CN109346991A - 一种fpv技术与多旋翼无人机相结合的便携式电力巡检装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电力电网维护设备技术领域，尤其涉及一种FPV技术与多旋翼无人机相结合的便携式电力巡检装置。包括多旋翼无人机、摄像回传设备与可穿戴接收设备；摄像回传设备包括箱体、摄像头、图传发射机、舵机以及摄像头支架，摄像头固定在摄像头支架上，图传发射机与舵机主机安装在箱体内部，舵机舵臂伸出箱体，舵臂位于摄像头支架处，箱体以可拆卸方式固定在多旋翼无人机顶部的云台上。所述可穿戴接收设备包括图传接收机、菲涅尔透镜、显示器、电池以及壳体，菲涅尔透镜、显示器与电池安装在壳体内，菲涅尔透镜位于人眼前方，显示器位于菲涅尔透镜前方，图传接收机安装在壳体外部。便于携带，适用性好，以第一视角对巡线实时观察。
Description
技术领域
本发明涉及电力电网维护设备技术领域，尤其涉及一种FPV技术与多旋翼无人机相结合的便携式电力巡检装置。
背景技术
目前我国电力电网设备巡检主要依靠巡检人员定时进行人工巡检。由于受气候条件、环境因素、人员素质和责任心等多方面因素的制约，巡检质量和到位率无法保证，同时对反应运行状态和设备缺陷等信息得不到及时的反馈，设备隐患不能及时发现，引发设备故障。另外，利用传统的巡检管式方法难以有效监督巡检人员，巡检不到位而引发的设备故障屡见不鲜。
无人机巡线是刚刚起步的一项新技术，无人机巡线采用多旋翼无人机搭载摄像头、红外成像仪等设备进行巡线飞行，机巡方式对提高巡线质量和效率，降低巡线成本，较少维护人员作业风险和劳动强度等方面有积极的作用，但在实际应用过程中该巡线方式存在的一些弊端也逐步暴露出来：如无人机在飞临杆塔的全过程，可能因视觉角差及操作飞手对距离估算的不准致使无人机越过安全距离甚至触碰杆塔和导线，进而导致无人机受损，甚至会引发线路接地或短路跳闸，造成电网安全事故事件。维护人员只能在巡线结束后的巡线报告或者图片数据中才能发现缺陷的存在及位置；当线路出现重大问题时维护人员无法第一时间利用无人机去寻找故障点等。而且摄像回传设备与无人机大多为一体式结构，携带不便，适用性差。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提供一种FPV技术与多旋翼无人机相结合的便携式电力巡检装置。便于携带，适用性好，适用于高光、风沙等特别恶劣的地区，以第一视角对巡线实时观察，在第一时间发现线路缺陷，当线路发生重大故障时能在第一时间发现故障位置及原因。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种FPV技术与多旋翼无人机相结合的便携式电力巡检装置，包括多旋翼无人机、摄像回传设备与可穿戴接收设备；
摄像回传设备包括箱体、摄像头、图传发射机、舵机以及摄像头支架，摄像头、图传发射机与舵机插头通过Y线串连，摄像头固定在摄像头支架上，摄像头支架通过转轴安装在箱体外部，摄像头支架绕转轴旋转；图传发射机与舵机主机安装在箱体内部，舵机舵臂伸出箱体，舵臂位于摄像头支架处，箱体以可拆卸方式固定在多旋翼无人机顶部的云台上；舵机与多旋翼无人机的遥控器匹配，遥控器操控舵机旋转，舵机舵臂拨动摄像头支架旋转，进而带动摄像头旋转。
所述可穿戴接收设备包括与图传发射机相应的图传接收机、菲涅尔透镜、显示器、电池以及壳体，图传接收机、显示器与电池串联，菲涅尔透镜、显示器与电池安装在壳体内，菲涅尔透镜位于人眼前方，显示器位于菲涅尔透镜前方，图传接收机安装在壳体外部。
所述图传发射机与图传接收机采用5.8G无线图传。
所述箱体为长方体箱体结构，底部设有支座，支座粘在底板上，底板通过螺栓固定在多旋翼无人机顶部云台上。
所述壳体上设有耳带，壳体通过耳带固定在人体头部。
所述摄像头支架包括摄像头支撑板、轴套以及拨杆，摄像头支撑板与拨杆位于轴套的两端，轴套套在转轴上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明摄像回传设备以可拆卸方式固定在多旋翼无人机顶部的云台上；拆装方便，便于携带；适用性强，可搭载在多种型号的无人机上，成本较低。
(2)舵机与多旋翼无人机的遥控器匹配，遥控器操控舵机旋转，舵机舵臂拨动摄像头支架旋转，进而带动摄像头旋转；视角广，便于全方位的观察，有助于准确发现故障位置及原因。
(3)本发明采用FPV技术与多旋翼无人机巡线相结合的方式，以第一视角进行巡线的实时观察，可以在第一时间发现线路缺陷，而且当线路发生重大故障时也能在第一时间发现故障位置及原因，而且适用于高光、风沙等特别恶劣的地区。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明摄像回传设备结构示意图；
图3是本发明可穿戴接收设备结构示意图；
图4是本发明摄像头支架与舵臂结构示意主视图；
图5是本发明摄像头支架与舵臂结构示意俯视图；
图6是本发明摄像头支架与舵臂结构示意另一工作状态俯视图；
图7是本发明电气原理框图；
图8是本发明图像发射端电路图；
图9是本发明图像接收端电路图。
图中：1-多旋翼无人机 2-摄像头 3-图传发射机 4-舵机 5-箱体 6-壳体 7-图传接收机 8-2s电池组 9-显示器 10-菲涅尔透镜 11-耳带 12-摄像头支架 13-舵臂 121-转轴 122-摄像头支撑板 123-轴套 124-拨杆 51-支座 52-底板
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
如图1-9所示，一种FPV技术与多旋翼无人机相结合的便携式电力巡检装置，包括多旋翼无人机1、摄像回传设备与可穿戴接收设备。多旋翼无人机1为现有产品，采用FUTABAT41SG型遥控器。
摄像头回传设备包括箱体5、摄像头2、图传发射机3、舵机4以及摄像头支架12。箱体5为长方体箱体结构，底部设有支座51，支座51粘在底板52上，底板52通过螺栓固定在多旋翼无人机1顶部云台上。摄像头2采用HCC高清摄像头，图传发射机3采用5.8G大功率TS5828型图传发射机。舵机4采用与多旋翼无人机1相匹配的Futaba JR舵机。
摄像头支架12包括摄像头支撑板122、轴套123以及拨杆124，摄像头支撑板122与拨杆124位于轴套123的两端，轴套123套在转轴121上。
摄像头2、图传发射机3、舵机4插头以及1S锂电池通过Y线串连，摄像头2固定在摄像头支架12的摄像头支撑板122上，摄像头支架12通过转轴121安装在箱体5外部，摄像头支架12绕转轴121旋转。图传发射机3与舵机4主机安装在箱体内部，舵机4舵臂13伸出箱体，舵臂13位于摄像头支架12拨杆124处。
多旋翼无人机遥控器中的一个通道与舵机4匹配，匹配后通过遥控器控制舵机4旋转，舵臂13拨动拨杆124，带动摄像头支架12绕转轴121旋转，进而带动摄像头2旋转。
可穿戴接收设备包括与图传发射机3相应的图传接收机7、菲涅尔透镜10、显示器9、2s电池组8以及壳体6。图传接收机7采用5.8G大功率RC832型接收器。显示器9采用4：3LED显示屏。壳体6上设有耳带11，壳体6通过耳带11固定在人体头部。
图传接收机7、显示器9与2s电池组8串联，菲涅尔透镜10、显示器9与2s电池组8安装在壳体6内，菲涅尔透镜10位于人眼前方，显示器9位于菲涅尔透镜10前方，图传接收机7安装在壳体6外部。
本发明的工作过程为：将可穿戴操控设备佩戴至人体头部，通过遥控器控制多旋翼无人机1起飞，进行巡线，图传发射机3将高清摄像头2拍摄的图像传输给图传接收机7，图传接收机7接收到的图像在显示器9上进行实时显示播放。操作人员通过菲涅尔透镜10可实时以第一视角观看到高清摄像头2所拍摄的图像。同时可通过遥控器控制舵机4动作，舵机4的舵臂13拨动摄像头支架12绕转轴121旋转，进而带动高清摄像头2的转动，调整观看的角度。
本发明摄像回传设备以可拆卸方式固定在多旋翼无人机1顶部的云台上；拆装方便，便于携带；适用性强，可搭载在多种型号的无人机上，成本较低。
舵机4与多旋翼无人机1的遥控器匹配，遥控器操控舵机旋转，舵机4舵臂13拨动摄像头支架12旋转，进而带动摄像头2旋转；视角广，便于全方位的观察，有助于准确发现故障位置及原因。
本发明已进行小范围的试用，巡视一铁塔比人工巡线快5分钟，且当场即可发现设备缺陷，避免一个现场反复前往，按照人车一体计算，巡视一铁塔能节省人工1天/人，车辆少跑50kM左右，并且能避免多旋翼无人机坠毁炸机，粗略计算一年能节省成本费用10万元。
本发明采用FPV技术与多旋翼无人机巡线相结合的方式，以第一视角进行巡线的实时观察，可以在第一时间发现线路缺陷，而且当线路发生重大故障时也能在第一时间发现故障位置及原因，而且适用于高光、风沙等特别恶劣的地区。作业管理单位及作业班组有效地减少了人工巡视时间，提高了电网风险防范能力，为电网安全可靠运行保驾护航。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种FPV技术与多旋翼无人机相结合的便携式电力巡检装置，其特征在于：包括多旋翼无人机、摄像回传设备与可穿戴接收设备；
摄像回传设备包括箱体、摄像头、图传发射机、舵机以及摄像头支架，摄像头、图传发射机与舵机插头通过Y线串连，摄像头固定在摄像头支架上，摄像头支架通过转轴安装在箱体外部，摄像头支架绕转轴旋转；图传发射机与舵机主机安装在箱体内部，舵机舵臂伸出箱体，舵臂位于摄像头支架处，箱体以可拆卸方式固定在多旋翼无人机顶部的云台上；舵机与多旋翼无人机的遥控器匹配，遥控器操控舵机旋转，舵机舵臂拨动摄像头支架旋转，进而带动摄像头旋转；
所述可穿戴接收设备包括与图传发射机相应的图传接收机、菲涅尔透镜、显示器、电池以及壳体，图传接收机、显示器与电池串联，菲涅尔透镜、显示器与电池安装在壳体内，菲涅尔透镜位于人眼前方，显示器位于菲涅尔透镜前方，图传接收机安装在壳体外部。
2.一种根据权利要求1所述的FPV技术与多旋翼无人机相结合的便携式电力巡检装置，其特征在于：所述图传发射机与图传接收机采用5.8G无线图传。
3.一种根据权利要求1所述的FPV技术与多旋翼无人机相结合的便携式电力巡检装置，其特征在于：所述箱体为长方体箱体结构，底部设有支座，支座粘在底板上，底板通过螺栓固定在多旋翼无人机顶部云台上。
4.一种根据权利要求1所述的FPV技术与多旋翼无人机相结合的便携式电力巡检装置，其特征在于：所述壳体上设有耳带，壳体通过耳带固定在人体头部。
5.一种根据权利要求1所述的FPV技术与多旋翼无人机相结合的便携式电力巡检装置，其特征在于：所述摄像头支架包括摄像头支撑板、轴套以及拨杆，摄像头支撑板与拨杆位于轴套的两端，轴套套在转轴上。
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