线数据模块对应的模块，其特征在于：无人机(1)上还设置有风轮(2)、切磁环(3)，风轮(2)、切磁环(3)都安装在转轴(4)上，切磁环(3)的两出线端分别设置一个滑环(31)，滑环(31)连接充电电路(8)，蓄电池连接在充电电路(8)中。 |
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| 说明书全文 | 一种具备野外充电功能的无人机航拍巡线器技术领域背景技术[0002] 输电线路的安全运行不但关系到国民生产生活，而且关系到电力系统的稳定运行。输电线路巡检工作是保证安全、可靠供电的重要的、不可缺少的工作。目前的电力巡查的方式主要由人工巡线和航空巡线构成。人工巡线，执行和监管困难，劳动强度大，安全性较差；而有人直升机电力巡查的运营成本较高，不仅机体的租用成本高，机场的建设成本高昂，而且专业的飞行和维护团队管理和培训不易，在实际使用过程中，始终难以避免“人”的因素，在高危领域的作业过程中，一旦发生事故将带来难以弥补的损失。 [0003] 近几年，伴随着我国无人驾驶飞机技术的逐渐成熟和国外无人机及其控制设备进入中国，采用无人机巡查电力线路已经具备了技术上的可行性，推进无人机航巡输电线路工作具有了实际的现实意义。无人直升机电力巡线通过较快的速度全面检查线路和电塔的各种设备情况，同时搭载的精密仪器可以探测到深层次的线路故障和隐故障，数据及时返回，问题当日处理，巡线速度快，操作简便，使用成本低廉，为电网的安全和高效运行提供了重要保障。采用无人机巡线可大大增加安全系数，增加巡航检查次数，减少运营管理的成本，提高作业的效率，且操作更简单、性能可靠，具有更加优良的经济效益与社会效益。 [0004] 由于电力输电线路具有距离长、环境恶劣的特点，现有的遥控飞行器只能短距离使用，特别是在装载了各种线路检测仪器后，负载较大，飞行器机载电池的能量有限，限制了运行时间，不利于无人飞行器在该领域的推广。 发明内容[0005] 本发明针对现有飞行器不能满足输电线路长距离航拍的问题，研制一种具备野外充电功能的无人机航拍巡线器，该无人机航拍巡线器配备野外充电设备，使设备的续航时间理论上达到永久，方便了无人飞行器在输电线路巡线领域的推广。 [0006] 本发明解决技术问题的技术方案为：一种具备野外充电功能的无人机航拍巡线器，包括无人机，无人机上安装有摄像头、红外探测器、无线数据模块、控制器、蓄电池，摄像头、红外探测器的控制端口连接控制器的指令输出端口，无线数据模块、高清摄像头、红外探测器的数据输出端口连接控制器的数据接收端口，控制器的数据输出端口连接无线数据模块的数据接收端口，控制台设置有与无线数据模块对应的模块，无人机上还设置有风轮、切磁环，风轮、切磁环都安装在转轴上，切磁环的两出线端分别设置一个滑环，滑环连接充电电路，蓄电池连接在充电电路中。 [0008] 作为优化，所述无人机上还设置有充电杆，充电杆设置至少两个，充电杆之间的距离与输电电缆两相线之间的距离对应，充电杆连接充电电路，蓄电池连接在充电电路中。 [0009] 作为优化，所述充电杆安装在无人机底部，充电杆的末端设置一V形杆，V形杆朝下逐渐张开；或者所述充电杆安装在无人机顶部，充电杆的末端设置一挂钩。 [0010] 作为优化，所述充电杆安装在电动推杆b的伸缩杆上，电动推杆b安装在无人机上。 [0011] 作为优化，所述转轴通过一带座轴承安装在无人机上，切磁环、风轮都设置在无人机的顶部；或者转轴贯穿无人机的机体，风轮设置在无人机的顶部，切磁环设置在无人机的底部。 [0013] 作为优化，所述无人机设置多个螺旋桨，各个螺旋桨的控制电机为独立控制的。 [0014] 作为优化，所述风轮连接翻转机构,连杆上设置有安装板，翻转机构安装在安装板上。 [0015] 作为优化，所述风轮通过连杆连接转轴，连杆的末端设置有锥齿轮，连杆之间通过锥齿轮啮合实现动力传导；所述翻转机构包括电机、主动齿轮、被动齿轮，电机安装在安装板上，主动齿轮安装在电机的输出轴上，被动齿轮安装在连杆上，主动齿轮与被动齿轮啮合；或者所述翻转机构包括电动推杆、齿条、被动齿轮，电动推杆安装在安装板上，齿条安装在电动推杆的伸缩轴上，被动齿轮安装在连杆上，齿条与被动齿轮啮合。 [0016] 作为优化，所述充电电路包括调压电路、整流电路，调压电路的电流接入端口连接充电杆、滑环，整流电路的充电端口连接蓄电池。 [0017] 本发明的有益效果： [0018] 1.本发明将无人机驶入输电线路的磁场中，当有风时，风吹动风轮转动，切磁环切割磁感线形成电势，并通过充电电路给蓄电池充电。直接利用输电线路中的磁场转化风能给无人机供能，节省了普通风能发电所需的产生永磁场的机构，节约了成本，风力发电过程中，无人机最好降落在输电线杆塔上；通过红外探测器可发现线路受热不均处或者存在潜在破损的线路并通过无线数据模块将数据发送至控制台进行储存和分析。 [0020] 3.充电杆通过V形杆或挂钩与输电电缆两相线连接。通过设置充电杆、调压电路，无人机可以直接从高压电缆线上取电。 [0021] 4.通过电动推杆b可调节充电杆之间的距离，方便充电杆放置到位。 [0022] 5.通过设置磁场计可检测输电线路的磁场强度，从而计算无人机与线路之间的距离，避免碰撞。 [0023] 6.通过设置无人机各个螺旋桨的控制电机为独立控制的，当风向与航向不平行时，可通过单独控制各个螺旋桨的工作频率保证无人机的航向。 [0025] 图1至图4为本发明第一种实施例的总体结构图。 [0026] 图5为本发明第一种实施例的俯视图。 [0027] 图6为图2K区域的局部放大图。 [0028] 图7为图1J区域的局部放大图。 [0029] 图8为图4L区域的局部放大图。 [0030] 图9为图5M区域的局部放大图。 [0031] 图10为本发明第二种实施例的总体结构图。 [0032] 图11为本发明第二种实施例的俯视图。 [0033] 图12为图11N区域的局部放大图。 [0034] 图13为充电电路一种实施例的原理图。 具体实施方式[0035] 为了更好地理解本发明，下面结合附图来详细解释本发明的实施方式。 [0036] 图1至图9为本发明的一种实施例，如图所示，一种具备野外充电功能的无人机航拍巡线器，包括无人机1，无人机1上安装有摄像头、红外探测器、无线数据模块、控制器、蓄电池，摄像头、红外探测器的控制端口连接控制器的指令输出端口，无线数据模块、高清摄像头、红外探测器的数据输出端口连接控制器的数据接收端口，控制器的数据输出端口连接无线数据模块的数据接收端口，控制台设置有与无线数据模块对应的模块。 [0037] 如图1、图6所示，无人机1上还设置有风轮2、切磁环3，风轮2、切磁环3都安装在转轴4上，切磁环3的两出线端分别设置一个滑环31，滑环31连接充电电路8，蓄电池连接在充电电路8中。将无人机1驶入输电线路的磁场中，当有风时，风吹动风轮2转动，切磁环3切割磁感线形成电势，并通过充电电路8给蓄电池充电。直接利用输电线路中的磁场转化风能给无人机1供能，节省了普通风能发电所需的产生永磁场的机构，节约了成本，风力发电过程中，无人机1最好降落在输电线杆塔上；通过红外探测器可发现线路受热不均处或者存在潜在破损的线路并通过无线数据模块将数据发送至控制台进行储存和分析。 [0038] 所述风轮2为勺形，风轮2的正反两面都设置有太阳能电池板，太阳能电池板连接蓄电池。通过在风轮2上设置太阳能电池板，增加了充电途径，提高了无人机的续航能力。 [0039] 所述无人机1上还设置有充电杆7，充电杆7设置四个，充电杆7之间的距离与输电电缆两相线之间的距离对应，充电杆7连接充电电路8，蓄电池连接在充电电路8中。 [0040] 如图1至图4所示，所述充电杆7安装在无人机1底部，充电杆7的末端设置一V形杆，V形杆朝下逐渐张开；充电杆7通过V形杆与输电电缆两相线连接。通过设置充电杆7、调压电路81，无人机可以直接从高压电缆线上取电。 [0041] 所述充电杆7安装在电动推杆b9的伸缩杆上，电动推杆b9安装在无人机1上。通过电动推杆b9可调节充电杆7之间的距离，使用时通过摄像头实时监控充电杆7与输电电缆的接触情况，并对应调整电动推杆b9的长度，直至两充电杆7分别与输电电缆的两相线贴合或一充电杆7与输电电缆相线贴合、另一充电杆7与输电线杆塔贴合，启动充电电路8。调压电路81进行降压或升压，整流电路82调整电流的方向及稳定性。 [0042] 所述转轴4通过一带座轴承安装在无人机1上，转轴4贯穿无人机1的机体，风轮2设置在无人机1的顶部，切磁环3设置在无人机1的底部。无人机1在输电线路下方空间航行，将切磁环3、风轮2设置在无人机1的顶部，切磁环3所在位置的磁场更强，风轮2所在位置的风力更强，有利于蓄电池充电。无人机1在输电线路的避雷针以上空间航行，将切磁环3设置在无人机1的底部，切磁环3所在位置的磁场更强；将风轮2设置在无人机1的顶部，风力更强，有利于蓄电池充电。 [0043] 所述无人机1上还设置有数字磁场计，数字磁场计的数据输出端口连接控制器的数据接收端口。通过设置磁场计可检测输电线路的磁场强度，从而计算无人机1与线路之间的距离，避免碰撞。所述无人机1设置多个螺旋桨，各个螺旋桨的控制电机为独立控制的。无人机1各个螺旋桨的控制电机为独立控制的，当风向与航向不平行时，可通过单独控制各个螺旋桨的工作频率保证无人机1的航向。 [0044] 如图7至图9所示，所述风轮2连接翻转机构5,连杆21上设置有安装板51，翻转机构5安装在安装板51上。通过设置翻转机构5，当不需要风力发电时，将各风轮2旋转，使各风轮 2受风吹的合力为零，减少风力对航行的影响。 [0045] 所述风轮2通过连杆21连接转轴4，连杆21的末端设置有锥齿轮，连杆21之间通过锥齿轮啮合实现动力传导；所述翻转机构5包括电机54、主动齿轮52、被动齿轮53，电机54安装在安装板51上，主动齿轮52安装在电机54的输出轴上，被动齿轮53安装在连杆21上，主动齿轮52与被动齿轮53啮合；或者所述翻转机构5包括电动推杆55、齿条56、被动齿轮53，电动推杆55安装在安装板51上，齿条56安装在电动推杆55的伸缩轴上，被动齿轮53安装在连杆21上，齿条56与被动齿轮53啮合。 [0046] 如图13所示，所述充电电路8包括调压电路81、整流电路82，调压电路81的电流接入端口连接充电杆7、滑环31，整流电路82的充电端口连接蓄电池。 [0047] 图10至图12为本发明的第二种实施例，其与第一种实施例的区别仅在于：风轮2设置有三个。 |
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