CN105882949A - 一种电力电网巡检无人机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电力电网巡检无人机，包括有无人机主体，所述无人机主体顶端设有使无人机飞行的螺旋桨，所述无人机主体内设有驱动电机，用于驱动螺旋桨旋转；所述无人机主体内被两个横向隔板分隔出一个电池腔，所述电池腔内设有充电电池；所述电池腔下方设有一纵向隔板，所述纵向隔板将无人机主体下方分隔成通信腔和电路腔；通过在无人机上设置摄像头，能够有效的取代人力徒步巡检，实现无人机的巡检，另外在机体中设置三个腔体，将机体内通信、电源、电池分隔为三个独立的腔，实现较合理的分布互相不影响。

Description

一种电力电网巡检无人机
技术领域
本发明涉及一种电力电网巡检无人机。
背景技术
目前，电力电网的巡检主要靠人工进行徒步巡检，遇到复杂地形的时候人工巡检往往非常困难，效果很差，效率很低；而目前人类利用无人机技术日趋成熟，无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UaV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。无人机实际上是无人驾驶飞行器的统称，从技术角度定义可以分为：无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机这几大类。无人机上无驾驶舱，但安装有自动驾驶仪、程序控制装置等设备；地面、舰艇上或母机遥控站人员通过雷达等设备，对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输。利用无人机进行输电的各种电力设备检查和巡检，以便于电力监管部门发现问题并及时维护，保证输电网络的正常运行；无人机检查方式具有高效、快捷、可靠、成本低、不受地域影响的优点。
发明内容
本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种电力电网巡检无人机。
为实现上述目的，本发明的具体方案如下：一种电力电网巡检无人机，包括有无人机主体，所述无人机主体顶端设有使无人机飞行的螺旋桨，所述无人机主体内设有驱动电机，用于驱动螺旋桨旋转；所述无人机主体内被两个横向隔板分隔出一个电池腔，所述电池腔内设有充电电池；所述电池腔下方设有一纵向隔板，所述纵向隔板将无人机主体下方分隔成通信腔和电路腔；
所述电路腔内设有电路盒，所述电路盒内设有巡检电路，所述巡检电路包括有主控CPU，还包括有分别与主控CPU信号连接的可夜视摄像头和用于通信的通信模块；所述可夜视摄像头设于无人机主体底端，所述通信模块包括有通信天线，所述通信天线设于通信腔内。
其中，所述通信天线包括有一PCB板，所述PCB板上设有第一微带振子单元以及和第一微带振子单元形状和大小均相同且对称设置的第二微带振子单元；第一微带振子单元包括有一个六边形的微带主体；微带主体的从顶端角开始顺时针数的六条边依次为第一主体边、第二主体边、第三主体边、第四主体边、第五主体边、第六主体边；所述第二主体边延伸出有L形的第一馈电臂，所述第一馈电臂远离微带主体的一端设有第二馈电臂，所述第二馈电臂与第三主体边平行；所述第一主体边与第六主体边之间的夹角处向上延伸出有尖端辐射臂；所述第五主体边与第六主体边之间设有第一弧形缺口，所述第一弧形缺口向外延伸出有三角形的第一寄生辐射臂；所述微带主体上设有圆形的主缺孔，所述主缺孔内包括有两个扇形的第一扇形臂和第二扇形臂；所述第一扇形臂和第二扇形臂上均设有一组第一镂空组合，所述第一镂空组合包括有三条平行的镂空条；第一扇形臂分别通过第一连接臂和第二连接臂与微带主体连接；第二扇形臂分别通过第三连接臂和第四连接臂与微带主体连接；所述第一连接臂与第三连接臂上均设有一个V形的阻挠缺口；
在第一连接臂和第二连接臂之间，所述微带主体向第一扇形臂延伸出有弧状的第一弧形辐射臂；
在第三连接臂和第四连接臂之间，所述微带主体向第二扇形臂一侧延伸出有弧状的第二弧形辐射臂；所述PCB板上设有用于与第二馈电臂馈电的馈电孔。
其中，第一主体边与第六主体边之间、第二主体与第三主体边之间、第三主体与第四主体边之间、第四主体与第五主体边之间均设有一个圆形的阻扰孔。
其中，微带主体，其靠近第五主体边和第二主体边处均设有一个矩形的阻扰镂空单元；所述阻扰镂空单元包括有从阻扰镂空单元顶边向下延伸出的F形辐射臂以及从阻扰镂空单元底边向上延伸出的F形辐射臂。
其中，所述第一弧形辐射臂的内弧边与第二弧形辐射臂的内弧边均设有一矩形的矩形辐射臂。
所述巡检电路还包括有与主控CPU信号连接的热源探测器，所述热源探测器设于无人机主体的外侧壁；
所述巡检电路还包括有与主控CPU信号连接的存储记录装置；
所述巡检电路还包括有与主控CPU信号连接的电场强度探测器，所述电场强度探测器设于无人机主体的外侧壁；
所述巡检电路还包括有与主控CPU信号连接的磁场强度探测器，所述磁场强度探测器设于无人机主体的外侧壁；
所述巡检电路还包括有与主控CPU信号连接的防撞雷达，所述防撞雷达设于无人机主体的外侧壁；
本发明的有益效果为：通过在无人机上设置摄像头，能够有效的取代人力徒步巡检，实现无人机的巡检，另外在机体中设置三个腔体，将机体内通信、电源、电池分隔为三个独立的腔，实现较合理的分布互相不影响。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的巡检电路的原理框图；
图3是本发明的通信天线的俯视图；
图4是本发明的第一微带振子单元的俯视图；
图5是本图4的局部放大图；
图6是本天线的回波损耗测试图；
图7是本天线的隔离度性能测试图；
图8是本天线2.4GHz时的方向图；
图9是本天线5.0GHz时的方向图；
图1至图9中的附图标记说明：
1-无人机主体；11-螺旋桨；12-驱动电机；2-可夜视摄像头；3-通信天线； 41-电路腔；42-通信腔；5-电路盒；51-电场强度探测器；52-热源探测器；53-磁场强度探测器；54-防撞雷达；6-电池腔；
a1-PCB板；a2-馈电孔；
b1-微带主体；b21-第一馈电臂；b22-第二馈电臂；b3-尖端辐射臂；b4-第一寄生辐射臂；b5-主缺孔；b61-第一扇形臂；b62-第二扇形臂；b63、b64-第一镂空组合； b65-第一连接臂；b66-第三连接臂；b67-第四连接臂；b68-第二连接臂；b71-第一弧形辐射臂；b72-第二弧形辐射；b73、b74-矩形辐射臂；
b8-阻扰孔；b9-阻扰镂空单元；b91-F形辐射臂。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。
如图1至图9所示，本实施例所述的一种电力电网巡检无人机，包括有无人机主体1，所述无人机主体1顶端设有使无人机飞行的螺旋桨11，所述无人机主体1内设有驱动电机12，用于驱动螺旋桨11旋转；所述无人机主体1内被两个横向隔板分隔出一个电池腔6，所述电池腔6内设有充电电池；所述电池腔6下方设有一纵向隔板，所述纵向隔板将无人机主体1下方分隔成通信腔42和电路腔41；所述电路腔41内设有电路盒5，所述电路盒5内设有巡检电路，所述巡检电路包括有主控CPU，还包括有分别与主控CPU信号连接的可夜视摄像头2和用于通信的通信模块；所述可夜视摄像头2设于无人机主体1底端，所述通信模块包括有通信天线3，所述通信天线3设于通信腔42内；通过在无人机上设置摄像头，能够有效的取代人力徒步巡检，实现无人机的巡检，另外在机体中设置三个腔体，将机体内通信、电源、电池分隔为三个独立的腔，实现较合理的分布互相不影响。
本实施例所述的一种电力电网巡检无人机，所述通信天线3包括有一PCB板a1，所述PCB板a1上设有第一微带振子单元以及和第一微带振子单元形状和大小均相同且对称设置的第二微带振子单元；第一微带振子单元包括有一个六边形的微带主体b1；微带主体b1的从顶端角开始顺时针数的六条边依次为第一主体边、第二主体边、第三主体边、第四主体边、第五主体边、第六主体边；所述第二主体边延伸出有L形的第一馈电臂b21，所述第一馈电臂b21远离微带主体b1的一端设有第二馈电臂b22，所述第二馈电臂b22与第三主体边平行；所述第一主体边与第六主体边之间的夹角处向上延伸出有尖端辐射臂b3；所述第五主体边与第六主体边之间设有第一弧形缺口，所述第一弧形缺口向外延伸出有三角形的第一寄生辐射臂b4；所述微带主体b1上设有圆形的主缺孔b5，所述主缺孔b5内包括有两个扇形的第一扇形臂b61和第二扇形臂b62；所述第一扇形臂b61和第二扇形臂b62上均设有一组第一镂空组合b63、b64，所述第一镂空组合b63、b64包括有三条平行的镂空条；第一扇形臂b61分别通过第一连接臂b65和第二连接臂b68与微带主体b1连接；第二扇形臂b62分别通过第三连接臂b66和第四连接臂b67与微带主体b1连接；所述第一连接臂b65与第三连接臂b66上均设有一个V形的阻挠缺口；在第一连接臂b65和第二连接臂b68之间，所述微带主体b1向第一扇形臂b61延伸出有弧状的第一弧形辐射臂b71；在第三连接臂b66和第四连接臂b67之间，所述微带主体b1向第二扇形臂b62一侧延伸出有弧状的第二弧形辐射b72臂；所述PCB板a1上设有用于与第二馈电臂b22馈电的馈电孔a2。
通过大量的微带电路结构设计，以及大量的仿真试验和参数调整下，最终确定了上述天线结构；本天线在将多个天线层同时馈电耦合后，其在2.4GHz和5.0GHz表现出优异电气性能，具体如图6，在该频段附近带宽下平均达到9.65dBi；而其他电气性能也有较为优异的结果，其回波损耗在2.4-2.48GHz频段以及5.15-5.875GHz频段的回波损耗均优于-15dB；如图7，隔离度在2.4-2.48GHz和5.15-5.875GHz频段的隔离损耗都优于-20dB。证明该天线本身具备较好的性能；另外，本天线其方向性也好，如图8和图9所示，其两个频率下均为全向性天线。
本实施例所述的一种电力电网巡检无人机，第一主体边与第六主体边之间、第二主体与第三主体边之间、第三主体与第四主体边之间、第四主体与第五主体边之间均设有一个圆形的阻扰孔b8。设有的阻扰孔b8，可以增加电流流动的长度，增加辐射性能。
本实施例所述的一种电力电网巡检无人机，微带主体b1，其靠近第五主体边和第二主体边处均设有一个矩形的阻扰镂空单元b9；所述阻扰镂空单元b9包括有从阻扰镂空单元b9顶边向下延伸出的F形辐射臂b91以及从阻扰镂空单元b9底边向上延伸出的F形辐射臂b91。阻扰镂空单元b9的设置，通过旋转仪的实验数据发现，其在能在有效增加辐射特性的情况下，还能有效减小隔离损耗，增加带宽。
本实施例所述的一种电力电网巡检无人机，所述第一弧形辐射臂b71的内弧边与第二弧形辐射b72臂的内弧边均设有一矩形的矩形辐射臂b73、b74。
所述巡检电路还包括有与主控CPU信号连接的热源探测器52，所述热源探测器52设于无人机主体1的外侧壁；用于快速探测着火点，发现热源，防止火灾扩大。
所述巡检电路还包括有与主控CPU信号连接的存储记录装置；实时记录巡检信息。
所述巡检电路还包括有与主控CPU信号连接的电场强度探测器51，所述电场强度探测器51设于无人机主体1的外侧壁；用于探测异常电场。
所述巡检电路还包括有与主控CPU信号连接的磁场强度探测器53，所述磁场强度探测器53设于无人机主体1的外侧壁；用于探测异常磁场。
所述巡检电路还包括有与主控CPU信号连接的防撞雷达54，所述防撞雷达54设于无人机主体1的外侧壁；防止无人机撞毁。
以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。

Claims (5)

1.一种电力电网巡检无人机，其特征在于：包括有无人机主体（1），所述无人机主体（1）顶端设有使无人机飞行的螺旋桨（11），所述无人机主体（1）内设有驱动电机（12），用于驱动螺旋桨（11）旋转；所述无人机主体（1）内被两个横向隔板分隔出一个电池腔（6），所述电池腔（6）内设有充电电池；所述电池腔（6）下方设有一纵向隔板，所述纵向隔板将无人机主体（1）下方分隔成通信腔（42）和电路腔（41）；
所述电路腔（41）内设有电路盒（5），所述电路盒（5）内设有巡检电路，所述巡检电路包括有主控CPU，还包括有分别与主控CPU信号连接的可夜视摄像头（2）和用于通信的通信模块；所述可夜视摄像头（2）设于无人机主体（1）底端，所述通信模块包括有通信天线（3），所述通信天线（3）设于通信腔（42）内。
2.根据权利要求1所述的一种电力电网巡检无人机，其特征在于：所述通信天线（3）包括有一PCB板（a1），所述PCB板（a1）上设有第一微带振子单元以及和第一微带振子单元形状和大小均相同且对称设置的第二微带振子单元；第一微带振子单元包括有一个六边形的微带主体（b1）；微带主体（b1）的从顶端角开始顺时针数的六条边依次为第一主体边、第二主体边、第三主体边、第四主体边、第五主体边、第六主体边；所述第二主体边延伸出有L形的第一馈电臂（b21），所述第一馈电臂（b21）远离微带主体（b1）的一端设有第二馈电臂（b22），所述第二馈电臂（b22）与第三主体边平行；所述第一主体边与第六主体边之间的夹角处向上延伸出有尖端辐射臂（b3）；所述第五主体边与第六主体边之间设有第一弧形缺口，所述第一弧形缺口向外延伸出有三角形的第一寄生辐射臂（b4）；所述微带主体（b1）上设有圆形的第一扇形臂（b61），所述主缺孔（b5）内包括有两个扇形的第一扇形臂（b61）和第二扇形臂（b62）；所述第一扇形臂（b61）和第二扇形臂（b62）上均设有一组第一镂空组合（b63、b64），所述第一镂空组合（b63、b64）包括有三条平行的镂空条；第一扇形臂（b61）分别通过第一连接臂（b65）和第二连接臂（b68）与微带主体（b1）连接；第二扇形臂（b62）分别通过第三连接臂（b66）和第四连接臂（b67）与微带主体（b1）连接；所述第一连接臂（b65）与第三连接臂（b66）上均设有一个V形的阻挠缺口；
在第一连接臂（b65）和第二连接臂（b68）之间，所述微带主体（b1）向第一扇形臂（b61）延伸出有弧状的第一弧形辐射臂（b71）；三
在第三连接臂（b66）和第四连接臂（b67）之间，所述微带主体（b1）向第二扇形臂（b62）一侧延伸出有弧状的第二弧形辐射（b72）臂；所述PCB板（a1）上设有用于与第二馈电臂（b22）馈电的馈电孔（a2）。
3.根据权利要求2所述的一种电力电网巡检无人机，其特征在于：第一主体边与第六主体边之间、第二主体与第三主体边之间、第三主体与第四主体边之间、第四主体与第五主体边之间均设有一个圆形的阻扰孔（b8）。
4.根据权利要求2所述的一种电力电网巡检无人机，其特征在于：微带主体（b1），其靠近第五主体边和第二主体边处均设有一个矩形的阻扰镂空单元（b9）；所述阻扰镂空单元（b9）包括有从阻扰镂空单元（b9）顶边向下延伸出的F形辐射臂（b91）以及从阻扰镂空单元（b9）底边向上延伸出的F形辐射臂（b91）。
5.根据权利要求2所述的一种电力电网巡检无人机，其特征在于：所述第一弧形辐射臂（b71）的内弧边与第二弧形辐射（b72）臂的内弧边均设有一矩形的矩形辐射臂（b73、b74）。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2018036095A1 (zh) * 2016-08-25 2018-03-01 欧志洪 设有磁场强度探测器的智能电力巡检无人机
WO2018082375A1 (zh) * 2016-11-04 2018-05-11 江健良 一种自主灭火电力巡检无人机

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