CN106169713A - 一种可供电的无人机电力施工装置及其施工方法 - Google Patents

一种可供电的无人机电力施工装置及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可供电的无人机电力施工装置及其施工方法。它包括无人机、绞车、控制器和可调稳压电源，所述的绞车上安装有电缆，所述的无人机通过绞车上的电缆与控制器连接，所述的无人机上设有第一无线收发器，所述的控制器上设有第二无线收发器，所述的第一无线收发器与第二无线收发器相匹配，所述的可调稳压电源通过电缆与无人机连接，所述的可调稳压电源与控制器连接。本发明的有益效果是：结构简单，操作方便，无人机的续航能力强，电缆的牢固程度高，整个装置的使用寿命长且适用范围广，能够满足大多数电力施工的需求。

Description

一种可供电的无人机电力施工装置及其施工方法
技术领域
本发明涉及无人机相关技术领域，尤其是指一种可供电的无人机电力施工装置及其施工方法。
背景技术
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。从技术角度定义可以分为：无人固定翼机、无人垂直起降机、无人飞艇、无人直升机、无人多旋翼飞行器、无人伞翼机等。无人机按应用领域，可分为军用与民用。军用方面，无人机分为侦察机和靶机。无人机+行业应用，是无人机真正的刚需；目前在航拍、农业、植保、自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途，发达国家也在积极扩展行业应用与发展无人机技术。
无人机电力巡检的工作原理：装配有高清数码摄像机和照相机以及GPS定位系统的无人机，可沿电网进行定位自主巡航，实时传送拍摄影像，监控人员可在电脑上同步收看与操控。采用传统的人工电力巡线方式，条件艰苦，效率低下，一线的电力巡查工偶尔会遭遇“被狗撵”、“被蛇咬”的危险。无人机实现了电子化、信息化、智能化巡检，提高了电力线路巡检的工作效率、应急抢险水平和供电可靠率。而在山洪暴发、地震灾害等紧急情况下，无人机可对线路的潜在危险，诸如塔基陷落等问题进行勘测与紧急排查，丝毫不受路面状况影响，既免去攀爬杆塔之苦，又能勘测到人眼的视觉死角，对于 迅速恢复供电很有帮助。但是，一般的无人机在电力施工方面却因为电力续航问题而导致其应用范围较为狭窄，大大限制了无人机的使用范围。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中存在上述的不足，提供了一种续航能力好的可供电的无人机电力施工装置及其施工方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种可供电的无人机电力施工装置，包括无人机、绞车、控制器和可调稳压电源，所述的绞车上安装有电缆，所述的无人机通过绞车上的电缆与控制器连接，所述的无人机上设有第一无线收发器，所述的控制器上设有第二无线收发器，所述的第一无线收发器与第二无线收发器相匹配，所述的可调稳压电源通过电缆与无人机连接，所述的可调稳压电源与控制器连接。
通过绞车与电缆的配套设计，使得电缆在使用过程中，不会出现打结或缠绕成一团等情况，以保证该装置的正常使用；由于电缆本身存在一定的电阻，故而随着电缆使用量的增加，使得无人机的供电量会下降，故而通过可调稳压电源的设计，以保证无人机的正常供电；通过第一无线收发器与第二无线收发器的配合使用，能够指令无人机完成相应的施工要求；这样设计达到了续航能力好的目的。
作为优选，所述的无人机上设有供电模块和蓄电模块，所述的供电模块和蓄电模块均通过电缆与可调稳压电源连接。通过供电模块和蓄电模块之间的相互切换设计，使得无人机在使用过程中，不会因为电压不正常而导致无人机操作失灵，造成无人机的损坏，提高了使用寿命。
作为优选，所述的绞车上设有计数器，所述的计数器与控制器连接。通 过计数器的设计，能够计算电缆的使用量，从而计算出电缆中产生的电阻值，进而来调节可调稳压电源以保证无人机的正常使用。
作为优选，所述的可调稳压电源包括稳压源和可调升压模块，所述的稳压源安装在无人机上，所述的稳压源通过电缆与可调升压模块连接，所述的可调升压模块与控制器连接。通过可调升压模块的设计来满足不断增加的电缆使用量需求，同时通过稳压源的设计，能够保证无人机供电的稳定性，防止电压的波动对无人机造成一定的损伤，另外稳压源具有重量轻、稳定、抗过载以及响应快等优点，使得无人机的续航更为持久可靠。
作为优选，所述的电缆包括导线层、承力层和外层，所述的承力层包裹在导线层的外部，所述的承力层呈螺旋状置于外层内。通过承力层的结构设计，使得电缆在被拉伸时，减小了因为应力过大而导致电缆的拉断概率。
作为优选，所述的导线层由铝导线制作而成，所述的承力层由尼龙材料制作而成，所述的外层由高分子材料制作而成。铝导线的设计，能够减小导线上的电阻量；尼龙材料的选择，提高了承力层的弹性，进一步提高了电缆的牢固程度；而高分子材料的选择，也能进一步的提高电缆的牢固程度。
本发明还提供了一种可供电的无人机电力施工装置的施工方法，包括如下步骤：
(1)将可调稳压电源内的可调升压模块通过绞车上的电缆与无人机上的稳压源连接，使得可调稳压电源内的稳压源通过可调升压模块与控制器连接；
(2)随着无人机的动作，绞车上的电缆随着无人机一同动作，同时绞车上的计数器记录电缆的长度，并将信号传递给控制器；
(3)控制器根据计数器的信号来计算电缆产生的电阻值，同时控制可调 升压模块对稳压源进行升压操作，以保证无人机电压的稳定；
(4)控制器通过第一无线收发器将所需的施工动作传递给无人机上的第二无线收发器以满足施工需求。
无人机在使用过程中，通过可调稳压电源来对无人机实现电压的互补；同时通过第一无线收发器和第二无线收发器的设计来对无人机的操作动作实现远程控制。
作为优选，在步骤(4)中，无人机实时检测供电模块的供电情况，当电压不足时，切换为蓄电模块给无人机供电，同时将无人机通过第二无线收发器将信号传递给第一无线收发器，然后控制器调节可调升压模块来进行升压操作，以保证无人机电压的稳定。通过无人机上供电模块和蓄电模块的相互切换，一方面实现了无人机的电压稳定性，另一方面还能保证无人机在断电时能够通过蓄电模块完成回收操作。
作为优选，在步骤(4)中，无人机实时检测供电模块的供电情况，当电压为零时，切换为蓄电模块给无人机供电，将无人机通过第二无线收发器将信号传递给第一无线收发器，然后控制器通过报警的方式告知操作人员及时撤回无人机，以保证无人机不受损坏。通过无人机上供电模块和蓄电模块的相互切换，一方面实现了无人机的电压稳定性，另一方面还能保证无人机在断电时能够通过蓄电模块完成回收操作。
作为优选，在步骤(4)中，无人机实时检测供电模块的供电情况，当电压正常时，电缆同时给无人机的蓄电模块进行充电操作，直到蓄电模块指示已充满电为止。通过无人机上供电模块和蓄电模块的相互切换，一方面实现了无人机的电压稳定性，另一方面还能保证无人机在断电时能够通过蓄电模 块完成回收操作。
本发明的有益效果是：结构简单，操作方便，无人机的续航能力强，电缆的牢固程度高，整个装置的使用寿命长且适用范围广，能够满足大多数电力施工的需求。
附图说明
图1是本发明的电路原理图；
图2是电缆的结构示意图；
图3是电缆的剖面结构示意图。
图中：1.第一无线收发器，2.无人机，3.第二无线收发器，4.电缆，5.控制器，6.绞车，7.可调稳压电源，8.导线层，9.外层，10.承力层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
如图1所述的实施例中，一种可供电的无人机电力施工装置，包括无人机2、绞车6、控制器5和可调稳压电源7，绞车6上安装有电缆4，无人机2通过绞车6上的电缆4与控制器5连接，无人机2上设有第一无线收发器1，控制器5上设有第二无线收发器3，第一无线收发器1与第二无线收发器3相匹配，可调稳压电源7通过电缆4与无人机2连接，可调稳压电源7与控制器5连接。
无人机2上设有供电模块和蓄电模块，供电模块和蓄电模块均通过电缆4与可调稳压电源7连接。绞车6上设有计数器，计数器与控制器5连接。可调稳压电源7包括稳压源和可调升压模块，稳压源安装在无人机2上，稳压源通过电缆4与可调升压模块连接，可调升压模块与控制器5连接。
如图2、图3所示，电缆4包括导线层8、承力层10和外层9，承力层10包裹在导线层8的外部，承力层10呈螺旋状置于外层9内。导线层8由铝导线制作而成，承力层10由尼龙材料制作而成，外层9由高分子材料制作而成。
本发明还提供了一种可供电的无人机电力施工装置的施工方法，包括如下步骤：
(1)将可调稳压电源7内的可调升压模块通过绞车6上的电缆4与无人机2上的稳压源连接，使得可调稳压电源7内的稳压源通过可调升压模块与控制器5连接；
(2)随着无人机2的动作，绞车6上的电缆4随着无人机2一同动作，同时绞车6上的计数器记录电缆4的长度，并将信号传递给控制器5；
(3)控制器5根据计数器的信号来计算电缆4产生的电阻值，同时控制可调升压模块对稳压源进行升压操作，以保证无人机2电压的稳定；
(4)控制器5通过第一无线收发器1将所需的施工动作传递给无人机2上的第二无线收发器3以满足施工需求；无人机2实时检测供电模块的供电情况，当电压不足时，切换为蓄电模块给无人机2供电，同时将无人机2通过第二无线收发器3将信号传递给第一无线收发器1，然后控制器5调节可调升压模块来进行升压操作，以保证无人机2电压的稳定；当电压为零时，切换为蓄电模块给无人机2供电，将无人机2通过第二无线收发器3将信号传递给第一无线收发器1，然后控制器5通过报警的方式告知操作人员及时撤回无人机2，以保证无人机2不受损坏；当电压正常时，电缆4同时给无人机2的蓄电模块进行充电操作，直到蓄电模块指示已充满电为止。
通过绞车6与电缆4的配套设计，使得电缆4在使用过程中，不会出现打结或缠绕成一团等情况，以保证该装置的正常使用；由于电缆4本身存在一定的电阻，故而随着电缆4使用量的增加，使得无人机2所供的电压会下降，故而通过可调稳压电源7来对无人机2实现电压的互补，以保证无人机2的正常稳定供电，以提高无人机2的续航能力；通过第一无线收发器1与第二无线收发器3的配合使用，能够指令无人机2完成相应的施工要求。

Claims (10)

1.一种可供电的无人机电力施工装置，其特征是，包括无人机(2)、绞车(6)、控制器(5)和可调稳压电源(7)，所述的绞车(6)上安装有电缆(4)，所述的无人机(2)通过绞车(6)上的电缆(4)与控制器(5)连接，所述的无人机(2)上设有第一无线收发器(1)，所述的控制器(5)上设有第二无线收发器(3)，所述的第一无线收发器(1)与第二无线收发器(3)相匹配，所述的可调稳压电源(7)通过电缆(4)与无人机(2)连接，所述的可调稳压电源(7)与控制器(5)连接。
2.根据权利要求1所述的一种可供电的无人机电力施工装置，其特征是，所述的无人机(2)上设有供电模块和蓄电模块，所述的供电模块和蓄电模块均通过电缆(4)与可调稳压电源(7)连接。
3.根据权利要求1所述的一种可供电的无人机电力施工装置，其特征是，所述的绞车(6)上设有计数器，所述的计数器与控制器(5)连接。
4.根据权利要求1所述的一种可供电的无人机电力施工装置，其特征是，所述的可调稳压电源(7)包括稳压源和可调升压模块，所述的稳压源安装在无人机(2)上，所述的稳压源通过电缆(4)与可调升压模块连接，所述的可调升压模块与控制器(5)连接。
5.根据权利要求1所述的一种可供电的无人机电力施工装置，其特征是，所述的电缆(4)包括导线层(8)、承力层(10)和外层(9)，所述的承力层(10)包裹在导线层(8)的外部，所述的承力层(10)呈螺旋状置于外层(9)内。
6.根据权利要求5所述的一种可供电的无人机电力施工装置，其特征是，所述的导线层(8)由铝导线制作而成，所述的承力层(10)由尼龙材料制作而成，所述的外层(9)由高分子材料制作而成。
7.一种可供电的无人机电力施工装置的施工方法，其特征是，包括如下步骤：
(1)将可调稳压电源内的可调升压模块通过绞车上的电缆与无人机上的稳压源连接，使得可调稳压电源内的稳压源通过可调升压模块与控制器连接；
(2)随着无人机的动作，绞车上的电缆随着无人机一同动作，同时绞车上的计数器记录电缆的长度，并将信号传递给控制器；
(3)控制器根据计数器的信号来计算电缆产生的电阻值，同时控制可调升压模块对稳压源进行升压操作，以保证无人机电压的稳定；
(4)控制器通过第一无线收发器将所需的施工动作传递给无人机上的第二无线收发器以满足施工需求。
8.根据权利要求7所述的一种可供电的无人机电力施工装置的施工方法，其特征是，在步骤(4)中，无人机实时检测供电模块的供电情况，当电压不足时，切换为蓄电模块给无人机供电，同时将无人机通过第二无线收发器将信号传递给第一无线收发器，然后控制器调节可调升压模块来进行升压操作，以保证无人机电压的稳定。
9.根据权利要求7所述的一种可供电的无人机电力施工装置的施工方法，其特征是，在步骤(4)中，无人机实时检测供电模块的供电情况，当电压为零时，切换为蓄电模块给无人机供电，将无人机通过第二无线收发器将信号传递给第一无线收发器，然后控制器通过报警的方式告知操作人员及时撤回无人机，以保证无人机不受损坏。
10.根据权利要求7所述的一种可供电的无人机电力施工装置的施工方法，其特征是，在步骤中，无人机实时检测供电模块的供电情况，当电压正常时，电缆同时给无人机的蓄电模块进行充电操作，直到蓄电模块指示已充满电为止。
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