CN109412241A - 一种输电线路巡线无人机充电补给装置及*** - Google Patents

一种输电线路巡线无人机充电补给装置及*** Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种输电线路巡线无人机充电补给装置及***，装置包括杆塔平台、停机底板、转动轨道、伸缩充电插头、第一红外收发器、第一通信定位模块、太阳能电池板和储能模块。杆塔平台上固定设置有停机底板，停机底板外周转动设置有圆形轨道，圆形轨道上设置有驱动电机和充电支架；充电支架上设置有伸缩充电插头和第一红外收发器，伸缩充电插头和第一红外收发器的相对位置与无人机的充电接口和第二红外收发器的相对位置相同，第一红外收发器分别与驱动电机、伸缩充电插头通信连接，第一红外收发器与第二红外收发器相匹配；伸缩充电插头与储能模块和太阳能电池板依次电连接。本申请解决了无人机续航较差的问题。

Description

一种输电线路巡线无人机充电补给装置及***
技术领域
本申请涉及无人机充电技术领域，尤其涉及一种输电线路巡线无人机充电补给装置及***。
背景技术
架空线路输电是自电力工业发展以来配电网的主要输电方式。架空线路具有线路长、沿线地理环境复杂的特点，为掌握架空线路的运行状况、及时发现设备缺陷和威胁架空线路安全的问题，需要定期对架空线路进行巡视检查。
现有技术中，对于架空线路的巡视检查大部分采用人工巡视的方式，工作量较大，且由于高压架空线路经常穿越高山峡谷，因此人工巡视的交通运输困难也较多。
随着无人机技术的发展，将无人机用于输电线路的巡视工作中逐渐变得可行。但由于目前无人机的电池容量问题，现有无人机单次只能飞行20分钟左右就需要更换电池，限制了无人机的使用频次。
发明内容
本申请提供了一种输电线路巡线无人机充电补给装置及***，以解决无人机续航差的问题。
第一方面，本申请提供了一种输电线路巡线无人机充电补给装置，该装置包括杆塔平台、停机底板、转动轨道、伸缩充电插头、第一红外收发器、第一通信定位模块、太阳能电池板和储能模块，其中，
所述杆塔平台上固定设置有所述停机底板，所述停机底板包括圆形底板，所述停机底板的外周设置有圆形轨道，所述圆形轨道与停机底板旋转连接，所述圆形轨道上设置有驱动电机；
所述圆形轨道上固定设置有充电支架；
所述充电支架上设置有所述伸缩充电插头和第一红外收发器，所述伸缩充电插头和第一红外收发器的相对位置与无人机的充电接口和第二红外收发器的相对位置相同，所述第一红外收发器分别与所述驱动电机、所述伸缩充电插头通信连接，所述第一红外收发器与第二红外收发器相匹配；
所述伸缩充电插头与储能模块和太阳能电池板依次电连接。
可选地，所述杆塔平台上设置有压力传感器，所述压力传感器与第一红外收发器通信连接。
可选地，所述第一通信定位模块包括GPS模块，所述第一通信定位模块与所述储能模块电连接。
可选地，所述第一通信定位模块设置在所述杆塔平台的正下方。
可选地，还包括底板支架，所述底板支架一端垂直固定连接在所述杆塔平台上，另一端与所述停机底板垂直固定连接。
第二方面，本申请还提供了一种巡线无人机充电补给装置***，所述***包括无人机、上位机、多个输电线路杆塔和多个上述第一方面所述的输电线路巡线无人机充电补给装置，其中，
多个所述输电线路杆塔的中部分别设置有一个所述输电线路巡线无人机充电补给装置；
所述无人机设置有第二通信定位模块，所述输电线路巡线无人机充电补给装置的第一通信定位模块和所述无人机的第二通信定位模块均与所述上位机通信连接。
本申请提供的输电线路巡线无人机充电补给装置及***的有益效果包括：
本申请实施例提供的输电线路巡线无人机充电补给装置，通过设置杆塔平台、停机底板、转动轨道、伸缩充电插头、第一红外收发器、第一通信定位模块、太阳能电池板和储能模块，使无人机能够进行停靠，并利用太阳能电池板转换的电能进行供电，解决了无人机续航较差的问题，使无人机能够长时间对输电线路进行巡视；本申请通过转动轨道自动调整充电位置，并利用红外对准和伸缩充电插头实现充电位置对准，提高了无人机停靠和充电的灵活性。本申请实施例提供的输电线路巡线无人机充电补给***，对多个输电线路杆塔上的输电线路巡线无人机充电补给装置进行组网，使无人机能够就近充电，具有充电方便快捷、工作高效等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种输电线路巡线无人机充电补给装置的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种输电线路巡线无人机充电补给***的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
参见图1，为本申请实施例提供的一种输电线路巡线无人机充电补给装置的结构示意图，如图1所示，本申请实施例提供的输电线路巡线无人机充电补给装置，包括杆塔平台1、停机底板2、转动轨道3、伸缩充电插头4、第一红外收发器5、第一通信定位模块6、太阳能电池板7、储能模块8、驱动电机9、充电支架10和底板支架12。
具体的，杆塔平台1包括矩形平台，底板支架12包括两个柱状支架，停机底板2包括圆形底板，底板支架12一端垂直固定连接在杆塔平台1上，另一端与停机底板2垂直固定连接，杆塔平台1与停机底板2平行。停机底板2为无人机13(图1未示出)充电时的停靠平台。
停机底板2的外周设置有圆形的转动轨道3，转动轨道3与停机底板2旋转连接，转动轨道3上设置有驱动电机9，利用驱动电机9可驱动转动轨道3绕停机底板2旋转。
圆形轨道上固定设置有充电支架10，充电支架10上设置有伸缩充电插头4和第一红外收发器5。当驱动电机9驱动转动轨道3绕停机底板2旋转时，充电支架10随转动轨道3旋转。
充电支架10上伸缩充电插头4和第一红外收发器5的相对位置与无人机13上充电接口和第二红外收发器的相对位置相同，第一红外收发器5分别与驱动电机9、伸缩充电插头4通信连接，第一红外收发器5与第二红外收发器相匹配。当第一红外收发器5和第二红外收发器对准时，则充电支架10上伸缩充电插头4和无人机13上的充电接口对准。
本申请实施例中，配置第一红外收发器5在无人机13停靠在停机底板2上时，第一红外收发器5发出红外信号，如果第二红外无线收发器没有收到红外信号，则第一红外收发器5发送转动信号到驱动电机9，驱动电机9根据转动信号驱动转动轨道3绕停机底板2旋转，从而调整第一红外收发器5的发送方位；如果第二红外无线收发器接收到红外信号，则第一红外收发器5发送停止信号到驱动电机9，驱动电机9根据上述停止信号停止驱动转动轨道3旋转，从而固定第一红外收发器5的发送方位。其中，第二红外无线收发器接收到红外信号后，可发送对准反馈信号到第一红外收发器5，第一红外收发器5根据对准反馈信号来发送停止信号。
进一步的，停机底板2下可设置压力传感器11，压力传感器11与第一红外收发器5通信连接。当无人机13停靠在停机底板2上时，压力传感器11根据所承受的压力值生成停机信号，并将停机信号发送到第一红外收发器5，第一红外收发器5根据停机信号发出红外信号。
第一红外收发器5的发送方位固定后，第一红外收发器5发送弹出信号到伸缩充电插头4，伸缩充电插头4根据弹出信号从充电支架10上伸出，由于此时无人机13的充电接口已经与伸缩充电插头4对准，因此伸缩充电插头4伸出后能够***到无人机13的充电接口中。
伸缩充电插头4与储能模块8和太阳能电池板7依次电连接。太阳能电池板7将太阳能转化为电能后，将电能储存到储能模块8内，储能模块8可选用太阳能专用蓄电池，当伸缩充电插头4***到无人机13的充电接口后，储能模块8开始为无人机13进行充电。
当无人机13充电充满后，储能模块8可根据输出电流小于或等于阈值(可设为0)，发送充满信号到第一红外收发器5，第一红外收发器5根据充满信号控制伸缩充电插头4收缩到充电支架10上，以供下次充电使用。
本申请实施例中，第一红外收发器5对驱动电机9和伸缩充电插头4的工作起控制作用，本领域技术人员也可单独设置控制器来实现上述实施方式中的控制功能，也应属于本申请的保护范围。
第一通信定位模块6包括GPS模块，多个输电线路巡线无人机充电补给装置利用GPS模块组成物联网，为无人机13寻找最近的充电位置提供定位信号。第一通信定位模块6设置在停机底板2的正下方，以使无人机13根据第一通信定位模块6提供的定位信号停靠到停机底板2的正上方。第一通信定位模块6可与储能模块8电连接，利用储能模块8提供电能，当然，第一通信定位模块6也可利用其内置电源进行供电。
为对本申请实施例提供的输电线路巡线无人机充电补给装置的工作方式进一步说明，本申请实施例还提供了一种输电线路巡线无人机充电补给***，参见图2，为本申请实施例提供的一种输电线路巡线无人机充电补给***的结构示意图，如图2所示，本申请实施例提供的输电线路巡线无人机充电补给***，包括无人机13、上位机14、多个输电线路杆塔15和上述实施方式中的输电线路巡线无人机充电补给装置。
具体的，多个输电线路杆塔15的中部分别设置有一个输电线路巡线无人机充电补给装置，在实际实施中，输电线路巡线无人机充电补给装置的安装密度以相隔10-15km安装一套为宜。无人机13设置有第二通信定位模块，第二通信定位模块同样为GPS模块，输电线路巡线无人机充电补给装置的第一通信定位模块6和无人机13的第二通信定位模块均与上位机14通信连接。
多个输电线路杆塔15组成物联网，每个输电线路杆塔15分别将自己的定位信号发送到上位机14。当无人机13的电量下降至电量阈值(本实施例中设置为额定电量的50％)时，无人机利用第二通信定位模块将无人机位置发送到上位机14，上位机14根据无人机位置和每个输电线路杆塔15的位置，定位距离无人机13最近且可用(当前没有为其他无人机13供电)的输电线路杆塔15作为充电杆塔，并规划处无人机13到充电杆塔的导航信息，将导航信息发送至无人机，无人机根据收到的导航信息飞行至充电杆塔上进行充电。
由上述实施例可见，本申请实施例提供的输电线路巡线无人机充电补给装置，通过设置杆塔平台、停机底板、转动轨道、伸缩充电插头、第一红外收发器、第一通信定位模块、太阳能电池板和储能模块，使无人机能够进行停靠，并利用太阳能电池板转换的电能进行供电，解决了无人机续航较差的问题，使无人机能够长时间对输电线路进行巡视；本申请通过转动轨道自动调整充电位置，并利用红外对准和伸缩充电插头实现充电位置对准，提高了无人机停靠和充电的灵活性。本申请实施例提供的输电线路巡线无人机充电补给***，对多个输电线路杆塔上的输电线路巡线无人机充电补给装置进行组网，使无人机能够就近充电，具有充电方便快捷、工作高效等优点。
由于以上实施方式均是在其他方式之上引用结合进行说明，不同实施例之间均具有相同的部分，本说明书中各个实施例之间相同、相似的部分互相参见即可。在此不再详细阐述。
需要说明的是，在本说明书中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的电路结构、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种电路结构、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的电路结构、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。
以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (6)

1.一种输电线路巡线无人机充电补给装置，其特征在于，包括杆塔平台(1)、停机底板(2)、转动轨道(3)、伸缩充电插头(4)、第一红外收发器(5)、第一通信定位模块(6)、太阳能电池板(7)和储能模块(8)，其中，
所述杆塔平台(1)上固定设置有所述停机底板(2)，所述停机底板(2)包括圆形底板，所述停机底板(2)的外周设置有圆形轨道(16)，所述圆形轨道(16)与停机底板(2)旋转连接，所述圆形轨道(16)上设置有驱动电机(9)；
所述圆形轨道(16)上固定设置有充电支架(10)；
所述充电支架(10)上设置有所述伸缩充电插头(4)和第一红外收发器(5)，所述伸缩充电插头(4)和第一红外收发器(5)的相对位置与无人机(13)的充电接口和第二红外收发器的相对位置相同，所述第一红外收发器(5)分别与所述驱动电机(9)、所述伸缩充电插头(4)通信连接，所述第一红外收发器(5)与第二红外收发器相匹配；
所述伸缩充电插头(4)与储能模块(8)和太阳能电池板(7)依次电连接。
2.如权利要求1所述的输电线路巡线无人机充电补给装置，其特征在于，所述杆塔平台(1)上设置有压力传感器(11)，所述压力传感器(11)与第一红外收发器(5)通信连接。
3.如权利要求1所述的输电线路巡线无人机充电补给装置，其特征在于，所述第一通信定位模块(6)包括GPS模块，所述第一通信定位模块(6)与所述储能模块(8)电连接。
4.如权利要求1所述的输电线路巡线无人机充电补给装置，其特征在于，所述第一通信定位模块(6)设置在所述杆塔平台(1)的正下方。
5.如权利要求1所述的输电线路巡线无人机充电补给装置，其特征在于，还包括底板支架(12)，所述底板支架(12)一端垂直固定连接在所述杆塔平台(1)上，另一端与所述停机底板(2)垂直固定连接。
6.一种输电线路巡线无人机充电补给***，其特征在于，包括无人机(13)、上位机(14)、多个输电线路杆塔(15)和多个权利要求1-5任一所述的输电线路巡线无人机充电补给装置，其中，
多个所述输电线路杆塔(15)的中部分别设置有一个所述输电线路巡线无人机充电补给装置；
所述无人机(13)设置有第二通信定位模块，所述输电线路巡线无人机充电补给装置的第一通信定位模块(6)和所述无人机(13)的第二通信定位模块均与所述上位机(14)通信连接。
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