CN109229341A - 一种输电线路带电作业无人机 - Google Patents

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CN109229341A CN201811224404.3A CN201811224404A CN109229341A CN 109229341 A CN109229341 A CN 109229341A CN 201811224404 A CN201811224404 A CN 201811224404A CN 109229341 A CN109229341 A CN 109229341A
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董硕
刚宪栋
胡蕴韬
王红泰
陈磊
张洁
白红岩
杨少鹏
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Binzhou Power Supply Co of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
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Binzhou Power Supply Co of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
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    • B64C25/02—Undercarriages
    • B64C25/08—Undercarriages non-fixed, e.g. jettisonable
    • B64C25/10—Undercarriages non-fixed, e.g. jettisonable retractable, foldable, or the like
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
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    • H02G1/00—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines
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    • B64U2101/00—UAVs specially adapted for particular uses or applications

Abstract

本发明涉及一种输电线路带电作业无人机，包括：无人机作业系统和地面遥控系统，无人机作业系统包括，无人机和设置在无人机底部的升降支架，升降支架上设置有承载底座，承载底座包括四个侧挡板、一个底板和四个压板，四个侧挡板和底板围组成一个容纳腔，每个侧挡板的上端均设置两个支臂，两个支臂之间转动设置转轴，转轴上设置螺纹通孔，转轴的中轴线与侧挡板的延伸方向相互平行，螺纹通孔的中轴线与转轴的中轴线相互垂直，螺纹通孔内螺纹连接顶杆，压板球铰连接在顶杆的端部，地面遥控系统包括中央处理模块、图像比对模块、显示模块、电源模块、遥控端无线发送模块和遥控端无线接收模块。

Description

一种输电线路带电作业无人机
技术领域
本发明属于输电系统巡检设备技术领域，具体涉及一种输电线路带电作业无人机。
背景技术
目前，应用无人机巡检输电线路成了一种新型巡检手段，切实解决了实际生产问题，但今后电网应用无人机的需求会越来越多的，不仅用于搭载可见光和红外设备对输电线路杆塔和线路走廊进行拍照摄像，还应用于其他方面，服务于电网运维、建设。
在实际教学过程中，为便于操作人员现场学习和操作，复合绝缘子憎水性检测、导线异物清除、三跨线路检测三种高空作业可以选择同一种标准化的无人机，但在实际应用过程中，为搭载不同的传感器载荷形态，需要配置多个无人机进行不同项目的检测，此时就需要携带多个无人机，造成运输上的不便和成本的增加。
另外，现有技术中无人机与遥控之间的通信不稳定。此为现有技术的不足之处。
因此，针对现有技术中的上述缺陷，提供设计一种输电线路带电作业无人机；以解决现有技术中的上述缺陷，是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述现有技术存在的缺陷，提供设计一种输电线路带电作业无人机，以解决上述技术问题。
为实现上述目的，本发明给出以下技术方案：
一种输电线路带电作业无人机，其特征在于，包括：无人机作业系统和地面遥控系统，
所述的无人机作业系统包括，无人机和设置在无人机底部的升降支架，所述的升降支架上设置有承载底座，所述承载底座包括四个侧挡板、一个底板和四个压板，四个侧挡板和底板围组成一个容纳腔，每个侧挡板的上端均设置两个支臂，两个支臂之间转动设置转轴，所述转轴上设置螺纹通孔，所述转轴的中轴线与侧挡板的延伸方向相互平行，所述螺纹通孔的中轴线与转轴的中轴线相互垂直，所述螺纹通孔内螺纹连接顶杆，所述压板球铰连接在顶杆的端部，且压板位于容纳腔内；
所述的地面遥控系统包括，中央处理模块、图像比对模块、显示模块、电源模块、遥控端无线发送模块和遥控端无线接收模块，中央处理模块的输出端分别与显示模块、图像比对模块、遥控端无线发送模块的输入端电连接，遥控端无线接收模块的输出端与中央处理模块的输入端电连接，图像比对模块的输出端与显示模块的输入端电连接；
遥控端无线发送模块与无人机上的无人机端无线接收模块通讯，遥控端无线接收模块与无人机上的无人机端无线发送模块通讯；
遥控端无线发送模块与无人机端无线接收模块之间的通讯，以及控端无线接收模块与无人机端无线发送模块之间的通讯，均采用以下通讯方法：
S1：最优节点定位的步骤，具体包括以下步骤：
S1.1：获取通信节点在空间位置的计算误差，公式如下：
式中，peon代表所有空闲的通信节点数量，q代表所有通信节点的数目，pef＝peon-q×0.1；
S1.2：设置簇头通信节点的通信服务领域，公式如下：
式中，nufll代表无线通信网络覆盖范围中簇头节点服务对象超过20个的簇头数量，qk代表第k个簇头中的全部通信节点数量；
S1.3：将无线通信网络覆盖区域内的所有通信节点进行分组；
S1.4：计算不同组别的通信节点比率；
S1.5：根据通信节点比率值确定最优通信节点；
S2：针对最优通信节点，建立加权组播数；在加权组播树中，步骤S1.5中确定的最优通信节点数量用Q(X)表示，最优通信节点之间的连通性用xk表示，通信终端的空间位置用hp(v)表示，第p条通信支路用xp表示，相应的影响因子用λ表示。
具体构建步骤如下：
S2.1：设置：
S2.2：针对通信网络中的所有最优通信节点进行遍历，设置当前最优通信节点能够用xk进行描述，如果k＝0，则执行步骤S2.3，否则令Xh＝XV；
S2.3：搜索通信网络中的全部最优通信节点，如果nt(xk)＞0，则最优通信节点与邻域最优通信节点之间的关系表示为：
通信约束条件为：
S2.4：如果P(XV)＜P(X)，则返回步骤S2.2进行计算，否则结束运算。
通过该通讯步骤，提供数据传输的稳定性。
作为优选，所述顶杆为中空顶杆；降低顶杆的自重。
作为优选，所述的中空顶杆为中空铝制顶杆；进一步降低顶杆自重。
作为优选，所述的侧挡板为铝制挡板；降低自重。
作为优选，所述的底板为铝制底板；降低自重。
作为优选，所述的压板为铝制压板，降低自重。
作为优选，所述的支臂为铝制支臂，降低自重。
本发明的有益效果在于，通过设置多功能承载底座，实现模块化快速切换，使用一台无人机搭配完成输电线路异物清除、复合绝缘子憎水性测量工作，极大减少带电作业时间、减少测量配合工作量，提高了劳动效率，节约了人力资源，减少了安全风险，优化了作业模式，丰富、扩展了无人机在电力系统的应用，具有极大的推广应用前景。
另外通过本发明的通讯方法，能够提高无人机与地面遥控系统之间通讯的稳定性。
此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著地进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
图1是本发明提供的一种输电线路带电作业无人机的承载底座结构示意图。
图2是图1中压板和顶杆的连接示意图。
图3是本发明提供的一种输电线路带电作业无人机的地面遥控系统的控制原理图。
其中，1-无人机，2-升降支架，3-侧挡板，4-底板，5-压板，6-支臂，7-转轴，8-顶杆，9-中央处理模块，10-图像比对模块，11-显示模块，12-电源模块，13-遥控端无线发送模块，14-遥控端无线接收模块，15-无人机端无线接收模块，16-无人机端无线发送模块。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明进行详细阐述，以下实施例是对本发明的解释，而本发明并不局限于以下实施方式。
如图1至3所示，本发明提供的一种输电线路带电作业无人机，包括：无人机作业系统和地面遥控系统，
所述的无人机作业系统包括，无人机1和设置在无人机1底部的升降支架2，所述的升降支架2上设置有承载底座，所述承载底座包括四个侧挡板3、一个底板4和四个压板5，四个侧挡板3和底板4围组成一个容纳腔，每个侧挡板的上端均设置两个支臂6，两个支臂6之间转动设置转轴7，所述转轴7上设置螺纹通孔，所述转轴的中轴线与侧挡板的延伸方向相互平行，所述螺纹通孔的中轴线与转轴的中轴线相互垂直，所述螺纹通孔内螺纹连接顶杆8，所述压板5球铰连接在顶杆8的端部，且压板5位于容纳腔内；
所述的地面遥控系统包括，中央处理模块9、图像比对模块10、显示模块11、电源模块12、遥控端无线发送模块13和遥控端无线接收模块14，中央处理模块9的输出端分别与显示模块11、图像比对模块10、遥控端无线发送模块13的输入端电连接，遥控端无线接收模块14的输出端与中央处理模块9的输入端电连接，图像比对模块10的输出端与显示模块11的输入端电连接；
遥控端无线发送模块13与无人机上的无人机端无线接收模块15通讯，遥控端无线接收模块14与无人机上的无人机端无线发送模块16通讯；
遥控端无线发送模块与无人机端无线接收模块之间的通讯，以及控端无线接收模块与无人机端无线发送模块之间的通讯，均采用以下通讯方法：
S1：最优节点定位的步骤，具体包括以下步骤：
S1.1：获取通信节点在空间位置的计算误差，公式如下：
式中，peon代表所有空闲的通信节点数量，q代表所有通信节点的数目，pef＝peon-q×0.1；
S1.2：设置簇头通信节点的通信服务领域，公式如下：
式中，nufll代表无线通信网络覆盖范围中簇头节点服务对象超过20个的簇头数量，qk代表第k个簇头中的全部通信节点数量；
S1.3：将无线通信网络覆盖区域内的所有通信节点进行分组；
S1.4：计算不同组别的通信节点比率；
S1.5：根据通信节点比率值确定最优通信节点；
S2：针对最优通信节点，建立加权组播数；在加权组播树中，步骤S1.5中确定的最优通信节点数量用Q(X)表示，最优通信节点之间的连通性用xk表示，通信终端的空间位置用hp(v)表示，第p条通信支路用xp表示，相应的影响因子用λ表示。
具体构建步骤如下：
S2.1：设置：
S2.2：针对通信网络中的所有最优通信节点进行遍历，设置当前最优通信节点能够用xk进行描述，如果k＝0，则执行步骤S2.3，否则令Xh＝XV；
S2.3：搜索通信网络中的全部最优通信节点，如果nt(xk)＞0，则最优通信节点与邻域最优通信节点之间的关系表示为：
通信约束条件为：
S2.4：如果P(XV)＜P(X)，则返回步骤S2.2进行计算，否则结束运算。
本实施例中，所述顶杆为中空顶杆；降低顶杆的自重。
本实施例中，所述的中空顶杆为中空铝制顶杆；进一步降低顶杆自重。
本实施例中，所述的侧挡板为铝制挡板；降低自重。
本实施例中，所述的底板为铝制底板；降低自重。
本实施例中，所述的压板为铝制压板，降低自重。
本实施例中，所述的支臂为铝制支臂，降低自重。
以上公开的仅为本发明的优选实施方式，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化，以及在不脱离本发明原理前提下所作的若干改进和润饰，都应落在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种输电线路带电作业无人机，其特征在于，包括：无人机作业系统和地面遥控系统，
所述的无人机作业系统包括，无人机和设置在无人机底部的升降支架，所述的升降支架上设置有承载底座，所述承载底座包括四个侧挡板、一个底板和四个压板，四个侧挡板和底板围组成一个容纳腔，每个侧挡板的上端均设置两个支臂，两个支臂之间转动设置转轴，所述转轴上设置螺纹通孔，所述转轴的中轴线与侧挡板的延伸方向相互平行，所述螺纹通孔的中轴线与转轴的中轴线相互垂直，所述螺纹通孔内螺纹连接顶杆，所述压板球铰连接在顶杆的端部，且压板位于容纳腔内；
所述的地面遥控系统包括，中央处理模块、图像比对模块、显示模块、电源模块、遥控端无线发送模块和遥控端无线接收模块，中央处理模块的输出端分别与显示模块、图像比对模块、遥控端无线发送模块的输入端电连接，遥控端无线接收模块的输出端与中央处理模块的输入端电连接，图像比对模块的输出端与显示模块的输入端电连接；
遥控端无线发送模块与无人机上的无人机端无线接收模块通讯，遥控端无线接收模块与无人机上的无人机端无线发送模块通讯；
遥控端无线发送模块与无人机端无线接收模块之间的通讯，以及控端无线接收模块与无人机端无线发送模块之间的通讯，均采用以下通讯方法：
S1：最优节点定位的步骤，具体包括以下步骤：
S1.1：获取通信节点在空间位置的计算误差，公式如下：
式中，peon代表所有空闲的通信节点数量，q代表所有通信节点的数目，pef＝peon-q×0.1；
S1.2：设置簇头通信节点的通信服务领域，公式如下：
式中，nufll代表无线通信网络覆盖范围中簇头节点服务对象超过20个的簇头数量，qk代表第k个簇头中的全部通信节点数量；
S1.3：将无线通信网络覆盖区域内的所有通信节点进行分组；
S1.4：计算不同组别的通信节点比率；
S1.5：根据通信节点比率值确定最优通信节点；
S2：针对最优通信节点，建立加权组播数；在加权组播树中，步骤S1.5中确定的最优通信节点数量用Q(X)表示，最优通信节点之间的连通性用xk表示，通信终端的空间位置用hp(v)表示，第p条通信支路用xp表示，相应的影响因子用λ表示。
具体构建步骤如下：
S2.1：设置：
S2.2：针对通信网络中的所有最优通信节点进行遍历，设置当前最优通信节点能够用xk进行描述，如果k＝0，则执行步骤S2.3，否则令Xh＝XV；
S2.3：搜索通信网络中的全部最优通信节点，如果nt(xk)＞0，则最优通信节点与邻域最优通信节点之间的关系表示为：
通信约束条件为：
S2.4：如果P(XV)＜P(X)，则返回步骤S2.2进行计算，否则结束运算。
2.根据权利要求1所述的一种输电线路带电作业无人机，其特征在于，所述顶杆为中空顶杆。
3.根据权利要求2所述的一种输电线路带电作业无人机，其特征在于，所述的中空顶杆为中空铝制顶杆。
4.根据权利要求3所述的一种输电线路带电作业无人机，其特征在于，所述的侧挡板为铝制挡板。
5.根据权利要求4所述的一种输电线路带电作业无人机，其特征在于，所述的底板为铝制底板。
6.根据权利要求5所述的一种输电线路带电作业无人机，其特征在于，所述的压板为铝制压板。
7.根据权利要求6所述的一种输电线路带电作业无人机，其特征在于，所述的支臂为铝制支臂。
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