CN107010210B - 一种用于电力检修的智能无人机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电力检修的智能无人机，包括本体、中控机构、发电机构、飞行机构、摄像头和着落机构，着落组件包括着落单元、固定块、导轨、缓冲单元，缓冲单元包括第一连杆、第二连杆、第一弹簧、第二弹簧、销轴和缓冲配件，着落单元包括滚轮、支撑柱、第四弹簧和壳体，工作电源模块包括工作电源电路，工作电源电路包括运算放大器、可调电阻、第一电容和第二电容，运算放大器的型号为LM380，该用于电力检修的智能无人机中，通过着落机构能够对无人机着落时进行可靠的缓冲减震，从而提高了无人机的可靠性；在工作电源电路中，通过运算放大器能够实现正负电源的稳定性输出，从而能够提高工作电源电路的可靠性，提高了无人机的可靠性。

Description

一种用于电力检修的智能无人机

技术领域

本发明涉及无人机领域，特别涉及一种用于电力检修的智能无人机。

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。民用方面，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、微型自拍、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。

在现有的无人机中，在无人机进行电力检修的过程中，往往需要停留在电杆上，这样会因为频繁的着落，而又由于内部的着落机构简单，使得对于无人机内部的元器件的震动较多较大，就容易使得无人机发生故障，降低了无人机的可靠性；不仅如此，在无人机运行的过程中，需要输出正负电压，但是往往会因为内部的工作电源电路缺少补偿功能，使得正负电压有误差，降低了无人机的可靠性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于电力检修的智能无人机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于电力检修的智能无人机，包括本体、中控机构、发电机构、飞行机构、摄像头和着落机构，所述中控机构设置在本体上，所述发电机构设置在本体的上方，所述飞机机构设置在本体的两侧，所述摄像头设置在本体的底部，所述着落机构设置在本体的底部且位于摄像头的两侧；

其中，中控机构，用来对无人机中的各个部件进行智能化控制；发电机构，用来实现在线发电，从而提高了无人机的续航能力；飞行机构，实现了无人机的可靠飞行；摄像头，能够对指定的电力设施进行观察；着落机构，用来对无人机着落的时候进行缓冲减震，提高了无人机的可靠性。

所述着落机构包括两个分别位于摄像头两侧的着落组件，所述着落组件包括着落单元、固定块、导轨、缓冲单元，所述着落单元设置在固定块的下方，所述导轨设置在固定块的上方，所述缓冲单元设置在本体的内部且与导轨连接；

所述缓冲单元包括第一连杆、第二连杆、第一弹簧、第二弹簧、销轴和缓冲配件，所述第一连杆的中部和第二连杆的中部通过销轴互相连接，所述第一连杆的一端和第二连杆的一端均位于导轨上的导向槽的内部且通过第一弹簧互相连接，所述第一连杆的另一端和第二连杆的另一端均与缓冲配件连接且通过第二弹簧互相连接，所述缓冲配件为两个且分别与第一连杆和第二连杆对应；

所述着落单元包括滚轮、支撑柱、第四弹簧和壳体，所述壳体的下方设有凹槽，所述凹槽的开口朝下设置，所述滚轮设置在支撑柱的底端，所述支撑柱的顶端通过第四弹簧与凹槽的顶部连接，所述支撑柱的上半段位于凹槽的内部；

其中，在无人机着落的时候，滚轮首先接触到地面，随后支撑柱就会通过第四弹簧在壳体的内部的凹槽进行缓冲，实现了对滚轮的一级缓冲；接着，固定块就会被着落单元顶起来，实现了第一连杆和第二连杆之间的角度的变化，使得第一连杆和第二连杆打开，从而第一连杆和第二连杆位于导轨的一端互相远离同时通过第一弹簧进行缓冲，同样，第一连杆和第二连杆的另一端也会互相远离且通过第二弹簧进行缓冲，从而能够使二级缓冲，从而提高了无人机的可靠性。

所述中控机构包括面板和设置在面板内部的中控组件，所述中控组件包括中央控制模块、与中央控制模块连接的图像采集模块、电机控制模块、无线通讯模块、语音提示模块、显示控制模块、按键控制模块、状态指示模块和工作电源模块，所述中央控制模块为PLC；

所述工作电源模块包括工作电源电路，所述工作电源电路包括运算放大器、可调电阻、第一电容和第二电容，所述运算放大器的型号为LM380，所述运算放大器的第一端与可调电阻的可调端连接，所述运算放大器的第三端与运算放大器的第七端连接且接地，所述运算放大器的第十一端外接5V直流电压电源，所述运算放大器的第十一端通过可调电阻接地，所述运算放大器的第十一端通过第一电容与运算放大器的第八端连接，所述运算放大器的第八端通过第二电容接地。

其中，中央控制模块，用来对无人机进行智能化控制的模块，在这里，中央控制模块是PLC，也能够是单片机，实现了对无人机中的各个模块进行智能化控制，提高了无人机的智能化；图像采集模块，用来进行图像采集的模块，在这里，通过对摄像头的摄像信息进行采集，从而能够对周围的电力设施的工作状态进行实时监控；电机控制模块，用来控制电机工作的模块，在这里，通过对驱动电机进行控制，从而能够实现无人机的可靠飞行；无线通讯模块，用来实现无线通讯的模块，在这里，通过与外部通讯终端进行远程无线数据传输，实现了对无人机的信息进行远程监控，实现了无人机的智能化；语音提示模块，用来进行语音提示的模块，在这里，通过对扬声器进行控制，从而能够对相关的报警提示播放；显示控制模块，用来实现显示控制的模块，在这里，通过对显示界面进行控制，能够对无人机的工作信息进行实时显示，提高了无人机的实用性；按键控制模块，用来进行按键控制的模块，在这里，通过对控制按键的操控信息进行采集，从而能够对无人机进行实施现场操控，提高了无人机的可操作性；状态指示模块，用来实现状态指示的模块，在这里，通过对状态指示灯的亮暗控制，能够对无人机的工作状态进行实时显示，提高了其实用性；工作电源模块，用来提供稳定电源电压的模块，在这里，用来给无人机内部的各个模块提供稳定的工作电压，提高了无人机的可靠性。

其中，在工作电源电路中，利用运算放大器具有准补偿输出的功能，该器件内部被偏置，因此无输入时，输出电位正好在正负端电压的中点。可调电阻调到组织的一半处，用来消除输出的不平衡。运算放大器的输入决定了输出情况，但是不管是输入的变动还是负载的不平衡，输出的正负端电位都不会变动，从而能够提高工作电源电路的可靠性，提高了无人机的可靠性。

具体的，所述面板上还设有显示界面、控制按键、状态指示灯和扬声器，所述扬声器与语音提示模块电连接，所述显示界面与显示控制模块电连接，所述控制按键与按键控制模块电连接，所述状态指示灯与状态指示模块电连接。

其中，显示界面，对无人机的工作信息进行实时显示；控制按键，便于工作人员对无人机进行实施操控；状态指示灯，便于工作人员对无人机的工作状态进行实时观察；扬声器，对无人机的工作异常时，进行报警提示。

具体的，驱动电机通过控制各桨叶的转动，能够实现对本体产生爬升力，从而能够控制无人机进行飞行，所述飞行机构包括支撑杆、驱动电机和若干飞行桨叶，所述支撑杆设置在本体的一侧，所述驱动电机设置在支撑杆的顶端，所述驱动电机与各飞行桨叶传动连接，所述驱动电机与电机控制模块电连接。

具体的，通过太阳能发电板将太阳能转换成电能，实现了无人机的持续飞行的距离，所述发电机构包括太阳能发电板，所述太阳能发电板与中央控制模块电连接。

具体的，第一连杆和第二连杆发生偏转的时候，就会分别压迫与其连接的第三弹簧，通过限位块对第一连杆和第二连杆进行限位，从而能够对其进行缓冲，所述缓冲配件包括第三弹簧和限位块，所述限位块与第三弹簧连接。

具体的，所述第一弹簧和第二弹簧均水平设置。

具体的，所述第一弹簧和第二弹簧均处于正常状态。

具体的，所述无线通讯模块包括蓝牙。

具体的，所述面板的内部还设有蓄电池，所述蓄电池与工作电源模块电连接。

具体的，通过信号收发器能够对远程的遥控信号进行接收，从而能够实现工作人员对无人机进行远程的操控，所述本体上还设有信号收发器，所述信号收发器与远程遥控模块电连接。

本发明的有益效果是，该用于电力检修的智能无人机中，通过着落机构能够对无人机着落时进行可靠的缓冲减震，从而提高了无人机的可靠性；不仅如此，在工作电源电路中，通过运算放大器能够实现正负电源的稳定性输出，从而能够提高工作电源电路的可靠性，提高了无人机的可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的用于电力检修的智能无人机的结构示意图；

图2是本发明的用于电力检修的智能无人机的着落组件的结构示意图；

图3是本发明的用于电力检修的智能无人机的着落单元的结构示意图；

图4是本发明的用于电力检修的智能无人机的中控机构的结构示意图；

图5是本发明的用于电力检修的智能无人机的系统原理图；

图6是本发明的用于电力检修的智能无人机的工作电源电路的电路原理图；

图中：1.本体，2.中控机构，3.发电机构，4.飞行机构，5.信号收发器，6.摄像头，7.着落机构，8.驱动电机，9.着落单元，10.固定块，11.导轨，12.第一连杆，13.第二连杆，14.销轴，15.第一弹簧，16.第二弹簧，17.第三弹簧，18.限位块，19.滚轮，20.支撑柱，21.第四弹簧，22.壳体，23.面板，24.显示界面，25.控制按键，26.状态指示灯，27.扬声器，28.中央控制模块，29.图像采集模块，30.电机控制模块，31.无线通讯模块，32.语音提示模块，33.显示控制模块，34.按键控制模块，35.状态指示模块，36.工作电源模块，37.蓄电池，U1.运算放大器，RP1.可调电阻，C1.第一电容，C2.第二电容。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-图6所示，一种用于电力检修的智能无人机，包括本体1、中控机构2、发电机构3、飞行机构4、摄像头6和着落机构7，所述中控机构2设置在本体1上，所述发电机构3设置在本体1的上方，所述飞机机构设置在本体1的两侧，所述摄像头6设置在本体1的底部，所述着落机构7设置在本体1的底部且位于摄像头6的两侧；

其中，中控机构2，用来对无人机中的各个部件进行智能化控制；发电机构3，用来实现在线发电，从而提高了无人机的续航能力；飞行机构4，实现了无人机的可靠飞行；摄像头6，能够对指定的电力设施进行观察；着落机构7，用来对无人机着落的时候进行缓冲减震，提高了无人机的可靠性。

所述着落机构7包括两个分别位于摄像头6两侧的着落组件，所述着落组件包括着落单元9、固定块10、导轨11、缓冲单元，所述着落单元9设置在固定块10的下方，所述导轨11设置在固定块10的上方，所述缓冲单元设置在本体1的内部且与导轨11连接；

所述缓冲单元包括第一连杆12、第二连杆13、第一弹簧15、第二弹簧16、销轴14和缓冲配件，所述第一连杆12的中部和第二连杆13的中部通过销轴14互相连接，所述第一连杆12的一端和第二连杆13的一端均位于导轨11上的导向槽的内部且通过第一弹簧15互相连接，所述第一连杆12的另一端和第二连杆13的另一端均与缓冲配件连接且通过第二弹簧16互相连接，所述缓冲配件为两个且分别与第一连杆12和第二连杆13对应；

所述着落单元9包括滚轮19、支撑柱20、第四弹簧21和壳体22，所述壳体22的下方设有凹槽，所述凹槽的开口朝下设置，所述滚轮19设置在支撑柱20的底端，所述支撑柱20的顶端通过第四弹簧21与凹槽的顶部连接，所述支撑柱20的上半段位于凹槽的内部；

其中，在无人机着落的时候，滚轮19首先接触到地面，随后支撑柱20就会通过第四弹簧21在壳体22的内部的凹槽进行缓冲，实现了对滚轮19的一级缓冲；接着，固定块10就会被着落单元9顶起来，实现了第一连杆12和第二连杆13之间的角度的变化，使得第一连杆12和第二连杆13打开，从而第一连杆12和第二连杆13位于导轨11的一端互相远离同时通过第一弹簧15进行缓冲，同样，第一连杆12和第二连杆13的另一端也会互相远离且通过第二弹簧16进行缓冲，从而能够使二级缓冲，从而提高了无人机的可靠性。

所述中控机构2包括面板23和设置在面板23内部的中控组件，所述中控组件包括中央控制模块28、与中央控制模块28连接的图像采集模块29、电机控制模块30、无线通讯模块31、语音提示模块32、显示控制模块33、按键控制模块34、状态指示模块35和工作电源模块36，所述中央控制模块28为PLC；

所述工作电源模块36包括工作电源电路，所述工作电源电路包括运算放大器U1、可调电阻RP1、第一电容C1和第二电容C2，所述运算放大器U1的型号为LM380，所述运算放大器U1的第一端与可调电阻RP1的可调端连接，所述运算放大器U1的第三端与运算放大器U1的第七端连接且接地，所述运算放大器U1的第十一端外接5V直流电压电源，所述运算放大器U1的第十一端通过可调电阻RP1接地，所述运算放大器U1的第十一端通过第一电容C1与运算放大器U1的第八端连接，所述运算放大器U1的第八端通过第二电容C2接地。

其中，中央控制模块28，用来对无人机进行智能化控制的模块，在这里，中央控制模块28是PLC，也能够是单片机，实现了对无人机中的各个模块进行智能化控制，提高了无人机的智能化；图像采集模块29，用来进行图像采集的模块，在这里，通过对摄像头6的摄像信息进行采集，从而能够对周围的电力设施的工作状态进行实时监控；电机控制模块30，用来控制电机工作的模块，在这里，通过对驱动电机8进行控制，从而能够实现无人机的可靠飞行；无线通讯模块31，用来实现无线通讯的模块，在这里，通过与外部通讯终端进行远程无线数据传输，实现了对无人机的信息进行远程监控，实现了无人机的智能化；语音提示模块32，用来进行语音提示的模块，在这里，通过对扬声器27进行控制，从而能够对相关的报警提示播放；显示控制模块33，用来实现显示控制的模块，在这里，通过对显示界面24进行控制，能够对无人机的工作信息进行实时显示，提高了无人机的实用性；按键控制模块34，用来进行按键控制的模块，在这里，通过对控制按键25的操控信息进行采集，从而能够对无人机进行实施现场操控，提高了无人机的可操作性；状态指示模块35，用来实现状态指示的模块，在这里，通过对状态指示灯26的亮暗控制，能够对无人机的工作状态进行实时显示，提高了其实用性；工作电源模块36，用来提供稳定电源电压的模块，在这里，用来给无人机内部的各个模块提供稳定的工作电压，提高了无人机的可靠性。

其中，在工作电源电路中，利用运算放大器U1具有准补偿输出的功能，该器件内部被偏置，因此无输入时，输出电位正好在正负端电压的中点。可调电阻RP1调到组织的一半处，用来消除输出的不平衡。运算放大器U1的输入决定了输出情况，但是不管是输入的变动还是负载的不平衡，输出的正负端电位都不会变动，从而能够提高工作电源电路的可靠性，提高了无人机的可靠性。

具体的，所述面板23上还设有显示界面24、控制按键25、状态指示灯26和扬声器27，所述扬声器27与语音提示模块32电连接，所述显示界面24与显示控制模块33电连接，所述控制按键25与按键控制模块34电连接，所述状态指示灯26与状态指示模块35电连接。

其中，显示界面24，对无人机的工作信息进行实时显示；控制按键25，便于工作人员对无人机进行实施操控；状态指示灯26，便于工作人员对无人机的工作状态进行实时观察；扬声器27，对无人机的工作异常时，进行报警提示。

具体的，驱动电机8通过控制各桨叶的转动，能够实现对本体1产生爬升力，从而能够控制无人机进行飞行，所述飞行机构4包括支撑杆、驱动电机8和若干飞行桨叶，所述支撑杆设置在本体1的一侧，所述驱动电机8设置在支撑杆的顶端，所述驱动电机8与各飞行桨叶传动连接，所述驱动电机8与电机控制模块30电连接。

具体的，通过太阳能发电板将太阳能转换成电能，实现了无人机的持续飞行的距离，所述发电机构3包括太阳能发电板，所述太阳能发电板与中央控制模块28电连接。

具体的，第一连杆12和第二连杆13发生偏转的时候，就会分别压迫与其连接的第三弹簧17，通过限位块18对第一连杆12和第二连杆13进行限位，从而能够对其进行缓冲，所述缓冲配件包括第三弹簧17和限位块18，所述限位块18与第三弹簧17连接。

具体的，所述第一弹簧15和第二弹簧16均水平设置。

具体的，所述第一弹簧15和第二弹簧16均处于正常状态。

具体的，所述无线通讯模块31包括蓝牙。

具体的，所述面板23的内部还设有蓄电池37，所述蓄电池37与工作电源模块36电连接。

具体的，通过信号收发器5能够对远程的遥控信号进行接收，从而能够实现工作人员对无人机进行远程的操控，所述本体1上还设有信号收发器5，所述信号收发器5与远程遥控模块电连接。

与现有技术相比，该用于电力检修的智能无人机中，通过着落机构7能够对无人机着落时进行可靠的缓冲减震，从而提高了无人机的可靠性；不仅如此，在工作电源电路中，通过运算放大器U1能够实现正负电源的稳定性输出，从而能够提高工作电源电路的可靠性，提高了无人机的可靠性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种用于电力检修的智能无人机，其特征在于，包括本体、中控机构、发电机构、飞行机构、摄像头和着落机构，所述中控机构设置在本体上，所述发电机构设置在本体的上方，所述飞行机构设置在本体的两侧，所述摄像头设置在本体的底部，所述着落机构设置在本体的底部且位于摄像头的两侧；

所述着落机构包括两个分别位于摄像头两侧的着落组件，所述着落组件包括着落单元、固定块、导轨、缓冲单元，所述着落单元设置在固定块的下方，所述导轨设置在固定块的上方，所述缓冲单元设置在本体的内部且与导轨连接；

所述缓冲单元包括第一连杆、第二连杆、第一弹簧、第二弹簧、销轴和缓冲配件，所述第一连杆的中部和第二连杆的中部通过销轴互相连接，所述第一连杆的一端和第二连杆的一端均位于导轨上的导向槽的内部且通过第一弹簧互相连接，所述第一连杆的另一端和第二连杆的另一端均与缓冲配件连接且通过第二弹簧互相连接，所述缓冲配件为两个且分别与第一连杆和第二连杆对应；

所述着落单元包括滚轮、支撑柱、第四弹簧和壳体，所述壳体的下方设有凹槽，所述凹槽的开口朝下设置，所述滚轮设置在支撑柱的底端，所述支撑柱的顶端通过第四弹簧与凹槽的顶部连接，所述支撑柱的上半段位于凹槽的内部；

所述中控机构包括面板和设置在面板内部的中控组件，所述中控组件包括中央控制模块、与中央控制模块连接的图像采集模块、电机控制模块、无线通讯模块、语音提示模块、显示控制模块、按键控制模块、状态指示模块和工作电源模块，所述中央控制模块为PLC；

所述工作电源模块包括工作电源电路，所述工作电源电路包括运算放大器、可调电阻、第一电容和第二电容，所述运算放大器的型号为LM380，所述运算放大器的第一端与可调电阻的可调端连接，所述运算放大器的第三端与运算放大器的第七端连接且接地，所述运算放大器的第十一端外接5V直流电压电源，所述运算放大器的第十一端通过可调电阻接地，所述运算放大器的第十一端通过第一电容与运算放大器的第八端连接，所述运算放大器的第八端通过第二电容接地。

2.如权利要求1所述的用于电力检修的智能无人机，其特征在于，所述面板上还设有显示界面、控制按键、状态指示灯和扬声器，所述扬声器与语音提示模块电连接，所述显示界面与显示控制模块电连接，所述控制按键与按键控制模块电连接，所述状态指示灯与状态指示模块电连接。

3.如权利要求1所述的用于电力检修的智能无人机，其特征在于，所述飞行机构包括支撑杆、驱动电机和若干飞行桨叶，所述支撑杆设置在本体的一侧，所述驱动电机设置在支撑杆的顶端，所述驱动电机与各飞行桨叶传动连接，所述驱动电机与电机控制模块电连接。

4.如权利要求1所述的用于电力检修的智能无人机，其特征在于，所述发电机构包括太阳能发电板，所述太阳能发电板与中央控制模块电连接。

5.如权利要求1所述的用于电力检修的智能无人机，其特征在于，所述缓冲配件包括第三弹簧和限位块，所述限位块与第三弹簧连接。

6.如权利要求1所述的用于电力检修的智能无人机，其特征在于，所述第一弹簧和第二弹簧均水平设置。

7.如权利要求1所述的用于电力检修的智能无人机，其特征在于，所述第一弹簧和第二弹簧均处于正常状态。

8.如权利要求1所述的用于电力检修的智能无人机，其特征在于，所述无线通讯模块包括蓝牙。

9.如权利要求1所述的用于电力检修的智能无人机，其特征在于，所述面板的内部还设有蓄电池，所述蓄电池与工作电源模块电连接。

10.如权利要求1所述的用于电力检修的智能无人机，其特征在于，所述本体上还设有信号收发器，所述信号收发器与远程遥控模块电连接。