CN112478164A - 一种无人机投放电力塔杆件的投放方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机投放电力塔杆件的投放方法，包括如下步骤：(1)无人机达到预定位置后，下放吊篮到预定高度；(2)让吊篮的一侧倾斜，致使电力塔杆件的一端触地；(3)在电力塔杆件的一端触地之后判断电力塔杆件是否发生滑动；(4)在电力塔杆件发生滑动时无人机悬停，在滑动停止之后无人机继续上升，直至电力塔杆件完全脱离吊篮；(5)在电力塔杆件脱离吊篮之后使所述吊篮复位，无人机进入返航模式。本发明中通过吊篮进行电力塔杆件的投放，在投放过程中通过电力塔杆件触地之后是否发生滑动来保证无人机投放的安全和稳定，避免了无人机投放电力塔杆件需要大功率电机问题和无人机投放电力塔杆件时面临的失重问题。

Description

一种无人机投放电力塔杆件的投放方法

技术领域

本发明涉及无人机领域，具体涉及一种无人机投放电力塔杆件的投放方法。

背景技术

电力塔往往修建在交通不方便的山顶等地方，地势陡峭，交通不便。在电力塔建设和维修的过程中，需要将电力塔杆件运输到山顶。电力塔杆件可达一百余公斤，普通的人力、畜力运输电力塔杆件困难。利用遥控无人机对电力塔杆件进行运输，是一种省时、省力、方便的方式。

利用遥控无人机运输电力塔杆件存在两大难点。第一，由于电力塔杆件较重，需要增设大功率的电机来对重物进行升降，大功率的电机往往具有很大体积和重量，这给无人机起升机构的安装带来困难，而且也会降低无人机的运输效率。第二，由于电力塔杆件较重，无人机投放时操作困难，容易造成无人机突然失重而发生坠机事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种无人机投放电力塔杆件的投放方法，可以解决上述技术问题中的一个或是多个。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案如下：

一种无人机投放电力塔杆件的投放方法，包括如下步骤：

(1)无人机达到预定位置后，下放吊篮到预定高度；

(2)让所述吊篮的一侧倾斜，致使电力塔杆件的一端触地；

(3)在所述电力塔杆件的一端触地之后判断所述电力塔杆件是否发生滑动；

(4)在所述电力塔杆件发生滑动时所述无人机悬停，在所述电力塔杆件滑动停止之后所述无人机继续上升，直至所述电力塔杆件完全脱离所述吊篮；

(5)在所述电力塔杆件脱离所述吊篮之后使所述吊篮复位，所述无人机进入返航模式。

进一步的，所述步骤(2)中所述电力塔杆件的一端触地的判定依据为：所述吊篮上的拉力骤减。

进一步的，所述步骤(3)和所述步骤(4)中的所述电力塔杆件是否发生滑动的判定依据为：在所述无人机悬停时所述吊篮上的拉力持续减小。

进一步的，所述步骤(5)中所述电力塔杆件脱离所述吊篮的判定依据是：所述吊篮上的拉力等于所述吊篮的自重。

本发明的技术效果是：

本发明中通过吊篮进行电力塔杆件的投放，在投放过程中通过电力塔杆件触地之后是否发生电力塔杆件滑动来调整无人机的控制方法，避免了无人机投放电力塔杆件需要大功率电机问题和无人机投放电力塔杆件时面临的失重问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

在附图中：

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

图1为本发明实施例一种无人机投放电力塔杆件的系统的结构示意图。

图2为本发明实施例一种无人机投放电力塔杆件的系统的控制线路示意图。

图3为本发明实施例一种无人机投放电力塔杆件的系统的滑轮装置的示意图。

图4为本发明实施例一种无人机投放电力塔杆件的系统的齿轮传动组的示意图。

图5为本发明实施例一种无人机投放电力塔杆件的系统的吊篮的示意图。

其中，图1—图5附图中标号如下：

无人机1、后高度传感器2、后向滑轮装置3、吊篮4、后向步进电机5、前向步进电机6、前向滑轮装置7、摄像头8、遥控天线9、电控单元10、电力塔杆件11、无人机油门12。后向滑轮装置3：后向齿轮减速箱13、后向传动齿轮组14、后向上支架15、后向换向滑轮轴16、后向左换向滑轮17、后向右换向滑轮18、后向上定滑轮连接轴19、后向左上定滑轮20、后向右上定滑轮21、后向下定滑轮连接轴22、后向左下定滑轮23、后向右下定滑轮24、后向上吊环连接轴25、后向左上吊环26、后向右上吊环27、后向上动滑轮连接轴28、后向左上动滑轮29、后向右上动滑轮30、后向下动滑轮连接轴31、后向左下动滑轮32、后向右下动滑轮33、后向下吊环连接轴34、后向下吊环35、后向下支架36。

前向滑轮装置7：前向齿轮减速箱37、前向传动齿轮组38、前向上支架39、前向换向滑轮轴40、前向左换向滑轮41、前向右换向滑轮42、前向上定滑轮连接轴43、前向左上定滑轮44、前向右上定滑轮45、前向下定滑轮连接轴46、前向左下定滑轮47、前向右下定滑轮48、前向上吊环连接轴49、前向左上吊环50、前向右上吊环51、前向上动滑轮连接轴52、前向左上动滑轮53、前向右上动滑轮54、前向下定滑轮连接轴55、前向左下动滑轮56、前向右下动滑轮57、前向下吊环连接轴58、前向下吊环59、前向下支架60。

后向传动齿轮组14：后向中间齿轮14-1、后向上齿轮14-2、后向下齿轮14-3。

前向传动齿轮组38：前向中间齿轮38-1、前向上齿轮38-2、前向下齿轮38-3。

吊篮4：后绳索61、后吊环62、后孔洞63、前绳索64、左前绳索65、右前绳索66、左前吊环67、左前孔洞68、右前吊环69、右前孔洞70、后滚筒71、前滚筒72、内嵌挡板73、前板74、后拉力传感器88、前拉力传感器89、前吊环90、前高度传感器91、无线信号发射装置92。

图6为电力塔杆件静置于吊篮中的时候，杆件和吊篮整体的受力示意图。

图7为篮倾倒过程中，电力塔杆件和吊篮整体的受力示意图。

图8为电力塔杆件触地时电力塔杆件和吊篮各自的受力示意图。

图9为电力塔杆件即将脱离无人机时电力塔杆件和吊篮各自的受力示意图。

图10为本发明实施例一种无人机投放电力塔杆件的系统的控制方法流程图。

图11为τ值等于0.4时η值和θ角之间的关系图。

图12为τ值等于0.4时地面提供的支持力F₅的大小和θ角之间的关系图。

图13为电力塔杆件即将脱离吊篮的时候，F₅和τ值之间的关系图。

其中，图6—图13附图中的符号说明如下表：

其中图10中的流程图中是流程85—流程87。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的不当限定。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

由于吊篮的情况不能限定，因此对于吊篮与电力塔杆件的具体受力情况不做具体限定；另外再由于控制吊篮升降组件不同，其控制吊篮升降的过程在此不做限定。

在本发明中，只需要通过拉力和高度传感器的信号，就可以实现无人机吊篮投放电力塔杆件的安全和稳定性，保证无人机投放过程中无人机的安全性，避免无人机失重；再以辅助的摄像头可以进一步保证投放电力塔杆件过程中的安全稳定。

下面，以一具体的无人机和吊篮组成的投放系统为例，对本发明中使用无人机的投放方法做详细的阐述。

首先是无人机和吊篮组成的投放系统的介绍。参见图1，示出了一种具体的无人机投放电力塔杆件系统的结构示意图。

所述无人机投放电力塔杆件的系统包括：无人机1、后高度传感器2、后向滑轮装置3、吊篮4、后向步进电机5、前向步进电机6、前向滑轮装置7、摄像头8、遥控天线9、电控单元10。

所述无人机1上方装有所述电控单元10，所述电控单元10上方装有所述遥控天线9，所述无人机1下方的前后端装有所述摄像头8和所述后高度传感器2，所述无人机1下方的中央位置装有所述后向步进电机5和所述前向步进电机6，所述后向步进电机5和所述后向滑轮装置3相连，所述前向步进电机6和所述前向滑轮装置7相连，所述后向滑轮装置3和所述前向滑轮装置7通过绳索与所述吊篮4相连。

参见图2，示出了无人机投放电力塔杆件的系统的控制线路示意图。

所述摄像头8将所述无人机1投放过程的视频传入所述电控单元10，所述后高度传感器2将所述无人机离地的高度传入所述电控单元10，所述遥控天线9将所述电控单元10中的信息汇总发送给所述无人机1的操作人员。

遥控操作信号通过所述遥控天线9到达所述电控单元10，进一步控制所述后向步进电机5和所述前向步进电机6以及所述无人机油门12。

参见图3，示出了无人机投放电力塔杆件的系统的滑轮装置的示意图。

所述后向滑轮装置3包括：后向齿轮减速箱13、后向传动齿轮组14、后向上支架15、后向换向滑轮轴16、后向左换向滑轮17、后向右换向滑轮18、后向上定滑轮连接轴19、后向左上定滑轮20、后向右上定滑轮21、后向下定滑轮连接轴22、后向左下定滑轮23、后向右下定滑轮24、后向上吊环连接轴25、后向左上吊环26、后向右上吊环27、后向上动滑轮连接轴28、后向左上动滑轮29、后向右上动滑轮30、后向下动滑轮连接轴31、后向左下动滑轮32、后向右下动滑轮33、后向下吊环连接轴34、后向下吊环35、后向下支架36。

所述后向步进电机5与所述后向齿轮减速箱13相连，所述后向齿轮减速箱13与所述后向传动齿轮组14相连，

所述后向齿轮传动组通过绳索与所述后向换向滑轮轴16上的所述后向左换向滑轮17相连，所述后向齿轮传动组通过绳索与所述后向换向滑轮轴16上的所述后向右换向滑轮18相连。

所述后向左换向滑轮17通过绳索与所述后向上定滑轮连接轴19上的所述后向左上定滑轮20相连，所述后向右换向滑轮18通过绳索与所述后向上定滑轮连接轴19上的所述后向右上定滑轮21相连。

所述后向左上定滑轮20和通过绳索与所述后向下动滑轮连接轴31上的所述后向左下动滑轮32相连；所述后向右上定滑轮21通过绳索与所述后向下动滑轮连接轴31上的所述后向右下动滑轮33相连。

所述后向左下动滑轮32通过绳索与所述后向下定滑轮连接轴22上的所述后向左下定滑轮23相连；所述后向右下动滑轮33通过绳索与所述后向下定滑轮连接轴22上的所述后向右下定滑轮24相连。

所述后向左下定滑轮23通过绳索与所述后向上动滑轮连接轴28上的所述后向左上动滑轮29相连；所述后向右下定滑轮24通过绳索与所述后向上动滑轮连接轴28上的所述后向右上动滑轮30相连。

所述后向左上动滑轮29通过绳索与所述后向上吊环连接轴25上的所述后向左上吊环26相连；所述后向右上动滑轮30通过绳索与所述后向上吊环连接轴25上的所述后向右上吊环27相连。

所述后向左上定滑轮20、所述后向左下定滑轮23与所述后向左上吊环26位于同一个方向，所述后向右上定滑轮21、所述后向右下定滑轮24与所述后向右上吊环27位于同一个方向；所述后向左上定滑轮20、所述后向右上定滑轮21、所述后向左下定滑轮23、所述后向右下定滑轮24、所述后向左上吊环26、所述后向右上吊环27都安装在所述后向上支架15上。

所述后向左上动滑轮29、所述后向右上动滑轮30、所述后向左下动滑轮32、所述后向右下动滑轮33以及所述后向下吊环连接轴34上的所述后向下吊环35都安装在所述后向下支架36上。

所述前向滑轮装置7包括：前向齿轮减速箱37、前向传动齿轮组38、前向上支架39、前向换向滑轮轴40、前向左换向滑轮41、前向右换向滑轮42、前向上定滑轮连接轴43、前向左上定滑轮44、前向右上定滑轮45、前向下定滑轮连接轴46、前向左下定滑轮47、前向右下定滑轮48、前向上吊环连接轴49、前向左上吊环50、前向右上吊环51、前向上动滑轮连接轴52、前向左上动滑轮53、前向右上动滑轮54、前向下定滑轮连接轴55、前向左下动滑轮56、前向右下动滑轮57、前向下吊环连接轴58、前向下吊环59、前向下支架60。

所述前向步进电机6与所述前向齿轮减速箱37相连，所述前向齿轮减速箱37与所述前向齿轮传动组38相连，

所述前向齿轮传动组38通过绳索与所述前向换向滑轮轴40上的所述前向左换向滑轮41相连，所述前向齿轮传动组38通过绳索与所述前向换向滑轮轴40上的所述前向右换向滑42轮相连。

所述前向左换向滑轮41通过绳索与所述前向上定滑轮连接轴43上的所述前向左上定滑轮44相连；所述前向右换向滑42轮通过绳索与所述前向上定滑轮连接轴43上的所述前向右上定滑轮45相连。

所述前向左上定滑轮44通过绳索与所述前向下动滑轮连接轴55上的所述前向左下动滑轮56相连；所述前向右上定滑轮45通过绳索与所述前向下动滑轮连接轴55上的所述前向右下动滑轮57相连。

所述前向左下动滑轮56通过绳索与所述前向下定滑轮连接轴46上的所述前向左下定滑轮47相连；所述前向右下动滑轮57通过绳索与所述前向下定滑轮连接轴46上的所述前向右下定滑轮48相连。

所述前向左下定滑轮47通过绳索与所述前向上动滑轮连接轴52上的所述前向左上动滑轮53相连；所述前向右下定滑轮48通过绳索与所述前向上动滑轮连接轴52上的所述前向右上动滑轮54相连。

所述前向左上动滑轮53通过绳索与所述前向上吊环连接轴49上的所述前向左上吊环50相连；所述前向右上动滑轮54通过绳索与所述前向上吊环连接轴49上的所述前向右上吊环51相连。

所述前向左上定滑轮44、所述前向左下定滑轮47与所述前向左上吊环50位于同一个方向，所述前向右上定滑轮45、所述前向右下定滑轮48与所述前向右上吊环51位于同一个方向；所述前向左上定滑轮44、所述前向右上定滑轮45、所述前向左下定滑轮47、所述前向右下定滑轮48、所述前向左上吊环50、所述前向右上吊环51都安装在所述前向上支架39上。

所述前向左上动滑轮53、所述前向右上动滑轮54、所述前向左下动滑轮56、所述前向右下动滑轮57以及所述前向下吊环连接轴58上的所述前向下吊环59都安装在所述前向下支架60上。

参见图4，示出了无人机投放电力塔杆件的系统的齿轮传动组的示意图。

所述后向传动齿轮组14由后向中间齿轮14-1、后向上齿轮14-2和后向下齿轮14-3组成，所述后向上齿轮14-2和所述后向下齿轮14-3尺寸相同，所述后向上齿轮14-2和所述后向下齿轮14-3两侧均设有收绳装置，并通过绳索分别与所述后向左换向滑轮17和所述后向右换向滑轮18相连。

所述前向传动齿轮组38由前向中间齿轮38-1、前向上齿轮38-2和前向下齿轮38-3组成，所述前向上齿轮38-2和所述前向下齿轮38-3尺寸相同，所述前向上齿轮38-2和所述前向下齿轮38-3两侧均设有收绳装置，并通过绳索分别与所述前向左换向滑轮41和所述前向右换向滑轮42相连。

参见图5，示出了无人机投放电力塔杆件的系统的吊篮的示意图。

所述吊篮4包括：后绳索61、后吊环62、前绳索64、左前绳索65、右前绳索66、左前吊环67、右前吊环69、后滚筒71、前滚筒72(安装在前板74上沿)、内嵌挡板73、后拉力传感器88、前拉力传感器89、前吊环90、前高度传感器91、无线信号发射装置92。

所述吊篮4内装有所述后滚筒71、所述前滚筒72、所述内嵌挡板73和所述无线信号发射装置92，所述吊篮4上开有三个半圆形的后孔洞63、左前孔洞68和右前孔洞70，所述后孔洞63与所述后吊环62相连，所述后吊环62与所述后绳索61相连，所述左前孔洞68和所述右前孔洞70分别与所述左前吊环69和所述右前吊环71相连，所述左前吊环69和所述右前吊环71分别与左前绳索65和右前绳索66相连，所述左前绳索65和所述右前绳索66再一起与所述前绳索64相连，所述后拉力传感器88和所述前拉力传感器89分别安装在所述后绳索61和所述前绳索64的底端，所述前吊环90安装在吊篮4的所述前滚筒72下方位置，所述前高度传感器91与所述前吊环90相连。

所述后拉力传感器88、所述前拉力传感器89以及所述前高度传感器91通过所述无线信号发射装置92分别将所述吊篮4前端离地面高度、所述后绳索61上的利力以及所述前绳索64上的拉力发送给所述无人机1的操作人员。

参见10，示出了使用上述无人机、吊篮、吊篮下放所用的齿轮传动组组成的投放系统的控制方法流程图。

如流程75—流程77所示，所述无人机1达到预定地点以后开始下降高度，直到所述后高度传感器2检测到所述无人机1达到预定高度后停止下降；

如流程78—流程79所示，所述前向步进电机6和所述后向步进电机5分别控制所述前绳索64和所述后绳索65进行下放；

上述过程当中，所述电力塔杆件11和所述吊篮4的整体受力情况如图6所示，它们受到所述前绳索64和所述后绳索61的牵引力F₂,F₁,以及所述吊篮4和所述电力塔杆件11各自的重力G₁，G₂。其中：

F₁+F₂＝G₁+G₂ (1)

如流程80所示，当所述后高度传感器2检测所述吊篮4达到预定高度，所述后向步进电机5控制所述后绳索61按照一定周期进行间断式回收，所述前向步进电机6保持不动；

该过程的受力情况如图7所示，随着所述后绳索61的回收，所述电力塔杆件11的重心不断改变，所述后拉力传感器88检测到的拉力F₁不断减小，所述前拉力传感器89检测到的拉力F₂不断增大，直到某次所述后绳索61回收的间断期，所述后拉力传感器88检测到的拉力F₁依然不断减小，所述前拉力传感器89检测到的拉力F₂依然不断增大，说明所述电力塔杆件11已经开始下滑，此时所述前向步进电机5和所述后向步进电机6均保持不动；

如流程81所示，直到所述后拉力传感器88和所述前拉力传感器89分别检测到拉力F₁,F₂同时大幅度减小(骤减)，说明所述电力塔杆件11的一端已经触地,如图8所示，此时所述吊篮4受到所述前绳索64和所述后绳索61的牵引力F₂，F₁，以及所述吊篮4自身的重力G₁和所述电力塔杆件11对所述吊篮4的作用力F₅。地面对所述电力塔杆件11的支持力F₅使得牵引力F₁，F₂变小，但是由于所述电力塔杆件11仍然依附于所述吊篮4，所述无人机1不会突然失重。另外，地面给予所述电力塔杆件11的摩擦力F₆，使得所述后绳索61和所述前绳索64分别与竖直方向存在夹角α₁，α₂；所述电力塔杆件11受到所述吊篮4给予的支持力F₄、自身的重力G₂以及地面给予所述电力塔杆件11的支持力和摩擦力F₅，F₆；

当系统平衡的时候上述变量满足如下公式：

F₁ cosα₁+F₂ cosα₂＝G₁+F₃ cosθ (2)

F₁ sinα₁+F₂ sinα₂＝F₃ sinθ (3)

F₄ cosθ+F₅＝G₂ (4)

F₄ sinθ＝F₆ (5)

F₄＝F₃ (6)

通过所述后高度传感器2，可检测所述吊篮4前端与地面之间的距离H，于是可以推导出F₄的作用点离所述电力塔杆件11下端的距离为：

L＝H/sinθ (7)

根据上式中的L可以对所述电力塔杆件11列力矩平衡方程：

所述吊篮4前端与地面之间的距离和所述电力塔杆件11总长度之间的比值为：

τ＝H/a (9)

由式子(4)—式子(9)可以进一步推导出：

所述电力塔杆件11一端触地的情况下，当地面的最大静摩擦μF₅＜F₄sinθ，即

的时候，地面无法提供足够的摩擦力，所述电力塔杆件11会发生滑动，而当

的时候，所述电力塔杆件11能够静止的倚靠在所述吊篮4上，系统保持平衡。定义电力塔杆件滑动判定参数η为：

如流程82—流程83所示，根据图11-13绘制的τ在0.4的时候，随着θ角的改变，η值、所述电力塔杆件11刚触地时地面提供的支持力F₅以及所述电力塔杆件11即将脱离所述吊篮4的时候地面提供的支持力F₅的变化趋势图，下文对所述电力塔杆件11一端触地以后的所述电力塔杆件11的运动表现和解决方案进行了分情况讨论：

情况一：所述电力塔杆件11刚接触地面的时候η＞μ，所述电力塔杆件11发生滑动，随着所述电力塔杆件11滑动，所述电力塔杆件11与地面之间的θ角不断减小。从图11中可以看出最终η值会趋向于0，当η≤μ的时候所述电力塔杆件11停止测滑。接着控制所述无人机1缓慢上升，在上升的过程中，θ角和τ都会增大，因此难以断言所述电力塔杆件11是否会再次发生滑动，如果所述电力塔杆件11再次发生滑动，所述无人机1采取如下控制方法：1.等待所述电力塔杆件11滑动停止；2.升高所述无人机1；如此往复直到所述电力塔杆件11脱离所述吊篮4。

情况二：所述电力塔杆件11刚接触地面的时候η＞μ，所述电力塔杆件11发生滑动，随着所述电力塔杆件11滑动，所述电力塔杆件11与地面之间的θ角不断减小，但是在η≤μ之前，所述电力塔杆件11已经脱离吊篮4。

情况三：所述电力塔杆件11刚落地时，η≤μ,θ角落在η峰值的左边，且max(η)>μ，此时随着所述无人机1的升高，θ角和τ都会增大，所述电力塔杆件11的运动表现与情况一相同。

情况四：所述电力塔杆件11刚落地时，η≤μ，θ角落在η峰值的左边，但是max(η)<μ，此时随着所述无人机1的升高，所述电力塔杆件11不发生滑动，直到所述电力塔杆件11脱离所述吊篮4。

情况五：所述电力塔杆件11刚落地时，η≤μ，θ角落在η峰值的右边。此时随着所述无人机1的升高，η不断减小，因此η≤μ恒成立。此时所述电力塔杆件11的运动表现与情况四相同。

如流程84—流程85所示，当所述后拉力传感器88和所述前拉力传感器89上检测到的拉力再一次有较大幅度的降低，并且F₁+F₂≈G₁的时候，说明所述电力塔杆件11已经脱离所述吊篮4，所述前向步进电机6和所述后向步进电机5分别控制所述前绳索64和所述后绳索64，回收所述吊篮4。

如流程86—如流程87所示，可以通过所述摄像头8观察到所述吊篮4回收完毕，所述无人机1返航。

至此，描述了所述无人机1对所述电力塔杆件11的投放方法，下面将对此投放方法对解决所述无人机1投放过程中失重问题的效果进行分析。

在整个所述无人机1投放所述电力塔杆件11的过程中，所述电力塔杆件11触地以及所述电力塔杆件11脱离所述吊篮4倒向地面，容易造成所述无人机1失重。

参见图12，示出了τ在0.4的时候，随着θ角的改变，地面提供的支持力F₅的变化情况。这里F₅越大，对所述无人机1造成的初次失重越大。

从图中12可以看出，所述电力塔杆件11触地的时候，所述电力塔杆件11与地面之间的θ角在30度左右的时候，造成所述无人机1初次失重最小(在τ为0.4的情况下约为0.52G₂)。根据图11可知，初始θ角小一些，可以增加第三、第四种情况的出现概率，这两种情况中的所述无人机1升高可以降低所述电力塔杆件11脱离所述吊篮4时造成第二次失重的程度。(情况五中的θ角落在η峰值的右边，若是要控制η足够小，会使得所述电力塔杆件11触地的时候造成的失重比较大，因此不考虑增大θ角导致情况五的发生。)

假设各种情况下所述电力塔杆件11刚接触地面的时候，都与地面呈同样的θ角，最终所述电力塔杆件11脱离所述吊篮4的时候，情况二中的所述电力塔杆件11与地面之间的θ角是最小的，其造成所述吊篮4失重是最大的。因此如果情况二失重的程度为所述无人机1能够接受的话，那么其它几种情况下造成所述无人机1失重的程度都在可接受的范围内。

情况二中最终所述电力塔杆件11与地面之间的夹角θ角满足θ＝arcsin(τ)，此时地面提供的支持力为F₅＝G₂-G₂(1-(H/a)²)/2＝G₂(0.5-τ²)，因此情况二中所述电力塔杆件11脱离所述吊篮4时，地面提供的支持力F₅的大小取决于τ，所述电力塔杆件11脱离所述吊篮4的瞬间，地面提供的支持力F₅越大，对所述无人机1造成失重的程度越小。

综上所述，在投放所述电力塔杆件11的时候，τ值极为重要，它会影响所述电力塔杆件11在地面上发生滑动的状况，以及所述电力塔杆件11触地和所述电力塔杆件11脱离所述吊篮4时所述无人机1的失重情况。

随着τ值的增大，η值会减小，使得所述电力塔杆件11不容易发生滑动，且使得所述电力塔杆件11脱离所述吊篮4时的失重程度更小。

同时，τ值的增大会使得所述电力塔杆件11触地的瞬间，地面提供的支持力过大，也会使得所述电力塔杆件11脱离所述吊篮4时地面提供的支持力过小，这两种情况的发生又分别加重了所述无人机1第一次失重和第二次失重的程度。

因此要选择一个折中的τ值,初定τ值为0.4。从图12中可以看出，τ为0.4的时候，所述电力塔杆件11触地的时候，θ角如果保持在25度以内，η就可以被控制在0.3以内。

即使θ角在30度左右，η仍然可以被控制在0.4以内。

如果μ较大，上述方案可以在所述电力塔杆件11不发生滑动的情况下进行投放；如果μ较小，那么可以在允许所述电力塔杆件11在滑动的情况下完成投放。

在τ值为0.4的时候，所述电力塔杆件11触地的时候，θ角如果保持在25度以内，此时造成的初次失重可以控制在0.6G₂以内；按照情况二来计算τ为0.4的时候，所述电力塔杆件11脱离所述吊篮4的时候所能造成的最大失重在0.6G₂左右。

如果允许所述电力塔杆件11与地面发生一定的滑动，适当提高τ值，所述无人机1的第一次失重和第二次失重均可以控制在0.4G₂甚至0.3G₂以内。

在地面为泥土的高山上，所述电力塔杆件11有可能在触地的时候嵌入泥土，此时地面所能提供的横向力将会大大的增加，这将允许τ值进一步增大，使得无人机在此投放方法下造成失重更小。

综上，所述无人机投放电力塔杆件的方法有效且有实际意义。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种无人机投放电力塔杆件的投放方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)无人机达到预定位置后，下放吊篮到预定高度；

(2)让所述吊篮的一侧倾斜，致使电力塔杆件的一端触地；

(3)在所述电力塔杆件的一端触地之后判断所述电力塔杆件是否发生滑动；

(4)在所述电力塔杆件发生滑动时所述无人机悬停，在所述电力塔杆件滑动停止之后所述无人机继续上升，直至所述电力塔杆件完全脱离所述吊篮；

(5)在所述电力塔杆件脱离所述吊篮之后使所述吊篮复位，所述无人机进入返航模式。

2.根据权利要求1所述的一种无人机投放电力塔杆件的投放方法，其特征在于，所述步骤(2)中所述电力塔杆件的一端触地的判定依据为：所述吊篮上的拉力骤减。

3.根据权利要求1所述的一种无人机投放电力塔杆件的投放方法，其特征在于，所述步骤(3)和所述步骤(4)中的所述电力塔杆件是否发生滑动的判定依据为：在所述无人机悬停时所述吊篮上的拉力持续减小。

4.根据权利要求1所述的一种无人机投放电力塔杆件的投放方法，其特征在于，所述步骤(5)中所述电力塔杆件脱离所述吊篮的判定依据是：所述吊篮上的拉力等于所述吊篮的自重。

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