CN113173246A - 长航时复合翼ai自动检测电力巡航无人机及方法 - Google Patents
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Abstract
一种长航时复合翼AI自动检测电力巡航无人机及方法，通过采用后掠翼、扰流翼和倾转旋翼组合的复合翼与机身连接，后掠翼与机身两侧连接，扰流翼靠近机身两侧与后掠翼连接，倾转旋翼位于机头两侧与后掠翼连接，固定旋翼位于机身后部，摄像设备位于机身下部，图传天线位于后掠翼上部，飞控板位于机身下部，通过遥控系统操控无人机巡航，飞控系统控制无人机飞行姿态自动巡检高压电力线路。本发明克服了原电力线路巡航无人机需要人工抵达目标点附近操控，不能自主巡检，滞空时间短，巡检效率低的问题，具有结构简单，无需抵达目标区附近放飞无人机，滞空时间长，飞行稳定性好，智能化巡检效率高，精准巡检，操作简单方便的特点。
Description
技术领域
本发明属于人工智能飞行器检测电力线路技术领域，涉及一种长航时复合翼AI自动检测电力巡航无人机及方法。
背景技术
飞行器中的无人机应用越来越广泛，其中涉及对电力线路巡航的无人机，该无人机采用六旋翼巡检无人机，最大滞空时间为60分钟（2.5KG载重），最大飞行速度12M/S，最大航程10KM，飞行温度在-20℃至30℃之间，其中的探测模式为红外远距离探测，巡检时需要人工操作，智能化程度较低，需要大量的人力物力来支持；飞行器的滞空时间较短，探测效率较低，需要探测人员到达探测目标附近进行放飞；依靠人工目视检查，巡检方式成本较高，巡检精度较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种长航时复合翼AI自动检测电力巡航无人机及方法，结构简单，采用后掠翼、扰流翼和倾转旋翼组合的复合翼与机身连接，后掠翼与机身两侧连接，扰流翼靠近机身两侧与后掠翼连接，倾转旋翼位于机头两侧与后掠翼连接，固定旋翼位于机身后部，摄像设备位于机身下部，图传天线位于后掠翼上部，飞控板位于机身下部，遥控系统操控无人机巡航，飞控系统控制无人机飞行姿态自动巡检高压电力线路，无需抵达目标区附近放飞无人机，滞空时间长，飞行稳定性好，智能化巡检效率高，精准巡检，操作简单方便。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种长航时复合翼AI自动检测电力巡航无人机，它包括机身、复合机翼、摄像设备、图传天线和飞控板；所述复合机翼的后掠翼与机身两侧连接，扰流翼靠近机身两侧与后掠翼连接，倾转旋翼位于机头两侧与后掠翼连接，固定旋翼位于机身后部与其连接；摄像设备的AI摄像头位于机身下部，图传天线位于后掠翼上部，飞控板位于机身下部；倾转旋翼、固定旋翼、摄像设备、图传天线和飞控板与机身内的电源模块电性连接。
所述机身的前端和后端上部分别与机头和垂尾连接，盖板位于机身上部配合封闭机舱。
所述后掠翼下部设置襟翼传动机构与襟翼连接，位于两个襟翼传动机构之间设置加强杆与后掠翼连接。
所述扰流翼为变截面的弧形板，弧形板的变宽和厚度从后掠翼连接处向机身后端逐渐缩小延伸至垂尾后部。
所述倾转旋翼包括与翼杆一端连接的倾转装置，以及与倾转装置连接的螺旋桨，翼杆的另一端与后掠翼连接，倾转装置驱动螺旋桨上下转动。
所述固定旋翼包括与尾杆一端连接的螺旋桨，尾杆另一端与机身后端连接。
所述后掠翼上设置高压感应取电装置与电池组连接。
所述摄像设备包括OSD模块连接的AI摄像头和图传摄像头；AI摄像头位于机身下部的凹槽内；图传摄像头位于机头下部的迎风腔内，遮风板与迎风腔配合。
所述图传天线位于机身两侧与后掠翼连接，将摄像设备所拍摄的图像以数字信号发射出去；所述飞控板位于机身下部的无人机质心处与其连接。
如上所述的长航时复合翼AI自动检测电力巡航无人机的巡航检测方法，它包括如下步骤：
S1，设置，打开遥控系统和北斗定位系统，完成搜星后对频，设定起飞点和目标点；
S2，开机，打开OSD模块和图传摄像头，OSD模块将图传摄像头的监控数据返回到遥控系统的显示屏，叠加到图传的图像上；
S3，调整倾转旋翼，操作遥控系统启动倾转装置，驱动倾转旋翼的螺旋桨向上转动，使螺旋桨处于垂直状态；
S4，垂直起飞，操作遥控系统启动倾转旋翼和固定旋翼上的螺旋桨，螺旋桨旋转产生升力带动无人机上升；
S5，巡航，当无人机上升的高度达到设定高度时，倾转装置驱动倾转旋翼的螺旋桨处于水平状态，无人机进入巡航模式，固定旋翼上的螺旋桨停止旋转，无人机自动向目标点飞行；
S6，悬停，当无人机飞行到目标点上空后，倾转装置驱动倾转旋翼的螺旋桨向上转动，使螺旋桨处于垂直状态，启动固定旋翼上的螺旋桨，飞控系统控制无人机悬停于目标点上空；
S7，调整，AI摄像头启动，自动捕捉高压电线，将捕捉到的数据反馈给飞控系统，飞控系统指引无人机垂直降落到高压电线上部，使高压感应取电装置位于高压电场范围内；
S8，取电，当高压感应取电装置感应到高压电场后，高压感应取电装置进入取电模式，向电源模块充电；
S9，巡检，倾转装置驱动倾转旋翼的螺旋桨转动，将螺旋桨切换至倾角状态，在低功率状态下牵引无人机朝前滑行巡检高压电线；此过程中，飞控系统控制无人机与高压电线之间的距离保持不变；
S10，避让，当AI摄像头或图传摄像头探测到铁塔时，倾转装置驱动倾转旋翼的螺旋桨向上转动，使螺旋桨处于垂直状态，飞控系统控制无人机向上垂直爬升，越过铁塔后，重复S7~S9。
一种长航时复合翼AI自动检测电力巡航无人机，它包括机身、复合机翼、摄像设备、图传天线和飞控板；复合机翼的后掠翼与机身两侧连接，扰流翼靠近机身两侧与后掠翼连接，倾转旋翼位于机头两侧与后掠翼连接，固定旋翼位于机身后部与其连接；摄像设备的AI摄像头位于机身下部，图传天线位于后掠翼上部，飞控板位于机身下部；倾转旋翼、固定旋翼、摄像设备、图传天线和飞控板与机身内的电源模块电性连接。结构简单，通过采用后掠翼、扰流翼和倾转旋翼组合的复合翼与机身连接，后掠翼与机身两侧连接，扰流翼靠近机身两侧与后掠翼连接，倾转旋翼位于机头两侧与后掠翼连接，固定旋翼位于机身后部，摄像设备位于机身下部，图传天线位于后掠翼上部，飞控板位于机身下部，通过遥控系统操控无人机巡航，飞控系统控制无人机飞行姿态自动巡检高压电力线路，无需抵达目标区附近放飞无人机，滞空时间长，飞行稳定性好，智能化巡检效率高，精准巡检，操作简单方便。
在优选的方案中，机身的前端和后端上部分别与机头和垂尾连接，盖板位于机身上部配合封闭机舱。结构简单，使用时，机头朝向飞行的方向，垂尾在无人机高速飞行过程中防止机头上翘，盖板防止雨水及灰尘进入机舱内部，避免机舱内的设备收到影响。
在优选的方案中，后掠翼下部设置襟翼传动机构与襟翼连接，位于两个襟翼传动机构之间设置加强杆与后掠翼连接。结构简单，在巡检过程中，当无人机靠近铁塔时，襟翼传动机构驱动襟翼向下运动，增加后掠翼的宽度，相应地增加了后掠翼面积，同时也增加了后掠翼的弯曲角度，从而增加后掠翼上下表面的压力差，迅速提升飞机的升力，有利于无人机在较短距离内迅速越过铁塔顶部，避免发生撞机事故；位于襟翼传动机构之间设置加强杆与后掠翼连接，提高整体结构强度，避免无人机速度超过设定速度时，强行放下襟翼导致无人机解体。
在优选的方案中，扰流翼为变截面的弧形板，弧形板的变宽和厚度从后掠翼连接处向机身后端逐渐缩小延伸至垂尾后部。结构简单，使用时，在无人机快速飞行过程中，气流经过机头前表面后冲击机身后端后端的垂尾，将气流导向后掠翼两侧，削弱气流对垂尾的冲击；在无人机低速飞行时，在机身后端产生向下的压力，增加机头前部的载重能力。
在优选的方案中，倾转旋翼包括与翼杆一端连接的倾转装置，以及与倾转装置连接的螺旋桨，翼杆的另一端与后掠翼连接，倾转装置驱动螺旋桨上下转动。结构简单，使用时，倾转装置驱动翼杆一端连接的螺旋桨从水平方向向上或向下转动，配合飞控系统控制无人机的飞行姿态和飞行模式。
在优选的方案中，固定旋翼包括与尾杆一端连接的螺旋桨，尾杆另一端与机身后端连接。结构简单，使用时，固定旋翼和两个倾转旋翼形成三角形布局，有利于减小整体重量，提高整体飞行的稳定性。
在优选的方案中，后掠翼上设置高压感应取电装置与电池组连接。结构简单，起飞前，无人机由电池组提供电能，巡检过程中，由高压感应取电装置取电后对电池组进行充电。
在优选的方案中，摄像设备包括OSD模块连接的AI摄像头和图传摄像头；AI摄像头位于机身下部的凹槽内；图传摄像头位于机头下部的迎风腔内，遮风板与迎风腔配合。结构简单，使用时，在无人机高速飞行状态下，遮风板需要关闭，避免风速过高将遮风板掀翻。
在优选的方案中，图传天线位于机身两侧与后掠翼连接，将摄像设备所拍摄的图像以数字信号发射出去；飞控板位于机身下部的无人机质心处与其连接。结构简单，使用时，图传天线的作用在于将AI摄像头和图传摄像头拍摄的图像视频转换成数字信号发射出去，使接收机接收；飞控板安装于机腹下部的质心处，测量无人机的加速度。
在优选的方案中，如上长航时复合翼AI自动检测电力巡航无人机的巡航检测方法，它包括如下步骤：
S1，设置，打开遥控系统和北斗定位系统，完成搜星后对频，设定起飞点和目标点；
S2，开机，打开OSD模块和图传摄像头，OSD模块将图传摄像头的监控数据返回到遥控系统的显示屏，叠加到图传的图像上；
S3，调整倾转旋翼，操作遥控系统启动倾转装置，驱动倾转旋翼的螺旋桨向上转动，使螺旋桨处于垂直状态；
S4，垂直起飞，操作遥控系统启动倾转旋翼和固定旋翼上的螺旋桨，螺旋桨旋转产生升力带动无人机上升；
S5，巡航，当无人机上升的高度达到设定高度时，倾转装置驱动倾转旋翼的螺旋桨处于水平状态，无人机进入巡航模式，固定旋翼上的螺旋桨停止旋转，无人机自动向目标点飞行；
S6，悬停，当无人机飞行到目标点上空后，倾转装置驱动倾转旋翼的螺旋桨向上转动，使螺旋桨处于垂直状态，启动固定旋翼上的螺旋桨，飞控系统控制无人机悬停于目标点上空；
S7，调整，AI摄像头启动，自动捕捉高压电线，将捕捉到的数据反馈给飞控系统，飞控系统指引无人机垂直降落到高压电线上部，使高压感应取电装置位于高压电场范围内；
S8，取电，当高压感应取电装置感应到高压电场后，高压感应取电装置进入取电模式，向电源模块充电；
S9，巡检，倾转装置驱动倾转旋翼的螺旋桨转动，将螺旋桨切换至倾角状态，在低功率状态下牵引无人机朝前滑行巡检高压电线；此过程中，飞控系统控制无人机与高压电线之间的距离保持不变；
S10，避让，当AI摄像头或图传摄像头探测到铁塔时，倾转装置驱动倾转旋翼的螺旋桨向上转动，使螺旋桨处于垂直状态，飞控系统控制无人机向上垂直爬升，越过铁塔后，重复S7~S9。该方法操作简单方便，有效扩展无人机的巡航时间，提高滞空时长，提高巡检精度，无需抵达目标区附近放飞，成本低。
一种长航时复合翼AI自动检测电力巡航无人机及方法，它包括机身、复合机翼、摄像设备、图传天线和飞控板，通过采用后掠翼、扰流翼和倾转旋翼组合的复合翼与机身连接，后掠翼与机身两侧连接，扰流翼靠近机身两侧与后掠翼连接，倾转旋翼位于机头两侧与后掠翼连接，固定旋翼位于机身后部，摄像设备位于机身下部，图传天线位于后掠翼上部，飞控板位于机身下部，通过遥控系统操控无人机巡航，飞控系统控制无人机飞行姿态自动巡检高压电力线路。本发明克服了原电力线路巡航无人机需要人工抵达目标点附近操控，不能自主巡检，滞空时间短，巡检效率低的问题，具有结构简单，无需抵达目标区附近放飞无人机，滞空时间长，飞行稳定性好，智能化巡检效率高，精准巡检，操作简单方便的特点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的主视示意图。
图3为图2的A-A处剖视示意图。
图4为图2的俯视示意图。
图5为图2的仰视示意图。
图6为本发明倾转旋翼的结构示意图。
图中：机身1，机头11，垂尾12，盖板13，复合机翼2，后掠翼21，扰流翼22，倾转旋翼23，固定旋翼24，加强杆25，高压感应取电装置26，摄像设备3，OSD模块31，AI摄像头32，图传摄像头33，遮风板34，图传天线4，飞控板5。
具体实施方式
如图1~图6中，一种长航时复合翼AI自动检测电力巡航无人机，它包括机身1、复合机翼2、摄像设备3、图传天线4和飞控板5；所述复合机翼2的后掠翼21与机身1两侧连接，扰流翼22靠近机身1两侧与后掠翼21连接，倾转旋翼23位于机头11两侧与后掠翼21连接，固定旋翼24位于机身1后部与其连接；摄像设备3的AI摄像头32位于机身1下部，图传天线4位于后掠翼21上部，飞控板5位于机身1下部；倾转旋翼23、固定旋翼24、摄像设备3、图传天线4和飞控板5与机身1内的电源模块电性连接。结构简单，通过采用后掠翼21、扰流翼22和倾转旋翼23组合的复合翼与机身1连接，后掠翼21与机身1两侧连接，扰流翼22靠近机身1两侧与后掠翼21连接，倾转旋翼23位于机头11两侧与后掠翼21连接，固定旋翼24位于机身1后部，摄像设备3位于机身1下部，图传天线4位于后掠翼21上部，飞控板5位于机身1下部，通过遥控系统操控无人机巡航，飞控系统控制无人机飞行姿态自动巡检高压电力线路，无需抵达目标区附近放飞无人机，滞空时间长，飞行稳定性好，智能化巡检效率高，精准巡检，操作简单方便。
优选的方案中，所述机身1的前端和后端上部分别与机头11和垂尾12连接，盖板13位于机身1上部配合封闭机舱。结构简单，使用时，机头11朝向飞行的方向，垂尾12在无人机高速飞行过程中防止机头11上翘，盖板13防止雨水及灰尘进入机舱内部，避免机舱内的设备收到影响。
优选地，机身1上部的机背从机头11向机身1后端呈流线型弧形凸起，垂尾12为三角形的弧形块，连接于机背后端，在高速状态下，机背周围产生的高速气流沿垂尾12两侧向机身1后端下部流动，有利于避免机头11上翘，提高无人机高速飞行状态下的稳定性。
优选地，飞控系统和电源模块安装于机舱内，飞控系统与飞控板5连接；飞控系统主要包括主控制模块、信号调理及接口模块、数据采集模块以及舵机驱动模块，通过控制倾转旋翼23和固定旋翼24控制飞行姿态。
优选地，遥控系统采用MC7RB接收机。
优选地，飞控采用spracing f3 飞控，有利于调整该无人机的自动平衡性能。
优选地，机身1采用碳素钢材料，确保足够的韧性和强度。
优选的方案中，所述后掠翼21下部设置襟翼传动机构与襟翼连接，位于两个襟翼传动机构之间设置加强杆25与后掠翼21连接。结构简单，在巡检过程中，当无人机靠近铁塔时，襟翼传动机构驱动襟翼向下运动，增加后掠翼21的宽度，相应地增加了后掠翼21面积，同时也增加了后掠翼21的弯曲角度，从而增加后掠翼21上下表面的压力差，迅速提升飞机的升力，有利于无人机在较短距离内迅速越过铁塔顶部，避免发生撞机事故；位于襟翼传动机构之间设置加强杆25与后掠翼21连接，提高整体结构强度，避免无人机速度超过设定速度时，强行放下襟翼导致无人机解体。
优选地，后掠翼21与机身1成三角形布设，在高速飞行状态下有利于最大限度降低空气阻力。
优选的方案中，所述扰流翼22为变截面的弧形板，弧形板的变宽和厚度从后掠翼21连接处向机身1后端逐渐缩小延伸至垂尾12后部。结构简单，使用时，在无人机快速飞行过程中，气流经过机头11前表面后冲击机身1后端后端的垂尾12，将气流导向后掠翼21两侧，削弱气流对垂尾12的冲击；在无人机低速飞行时，在机身1后端产生向下的压力，增加机头11前部的载重能力。
优选地，扰流翼22的变宽和厚度从后掠翼21连接处向机身1后端逐渐缩小，有利于引导气流的方向。
优选的方案中，所述倾转旋翼23包括与翼杆一端连接的倾转装置，以及与倾转装置连接的螺旋桨，翼杆的另一端与后掠翼21连接，倾转装置驱动螺旋桨上下转动。结构简单，使用时，倾转装置驱动翼杆一端连接的螺旋桨从水平方向向上或向下转动，配合飞控系统控制无人机的飞行姿态和飞行模式。
优选地，位于机身1两侧的倾转旋翼23，以倾转旋翼23的螺旋桨为垂直中心，依靠倾转装置的差动实现航向控制。
优选地，倾转旋翼23处于垂直状态时，实现无人机垂直飞行；倾转旋翼23处于水平状态时，无人机变换为固定翼飞行。
优选地，倾转装置包括与倾转电机输出端连接的转动板，螺旋桨连接的舵机与转动板连接，倾转电机与翼杆连接。
优选地，舵机采用SUNNYSKY朗宇X2820KV570电机，在24V电压下，单个电机配合8038碳纤维尼龙桨叶有利于产生10KG拉力。
优选地，与舵机和飞控系统连接的电调采用四合一60A电调，最大瞬间电流达到65A。
优选地，转动板采用光敏树脂复合材料，用3D打印复合而成，可承受20KG的负载。
优选地，翼杆采用3K碳纤杆，具有重量轻，强度高，耐腐蚀的特性。
优选的方案中，所述固定旋翼24包括与尾杆一端连接的螺旋桨，尾杆另一端与机身1后端连接。结构简单，使用时，固定旋翼24和两个倾转旋翼23形成三角形布局，有利于减小整体重量，提高整体飞行的稳定性。
优选地，固定翼飞行状态时，两个倾转旋翼23处于水平状态，固定旋翼24停止；悬垂飞行状态时，固定旋翼24和两个倾转旋翼23同时启动。
优选的方案中，所述后掠翼21上设置高压感应取电装置26与电池组连接。结构简单，起飞前，无人机由电池组提供电能，巡检过程中，由高压感应取电装置26取电后对电池组进行充电。
优选地，在无人机飞行到巡检设定高度时，高压感应取电装置26位于高压电场范围内，高压感应取电装置26将高压线路周围的电磁能转化成电能。
优选地，电池组采用217000电池节组，单节5000mah,12节连接为一组。
优选的方案中，所述摄像设备3包括OSD模块31连接的AI摄像头32和图传摄像头33；AI摄像头32位于机身1下部的凹槽内；图传摄像头33位于机头11下部的迎风腔内，遮风板34与迎风腔配合。结构简单，使用时，在无人机高速飞行状态下，遮风板34需要关闭，避免风速过高将遮风板掀翻。
优选地，OSD模块31为视频叠加系统，主要将风速仪、高度仪、定量监控设备整合在一起，将监控的数据返回到终端叠加到图传的图像上。
优选地，AI摄像头32主要对机腹下面的高压电线进行识别，配合图传摄像头33共同完成对铁塔的识别。
优选地，AI识别摄像头采用openmv7 H7 PLUS摄像头，分辨率达到1080p；利用NMS来得到大约300个proposal，池化后得到bbox,整个过程称为RPN,而yolov3则是直接把图片分成7*7的网格来进行预测,所以速度相比RCNN快了许多；yolo将图片分成7*7的cell,每个cell能处理一个类别,利用神经源深度优化算法使图像的处理精确度更高。
优选地，位于迎风腔内设置电推杆与遮风板34连接，遮风板34一端与风腔内内的轴头配合，电推杆推动遮风板34绕轴头转动，使遮风板34同一迎风腔配合封闭。
优选的方案中，所述图传天线4位于机身1两侧与后掠翼21连接，将摄像设备3所拍摄的图像以数字信号发射出去；所述飞控板5位于机身1下部的无人机质心处与其连接。结构简单，使用时，图传天线4的作用在于将AI摄像头32和图传摄像头33拍摄的图像视频转换成数字信号发射出去，使接收机接收；飞控板5安装于机腹下部的质心处，测量无人机的加速度。
优选地，图传采用熊猫1W图传，配合20DBI枫叶平板天线，有利于无人机的飞行距离达到50KM以上，最大起飞重量：20KG，最大着陆重量27KG，最大爬升速率大于等于5米/秒，无高压充电模式下飞行距离为302KM，有高压充电模式根据巡线线路的长度决定，巡航速度100千米/小时，固定翼模式与垂直模式转换时间小于等于20毫秒，最大升限高度小于等于6000米，无交流充电续航时间180分钟，最大过载7G，定点悬停误差小于等于0.1m，
优选的方案中，如上所述的长航时复合翼AI自动检测电力巡航无人机的巡航检测方法，它包括如下步骤：
S1，设置，打开遥控系统和北斗定位系统，完成搜星后对频，设定起飞点和目标点；
S2，开机，打开OSD模块31和图传摄像头33，OSD模块31将图传摄像头33的监控数据返回到遥控系统的显示屏，叠加到图传的图像上；
S3，调整倾转旋翼，操作遥控系统启动倾转装置，驱动倾转旋翼23的螺旋桨向上转动，使螺旋桨处于垂直状态；
S4，垂直起飞，操作遥控系统启动倾转旋翼23和固定旋翼24上的螺旋桨，螺旋桨旋转产生升力带动无人机上升；
S5，巡航，当无人机上升的高度达到设定高度时，倾转装置驱动倾转旋翼23的螺旋桨处于水平状态，无人机进入巡航模式，固定旋翼24上的螺旋桨停止旋转，无人机自动向目标点飞行；
S6，悬停，当无人机飞行到目标点上空后，倾转装置驱动倾转旋翼23的螺旋桨向上转动，使螺旋桨处于垂直状态，启动固定旋翼24上的螺旋桨，飞控系统控制无人机悬停于目标点上空；
S7，调整，AI摄像头32启动，自动捕捉高压电线，将捕捉到的数据反馈给飞控系统，飞控系统指引无人机垂直降落到高压电线上部，使高压感应取电装置26位于高压电场范围内；
S8，取电，当高压感应取电装置26感应到高压电场后，高压感应取电装置26进入取电模式，向电源模块充电；
S9，巡检，倾转装置驱动倾转旋翼23的螺旋桨转动，将螺旋桨切换至倾角状态，在低功率状态下牵引无人机朝前滑行巡检高压电线；此过程中，飞控系统控制无人机与高压电线之间的距离保持不变；
S10，避让，当AI摄像头32或图传摄像头33探测到铁塔时，倾转装置驱动倾转旋翼23的螺旋桨向上转动，使螺旋桨处于垂直状态，飞控系统控制无人机向上垂直爬升，越过铁塔后，重复S7~S9。该方法操作简单方便，有效扩展无人机的巡航时间，提高滞空时长，提高巡检精度，无需抵达目标区附近放飞，成本低。
如上所述的一种长航时复合翼AI自动检测电力巡航无人机及方法，安装使用时，采用后掠翼21、扰流翼22和倾转旋翼23组合的复合翼与机身1连接，后掠翼21与机身1两侧连接，扰流翼22靠近机身1两侧与后掠翼21连接，倾转旋翼23位于机头11两侧与后掠翼21连接，固定旋翼24位于机身1后部，摄像设备3位于机身1下部，图传天线4位于后掠翼21上部，飞控板5位于机身1下部，遥控系统操控无人机巡航，飞控系统控制无人机飞行姿态自动巡检高压电力线路，无需抵达目标区附近放飞无人机，滞空时间长，飞行稳定性好，智能化巡检效率高，精准巡检，操作简单方便。
使用时，机头11朝向飞行的方向，垂尾12在无人机高速飞行过程中防止机头11上翘，盖板13防止雨水及灰尘进入机舱内部，避免机舱内的设备收到影响。
在巡检过程中，当无人机靠近铁塔时，襟翼传动机构驱动襟翼向下运动，增加后掠翼21的宽度，相应地增加了后掠翼21面积，同时也增加了后掠翼21的弯曲角度，从而增加后掠翼21上下表面的压力差，迅速提升飞机的升力，有利于无人机在较短距离内迅速越过铁塔顶部，避免发生撞机事故；位于襟翼传动机构之间设置加强杆25与后掠翼21连接，提高整体结构强度，避免无人机速度超过设定速度时，强行放下襟翼导致无人机解体。
使用时，在无人机快速飞行过程中，气流经过机头11前表面后冲击机身1后端后端的垂尾12，将气流导向后掠翼21两侧，削弱气流对垂尾12的冲击；在无人机低速飞行时，在机身1后端产生向下的压力，增加机头11前部的载重能力。
使用时，倾转装置驱动翼杆一端连接的螺旋桨从水平方向向上或向下转动，配合飞控系统控制无人机的飞行姿态和飞行模式。
使用时，固定旋翼24和两个倾转旋翼23形成三角形布局，有利于减小整体重量，提高整体飞行的稳定性。
起飞前，无人机由电池组提供电能，巡检过程中，由高压感应取电装置26取电后对电池组进行充电。
使用时，在无人机高速飞行状态下，遮风板34需要关闭，避免风速过高将遮风板掀翻。
使用时，图传天线4的作用在于将AI摄像头32和图传摄像头33拍摄的图像视频转换成数字信号发射出去，使接收机接收；飞控板5安装于机腹下部的质心处，测量无人机的加速度。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种长航时复合翼AI自动检测电力巡航无人机，其特征是：它包括机身（1）、复合机翼（2）、摄像设备（3）、图传天线（4）和飞控板（5）；所述复合机翼（2）的后掠翼（21）与机身（1）两侧连接，扰流翼（22）靠近机身（1）两侧与后掠翼（21）连接，倾转旋翼（23）位于机头（11）两侧与后掠翼（21）连接，固定旋翼（24）位于机身（1）后部与其连接；摄像设备（3）的AI摄像头（32）位于机身（1）下部，图传天线（4）位于后掠翼（21）上部，飞控板（5）位于机身（1）下部；倾转旋翼（23）、固定旋翼（24）、摄像设备（3）、图传天线（4）和飞控板（5）与机身（1）内的电源模块电性连接。
2.根据权利要求1所述的长航时复合翼AI自动检测电力巡航无人机，其特征是：所述机身（1）的前端和后端上部分别与机头（11）和垂尾（12）连接，盖板（13）位于机身（1）上部配合封闭机舱。
3.根据权利要求1所述的长航时复合翼AI自动检测电力巡航无人机，其特征是：所述后掠翼（21）下部设置襟翼传动机构与襟翼连接，位于两个襟翼传动机构之间设置加强杆（25）与后掠翼（21）连接。
4.根据权利要求1所述的长航时复合翼AI自动检测电力巡航无人机，其特征是：所述扰流翼（22）为变截面的弧形板，弧形板的变宽和厚度从后掠翼（21）连接处向机身（1）后端逐渐缩小延伸至垂尾（12）后部。
5.根据权利要求1所述的长航时复合翼AI自动检测电力巡航无人机，其特征是：所述倾转旋翼（23）包括与翼杆一端连接的倾转装置，以及与倾转装置连接的螺旋桨，翼杆的另一端与后掠翼（21）连接，倾转装置驱动螺旋桨上下转动。
6.根据权利要求1所述的长航时复合翼AI自动检测电力巡航无人机，其特征是：所述固定旋翼（24）包括与尾杆一端连接的螺旋桨，尾杆另一端与机身（1）后端连接。
7.根据权利要求1所述的长航时复合翼AI自动检测电力巡航无人机，其特征是：所述后掠翼（21）上设置高压感应取电装置（26）与电池组连接。
8.根据权利要求1所述的长航时复合翼AI自动检测电力巡航无人机，其特征是：所述摄像设备（3）包括OSD模块（31）连接的AI摄像头（32）和图传摄像头（33）；AI摄像头（32）位于机身（1）下部的凹槽内；图传摄像头（33）位于机头（11）下部的迎风腔内，遮风板（34）与迎风腔配合。
9.根据权利要求1所述的长航时复合翼AI自动检测电力巡航无人机，其特征是：所述图传天线（4）位于机身（1）两侧与后掠翼（21）连接，将摄像设备（3）所拍摄的图像以数字信号发射出去；所述飞控板（5）位于机身（1）下部的无人机质心处与其连接。
10.根据权利要求1~9任一项所述的长航时复合翼AI自动检测电力巡航无人机的巡航检测方法，其特征是，它包括如下步骤：
S1，设置，打开遥控系统和北斗定位系统，完成搜星后对频，设定起飞点和目标点；
S2，开机，打开OSD模块（31）和图传摄像头（33），OSD模块（31）将图传摄像头（33）的监控数据返回到遥控系统的显示屏，叠加到图传的图像上；
S3，调整倾转旋翼，操作遥控系统启动倾转装置，驱动倾转旋翼（23）的螺旋桨向上转动，使螺旋桨处于垂直状态；
S4，垂直起飞，操作遥控系统启动倾转旋翼（23）和固定旋翼（24）上的螺旋桨，螺旋桨旋转产生升力带动无人机上升；
S5，巡航，当无人机上升的高度达到设定高度时，倾转装置驱动倾转旋翼（23）的螺旋桨处于水平状态，无人机进入巡航模式，固定旋翼（24）上的螺旋桨停止旋转，无人机自动向目标点飞行；
S6，悬停，当无人机飞行到目标点上空后，倾转装置驱动倾转旋翼（23）的螺旋桨向上转动，使螺旋桨处于垂直状态，启动固定旋翼（24）上的螺旋桨，飞控系统控制无人机悬停于目标点上空；
S7，调整，AI摄像头（32）启动，自动捕捉高压电线，将捕捉到的数据反馈给飞控系统，飞控系统指引无人机垂直降落到高压电线上部，使高压感应取电装置（26）位于高压电场范围内；
S8，取电，当高压感应取电装置（26）感应到高压电场后，高压感应取电装置（26）进入取电模式，向电源模块充电；
S9，巡检，倾转装置驱动倾转旋翼（23）的螺旋桨转动，将螺旋桨切换至倾角状态，在低功率状态下牵引无人机朝前滑行巡检高压电线；此过程中，飞控系统控制无人机与高压电线之间的距离保持不变；
S10，避让，当AI摄像头（32）或图传摄像头（33）探测到铁塔时，倾转装置驱动倾转旋翼（23）的螺旋桨向上转动，使螺旋桨处于垂直状态，飞控系统控制无人机向上垂直爬升，越过铁塔后，重复S7~S9。
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