CN112102686A - 无人机线路巡检组合训练桩及其训练方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种无人机线路巡检组合训练桩及其训练方法，属于无人机线路巡检组合训练装置技术领域。包括多个结构相同且高度可调的训练桩，每个训练桩位置都可以根据实际训练要求摆放，训练桩顶部安装有挂环机构，彩色连接绳两端系设于挂环机构上，从而使训练桩顶部形成训练要求的形状。本发明用以加强操作人员的无人机飞行基本功，从而使操作人员对无人机飞行高度、与线路安全距离、飞行路线、飞行速度、转向幅度等做到精准控制，避免损坏线路和无人机，减少经济损失。

Description

无人机线路巡检组合训练桩及其训练方法

技术领域

本发明一种无人机线路巡检组合训练桩及其训练方法，属于无人机线路巡检组合训练装置技术领域。

背景技术

电力线路大多暴露在野外，受复杂的环境、气象条件影响，导致电路***部件如导线、杆塔、金具、绝缘子等受到不同程度的侵蚀、磨损。传统的线路巡检方式对人力的依赖较强，巡视时存在视野盲区，不能及时发现线路隐患。

目前，大部分地区开始推广无人机巡检，克服了人工视距和视角限制，对传统人工巡检模式的短板进行了有效的补充，实现了高空设备隐蔽缺陷的快速精确排查。 无人机搭载高清摄像头、红外成像仪和高能量激光器等任务设备可实现对线路设备360度无死角高清拍摄、对线路设备进行红外测温、带电清除导线异物等重要工作，因此需要操作人员有较高的无人机实操水平和线路熟悉程度。现有的无人机线路巡检，没有标准的训练设施和训练方法，操作人员训练时往往使用地面划线或者摆放交通路障桩练习，效果很不理想。

因此，亟待出现一种能解决上述技术问题的无人机线路巡检组合训练桩及其训练方法。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的不足之处，提供一种无人机线路巡检组合训练桩及其训练方法，用以加强操作人员的无人机飞行基本功，从而使操作人员对无人机飞行高度、与线路安全距离、飞行路线、飞行速度、转向幅度等做到精准控制，避免损坏线路和无人机，减少经济损失。

一种无人机线路巡检组合训练桩，其特殊之处在于包括多个结构相同且高度可调的训练桩1，每个训练桩1位置都可以根据实际训练要求摆放，训练桩1顶部安装有挂环机构，彩色连接绳2两端系设于挂环机构上，从而使训练桩1顶部形成训练要求的形状；

所述训练桩1包括可折叠的十字底座3，十字底座3中心位置插装有垂直向上延伸的第一节不锈钢管4，第二节不锈钢管5部分插设于第一节不锈钢管4内，第一节不锈钢管4与第二节不锈钢管5靠上位置处均安装有定位机构；

所述定位机构包括安装于第一节不锈钢管4、第二节不锈钢管5上方靠上位置处的圆孔，圆孔内安装有M6螺母，M6螺母内旋接有M6圆头滚花螺栓；

所述挂环机构安装于第二节不锈钢管5顶部，挂环机构包括安装于第二节不锈钢管5顶部的扁铁6，扁铁6两端焊接有两个铁环7，铁环7用于系设彩色连接绳2或绝缘子8；

所述训练桩1的数量为九个，高度为2.5米。

一种无人机线路巡检组合训练桩的训练方法，其特殊之处在于包括以下步骤：

1、无人机水平8字飞行训练

设置九支训练桩1，摆放呈8字形，采用彩色连接绳2实现相邻训练桩1的连接，形成两个相互紧靠的圆形训练轨迹，总体构成8字形训练轨迹，操作无人机9沿着8字形训练轨迹飞行；

所述圆形训练轨迹的直径为8-10米；

2、无人机同塔多回线路内侧飞行训练

设置六支训练桩1，将六支训练桩1按照两行三列摆放，位于中间一列的两支训练桩1顶部通过彩色连接绳2连接，模拟同塔双回线路，同一行的相邻训练桩1之间通过多个彩色连接绳2相连接，操作无人机9由外向内且自上而下飞至两行训练桩1之间，在设置的观察点悬停拍摄，然后操作无人机9自下而上穿过中间一列的两个训练桩1之间的彩色连接绳2，最后操作无人机9由内向外且自上而下从两行训练桩1之间飞出；

所述六支训练桩1按照两行三列摆放，同一行相邻的两支训练桩1之间的距离为20米，同一列相邻的两支训练桩1之间的距离为4米；

3、模拟水平排列导线相间飞行训练

设置九支训练桩1，将九支训练桩1按照三行三列摆放，同一列的相邻训练桩1之间通过彩色连接绳2连接；操作无人机9自左向右且自上而下飞至左数第一列与第二列训练桩1之间，在设置的观察点悬停拍摄，再操作无人机9自左向右且自上而下飞至左数第二列与第三列训练桩1之间，继续沿线飞行，控制无人机9自下而上从第三列训练桩1上方飞出，降落至停机坪。

所述训练桩1的行距为10米，同一行的相邻训练桩1之间的间距为3米；

4、模拟门型杆拉线避障飞行训练

设置两支训练桩1，间距4米，顶部用彩色连接绳2相连，自训练桩1顶部为起点，自上而下呈发散状的设有多根拉线10，拉线10底部安装于固定块上，从而模拟各角度拉线，形成拉线门型杆模型；操作无人机9从左至右逐步靠近各观察点，距观察点2米时悬停，确认无人机与拉线10安全距离，操作无人机9缓慢前行距观察点1.5m完成悬停并拍摄，操作无人机9再靠近下一观察点，确认无人机与拉线10安全距离，完成悬停拍摄，操作无人机9绕着拉线10外侧行环绕飞行，飞行过程中避让各侧拉线10，实现模拟门型杆拉线避障飞行训练。

本发明的无人机线路巡检组合训练桩及其训练方法，具有以下有益效果：

1、无人机线路巡检组合训练桩主要加工材料为铁板、铁管、不锈钢管等，制作工艺为切割、开孔、焊接等，制作简单、成本较低；

2、训练桩结构高度2.5米，用彩色连接绳相连后组合使用，比现有地面划线或者摆放交通路障桩训练效果大大提高，利于飞行员根据视角及时调整思维，做出正确的判断和及时的修正，提高了训练的效率和质量；

3、通过模拟训练针对性提高水平8字飞行、同塔多回线路内侧飞行、水平排列导线相间飞行、门型杆拉线避障飞行等高难度飞行技术。

综上所述，本发明底座可拆卸折叠，结构高度可伸缩调节，方便携带，

可多支组合使用，模拟多种训练场地，具有很好的应用前景。

附图说明

图1本发明一种无人机线路巡检组合训练桩的结构示意图；

图2本发明一种无人机线路巡检组合训练桩底座的结构示意图；

图3底座、第一节不锈钢管4、第二节不锈钢管的结构示意图；

图4：无人机水平8字飞行训练的训练桩布局图；

图5：无人机同塔多回线路内侧飞行训练的训练桩布局图；

图6：模拟水平排列导线相间飞行训练的训练桩布局图；

图7：模拟门型杆拉线避障飞行训练的训练桩布局图。

图中：1、训练桩； 2、彩色连接绳；3、十字底座；4、第一节不锈钢管；5、第二节不锈钢管；6、扁铁；7、铁环；8、绝缘子；9、无人机；10、拉线；11、停机坪。

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。

实施例1

请参阅附图1-3，本实施例的一种无人机线路巡检组合训练桩，其包括多个结构相同且高度可调的训练桩1，每个训练桩1位置都可以根据实际训练要求摆放，训练桩1顶部安装有挂环机构，彩色连接绳2两端系设于挂环机构上，从而使训练桩1顶部形成训练要求的形状；

其中，训练桩1包括可折叠的十字底座3，十字底座3中心位置插装有垂直向上延伸的第一节不锈钢管4，第二节不锈钢管5部分插设于第一节不锈钢管4内，第一节不锈钢管4与第二节不锈钢管5靠上位置处均安装有定位机构；

定位机构包括安装于第一节不锈钢管4、第二节不锈钢管5上方靠上位置处的圆孔，圆孔内安装有M6螺母，M6螺母内旋接有M6圆头滚花螺栓，通过定位机构，可以将训练桩1调节至合适高度后固定于当前位置；

挂环机构安装于第二节不锈钢管5顶部，挂环机构包括安装于第二节不锈钢管5顶部的扁铁6，扁铁6两端焊接有两个铁环7，铁环7用于系设彩色连接绳2或绝缘子8；训练桩1的数量为九个，高度为2.5米。

实施例2

本实施例的一种无人机线路巡检组合训练桩的训练方法，包括以下步骤：

1、无人机水平8字飞行训练

设置九支训练桩1，摆放呈8字形，采用彩色连接绳2实现相邻训练桩1的连接，形成两个相互紧靠的圆形训练轨迹，总体构成8字形训练轨迹，操作无人机9沿着8字形训练轨迹飞行，圆形训练轨迹的直径为8-10米.

具体过程如下：

水平8字飞行为无人机飞行执照实操考试的必考项目，考验飞手的全方位反应能力，通过加强训练可有效提高飞行基本功和实操考试通过率。

（1）摆放要求：

参考实操考试要求，用9支训练桩1水平摆放彩色连接绳2（尼龙绳）相连，形成直径8-10米的两个圆形组成的8字；

（2）训练要求：

无人机9从停机坪11垂直起飞，飞行高度4-6米，进入8字两圆连接处中心桩上方悬停，绕自身中心点360°自转一周后进行8字飞行。飞行过程中保持机头与飞行方向一致，飞行高度不变，旋转以固定速度进行，不能出现机身抖动。飞行轨迹与8字比对，水平偏差不得大于0.5米。飞行完毕后在停机坪垂直降落，着陆时必须平稳并且在停机坪的中心，全部用时控制在3分钟之内。

（3）训练目的：

加强无人机起飞降落、高度控制、速度控制、转向控制等操作水平。

2、无人机同塔多回线路内侧飞行训练

设置六支训练桩1，将六支训练桩1按照两行三列摆放，位于中间一列的两支训练桩1顶部通过彩色连接绳2连接，模拟同塔双回线路，同一行的相邻训练桩1之间通过多个彩色连接绳2相连接，操作无人机9由外向内且自上而下飞至两行训练桩1之间，在设置的观察点悬停拍摄，然后操作无人机9自下而上穿过中间一列的两个训练桩1之间的彩色连接绳2，最后操作无人机9由内向外且自上而下从两行训练桩1之间飞出； 六支训练桩1按照两行三列摆放，同一行相邻的两支训练桩1之间的距离为20米，同一列相邻的两支训练桩1之间的距离为4米；

具体过程如下：

无人机线路巡检中遇到同塔多回线路巡检时，往往需要将无人机进入两回线路之间观测线路内侧元件，此类飞行难度较高，需针对性加强训练。

（1）摆放要求：

根据同塔多回线路实际尺寸，用6支训练桩摆放并用尼龙绳相连，水平档距20米，两排间距4米，模拟同塔双回线路。

（2）训练要求：

无人机垂直起飞，飞行高度4-5米，飞至两回模拟线路上方，垂直进入线路之间，在设置的观察点需悬停拍摄。沿线飞行至中间模拟杆塔，上升跨越模拟杆塔后再次垂直进入下一档线路之间，继续沿线飞行，飞至下一基模拟杆塔后上升飞出线路，降落至停机坪。线间飞行全程与模拟杆塔和模拟线路保持安全距离，以固定速度进行，不能出现机身抖动。

（3）训练目的：

加强无人机起降控制、高度控制、距离控制、速度控制、旋转控制、拍摄控制等操作水平。

3、模拟水平排列导线相间飞行训练

设置九支训练桩1，将九支训练桩1按照三行三列摆放，同一列的相邻训练桩1之间通过彩色连接绳2连接；操作无人机9自左向右且自上而下飞至左数第一列与第二列训练桩1之间，在设置的观察点悬停拍摄，再操作无人机9自左向右且自上而下飞至左数第二列与第三列训练桩1之间，继续沿线飞行，控制无人机9自下而上从第三列训练桩1上方飞出，降落至停机坪。训练桩1的行距为10米，同一行的相邻训练桩1之间的间距为3米。

具体过程如下：

无人机线路巡检中遇到水平排列的三相导线巡检时，往往需要将无人机进入相间观测线路内侧元件，此类飞行难度较高，需针对性加强训练。

（1）摆放要求：

根据水平排列导线实际尺寸，用9支训练桩摆放并用尼龙绳相连，档距10米，相间间距3米，模拟水平排列三相导线。

（2）训练要求：

无人机垂直起飞，飞行高度4-5米，飞至模拟线路上方，垂直进入相间，在设置的观察点悬停拍摄，拍摄完毕后垂直飞出，再次垂直进入下一相间，在设置的观察点悬停拍摄，拍摄完毕后垂直飞出，降落至停机坪。飞行过程中全程与模拟杆塔和模拟线路保持安全距离，以固定速度进行，不能出现机身抖动。

（3）训练目的：

加强无人机起降控制、高度控制、距离控制、速度控制、旋转控制、拍摄控制等操作水平。

4、模拟门型杆拉线避障飞行训练

设置两支训练桩1，间距4米，顶部用彩色连接绳2相连，自训练桩1顶部为起点，自上而下呈发散状的设有多根拉线10，拉线10底部安装于固定块上，从而模拟各角度拉线，形成拉线门型杆模型；操作无人机9从左至右逐步靠近各观察点，距观察点2米时悬停，确认无人机与拉线10安全距离，操作无人机9缓慢前行距观察点1.5m完成悬停并拍摄，操作无人机9再靠近下一观察点，确认无人机与拉线10安全距离，完成悬停拍摄，操作无人机9绕着拉线10外侧行环绕飞行，飞行过程中避让各侧拉线10，实现模拟门型杆拉线避障飞行训练。

具体过程如下：

无人机线路巡检中遇到门型杆巡检时，需要通过细致的观察和操作避让各角度拉线,此类飞行难度较高，需要经过多次训练，做出及时准确的判断，达到眼手同步。

（1）摆放要求：

根据耐张门型杆实际尺寸及拉线数量，用2支训练桩，间距4米，顶部用尼龙绳相连，分别在两侧训练桩顶端绑扎尼龙绳模拟各角度拉线，形成拉线门型杆模型。

2）训练要求：

无人机从停机坪垂直起飞，飞行高度至模拟门型杆顶，从左至右逐步靠近各观察点，距观察点约2米时悬停，确认无人机与拉线安全距离，无人机缓慢前行距观察点约1.5m完成悬停并拍摄。再靠近下一观察点，确认无人机与拉线安全距离，完成悬停拍摄。需进行部件背面拍照，需进行环绕飞行，飞行时不易速度过快，注意避让各侧拉线，保证飞机与障碍物距离。

（3）训练目的：

加强无人机高度控制、悬停控制、旋转控制、距离控制、避障操控等操作水平。

本发明的无人机线路巡检组合训练桩及其训练方法，用以加强操作人员的无人机飞行基本功，对无人机飞行高度、与线路安全距离、飞行路线、飞行速度、转向幅度等做到精准控制，避免损坏线路和无人机，造成不必要的经济损失。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种无人机线路巡检组合训练桩，其特征在于包括多个结构相同且高度可调的训练桩，每个训练桩位置都可以根据实际训练要求摆放，训练桩顶部安装有挂环机构，彩色连接绳两端系设于挂环机构上，从而使训练桩顶部形成训练要求的形状。

2.按照权利要求1所述的一种无人机线路巡检组合训练桩，其特征在于所述训练桩1包括可折叠的十字底座，十字底座中心位置插装有垂直向上延伸的第一节不锈钢管，第二节不锈钢管部分插设于第一节不锈钢管内，第一节不锈钢管与第二节不锈钢管靠上位置处均安装有定位机构。

3.按照权利要求2所述的一种无人机线路巡检组合训练桩，其特征在于所述定位机构包括安装于第一节不锈钢管、第二节不锈钢管上方靠上位置处的圆孔，圆孔内安装有M6螺母，M6螺母内旋接有M6圆头滚花螺栓。

4.按照权利要求2所述的一种无人机线路巡检组合训练桩，其特征在于所述挂环机构安装于第二节不锈钢管顶部，挂环机构包括安装于第二节不锈钢管顶部的扁铁，扁铁两端焊接有两个铁环，铁环用于系设彩色连接绳或绝缘子。

5.按照权利要求1所述的一种无人机线路巡检组合训练桩，其特征在于所述训练桩的数量为九个，高度为2.5米。

6.按照权利要求1-5任一权利要求所述的一种无人机线路巡检组合训练桩的训练方法，其特征在于包括以下步骤：

1）、无人机水平8字飞行训练

设置九支训练桩，摆放呈8字形，采用彩色连接绳实现相邻训练桩的连接，形成两个相互紧靠的圆形训练轨迹，总体构成8字形训练轨迹，操作无人机沿着8字形训练轨迹飞行；

2）、无人机同塔多回线路内侧飞行训练

设置六支训练桩，将六支训练桩按照两行三列摆放，位于中间一列的两支训练桩顶部通过彩色连接绳连接，模拟同塔双回线路，同一行的相邻训练桩之间通过多个彩色连接绳相连接，操作无人机由外向内且自上而下飞至两行训练桩之间，在设置的观察点悬停拍摄，然后操作无人机自下而上穿过中间一列的两个训练桩之间的彩色连接绳，最后操作无人机由内向外且自上而下从两行训练桩之间飞出；

3）、模拟水平排列导线相间飞行训练

设置九支训练桩，将九支训练桩按照三行三列摆放，同一列的相邻训练桩之间通过彩色连接绳连接；操作无人机自左向右且自上而下飞至左数第一列与第二列训练桩之间，在设置的观察点悬停拍摄，再操作无人机自左向右且自上而下飞至左数第二列与第三列训练桩之间，继续沿线飞行，控制无人机自下而上从第三列训练桩上方飞出，降落至停机坪；

4）、模拟门型杆拉线避障飞行训练

设置两支训练桩，间距4米，顶部用彩色连接绳相连，自训练桩顶部为起点，自上而下呈发散状的设有多根拉线，拉线底部安装于固定块上，从而模拟各角度拉线，形成拉线门型杆模型；操作无人机从左至右逐步靠近各观察点，距观察点2米时悬停，确认无人机与拉线安全距离，操作无人机缓慢前行距观察点1.5m完成悬停并拍摄，操作无人机再靠近下一观察点，确认无人机与拉线安全距离，完成悬停拍摄，操作无人机绕着拉线外侧行环绕飞行，飞行过程中避让各侧拉线，实现模拟门型杆拉线避障飞行训练。

7.按照权利要求6所述的一种无人机线路巡检组合训练桩的训练方法，其特征在于步骤1）中所述圆形训练轨迹的直径为8-10米。

8.按照权利要求6所述的一种无人机线路巡检组合训练桩的训练方法，其特征在于步骤2）中所述六支训练桩1按照两行三列摆放，同一行相邻的两支训练桩之间的距离为20米，同一列相邻的两支训练桩之间的距离为4米。

9.按照权利要求6所述的一种无人机线路巡检组合训练桩的训练方法，其特征在于步骤3）中所述训练桩的行距为10米，同一行的相邻训练桩之间的间距为3米。

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