CN106025931A - 清除输电线路飘挂物的飞行系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种清除输电线路飘挂物的飞行系统及其工作方法，包括控制装置、及均与所述控制装置通信连接的飞行平台和点火系统，所述点火系统设置于所述飞行平台上，且所述点火系统包括燃料喷射装置和点火装置，所述燃料喷射装置包括用于向飘挂物喷射燃料的喷料件，所述点火装置包括点火器，所述喷料件与飘挂物可相对，所述点火器与飘挂物可相对。当进行高空输电线路上飘挂物清除时，飞行平台飞行至高处并靠近飘挂物，之后将燃料喷洒至飘挂物上，之后通过点火器将激光射线点射至飘挂物，通过高温使得飘挂物发生自燃而达到清除目的，如此不仅可以大大提高飘挂物的清除效率，同时上述飞行系统的工作更加安全、可靠性更高，操控方便。

Description

清除输电线路飘挂物的飞行系统及其工作方法

技术领域

本发明涉及输电线污物清扫装置技术领域，尤其是涉及一种清除输电线路飘挂物的飞行系统及其工作方法。

背景技术

目前，大多数电力高压线设备通常以户外布置方式为主，因而此种布置方式决定了输电线路容易受到天气、环境等各方面的不利影响。特别是在一些人们聚居及植物生长茂盛的区域，输电线路上常常会被塑料袋、风筝、折断的树枝等杂物缠绕、覆盖，会大大增加输电线路的负担，造成线路拉断等问题发生。特别是某些具有一定导电性质的飘挂物，甚至会直接造成线路相间短路，导致全站失压，对输电设备造成严重破坏。目前，对于诸如上述的输电线路飘挂物的清除，常规方法为首先需要对线路进行局部停电，通过悬挂软梯，人员上梯、手动摘取或燃烧异物等繁琐步骤来实现。如此不仅会花费过多的工作时间，通常需要3到5个小时，工作效率极低，同时贴近高压输电线路的高空施工，会存在极大触电及高空摔落的隐患，威胁到工作人员的人身安全。

针对此类问题，目前市面上也出现了整合无人机和喷火装置来进行高空飘挂物清楚的装置。此类无人机喷火装置的实现方法有多种，主要方法是喷洒线状汽油或是雾状汽油，喷出后立即高压放电点火燃烧。此种装置由于助燃物与火焰直接接触，存在燃爆等诸多不稳定因素，容易造成无人机喷火装置、甚至是输电线路的烧坏，可控性差，存在极大地安全隐患，工作可靠性低。

发明内容

基于此，本发明提供一种清除输电线路飘挂物的飞行系统及其工作方法，在于克服现有技术的缺陷，使得飘挂物的清除效率更高，系统可靠性好，工作更加安全可靠，结构简单，操控方便。

本发明的目的是这样实现的：

一种清除输电线路飘挂物的飞行系统，包括控制装置、及均与所述控制装置通信连接的飞行平台和点火系统，所述点火系统设置于所述飞行平台上，且所述点火系统包括燃料喷射装置和点火装置，所述燃料喷射装置包括用于向飘挂物喷射燃料的喷料件，所述点火装置包括点火器，当所述飞行平台飞行至靠近飘挂物时，所述喷料件与飘挂物可相对，所述点火器与飘挂物可相对。

下面对技术方案作进一步的说明：

进一步地，还包括用于探测所述飞行平台与飘挂物间距的图像撷取装置，所述图像撷取装置设置于所述飞行平台上并与所述控制装置通信连接，且所述图像撷取装置与所述点火器配合。

进一步地，所述燃料喷射装置包括设有出料口的储料件、与所述储料口连接的输料管路，与所述输料管路连接的燃料驱动件，所述燃料驱动件与所述喷料件连接。

进一步地，所述喷料件包括与所述燃料驱动件连接的供液管路、及与所述供液管路连接的喷管，所述喷管具有喷料口，所述喷管由所述供液管路至所述喷料口的截面尺寸呈递减的趋势。

进一步地，所述喷料件还包括环形喷嘴，所述环形喷嘴与所述喷管的喷料口连接。

进一步地，所述燃料驱动件包括用于根据与飘挂物的间距调整燃料喷射压力的压力调节模块。

进一步地，所述飞行平台包括飞行器、及与所述飞行器连接的支撑架，所述点火系统还包括设置于所述飞行器上的安装板，及设置于所述安装板上的转动驱动件，所述点火器与所述转动驱动件连接，所述燃料喷射装置和所述点火装置设置于所述支撑架的中部区域。

进一步地，所述储料件还包括燃料监测器，所述燃料监测器与所述控制装置电性连接。

本发明还提供一种如上所述的清除输电线路飘挂物的飞行系统的工作方法，其包括如下步骤：

飞行平台接收控制装置的输出指令并飞行至靠近飘挂物；

燃料喷射装置接收控制装置的工作指令，通过喷料件将燃料喷洒于飘挂物表面；

点火装置接收控制装置的指令工作，通过点火器将激光射线投射至飘挂物浸润燃料部位，飘挂物自燃；

飞行器返回并降落至地面，清除工作结束。

进一步地，在步骤通过点火器将激光射线投射至飘挂物浸润燃料部位之前，还包括步骤飞行平台根据图像撷取装置的图像数据，由控制装置调控向后回退3～10m至安全点火距离。

本发明的有益效果在于：

上述清除输电线路飘挂物的飞行系统通过在所述飞行平台上设置所述点火系统，并使所述飞行平台和所述点火系统均与所述控制装置通信连接，当进行高空输电线路上飘挂物的清除时，飞行平台飞行至高处并靠近飘挂物，之后由所述燃料喷射装置通过所述喷料件将燃料喷洒至飘挂物上，之后通过所述点火器将激光射线点射至飘挂物，使飘挂物吸收激光能量从而温度升高而发生自燃以达到清除目的，如此不仅可以大大提高飘挂物的清除效率，同时上述飞行系统的可靠性好，工作更加安全，可靠性更高，操控方便。

上述清除输电线路飘挂物的飞行系统的工作方法通过在所述飞行平台上设置所述点火系统，并使所述飞行平台和所述点火系统均与所述控制装置通信连接，当进行高空输电线路上飘挂物的清除时，飞行平台飞行至高处并靠近飘挂物，之后由所述燃料喷射装置通过所述喷料件将燃料喷洒至飘挂物上，之后通过所述点火器将激光射线点射至飘挂物，使飘挂物吸收激光能量从而温度升高而发生自燃以达到清除目的，如此不仅可以大大提高飘挂物的清除效率，同时上述飞行系统的可靠性好，工作更加安全，可靠性更高，操控方便。

附图说明

图1为本发明实施例所述的清除输电线路飘挂物的飞行系统的结构示意图；

图2为本发明实施例所述的点火系统的俯视图；

图3为本发明实施例所述的清除输电线路飘挂物的飞行系统的工作方法流程图。

附图标记说明：

100、飞行平台，120、飞行器，140、支撑架，200、点火系统，220、燃料喷射装置，221、喷料件，221a、供液管路，221b、喷管，222、储料件，223、输料管路，224、燃料驱动件，240、点火装置，241、点火器，260、安装板，280、转动驱动件，300、图像撷取装置。

具体实施方式

下面对本发明的实施例进行详细说明：

如图1所示，一种清除输电线路飘挂物的飞行系统，包括控制装置、及均与所述控制装置通信连接的飞行平台100和点火系统200，所述点火系统200设置于所述飞行平台100上，且所述点火系统200包括燃料喷射装置220和点火装置240，所述燃料喷射装置220包括用于向飘挂物喷射燃料的喷料件221，所述点火装置240包括点火器241，当所述飞行平台100飞行至靠近飘挂物时，所述喷料件221与飘挂物可相对，所述点火器241与飘挂物可相对。

上述清除输电线路飘挂物的飞行系统通过在所述飞行平台100上设置所述点火系统200，并使所述飞行平台100和所述点火系统200均与所述控制装置通信连接，当进行高空输电线路上飘挂物的清除时，飞行平台100飞行至高处并靠近飘挂物，之后由所述燃料喷射装置220通过所述喷料件221将燃料喷洒至飘挂物上，之后通过所述点火器241将激光射线点射至飘挂物，使飘挂物吸收激光能量从而温度升高而发生自燃以达到清除目的，如此不仅可以大大提高飘挂物的清除效率，同时上述飞行系统的可靠性好，工作更加安全，可靠性更高，操控方便。

在本实施例中，所述飞行平台100可以是旋翼为一个及以上数量的无人飞行器，在本优选实施例中采用六旋翼无人飞行器，其相邻两个飞行轴的轴距为1000mm，由此使得飞行器120的臂展足够长，从而具有较大的负载能力。此外，飞行器120机身采用弧面设计，飞行风阻小，抗风能力好，因而其具有更高的飞行速度，最大飞行速度可以为30m/s。所述飞行平台100包括飞行器120、及与所述飞行器120连接的支撑架140，所述点火系统200还包括设置于所述飞行器120上的安装板260，及设置于所述安装板260上的转动驱动件280，所述点火器241与所述转动驱动件280连接，所述燃料喷射装置220和所述点火装置240设置于所述支撑架140的中部区域。本实施例中，所述点火器241优选采用激光发射器，采用激光发射器作为点火器241，较之传统的火焰点火器，激光发射器可以改“喷射”为“点射”，消除了燃爆的隐患，安全性更高，同时能量利用率更高，工作效率大大提升。浸润有燃料的飘挂物不断吸收激光的能量使得自身温度不断升高而逐渐达到燃点，并发生自燃，燃烧程度较为缓和，不会对输电线路本身及周围的工作人员造成伤害。

其中，所述支撑架140用于支撑飞行器120的整体重量，其上安装有多个缓冲垫脚，当飞行器120从高空降落地面时，可以起到良好的缓冲减震效果，避免飞行器120收到结构性损伤。优选的，所述支撑架140包括呈倒V字型布置的两个架体，所述安装板260的两端分别固定于两个架体上，且所述安装板260位于两个架体的中部，由此可以使得飞行器120飞行时的平衡性好，更加稳固。所述安装板260固定于飞行器120的下方，并与所述支撑架140之间形成安装腔室，所述转动驱动件280和所述点火器241设置于该安装腔室内，其中所述转动驱动件280为电机，电机的输出转轴与所述点火器241固定连接，由此可以带动所述点火器241实现360度周向转动，而无需飞行器120调整飞行姿态，从而降低飞行器120旋翼的负担，减小油耗，提升飞行器的续航时间；同时通过监控摄像头实时辅助图像撷取作用，可以便于对体积大的飘挂物进行完全精确的点火操作，以提升点火器241的使用可靠性。此外，将所述燃料喷射装置220和所述点火装置240安装在所述支撑架140的中部区域上，为了便于后期进行维护保养，优选采用可拆卸地连接方式，且所述燃料喷射装置220和点火装置240的组合重心与飞行器120的中心重合或在同一竖直直线上，由此可以进一步确保飞行器120的各个旋翼受力均衡，进而保证空中飞行姿态的平衡和稳定。

进一步地，上述清除输电线路飘挂物的飞行系统还包括用于探测所述飞行平台100与飘挂物间距的图像撷取装置300，所述图像撷取装置300设置于所述飞行平台100上并与所述控制装置通信连接，且所述图像撷取装置300与所述点火器241配合。在本实施例中，所述图像撷取装置300为监控摄像头，监控摄像头的探测头布置于点火器241上并与之同步动作，且位于飞行器120的机头方向，当飞行器120飞至靠近输电线路上的飘挂物完成喷洒燃料之后，所述控制装置会发出指令驱动监控摄像头工作，拍摄飘挂物的当前图像，控制装置会根据图像数据计算出当前飞行器与飘挂物的距离数据，之后所述控制装置会将换算的距离数据与燃料喷射压力、飘挂物的尺寸等数据进行综合比对，来判断当前距离是否为安全距离。若是，则控制装置随即输出指令给所述燃料喷射装置220以驱动其工作，以点燃飘挂物实现清除工作；若否，则控制装置会输出指令给飞行器120使其径直后退一段距离，通常为3～10mm，以确保飘挂物燃烧时产生的火焰或高温不会对飞行器120造成损伤，以确保其工作安全和使用寿命。此外，在燃料喷射到飘挂物步骤中，通过监控摄像头的实时拍摄，可以精确控制所述喷料件将燃料覆盖并浸润飘挂物全身，由此可以进一步提高飘挂物的燃尽效果，从而提升飞行系统的清除效果。

如图2所示，所述燃料喷射装置220包括设有出料口的储料件222、与所述储料口连接的输料管路223，与所述输料管路223连接的燃料驱动件224，所述燃料驱动件224与所述喷料件221连接。在本实施例中，所述储料件222为油罐，其优选与所述安装板260一体成型，以确保具有足够的整体连接强度，当然也在可以是通过螺丝等锁紧件的装配连接方式。此外，油罐的自身重量以及满载燃料后的重量应当不超过飞行器120的最大负载，而又可以满足日常大多数飘挂物种类的喷洒容量要求，由此确保飞行系统的使用可靠性。油罐的上表面开设有进料口，用于补充燃料，工作状态时通过旋盖拧紧密封，避免高空飞行发生振荡使燃料洒出。油罐的下部侧面开设有储料口，储料口与所述输料管路223密封连接，所述输料管路223为橡胶软管，具有良好的弯折性能，可以使其缠绕油罐布置于所述支撑架上，以避免悬挂于飞行器120之外，影响飞行器120的飞行稳定性。此外，所述燃料驱动件224优选为电动隔膜泵，其具有流通性能好、无需轴封，结构简单，使用可靠的优点，输料管路223的另一端与电动隔膜泵的进口连通，电动隔膜泵的出口与所述喷料件221连通，进而可以为其提供具有一定压力的燃料并喷射到飘挂物上。这样设置不仅连接方式和结构简单，使用可靠性高，且制造成本低。

此外，所述储料件222还包括燃料监测器，所述燃料监测器与所述控制装置电性连接。在本实施例中，所述燃料监测器为液位传感器，用于实时检测油罐内燃料的剩余量，当燃料的余量低于预设安全值时，液位传感器会发送信号至所述控制装置，以及时提醒工作人员操控飞行器120返航及时补充燃料，以确保工作的正常进行。如此可以大大提高飞行系统的工作可靠性，提高工作效率。另外，为了确保飞行器120单次持续工作时间长，给飞行器120备装有充电电池，一次充满电之后可以保证飞行器120具有较长的续航时间，以提高其工作可靠性。进一步的，充电电池电性连接有可调降压电源模块，当检测到充电电池的电量较低时，可调降压电源模块会控制充电电池处于省电工作模式，即以低于常规输出电量的值来供给飞行器120使用，由此可以尽最大程度提高飞行器120的续航时间，避免飞行器120因电量短缺而发生高空坠落，影响其安全和使用寿命。

所述喷料件221包括与所述燃料驱动件224连接的供液管路221a、及与所述供液管路221a连接的喷管221b，所述喷管221b具有喷料口，所述喷管221b由所述供液管路221a至所述喷料口的截面尺寸呈递减的趋势。所述喷管221b优选采用强化合金材料制作的锥筒型管件，即由所述供液管路221a至所述喷料口的直径是逐渐减小的，这样设置可以进一步提高燃料的喷射压力，提高喷射距离，进而提升所述燃料喷射装置220的使用性能，减小电动隔膜泵的工作负担。

进一步地，所述喷料件221还包括环形喷嘴，所述环形喷嘴与所述喷管221b的喷料口连接。在所述喷管221b的喷料口安装所述环形喷嘴，可以增大燃料的喷射覆盖面积，进而可以提高燃料附着于飘挂物的速度和均匀性，从而提高工作效率。优选的，上述飞行器120还安装有摄像头，用于拍摄工作对象(飘挂物)的图像。因而为了提高飘挂物的燃烧清除效果，燃料应当完全覆盖并浸润飘挂物全身，进而可以保证在激光点火后飘挂物可以确保燃尽，从而达到良好的清除效果。

所述燃料驱动件224包括用于根据与飘挂物的间距调整燃料喷射压力的压力调节模块。当飞行器120调整好与飘挂物的间距之后，控制装置会根据当前间距值进行分析计算，之后输出一个匹配值(泵送压力)给电动隔膜泵，使得在泵送压力下能够确保燃料顺利喷洒到飘挂物上，避免泵送压力过大或过小引起漏喷而造成燃料高空坠落，不仅影响环境卫生，威胁工作人员的人身安全，同时经济性差。

如图3所示，本发明还提供一种如上所述的清除输电线路飘挂物的飞行系统的工作方法，其包括如下步骤：

飞行平台100接收控制装置的输出指令并飞行至靠近飘挂物；

燃料喷射装置220接收控制装置的工作指令，通过喷料件221将燃料喷洒于飘挂物表面；

点火装置240接收控制装置的指令工作，通过点火器241将激光射线投射至飘挂物浸润燃料部位，飘挂物自燃；

飞行器120返回并降落至地面，清除工作结束。

上述清除输电线路飘挂物的飞行系统的工作方法通过在所述飞行平台100上设置所述点火系统200，并使所述飞行平台100和所述点火系统200均与所述控制装置通信连接，当进行高空输电线路上飘挂物的清除时，飞行平台100飞行至高处并靠近飘挂物，之后由所述燃料喷射装置220通过所述喷料件221将燃料喷洒至飘挂物上，之后通过所述点火器241将激光射线点射至飘挂物，使飘挂物吸收激光能量从而温度升高而发生自燃以达到清除目的，如此不仅可以大大提高飘挂物的清除效率，同时上述飞行系统的可靠性好，工作更加安全，可靠性更高，操控方便。

在步骤通过点火器241将激光射线投射至飘挂物浸润燃料部位之前，还包括步骤飞行平台100根据图像撷取装置300的图像数据，由控制装置调控向后回退3～10m至安全点火距离。如此确保飘挂物燃烧时产生的火焰或高温不会对飞行器120造成损伤，以确保其工作安全和使用寿命。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种清除输电线路飘挂物的飞行系统，其特征在于，包括控制装置、及均与所述控制装置通信连接的飞行平台和点火系统，所述点火系统设置于所述飞行平台上，且所述点火系统包括燃料喷射装置和点火装置，所述燃料喷射装置包括用于向飘挂物喷射燃料的喷料件，所述点火装置包括点火器，当所述飞行平台飞行至靠近飘挂物时，所述喷料件与飘挂物可相对，所述点火器与飘挂物可相对。

2.根据权利要求1所述的清除输电线路飘挂物的飞行系统，其特征在于，还包括用于探测所述飞行平台与飘挂物间距的图像撷取装置，所述图像撷取装置设置于所述飞行平台上并与所述控制装置通信连接，且所述图像撷取装置与所述点火器配合。

3.根据权利要求1所述的清除输电线路飘挂物的飞行系统，其特征在于，所述燃料喷射装置包括设有出料口的储料件、与所述储料口连接的输料管路，与所述输料管路连接的燃料驱动件，所述燃料驱动件与所述喷料件连接。

4.根据权利要求1或3所述的清除输电线路飘挂物的飞行系统，其特征在于，所述喷料件包括与所述燃料驱动件连接的供液管路、及与所述供液管路连接的喷管，所述喷管具有喷料口，所述喷管由所述供液管路至所述喷料口的截面尺寸呈递减的趋势。

5.根据权利要求4所述的清除输电线路飘挂物的飞行系统，其特征在于，所述喷料件还包括环形喷嘴，所述环形喷嘴与所述喷管的喷料口连接。

6.根据权利要求3所述的清除输电线路飘挂物的飞行系统，其特征在于，所述燃料驱动件包括用于根据与飘挂物的间距调整燃料喷射压力的压力调节模块。

7.根据权利要求1所述的清除输电线路飘挂物的飞行系统，其特征在于，所述飞行平台包括飞行器、及与所述飞行器连接的支撑架，所述点火系统还包括设置于所述飞行器上的安装板，及设置于所述安装板上的转动驱动件，所述点火器与所述转动驱动件连接，所述燃料喷射装置和所述点火装置设置于所述支撑架的中部区域。

8.根据权利要求3所述的清除输电线路飘挂物的飞行系统，其特征在于，所述储料件还包括燃料监测器，所述燃料监测器与所述控制装置电性连接。

9.一种如上述权利要求1至8任一项所述的清除输电线路飘挂物的飞行系统的工作方法，其包括如下步骤：

飞行平台接收控制装置的输出指令并飞行至靠近飘挂物；

燃料喷射装置接收控制装置的工作指令，通过喷料件将燃料喷洒于飘挂物表面；

点火装置接收控制装置的指令工作，通过点火器将激光射线投射至飘挂物浸润燃料部位，飘挂物自燃；

飞行器返回并降落至地面，清除工作结束。

10.根据权利要求9所述的清除输电线路飘挂物的飞行系统的工作方法，其特征在于，在步骤通过点火器将激光射线投射至飘挂物浸润燃料部位之前，还包括步骤飞行平台根据图像撷取装置的图像数据，由控制装置调控向后回退3～10m至安全点火距离。