CN107554328A - 输变电铁塔上的无人机停靠充电平台 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种输变电铁塔上的无人机停靠充电平台，包括设置在输变电铁塔的塔体上的无人机停靠平台以及设置在停靠平台上的太阳能充电系统，太阳能充电系统包括一太阳能聚集与转换装置、蓄电池组以及无人机充电装置，停靠平台下方还固定有蓄电池组，蓄电池组与太阳能板之间还设置有太阳能充电控制器以及DC‑DC转换电路，无人机充电装置包括无人机充电控制器和充电线圈组，蓄电池组通过一线缆连接到无人机充电控制器和充电线圈组，充电线圈组作为无线充电的电力输出线圈用于向停靠在停靠平台的无人机进行充电。

Description

输变电铁塔上的无人机停靠充电平台

技术领域

本发明涉及电力系统无人机巡检技术领域，具体而言涉及一种输变电铁塔上的无人机停靠充电平台。

背景技术

现有技术中高压输电线路的运行管理模式和常规作业方式，采用传统巡线方式面临着巨大的困难，例如劳动强度大、工作条件艰苦，而且劳动效率低，遇到电网紧急故障和异常气候条件下，线路维护人员不具备有利的交通优势、利用普通仪器或肉眼来巡查设施。这种方式已经不能完全适应现代化电网建设与发展的需求。超、特高压电网急需先进、科学、高效的电力巡线方式。

无人机(unmanned aerial vehicle，UAV)是一种先进的无人驾驶自行飞行器。无人机输电巡线系统是一个复杂的集航空、输电、电力、气象、遥测遥感、通信、地理信息(GIS)、图像识别、信息处理的一体系统，涉及飞行控制技术、机体稳定控制技术、数据链通讯技术、现代导航技术、机载遥测遥感技术、快速对焦摄像技术以及故障诊断等多个高尖技术领域。现代无人机具备高空、远距离、快速、自行作业的能力，可以穿越高山、河流对输电线路进行快速巡线，对架空线的铁塔、支架、导线、绝缘子、防震锤、耐张线夹、悬垂线夹等进行全光谱的快速摄像和故障监测。

将无人机应用到电力巡线方面可大大提高电力维护和检修的速度和效率，使许多工作能在完全带电的环境下迅速完成，确保了用电安全；采用无人机进行常规输电线路巡查，可降低劳动强度，与有人直升机巡线相比，可提高巡线作业人员的安全性，并且降低了成本；且无人机巡线速度快、应急瞬速，能及时发现缺陷，及时提供信息，避免了线路事故停电，挽回了高额的停电费用损失。通过旋翼和固定翼无人机联合线路巡检，即可实现对输电线路的大范围快速普查，又可高效获取高清晰度线路设备照片，分辨出常见输电线路的缺陷，大大增强输电线路巡检效率，为现代化输电线路维护工作提供了一种先进的、有实用价值的技术手段。利用无人机搭载可见光拍摄红外、紫外检测等任务，机载设备对输电线路进行飞行巡检，并实时将现场情况回传地面监控系统，以便作出正确判断及时排除线路故障。

但现有技术中无人机在电力巡检系统中应用仍然存在诸多问题，例如图像清晰度和传输问题、意外损害、续航问题，其中续航问题一直是影响巡检效率的瓶颈。

发明内容

本发明目的在于提供一种输变电铁塔上的无人机停靠充电平台，包括设置在输变电铁塔的塔体上的无人机停靠平台以及设置在停靠平台上的太阳能充电系统，其中：

所述太阳能充电系统包括一太阳能聚集与转换装置、蓄电池组以及无人机充电装置，所述太阳能聚集与转换装置包括设置在停靠平台上的间隔开的一对支撑板，所述支撑板之间设置一可移动的太阳能板支架，所述太阳能板支架上均匀地安装多块扁平状太阳能板，用于将太阳能转换成电能输出，所述支撑板上方还设置有一聚焦镜板，所述聚焦镜板上均匀设置不同的分区，每个分区被安装聚焦镜以汇聚太阳光投射到所述太阳能板上，所述支撑板的外侧还设置有至少一个驱动电机，所述驱动电机的输出轴连接有齿轮组件将所述电机驱动力传递到太阳能板支架下方的转动轴上，转动轴架设并支撑在两个支撑板之间，通过转动轴移动太阳能板支架；

所述停靠平台下方还固定有蓄电池组，所述太阳能板转换输出的电能通过线缆存储到蓄电池组，所述蓄电池组与太阳能板之间还设置有太阳能充电控制器以及DC-DC转换电路，所述蓄电池组与太阳能充电控制器之间还设置有电压检测电路以及电池温度检测电路，分别用于检测蓄电池组的电池电压以及电池的温度，并传输给太阳能充电控制器；所述无人机充电装置包括无人机充电控制器和充电线圈组，所述蓄电池组还通过一线缆连接到无人机充电控制器和充电线圈组，所述充电线圈组作为无线充电的电力输出线圈用于向停靠在停靠平台的无人机进行充电。

进一步的实施例中，所述无人机停靠充电平台还设置有无线信号传输模块，与太阳能充电控制器和无人机充电控制器连接，并用于接入网络以与远程监控主机进行通讯。

进一步的实施例中，所述驱动电机为步进电机。

进一步的实施例中，所述蓄电池组内具有多组可充电电池组合，每个电池组合由多个串联在一起的单元电池构成，所述多组可充电电池组合并联和/或串联连接。

进一步的实施例中，所述聚焦镜的数目与太阳能板的数目相同。

进一步的实施例中，所述支撑板上相对的两侧面上设置有导轨，所述太阳能板支架的边缘支撑到轨道内并可沿着导轨移动。

进一步的实施例中，所述转动轴的至少一部分圆周上设置有齿，所述太阳能板支架的下方设置有啮合到所述齿的齿条。

进一步的实施例中，所述聚焦镜板、支撑板、太阳能板支架上均具有防水镀膜。

由以上本发明的技术方案，本发明的技术方案中，通过在输变电线路的铁塔上设置的停靠平台上的太阳能聚集与转换装置来聚集和收集太阳光，并将其投射到下方的太阳能板，并且太阳板采用可移动的设计，通过驱动器来驱动，使其能够跟踪太阳光，提高收集和转换效率。避免采用现有技术的整体移动和转动太阳板的设计的复杂性和不稳定性。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：

图1是本发明的输变电线路的无人机巡检系统示意图。

图2是本发明太阳能聚集与转换装置的示意图。

图3是本发明太阳能充电系统的示意图。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。

结合图1-图3，本发明的输变电线路的无人机巡检系统公开一种通过无人机进行输变电线路进行飞行巡检的系统示意，其中输变电线路中设置多个铁塔300，无人机100在铁塔之间进行巡检检测，并停靠到本发明的无人机停靠充电平台上进行充电，无人机停靠充电平台上设置了停靠平台400供无人机停靠，如图1，停靠平台400通过网络例如无线通讯网络与远程监控主机200进行通讯。

结合图2、3，本发明提出一种输变电铁塔上的无人机停靠充电平台，包括设置在输变电铁塔的塔体上的无人机停靠平台400以及设置在停靠平台上的太阳能充电系统，通过太阳能充电系统为停靠的无人机进行充电。

太阳能充电系统包括一太阳能聚集与转换装置、蓄电池组以及无人机充电装置。

太阳能聚集与转换装置包括设置在停靠平台400上的间隔开的一对支撑板401，所述支撑板401之间设置一可移动的太阳能板支架403，所述太阳能板支架403上均匀地安装多块扁平状太阳能板，用于将太阳能转换成电能输出，所述支撑板上方还设置有一聚焦镜板402，聚焦镜板上均匀设置不同的分区，每个分区被安装聚焦镜以汇聚太阳光投射到太阳能板上。优选的是，聚焦镜的数目与太阳能板的数目相同。

支撑板401的外侧还设置有至少一个驱动电机404，例如优选步进电机，驱动电机的输出轴连接有齿轮组件，将所述电机驱动力传递到太阳能板支架下方的转动轴上，转动轴架设并支撑在两个支撑板之间，通过转动轴移动太阳能板支架。

停靠平台401下方还固定有蓄电池组410，太阳能板转换输出的电能通过线缆存储到蓄电池组410，蓄电池组410与太阳能板之间还设置有太阳能充电控制器408以及DC-DC转换电路409。蓄电池组410与太阳能充电控制器409之间还设置有电压检测电路411以及电池温度检测电路412，分别用于检测蓄电池组的电池电压以及电池的温度，并传输给太阳能充电控制器。

无人机充电装置包括无人机充电控制器420和充电线圈组421，蓄电池组410还通过一线缆连接到无人机充电控制器和充电线圈组，充电线圈组421作为无线充电的电力输出线圈用于向停靠在停靠平台的无人机进行充电。

如图3，无人机停靠充电平台还设置有无线信号传输模块430，与太阳能充电控制器和无人机充电控制器连接，并用于接入网络以与远程监控主机进行通讯。

优选地，蓄电池组410内具有多组可充电电池组合，每个电池组合由多个串联在一起的单元电池构成，所述多组可充电电池组合并联和/或串联连接。

优选的是，为了实现整个系统的稳定，支撑板401相对的两侧面上设置有导轨，太阳能板支架403的边缘支撑到轨道内并可沿着导轨移动。

在一些可选的实施例中，转动轴的至少一部分圆周上设置有齿，所述太阳能板支架的下方设置有啮合到所述齿的齿条，通过驱动电机驱动转动轴转动，并通过齿-齿条的啮合传递驱动力，驱动太阳能板支架403运动。

优选的是，聚焦镜板、支撑板、太阳能板支架上均具有防水镀膜。太阳能充电控制器与无人机充电控制器、充电线圈组均埋设到所述停靠平台内。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种输变电铁塔上的无人机停靠充电平台，其特征在于，包括设置在输变电铁塔的塔体上的无人机停靠平台以及设置在停靠平台上的太阳能充电系统，其中：

所述太阳能充电系统包括一太阳能聚集与转换装置、蓄电池组以及无人机充电装置，所述太阳能聚集与转换装置包括设置在停靠平台上的间隔开的一对支撑板，所述支撑板之间设置一可移动的太阳能板支架，所述太阳能板支架上均匀地安装多块扁平状太阳能板，用于将太阳能转换成电能输出，所述支撑板上方还设置有一聚焦镜板，所述聚焦镜板上均匀设置不同的分区，每个分区被安装聚焦镜以汇聚太阳光投射到所述太阳能板上，所述支撑板的外侧还设置有至少一个驱动电机，所述驱动电机的输出轴连接有齿轮组件将所述电机驱动力传递到太阳能板支架下方的转动轴上，转动轴架设并支撑在两个支撑板之间，通过转动轴移动太阳能板支架；

所述停靠平台下方还固定有蓄电池组，所述太阳能板转换输出的电能通过线缆存储到蓄电池组，所述蓄电池组与太阳能板之间还设置有太阳能充电控制器以及DC-DC转换电路，所述蓄电池组与太阳能充电控制器之间还设置有电压检测电路以及电池温度检测电路，分别用于检测蓄电池组的电池电压以及电池的温度，并传输给太阳能充电控制器；

所述无人机充电装置包括无人机充电控制器和充电线圈组，所述蓄电池组还通过一线缆连接到无人机充电控制器和充电线圈组，所述充电线圈组作为无线充电的电力输出线圈用于向停靠在停靠平台的无人机进行充电。

2.根据权利要求1的输变电铁塔上的无人机停靠充电平台，其特征在于，所述无人机停靠充电平台还设置有无线信号传输模块，与太阳能充电控制器和无人机充电控制器连接，并用于接入网络以与远程监控主机进行通讯。

3.根据权利要求1的输变电铁塔上的无人机停靠充电平台，其特征在于，所述驱动电机为步进电机。

4.根据权利要求1的输变电铁塔上的无人机停靠充电平台，其特征在于，所述蓄电池组内具有多组可充电电池组合，每个电池组合由多个串联在一起的单元电池构成，所述多组可充电电池组合并联和/或串联连接。

5.根据权利要求1的输变电铁塔上的无人机停靠充电平台，其特征在于，所述聚焦镜的数目与太阳能板的数目相同。

6.根据权利要求1的输变电铁塔上的无人机停靠充电平台，其特征在于，所述支撑板上相对的两侧面上设置有导轨，所述太阳能板支架的边缘支撑到轨道内并可沿着导轨移动。

7.根据权利要求1的输变电铁塔上的无人机停靠充电平台，其特征在于，所述转动轴的至少一部分圆周上设置有齿，所述太阳能板支架的下方设置有啮合到所述齿的齿条。

8.根据权利要求1的输变电铁塔上的无人机停靠充电平台，其特征在于，所述聚焦镜板、支撑板、太阳能板支架上均具有防水镀膜。

9.根据权利要求1的输变电铁塔上的无人机停靠充电平台，其特征在于，所述太阳能充电控制器与无人机充电控制器均埋设到所述停靠平台内。

10.根据权利要求1的输变电铁塔上的无人机停靠充电平台，其特征在于，所述充电线圈组埋设到所述停靠平台内。