CN219770176U - 一种应用于风电叶片防雷检测中的无人机搭载装置 - Google Patents

Abstract

一种应用于风电叶片防雷检测中的无人机搭载装置，包括无人机本体、环形支撑体、核心接触模块和FPV画面回传模块；所述无人机本体具有四个机臂，环形支撑体通过四个支架固定在无人机本体的四个机臂上，且环形支撑***于无人机本体的正上方；核心接触模块包括铜接触网，铜接触网的外边沿包裹有铝合金包边；综上所述，本实用新型针对传统作业检测方式风险大、效率低、费用高等问题，提出了将无人机挂载工装的应用方案，通过搭配稳定可靠的飞行平台大疆M300无人机，结合无人机的稳定性及载重能力进行搭载工装的专业开发，可快速将核心接触模块带到指定位置并稳定悬停，整体结构设计合理，检测效率高且安全。

Description

一种应用于风电叶片防雷检测中的无人机搭载装置

技术领域

本实用新型属于风电叶片防雷检测技术领域，具体涉及一种应用于风电叶片防雷检测中的无人机搭载装置。

背景技术

传统的测量风电叶片接地导通性的方法是采用吊篮将施工人员吊放到叶尖的接闪器处，施工人员将测量线一端与叶尖接闪器接触，另一端自然垂到地面与地面检测装置接通，通过电流表读取电流数值完成此叶片的测试。无人机代替吊篮将测量线拉升到空中与叶片尖部接触的检测方式最大限度解放了生产力，有效避免高空作业的危险性，节约了大量时间、物力人力，切实提高了检测效率，推动了风电防雷检测方式的革新，然而现存的技术方案无法将无人机与检测装置科学整合，主要体现在飞行平台的选择上存在一定盲目性，飞行平台与检测装置的连接存在重大缺陷，检测装置与叶尖的接触方式极易因操作不当引发炸机现象、检测装置与叶片尖部接触面积的局限性严重制约工作效率等棘手问题。

由于风力发电机的叶片均处在空中，且风场环境一般风力较大，一些风电项目建设在海上，因此对其进行防雷检测困难重重，风电叶片的防雷检测缺少一套安全合理、简单有效、成本节约的工作方案。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种应用于风电叶片防雷检测中的无人机搭载装置，解决现有技术中传统作业检测方式风险大、效率低、费用高的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种应用于风电叶片防雷检测中的无人机搭载装置，包括无人机本体、环形支撑体、核心接触模块和FPV画面回传模块；

所述无人机本体具有四个机臂，环形支撑体通过四个支架固定在无人机本体的四个机臂上，且环形支撑***于无人机本体的正上方；核心接触模块包括铜接触网，铜接触网的外边沿包裹有铝合金包边，该铝合金包边通过若干连接弹簧连接在环形支撑体的内弧，铜接触网连接有引线；

FPV画面回传模块包括FPV镜头、万向云台、FPV图传天线、FPV图传模块和电源，所述万向云台、FPV图传天线、FPV图传模块和电源设置在环形支撑体上，FPV镜头安装在万向云台上， FPV图传模块分别与FPV镜头和FPV图传天线连接，所述电源用以FPV镜头和万向云台供电。

进一步的，所述环形支撑体为圆环结构或者矩形环结构。

进一步的，每个支架上均设置有一组微动开关，微动开关连接有接触臂，接触臂的一端用于触发微动开关，四个接触臂的另一端连接有触发环，触发环位于铜接触网的正下方；

在环形支撑体上还设置有指示灯，电源为指示灯供电，四组微动开关的电路为并联，且指示灯与每组微动开关为串联，当任意一组微动开关触发时，指示灯亮起。

进一步的，支架的上端通过螺钉固定在环形支撑体上，支架的下端通过卡箍安装在无人机本体的机臂上。

进一步的，环形支撑体由碳纤维材质制成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型四根支架通过螺丝和卡箍安装在无人机本体的机臂上，方便快速拆装，坚固耐用，并且支架采用12mm铝合金材质，轻巧结实，无形变，可将上部的环形支撑体有效架高并固定；

（2）核心接触模块由铜接触网和铝合金包边组成，小孔的铜接触网充分保证了导电性，同时减小了风阻，增加了叶片尖部接触的承受力，使操作更为简便快捷；

（3）环形支撑体与中心的铜接触网采用12根4cm连接弹簧进行拉紧连接，柔性接触面的缓冲降低了接触时对无人机悬停状态的影响，避免叶片尖部与检测通往的接触不当引发的“网破机损”的现象；

（4）核心接触模块为50公分的圆形，根据无人机轴距80CM的黄金分割点比例核心接触模块与无人机的结合，没有改变无人机的重心，整体30cm的加高对纵向飞行稳定性的影响微乎其微，除常规陆地风电扇叶防雷检测外，亦可适应海上风电检测常见的相对恶劣天气；

（5）FPV镜头与条形指示灯的设计，辅助飞手在地面的远程实时观察操控，提高效率，降低飞机晃动产生的风险；

综上所述，本实用新型针对传统作业检测方式风险大、效率低、费用高等问题，提出了将无人机挂载工装的应用方案，通过搭配稳定可靠的飞行平台大疆M300无人机，结合无人机的稳定性及载重能力进行搭载工装的专业开发，可快速将核心接触模块带到指定位置并稳定悬停，整体结构设计合理，检测效率高，检测作业安全。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型一种应用于风电叶片防雷检测中的无人机搭载装置的轴测图；

图2为微动开关与触发环的安装示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

以下结合实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

如图1和图2所示，本实用新型所提供的一种应用于风电叶片防雷检测中的无人机搭载装置的具体实施例1：

一种应用于风电叶片防雷检测中的无人机搭载装置，包括无人机本体、环形支撑体1、核心接触模块和FPV画面回传模块；本实施例的无人机本体优选为大疆M300无人机，由于其优越的飞行控制性能，可抗15m/s(7级)大风，空载56分钟续航和搭载2.7KG的载重能力，可持续稳定自主悬停的特性；本实施例基于大疆M300无人机进行适配研发；

所述无人机本体具有四个机臂，环形支撑体1通过四个支架2固定在无人机本体的四个机臂上，且环形支撑体1位于无人机本体的正上方，该支架2为铝合金材质，并且支架2为快拆结构，具体的，支架2的上端通过螺钉3固定在环形支撑体1上，支架2的下端通过快拆卡箍4安装在无人机本体的机臂上，可实现快速拆卸，亦可通过微调支架2位置适配不同飞行平台，所述环形支撑体1为圆环结构或者矩形环结构，环形支撑体1的材质为碳纤维，环形支撑体1通过支架2有效架高30cm；核心接触模块包括铜接触网5，铜接触网5的外边沿包裹有铝合金包边6，该铝合金包边6通过12根连接弹簧7连接在环形支撑体1的内弧，连接弹簧7的设置，使检测装置的整个上面部分保持一定限定拉伸性能，缓冲无人机本体上下移动带来的硬接触破坏，铜接触网5连接有引线8，引线8用于连接铜接触网5与地面防雷检测设备；

FPV画面回传模块包括FPV镜头9、万向云台10、FPV图传天线11、FPV图传模块12和电源，所述万向云台10、FPV图传天线11、FPV图传模块12和电源设置在环形支撑体1上，FPV镜头9安装在万向云台10上， FPV图传模块12分别与FPV镜头9和FPV图传天线11连接，所述电源用以FPV镜头9和万向云台10供电；FPV镜头9实时回传画面，便于远程观测，录制检测时铜接触网5与叶片尖部的接触画面，供后续检测，预留施工作业的影响资料，万向云台10能够灵活控制镜头，调整镜头视角，应对无人机姿态变化对检测造成的影响；FPV图传天线11，用于传输镜头画面到地面显示设备，连接FPV图传模块12，增大信号，FPV图传模块12用于支持FPV镜头9正常工作，上述设备通过无人机飞手使用的遥控器实现对FPV镜头9的调整。

在需要风电叶片防雷检测进行检测时，将引线8一端与铜接触网5相连，另一端通过束线装置后与地面或（船上）的防雷检测器相连，将环形支撑体1的四个支架2通过快拆螺丝固定于大疆M300无人机的4个机臂上，无人机搭载检测工装飞行到指定高度，初步测试风速风向对无人机影响，确定无人机稳定性良好以后，通过FPV镜头9观察飞机高度和距离叶片尖部的距离，上升无人机使核心接触模块的铜接触网5与风机叶片进行接触，由于12根连接弹簧7的拉伸作用，使铜接触网5与叶片尖部持续接触5秒以上，连接弹簧7到达最大弹性形变时无人机因外力作用及飞行控制***原理，将产生向下的飞行动作来保护自身机体不碰撞损坏，待防雷检测器读取电流数值后，无人机直线下降，停稳，FPV镜头9将整个过程记录存储，完成这一叶片的导通性检测。

另外，为减轻装置整体重量，提高无人机本体的续航，所述的支架2可以为12mm碳纤维管；所述的碳纤维的环形支撑体1可以替换为亚克力材质，以降低碳纤维对整体电流的影响。

本实用新型所提供的一种应用于风电叶片防雷检测中的无人机搭载装置的具体实施例2：

与具体实施例1的不同之处在于，为了解决铜接触网5与叶片尖部接触时，铜接触网5下压无视觉反馈的问题，本实施例还在每个支架2上设置有一组微动开关14，微动开关14连接有接触臂15，接触臂15的一端用于触发微动开关14，四个接触臂15的另一端连接有触发环16，触发环16位于铜接触网5的正下方；

在环形支撑体1上还设置有指示灯17，电源为指示灯17供电，四组微动开关14的电路为并联，且指示灯17与每组微动开关14为串联，任意一组微动开关14触发时，指示灯17亮起，该指示灯17优选为红色条形，红色条形指示灯显示范围广、颜色醒目，无论从FPV镜头9回传画面中观察或直接观察，都能较为明显的观察到，达到提示接触状态、辅助飞手操作的作用。

当铜接触网5下压后与触发环16接触，触发环16通过接触部触发微动开关14，指示灯17亮起，提示接触成功，辅助FPV镜头9观察，提高检测效率和作业安全性。

需要说明的是，在本文中，诸如术语“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过程、方法、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过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解，在不脱离本实用新型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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种应用于风电叶片防雷检测中的无人机搭载装置，其特征在于：包括无人机本体、环形支撑体、核心接触模块和FPV画面回传模块；

所述无人机本体具有四个机臂，环形支撑体通过四个支架固定在无人机本体的四个机臂上，且环形支撑***于无人机本体的正上方；核心接触模块包括铜接触网，铜接触网的外边沿包裹有铝合金包边，该铝合金包边通过若干连接弹簧连接在环形支撑体的内弧，铜接触网连接有引线；

FPV画面回传模块包括FPV镜头、万向云台、FPV图传天线、FPV图传模块和电源，所述万向云台、FPV图传天线、FPV图传模块和电源设置在环形支撑体上，FPV镜头安装在万向云台上， FPV图传模块分别与FPV镜头和FPV图传天线连接，所述电源用以FPV镜头和万向云台供电。

2.根据权利要求1所述的一种应用于风电叶片防雷检测中的无人机搭载装置，其特征在于：所述环形支撑体为圆环结构或者矩形环结构。

3.根据权利要求1所述的一种应用于风电叶片防雷检测中的无人机搭载装置，其特征在于：每个支架上均设置有一组微动开关，微动开关连接有接触臂，接触臂的一端用于触发微动开关，四个接触臂的另一端连接有触发环，触发环位于铜接触网的正下方；

在环形支撑体上还设置有指示灯，电源为指示灯供电，四组微动开关的电路为并联，且指示灯与每组微动开关为串联，当任意一组微动开关触发时，指示灯亮起。

4.根据权利要求3所述的一种应用于风电叶片防雷检测中的无人机搭载装置，其特征在于：支架的上端通过螺钉固定在环形支撑体上，支架的下端通过卡箍安装在无人机本体的机臂上。

5.根据权利要求1所述的一种应用于风电叶片防雷检测中的无人机搭载装置，其特征在于：环形支撑体由碳纤维材质制成。