CN207264204U - 用于输变电站巡检的巡检无人机及*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于输变电站巡检的巡检无人机以及巡检无人机***，包括用于输变电站巡检的巡检无人机以及供无人机停靠进行数据传输和充电的停机坪，所述无人机上还设置有与主控处理器连接的数据传输接口，该数据接口用于与停机坪上设置的数据接口连接，用于向停机坪传输数据，所述传输的数据为采集的影像数据；所述停机坪上设置有微处理器、网络传输模块以及无线充电线圈，无线充电线圈用于与无人机上的微型无线充电线圈进行磁场耦合而进行充电，并有地面供电***为停机坪提供电力供应，停机坪的无线充电线圈与一充电控制电路连接，该充电控制电路连接到地面的供电***。

Description

用于输变电站巡检的巡检无人机及***

技术领域

本实用新型涉及无人机巡检***领域，具体而言涉及一种用于输变电站巡检的巡检无人机及***。

背景技术

随着经济和科学技术的不断发展，各种电力***也得到了完善。近年来，无人机在电力***当中的应用范围越来越广泛，无人机的有效应用促进了电力行业的可持续发展。电力***的应用范围比较广泛，因此传统意义上的电力管理体系渐渐无法满足当前电力行业的发展需求。而无人机的应用则解决了相关问题，降低了电力建设难度，解决了区域巡检问题。

无人机(UAV)可携带可见光、红外热成像等专用设备对电力线路进行高精度的巡视，大部分机型可实现定点悬停，从而可以对疑似隐患或故障点进行更加细致深入的视频分析。使用无人机巡线，大大提高了工作效率和巡视结果的准确性，同时也节省了大量的人力成本。可以预见，将无人机应用于电力线路巡视的前景非常广阔。

但同时无人机巡检还存储在一些问题，例如携带多个摄像机(红外、可见光、紫外光)等等，对设备负载载重比较大，而无人机本身受其体积重量、电池容量等因素的影响，其一般要求携带轻型设备，现有的一些采集设备难以满足要求。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种用于输变电站巡检的巡检无人机，该巡检无人机为多旋翼无人机，包括：

主体；

与主体连接的支撑臂；

在支撑臂尾端设置的飞行组件；

设置在主体底部的对称设置的一对着陆架；

摄像组件；

设置在主体顶部的定位组件；

其中，所述支撑臂为4个，4个支撑臂对应四个飞行组件，每个飞行组件由一个驱动电机和由驱动电机驱动旋转的旋翼组成，驱动电机对应地设置有一个电机驱动电路；

所述主体内设置有并安装固定有一电路主板，其上集成了飞行控制器、电机驱动电路、无线充电电路、无线网络收发模块、6轴陀螺仪、加速度传感器、电池监测模块、本地存储器、温湿度传感器、摄像组件的成像组件、电池监测模块以及主控处理器；所述飞行控制器、电机驱动电路、无线充电电路、无线网络收发模块、电池监测模块、本地存储器、温湿度传感器、摄像组件的成像组件、电池监测模块均连接到主控处理器；

6轴陀螺仪、加速度传感器分别用于实时采集无人机的飞行姿态数据，并传输给主控处理器；

飞行控制器，用于根据飞行姿态数据控制电机驱动电路，以控制调整无人机的飞行姿态；

温湿度传感器，用于实时采集无人机所在地区的温湿度数据并传输给主控处理器；

本地存储器，用于存储无人机上的温湿度传感器、摄像组件、6轴陀螺仪和加速度传感采集的数据；

摄像组件，包括镜头组件以及位于镜头后方的成像组件，成像组件与主控处理器连接，成像组件用于接收来自镜头组件所采集的影像并将影像转换成电信号输出给主控处理器；

定位组件，包括北斗定位组件或者GPS定位组件，用于实时获得无人机的地理位置数据，并传输给主控处理器；

电池组，采用可充电电池组，用于向无人机供电，电池组还与所述无线充电电路连接，用于通过无线充电电路向电池组充电；

电池监测模块，与电池组连接，用于采样电池组的电压余量，并传输给主控处理器；

无线充电电路，具有主控充电电路以及多个微型无线充电线圈，多个微型无线充电线圈分别安装在前述2个着陆架内，使得着陆架在停留到停机坪时可进行无线充电；多个微型无线充电线圈通过有线线路连接到集成在电路主板上的主控充电电路，主控充电电路还与主控处理器连接；

无线网络收发模块，用于将无人机接入网络，使无人机得以与远程监控中心进行数据交互；

所述镜头组件内包括至少一组球面透镜，球面透镜上被配置有多个光学分区，多个光学分区被设置成分配不同的光学波长并且在主控处理器的控制下同步采集影像，摄像组件还包括滤光片、遮光片以及支撑壳体，遮光片位于镜头组件的前面，滤光片位于镜头组件的后面，遮光片、镜头组件、滤光片以及成像组件依次排列安装固定在支撑壳体内。

本实用新型还提出一种用于输变电站巡检的巡检无人机***，包括前述巡检无人机以及供无人机停靠进行数据传输和充电的停机坪，所述无人机上还设置有与主控处理器连接的数据传输接口，该数据接口用于与停机坪上设置的数据接口连接，用于向停机坪传输数据，所述传输的数据为采集的影像数据；

所述停机坪上设置有微处理器、网络传输模块以及无线充电线圈，无线充电线圈用于与无人机上的微型无线充电线圈进行磁场耦合而进行充电，并有地面供电***为停机坪提供电力供应，停机坪的无线充电线圈与一充电控制电路连接，该充电控制电路连接到地面的供电***。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的实用新型主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的实用新型主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本实用新型教导的前述和其他方面、实施例和特征。本实用新型的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本实用新型教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例，其中：

图1是本实用新型用于输变电站巡检的巡检无人机***的示意图。

图2是本实用新型用于输变电站巡检的巡检无人机的示意图。

图3是本实用新型用于输变电站巡检的巡检无人机的电控***的示意图。

图4是本实用新型用于输变电站巡检的巡检无人机的镜头组件的示意图。

图5是本实用新型用于输变电站巡检的巡检无人机的停机坪的电路示意图。

具体实施方式

为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本实用新型的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本实用新型的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本实用新型所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本实用新型公开的一些方面可以单独使用，或者与本实用新型公开的其他方面的任何适当组合来使用。

结合图1-图4所示，本实用新型提出一种用于输变电站巡检的巡检无人机***，包括无人机100、远程监控终端200以及设置在电力线路301决定的铁塔300上，铁塔300上设置有停机坪302。

远程监控终端200通过无线网络/有线网络分别与各个停机坪302以及无人机100无线连接并实现远程数据交互。

结合图2、图3所示，无人机(UAV)100为多旋翼无人机，包括主体101、与主体101连接的支撑臂102、在支撑臂尾端设置的飞行组件(103、104)、设置在主体101底部的对称设置的一对着陆架105、摄像组件106、镜头组件107以及设置在主体顶部的定位组件108。

本实用新型的实施例中，所述支撑臂102为4个，4个支撑臂对应四个飞行组件，每个飞行组件由一个驱动电机103和由驱动电机103驱动旋转的旋翼104组成，驱动电机103对应地设置有一个电机驱动电路。

如图3所示的电控***的示意图，电控***包括一个设置在主体内并固定的电路主板，其上集成了飞行控制器、电机驱动电路、无线充电电路、无线网络收发模块、6轴陀螺仪、加速度传感器、电池监测模块、本地存储器、温湿度传感器、摄像组件的成像组件、电池监测模块以及主控处理器。前述飞行控制器、电机驱动电路、无线充电电路、无线网络收发模块、电池监测模块、本地存储器、温湿度传感器、摄像组件的成像组件、电池监测模块均连接到主控处理器。

6轴陀螺仪、加速度传感器分别用于实时采集无人机的飞行姿态数据，并传输给主控处理器。

飞行控制器用于根据飞行姿态数据控制电机驱动电路，以控制调整无人机的飞行姿态。

温湿度传感器用于实时采集无人机所在地区的温湿度数据并传输给主控处理器。

本地存储器，例如flash存储卡、sony存储棒等具有一定存储容量，优选的是不少于100G的容量的存储器，用于存储无人机上的各种采集设备(例如温湿度传感器、摄像组件、陀螺仪和加速度传感器、电池监测模块)采集的数据。

摄像组件106，包括镜头组件107以及位于镜头后方的成像组件，成像组件与主控处理器连接，成像组件用于接收来自镜头组件107所采集的影像并将影像转换成电信号输出给主控处理器。

定位组件108，例如北斗定位组件或者GPS定位组件等，用于实时获得无人机的地理位置数据，并传输给主控处理器。

电池组，采用可充电电池组，例如锂电池组，用于向无人机供电。电池组还与所述无线充电电路连接，用于通过无线充电电路向电池组充电。

电池监测模块，用于采样电池组的电压余量，并传输给主控处理器。

无线充电电路，具有主控充电电路以及多个微型无线充电线圈，分别安装在前述2个着陆架105内，使着陆架在停留到停机坪302时可进行无线充电。停机坪302同样设置有无线充电线圈，用于与无人机上的微型无线充电线圈进行磁场耦合而进行充电。多个微型无线充电线圈通过有线线路连接到集成在电路主板上的主控充电电路。主控充电电路还与主控处理器连接。主控充电电路为恒流源充电电电路或者恒压源充电电路。

无线网络收发模块，例如包括4G或者5G无线通信模块，用于将无人机接入网络，使无人机得以与远程监控中心200进行数据交互。

结合图4所示，镜头组件107设置包括至少一组球面透镜107a，球面透镜上被配置有多个光学分区，多个光学分区被设置成分配了不同的光学波长并且在主控处理器的控制下同步采集影像。摄像组件106还包括滤光片106a、遮光片106b以及支撑壳体，遮光片106b位于镜头组件107的前面，滤光片106a位于镜头组件107的后面，遮光片106b、镜头组件107、滤光片106a以及成像组件依次排列安装固定在支撑壳体内。

在另一些实施例中，前述的镜头组件107，在其遮光片106b的外表面上还设置有光强传感器106b-1以及第一光源106b-2和第二光源106b-3，第一光源106b-2和第二光源106b-3相对的设置，并且都电连接到主控处理器。第一光源为可见光发光光源，优选为LED发光器件，第二光源107c为红外光源。

光强传感器106b-1与主控处理器连接，用于感应外部环境光的光强并传输给主控处理器。主控处理器控制开启第一光源和第二光源，尤其是在夜间拍摄场景下。

结合图4，遮光片106b有多个通孔106b-4，尤其是圆形通孔，以形成不同的用于影像采集的光学分区。多个通孔尤其可以均匀地设计。

如此，本实用新型提供的巡检无人机以及尤其主要构成的巡检无人机***中，通过这样综合的采集***设计，减轻整个无人机的负载，从而得以在有限的电力供应下得到较长或者足够的续航，同时结合在不通的铁塔上的无人机停机坪上的充电电路给无人机的电池组充电以补充电力，从而确保无人机的长时间连续作业。

优选地，结合图5，在各个停机坪上设置有网络传输模块，例如无线或者有线网络传输模块，网络传输模块与停机坪上的微处理器和数据接口连接，该数据接口用于与无人机上的数据传输接口连接，以接收其所存储的影像数据，微处理器控制通过停机坪上的网络传输模块将影像数据统一传输到远程监控终端，从而减少无人机上的数据传输压力，同时减少影像数据压缩、存储和发送所需要消耗的电能，进一步提高无人机的供电性能，保障其长时连续续航和工作。而在停机坪上，我们通过地面的供电***提供电力供应，同时由临近的通信基站提供网络接入点，减轻无人机上的网络负载压力。同时，这样进行数据传输的时候，同时无人机的充电，从而时间充电与数据传输两不误。而无人机所采集的实时环境和本机的数据，例如速度、加速度、姿态角、温湿度等，则可以实时地通过无人机机载无线网路收发模块进行传输，达到实时分析和控制飞行、监控飞行区域和状态的目的。

在停机坪302上，前述的停机坪302的无线充电线圈与充电控制电路连接，该充电控制电路连接到地面的供电***。

在另一些实施例中，停机坪302上还可以设置太阳能充电板，用于接收太阳辐射并转换成电能，太阳能充电板与前述的充电控制电路连接，停机坪302上还可以设置一个蓄能的第二蓄电池，尤其是大容量蓄电池，连接到充电控制电路，用于存储太阳能充电板转换的电能，并且在无人机停靠在停机坪时，所述充电控制电路控制由该第二蓄电池为无人机的电池组充电。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种用于输变电站巡检的巡检无人机，其特征在于，该巡检无人机为多旋翼无人机，包括：

主体；

与主体连接的支撑臂；

在支撑臂尾端设置的飞行组件；

设置在主体底部的对称设置的一对着陆架；

摄像组件；

设置在主体顶部的定位组件；

其中，所述支撑臂为4个，4个支撑臂对应四个飞行组件，每个飞行组件由一个驱动电机和由驱动电机驱动旋转的旋翼组成，驱动电机对应地设置有一个电机驱动电路；

所述主体内设置有并安装固定有一电路主板，其上集成了飞行控制器、电机驱动电路、无线充电电路、无线网络收发模块、6轴陀螺仪、加速度传感器、电池监测模块、本地存储器、温湿度传感器、摄像组件的成像组件、电池监测模块以及主控处理器；所述飞行控制器、电机驱动电路、无线充电电路、无线网络收发模块、电池监测模块、本地存储器、温湿度传感器、摄像组件的成像组件、电池监测模块均连接到主控处理器；

6轴陀螺仪、加速度传感器分别用于实时采集无人机的飞行姿态数据，并传输给主控处理器；

飞行控制器，用于根据飞行姿态数据控制电机驱动电路，以控制调整无人机的飞行姿态；

温湿度传感器，用于实时采集无人机所在地区的温湿度数据并传输给主控处理器；

本地存储器，用于存储无人机上的温湿度传感器、摄像组件、6轴陀螺仪和加速度传感采集的数据；

摄像组件，包括镜头组件以及位于镜头后方的成像组件，成像组件与主控处理器连接，成像组件用于接收来自镜头组件所采集的影像并将影像转换成电信号输出给主控处理器；

定位组件，包括北斗定位组件或者GPS定位组件，用于实时获得无人机的地理位置数据，并传输给主控处理器；

电池组，采用可充电电池组，用于向无人机供电，电池组还与所述无线充电电路连接，用于通过无线充电电路向电池组充电；

电池监测模块，与电池组连接，用于采样电池组的电压余量，并传输给主控处理器；

无线充电电路，具有主控充电电路以及多个微型无线充电线圈，多个微型无线充电线圈分别安装在前述2个着陆架内，使得着陆架在停留到停机坪时可进行无线充电；多个微型无线充电线圈通过有线线路连接到集成在电路主板上的主控充电电路，主控充电电路还与主控处理器连接；

无线网络收发模块，用于将无人机接入网络，使无人机得以与远程监控中心进行数据交互；

所述镜头组件内包括至少一组球面透镜，球面透镜上被配置有多个光学分区，多个光学分区被设置成分配不同的光学波长并且在主控处理器的控制下同步采集影像，摄像组件还包括滤光片、遮光片以及支撑壳体，遮光片位于镜头组件的前面，滤光片位于镜头组件的后面，遮光片、镜头组件、滤光片以及成像组件依次排列安装固定在支撑壳体内。

2.根据权利要求1所述的用于输变电站巡检的巡检无人机，其特征在于，所述镜头组件，在其遮光片的外表面上还设置有光强传感器以及第一光源和第二光源，第一光源和第二光源相对的设置，都电连接到主控处理器，第一光源为可见光发光光源，第二光源为红外光源。

3.根据权利要求2所述的用于输变电站巡检的巡检无人机，其特征在于，所述光强传感器与主控处理器连接，用于感应外部环境光的光强并传输给主控处理器，主控处理器控制在夜间拍摄场景下开启第一光源和第二光源。

4.根据权利要求1所述的用于输变电站巡检的巡检无人机，其特征在于，所述遮光片具有多个通孔，以形成不同的用于影像采集的光学分区。

5.根据权利要求4所述的用于输变电站巡检的巡检无人机，其特征在于，所述遮光片上的多个通孔均匀地设置。

6.根据权利要求1所述的用于输变电站巡检的巡检无人机，其特征在于，所述遮光片上的多个通孔均为圆形通孔。

7.一种用于输变电站巡检的巡检无人机***，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的用于输变电站巡检的巡检无人机以及供无人机停靠进行数据传输和充电的停机坪，所述无人机上还设置有与主控处理器连接的数据传输接口，该数据接口用于与停机坪上设置的数据接口连接，用于向停机坪传输数据，所述传输的数据为采集的影像数据；

所述停机坪上设置有微处理器、网络传输模块以及无线充电线圈，无线充电线圈用于与无人机上的微型无线充电线圈进行磁场耦合而进行充电，并有地面供电***为停机坪提供电力供应，停机坪的无线充电线圈与一充电控制电路连接，该充电控制电路连接到地面的供电***。

8.根据权利要求7所述的用于输变电站巡检的巡检无人机***，其特征在于，所述停机坪上设置太阳能充电板，用于接收太阳辐射并转换成电能，太阳能充电板与前述的充电控制电路连接，停机坪上还可以设置一个蓄能的第二蓄电池，连接到充电控制电路，用于存储太阳能充电板转换的电能，并且在无人机停靠在停机坪时，所述充电控制电路控制由该第二蓄电池为无人机的电池组充电。

9.根据权利要求7所述的用于输变电站巡检的巡检无人机***，其特征在于，微处理器控制通过停机坪上的网络传输模块将影像数据统一传输到远程监控终端。

10.根据权利要求7所述的用于输变电站巡检的巡检无人机***，其特征在于，所述网络传输模块包括无线或者有线网络传输模块中的一种。