CN116148284A - 基于无人机x射线无损输电线路检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于无人机X射线无损输电线路检测方法，属于线路检测领域。根据安装支架总体设计无人机的外形，选用旋翼数量及旋翼类型，将选定的传统的大型四旋翼或六旋翼无人机中心设计出一个约200～300mm的圆洞，需要贯穿无人机整体的上下部分，确定摄像头安装位置等总体初步方案；对指定出的初步方案进行技术论证，并确定检测的路径及方法；指定的技术方案中主要倾向于加装射线机和数字成像板后，无人机整体平衡性是否满足飞行安全及对飞控系统的影响，并确定RTK安装方式及针对安全评估对飞控系统进行最终的研究；指定的技术方案解决后，根据论证会结论确定总体方案，针对安全评估对飞控系统、电池管理系统、RTK系统等进行最终的研究，并对机身各部件开始加工及定制。
Description
技术领域
本发明涉及线路检测领域，更具体地说，涉及基于无人机X射线无损输电线路检测方法。
背景技术
在对输电线路进行检测的过程中，现有的技术是通过检测人员在塔下先将X射线检测需要的X射线机和成像板通过工装连为一体，再需要登塔人员背着很长很重的滑轮、绳索(吊装检测设备用)爬到架空输电高塔上，后将绳索从塔上放到塔下，再用绳子捆绑住已经组装的设备工装后(这里都是人工临时手动去捆绑，发生过因捆绑不牢固，设备从高空直接摔落地面，设备严重损坏的情况)，最后登塔人员需要全凭人力把设备和工装拉上塔顶摆放到要检测线夹上。输电塔大多在山坡上，人工带着笨重的设备爬山非常吃力并耗费时间。
而无人机飞行不受地形和海拔的限制，无人机采用检测设备与无人机连接为一体的“一体机”设计抗风能力强、受大风等自然条件限制很小，而且整体外形尺寸缩小了很多，完全适合不同电压等级输电塔的检测。应用范围大、飞行速度快、远远高于人工登塔作业所受的限制，大大提高检测效率。最主要的又无需人员登塔作业，大大提高了检测的时效性，降低了大风对登塔人员的人身风险，将来可以在各个电压等级停电线路的耐张线夹检测中全面代替人工登塔检测作业。
专利号CN201810213777.4公开了线路检测装置及线路检测方法，包括：一空腔主体，所述空腔主体包括相对的第一侧和第二侧，所述第一侧用于设置所述待测试线路；与所述待测试线路相对设置，用于使所述空腔主体内产生电场的电极，所述电极设置于所述空腔主体的所述第二侧；设置在所述空腔主体内的粒子，所述粒子能够在所述电场作用下运动，以根据所述粒子的运动状态检测所述待测试线路是否存在缺陷；
此专利虽然解决了目前的工艺条件下，无法单独拉出每一根走线进行断线、划伤等缺陷检测；但无法采用无人机替代人工登塔检测，大大缩短了检测时间，无需登塔人员的参与，根本解决了登塔人员坠落造成人身伤亡的风险。
发明内容
要解决的技术问题
本发明的目的在于提供基于无人机X射线无损输电线路检测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
技术方案
基于无人机X射线无损输电线路检测方法，包括以下步骤：
S1：将检测用的DR成像板用玻璃纤维支架固定于无人机上下贯通的圆洞上方；
S2：X射线机用玻璃纤维支架固定于无人机的下方，设备按照检测所需要的距离固定好；
S3：在无人机最上方设计两个较大的“锥形轮”用于无人机飞到输电电缆上后行走到需检测的线夹位置使用,每个“锥形轮”下方独立配备一个伺服电机提供动力；
S4：通过X射线机及数字成像板与自主研制的多旋翼无人机结合为一体的检测系统，对无人机进行检测。
优选的，所述步骤S4中，对多旋翼无人机检测系统和挂线行走一体机系统的硬件开发和软件进行开发。
优选的，所述步骤S4中，选择X射线机及数字成像板，依据X射线机和成像板上各操作接口及预安装孔位进行分析，优化设计固定安装支架的类型位置。
优选的，所述根据安装支架总体设计无人机的外形，选用旋翼数量及旋翼类型，将选定的传统的大型四旋翼或六旋翼无人机中心设计出一个约200～300mm的圆洞，需要贯穿无人机整体的上下部分，确定摄像头安装位置等总体初步方案。
优选的，所述对指定出的初步方案进行技术论证，并确定检测的路径及方法。
优选的，所述指定的技术方案中主要倾向于加装射线机和数字成像板后，无人机整体平衡性是否满足飞行安全及对飞控系统的影响，并确定RTK安装方式及针对安全评估对飞控系统进行最终的研究。
优选的，所述指定的技术方案解决后，根据论证会结论确定总体方案，针对安全评估对飞控系统、电池管理系统、RTK系统等进行最终的研究，并对机身各部件开始加工及定制。
优选的，所述机身各部件加工完成后，对无人机整体组装调试，组织初步试飞，对各子系统进行独立测试及联调，各子系统负责人给出测试结论，数据归档，设计定型。
优选的，所述当无人机完成试飞后，选择合适的架空输电线路上耐张线夹进行实际测试，项目验收，对测试的结果数据进行展示，选择出适合的无人机输电线路。
有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
1、对多旋翼无人机检测系统和挂线行走一体机系统的硬件开发和软件进行开发，选择X射线机及数字成像板，依据X射线机和成像板上各操作接口及预安装孔位进行分析，优化设计固定安装支架的类型位置。
2、根据安装支架总体设计无人机的外形，选用旋翼数量及旋翼类型，将选定的传统的大型四旋翼或六旋翼无人机中心设计出一个约200～300mm的圆洞，需要贯穿无人机整体的上下部分，确定摄像头安装位置等总体初步方案；对指定出的初步方案进行技术论证，并确定检测的路径及方法；指定的技术方案中主要倾向于加装射线机和数字成像板后，无人机整体平衡性是否满足飞行安全及对飞控系统的影响，并确定RTK安装方式及针对安全评估对飞控系统进行最终的研究；指定的技术方案解决后，根据论证会结论确定总体方案，针对安全评估对飞控系统、电池管理系统、RTK系统等进行最终的研究，并对机身各部件开始加工及定制。
3、机身各部件加工完成后，对无人机整体组装调试，组织初步试飞，对各子系统进行独立测试及联调，各子系统负责人给出测试结论，数据归档，设计定型，当无人机完成试飞后，选择合适的架空输电线路上耐张线夹进行实际测试，项目验收，对测试的结果数据进行展示，选择出适合的无人机输电线路。
4、本申请将X射线机、DR成像板与无人机进行了一体化的设计，所有部件都是通过玻璃纤维支架硬链接在一起，形成一个整体。X射线机设计固定在无人机下方，DR成像板固定在无人机上方的设计大大缩小了整体尺寸，对于在输电塔上各条电缆之间空间极为有限的情况下，能够更好地对无人机输电线路进行检测。
5、采用无人机替代人工登塔检测，大大缩短了检测时间，无需登塔人员的参与，根本解决了登塔人员坠落造成人身伤亡的风险。
附图说明
图1为本发明基于无人机X射线无损输电线路检测方法流程图。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：
实施例1
基于无人机X射线无损输电线路检测方法，包括以下步骤：
S1：将检测用的DR成像板用玻璃纤维支架固定于无人机上下贯通的圆洞上方；
S2：X射线机用玻璃纤维支架固定于无人机的下方，设备按照检测所需要的距离固定好；
S3：在无人机最上方设计两个较大的“锥形轮”用于无人机飞到输电电缆上后行走到需检测的线夹位置使用,每个“锥形轮”下方独立配备一个伺服电机提供动力；
S4：通过X射线机及数字成像板与自主研制的多旋翼无人机结合为一体的检测系统，对无人机进行检测。
步骤S4中，对多旋翼无人机检测系统和挂线行走一体机系统的硬件开发和软件进行开发。
步骤S4中，选择X射线机及数字成像板，依据X射线机和成像板上各操作接口及预安装孔位进行分析，优化设计固定安装支架的类型位置。
实施例2
根据安装支架总体设计无人机的外形，选用旋翼数量及旋翼类型，将选定的传统的大型四旋翼或六旋翼无人机中心设计出一个约200～300mm的圆洞，需要贯穿无人机整体的上下部分，确定摄像头安装位置等总体初步方案；对指定出的初步方案进行技术论证，并确定检测的路径及方法；指定的技术方案中主要倾向于加装射线机和数字成像板后，无人机整体平衡性是否满足飞行安全及对飞控系统的影响，并确定RTK安装方式及针对安全评估对飞控系统进行最终的研究；指定的技术方案解决后，根据论证会结论确定总体方案，针对安全评估对飞控系统、电池管理系统、RTK系统等进行最终的研究，并对机身各部件开始加工及定制。
实施例3
机身各部件加工完成后，对无人机整体组装调试，组织初步试飞，对各子系统进行独立测试及联调，各子系统负责人给出测试结论，数据归档，设计定型。
当无人机完成试飞后，选择合适的架空输电线路上耐张线夹进行实际测试，项目验收，对测试的结果数据进行展示，选择出适合的无人机输电线路。
本申请将X射线机、DR成像板与无人机进行了一体化的设计，所有部件都是通过玻璃纤维支架硬链接在一起，形成一个整体。X射线机设计固定在无人机下方，DR成像板固定在无人机上方的设计大大缩小了整体尺寸，对于在输电塔上各条电缆之间空间极为有限的情况下，能够更好地对无人机输电线路进行检测。
综上所述：根据安装支架总体设计无人机的外形，选用旋翼数量及旋翼类型，将选定的传统的大型四旋翼或六旋翼无人机中心设计出一个200～300mm的圆洞，需要贯穿无人机整体的上下部分，确定摄像头安装位置等总体初步方案；对指定出的初步方案进行技术论证，并确定检测的路径及方法；指定的技术方案中主要倾向于加装射线机和数字成像板后，无人机整体平衡性是否满足飞行安全及对飞控系统的影响，并确定RTK安装方式及针对安全评估对飞控系统进行最终的研究；指定的技术方案解决后，根据论证会结论确定总体方案，针对安全评估对飞控系统、电池管理系统、RTK系统等进行最终的研究，并对机身各部件开始加工及定制；
机身各部件加工完成后，对无人机整体组装调试，组织初步试飞，对各子系统进行独立测试及联调，各子系统负责人给出测试结论，数据归档，设计定型；当无人机完成试飞后，选择合适的架空输电线路上耐张线夹进行实际测试，项目验收，对测试的结果数据进行展示，选择出适合的无人机输电线路；
本申请将X射线机、DR成像板与无人机进行了一体化的设计，所有部件都是通过玻璃纤维支架硬链接在一起，形成一个整体。X射线机设计固定在无人机下方，DR成像板固定在无人机上方的设计大大缩小了整体尺寸，对于在输电塔上各条电缆之间空间极为有限的情况下，能够更好地对无人机输电线路进行检测。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.基于无人机X射线无损输电线路检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将检测用的DR成像板用玻璃纤维支架固定于无人机上下贯通的圆洞上方；
S2：X射线机用玻璃纤维支架固定于无人机的下方，设备按照检测所需要的距离固定好；
S3：在无人机最上方设计两个较大的“锥形轮”用于无人机飞到输电电缆上后行走到需检测的线夹位置使用，每个“锥形轮”下方独立配备一个伺服电机提供动力；
S4：通过X射线机及数字成像板与自主研制的多旋翼无人机结合为一体的检测系统，对无人机进行检测。
2.根据权利要求1所述的基于无人机X射线无损输电线路检测方法，其特征在于：步骤S4中，对多旋翼无人机检测系统和挂线行走一体机系统的硬件开发和软件进行开发。
3.根据权利要求2所述的基于无人机X射线无损输电线路检测方法，其特征在于：步骤S4中，选择X射线机及数字成像板，依据X射线机和成像板上各操作接口及预安装孔位进行分析，优化设计固定安装支架的类型位置。
4.根据权利要求1所述的基于无人机X射线无损输电线路检测方法，其特征在于：根据安装支架总体设计无人机的外形，选用旋翼数量及旋翼类型，将选定的传统的大型四旋翼或六旋翼无人机中心设计出一个约200～300mm的圆洞，需要贯穿无人机整体的上下部分，确定摄像头安装位置等总体初步方案。
5.根据权利要求1所述的基于无人机X射线无损输电线路检测方法，其特征在于：对指定出的初步方案进行技术论证，并确定检测的路径及方法。
6.根据权利要求1所述的基于无人机X射线无损输电线路检测方法，其特征在于：指定的技术方案中主要倾向于加装射线机和数字成像板后，无人机整体平衡性是否满足飞行安全及对飞控系统的影响，并确定RTK安装方式及针对安全评估对飞控系统进行最终的研究。
7.根据权利要求6所述的基于无人机X射线无损输电线路检测方法，其特征在于：指定的技术方案解决后，根据论证会结论确定总体方案，针对安全评估对飞控系统、电池管理系统、RTK系统等进行最终的研究，并对机身各部件开始加工及定制。
8.根据权利要求7所述的基于无人机X射线无损输电线路检测方法，其特征在于：机身各部件加工完成后，对无人机整体组装调试，组织初步试飞，对各子系统进行独立测试及联调，各子系统负责人给出测试结论，数据归档，设计定型。
9.根据权利要求8所述的基于无人机X射线无损输电线路检测方法，其特征在于：当无人机完成试飞后，选择合适的架空输电线路上耐张线夹进行实际测试，项目验收，对测试的结果数据进行展示，选择出适合的无人机输电线路。
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