CN116331552A - 分布式无人机充电塔 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分布式无人机充电塔，包括安装塔；储能装置，包括光伏模组与电源模组，设置于所述安装塔；充电装置，包括充电机巢设置于所述安装塔；所述储能模组分别于所述光伏模组及充电机巢连接，本发明使用时，光伏模组吸收太阳能转化为电能，电源模组将转化的电能进行存储并为充电机巢提供稳定的电能，本发明搭建于输电线路附近，沿输电线路根据运检无人机的续航能力，于合适的距离节点和地理位置建设，运检无人机工作过程中电量即将耗尽前，前往就近的分布式无人机充电塔充电，使无人机实现较长距离的输电线路运检。

Description

分布式无人机充电塔

技术领域

本发明涉及输电线路运检领域，特别是涉及一种分布式无人机充电塔。

背景技术

输电线路和电塔出于安全、经济性和电力需求通常搭建于野外，负责保证输电线路正常工作的运检人员必须跋山涉水，这就要求了运检人员在具备专业知识的同时还需要强壮的体魄，输电线路恶劣的工作环境给运检人员的工作带来了巨大的困难，所以，采用无人机运检，利用无人机无视地形的强通过能力辅佐运检人员工作的方式应运而生，此方式使得运检过程更为高效和安全且减少了人类活动对自然造成的影响，然而，采用无人机进行运检存在以下问题：

1、由于输电线路覆盖区域较大，且无人机续航能力有限，使得无人机需要适时往返运维塔进行人工补给维护，亦即，需要通过人工进行充电补给操作；

2、采用人工进行充电补给操作，不但会导致运检工作的效率较低，且限制了无人机的活动范围。

发明内容

本发明的目的是针对无人机运检续航问题，提供一种分布式无人机充电塔。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种本分布式无人机充电塔包括：安装塔；储能装置，储能装置包括光伏模组及电源模组，光伏模组与所述电源模组分别设置于所述安装塔上，光伏模组与所述电源模组连接；充电装置，充电装置包括充电机巢，充电机巢设置于安装塔上，电源模组与充电机巢连接。

在其中一个实施例中，安装塔包括支撑主体、充电平台和储能平台，充电平台设置于安装塔顶部，储平台设置与支撑主体上，储能平台位于充电平台下方。

在其中一个实施例中，充电平台包括第一承载构件，第一承载构件与支撑主体固定连接，储能平台包括消防承载构件，消防承载构件与支撑主体固定连接。

在其中一个实施例中，光伏模组分别设置于充电平台和储能平台，光伏模组包括充电光伏模块及储能光伏模块，充电光伏模块设置于第一承载构件上，储能光伏模块设置于消防承载构件上。

在其中一个实施例中，电源模组设置于储能平台，电源模组包括蓄电池框架和蓄电池，蓄电池框架设置于储能平台上，蓄电池设置于蓄电池框架内，蓄电池与光伏板及充电机巢电连接。

在其中一个实施例中，电源模组设置有多个，各电源模组呈矩形阵列设置于储能平台上。

在其中一个实施例中，安装塔包括加强构件，安装架还包括第一加强杆及第二加强杆，第一加强杆的两端及第二加强杆的两端分别固定于支撑柱上，且第一加强杆与第二加强杆相互连接。

在其中一个实施例中，安装架还包接地构件，接地构件设置于支撑主体的一侧上。

在其中一个实施例中，安装塔还包括爬梯，爬梯与支撑主体连接，充电平台上开设有安装检修入口，爬梯的顶部与安装检修入口连通。

在其中一个实施例中，分布式无人机电塔还包括防触电防盗围栏，防触电防盗围栏围绕安装塔设置。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：

1、本发明通过延输电线路于合适的节点搭建分布式无人机充电塔，使无人机在不需要往返进行人工补给的情况下即可完成充电任务，持续进行运检工作，从而提高无人机的工作效率，同时因为减少了无人机的工作里程，无人机的损耗也相应降低；

2、本发明的分布式无人机充电塔在结构和电路上独立于输电线路的结构和电路系统，所以不用对输电线路的设施进行结构补强和对电路进行改造，减少了工程投入；

3、本发明的分布式无人机充电塔的安装塔结构简单，降低了安装塔的搭建难度和投入，同时分布式设计，提高了对安装架结构的利用率，使充电塔的各个部分作用力合理的分配于安装塔上；

4、本发明的分布式无人机充电塔布置了较大面积的光伏模组和储能模组，提高了充电塔的发电和蓄电能力，能够连续为无人机进行充电服务。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明一实施例中分布式无人充电塔的结构示意图；

图2为图1中的分布式无人机充电塔的充电平台的结构示意图；

图3为图1中的分布式无人机充电塔的储能平台的结构示意图；

图4为图1中的分布式无人机充电塔的角度调节装置的结构示意图；

图5为图3中的储能平台的消防承载构件常态示意图；

图6为图3中的储能平台的消防承载构件工作示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。

请参阅图1～图3，一种分布式无人机充电塔10包括：安装塔100、储能装置200及充电装置300，储能装置200包括光伏模组210及电源模组220，光伏模组210与电源模组220分别设置于安装塔100上，光伏模组210与电源模组220连接；充电装置300包括充电机巢310，充电机巢310设置于安装塔100上，电源模组220与充电机巢310连接。

需要说明的是，安装塔100沿着输电线路建造，根据无人机的续航能力于合理的距离节点搭建，如此，无人机运检过程中在电量即将耗尽之前可以于就近的安装塔100降落进行充电，无需折返，无人机充电完成后可沿输电线路继续向前进行运检工作，在本实施例中，储能装置200包括光伏模组210及电源模组220，光伏模组210与电源模组220分别设置于安装塔100上，充电装置300包括充电机巢310，充电机巢310设置于安装塔100上，光伏模组210把太阳能转化为电能，光伏模组210与电源模组220电连接，电源模组220可以对光伏模组210转化的电能进行存储，电源模组220与充电机巢310电连接，如此，能够向充电装置300提供稳定的电源，无人机能够于充电机巢310完成充电工作。

一实施方式中，请再次参阅图1，安装塔100包括支撑主体110、充电平台120及储能平台130，充电平台120设置于支撑主体110的顶部，储能平台130设置于支撑主体110上，储能平台130位于充电平台120的下方，光伏模组210分别设置于充电平台120及储能平台130上，电源模组220设置于储能平台130上，充电机巢310设置于充电平台120上。

需要说明的是，安装塔100包括支撑主体110、充电平台120及储能平台130，支撑主体110结构简单，支撑主体110由四根支撑柱111、多根横担112及多根横梁113正交组合而成，各构件均可运送至搭建地点进行安装，运输难度和搭建难度较小，一部分横梁113与横梁113搭接于支撑住111的顶部，一部分横梁113与横担112搭接于支撑住111中部，形成安装塔100上下层的支撑结构，由此安装塔100分为上层与下层，本实施例中，充电平台120设置于上层，储能平台130设置于下层，充电平台120与储能平台130分别固定于支撑主体110，充电平台120与储能平台130分别固定连接于对应的横担112或横梁113上，上层的充电平台120可以为下层的储能平台130起到一定程度上的掩护作用，为了便于无人机起降，充电机巢310设置于充电平台120上，设置于承载能力较强的充电平台120中心区域，于充电平台120与储能平台130设置有护栏，护栏设置于充电平台120与储能平台130的边缘，对分布式无人机充电塔10进行建设或维护时，为工作人员提供保护。

请参阅图2～图3，一实施方式中，充电平台120包括第一承载构件121，第一承载构件121与支撑主体110固定连接，储能平台130包括消防承载构件131，消防承载承载构件131与支撑主体110固定连接。

需要说明的是，第一承载构件121作为充电平台120中储能装置200与充电装置300的安装基础，第一承载构件121为由竖向水平布置的扁钢与横杆正交组合而成的镂空结构钢格板，该结构自重相对较小，能提供足够的承载强度、较大的连接面积且为工作人员提供较大的站立摩擦力，为储能装置200与充电装置300的安装设置提供便利，第一承载构件121于支撑主体110的上层呈矩形排布，消防承载构件131包括活动格栅板131a、热敏磁性件与格栅板框架131c，消防承载构件131作为储能平台130中储能装置200的安装基础，于支撑主体110的下层呈“凸”字型排布，同时第一承载构件121与消防承载构件131还作为工作人员对充电平台120与储能平台130进行建设与维护时的站立行走基础，第一承载构件121与消防承载构件131固定连接于支撑主体110上。

一实施方式中，请再次参阅图2～图3，光伏模组210包括充电光伏模块211及储能光伏模块212，充电光伏模块211设置于第一承载构件121上，储能光伏模块212设置于消防承载构件131上。

需要说明的是，充电光伏模块211设置于充电平台120，储能光伏模块212设置于储能平台130，充电光伏模块211与储能光伏模块212均为若干光伏板组合而成，具体的，充电光伏模块211固定于第一承载构件121上，位于上层的充电平台120光照充足，所以于第一承载构件121上均设置有充电光伏模块211，充电光伏模块211的布置形式与第一承载构件121的布置形式相适应，在本实施例中，充电光伏模块211与充电机巢310处于同一平台，距离较近，当无人机降落至充电平台120，充电光伏模块211可通过变压装置直接连接充电机巢310为无人机提供电能，位于下层的储能平台130光照相对较少，所以于消防承载构件131部分区域设置有储能光伏模块212。

一实施方式中，如图4所示，为了解决所述光伏模组210朝向固定，对太阳能利用效果欠佳的问题，使所述光伏模组210能够更好地稳定产出电能，分布式无人机充电塔10还包括角度调节装置500，所述角度调节装置500包括驱动电机510、支撑杆520、滑块530、安装板540、底板550及滑槽560，所述角度调节装置500设置有多个，所述角度调节装置500分别固定连接于所述第一承载构件121与所述消防承载构件131，所述底板550上开设有滑槽560，所述滑槽560内滑动设置有滑块530，所述支撑杆520的一端与所述滑块530铰接，且所述滑块530与所述驱动电机510连接，所述安装板540一侧与所述底板550一侧铰接，所述安装板540另一侧与所述支撑杆520另一端铰接，光伏板设置于所述安装板540上，由此，当所述滑块530滑动靠近安装板540与底板550铰接的位置，所述安装板540调整为呈水平姿态，当所述滑块530滑动远离所述安装板540与所述底板550铰接的位置，所述安装板540调整为倾斜姿态，以此可以实现光伏板对太阳方向的跟随，能够在一定范围内加强光伏板对太阳能的利用率，本申请于所述充电光伏模块211与所述储能光伏模块212的底部加装光伏板的所述角度调节装置500，该所述角度调节装置500能够使光伏板倾斜一定的角度达到更好的吸能效果以及有更高的工作效率，满足无人机的电能需求。

请再次参阅图1，一实施方式中，电源模组220包括蓄电池框架221和蓄电池222，蓄电池框架221设置于储能平台130上，蓄电池222设置于蓄电池框架221内，蓄电池222与光伏模组210及充电机巢310电连接。

需要说明的是，在本实施例中，电源模组220由多个蓄电池框架221与多个蓄电池222组合而成，由于蓄电池222的数量多，重量较大，电源模组220设置于支撑柱所包围的储能平台130区域，该区域承载能力较优，且能保证支撑主体110的受力合理，同时，该区域位于上层的充电平台120竖直投影的中心，充电平台120的掩护作用明显，充电机巢310与蓄电池222进行连接时也较为简单，蓄电池框架221中可设置多个蓄电池222，蓄电池框架221设置于支撑柱111所包围的消防承载构件上131。

此外，还需要说明的是，所述分布式无人机充电塔10搭设于郊外的电塔常建设在荒郊野岭，所述分布式无人机充电塔10所处环境较为恶劣，所述分布式无人机充电塔10上的所述储能装置200时常需要遭受日光暴晒、雨水冲刷、积雪覆盖或是台风破坏，在所述储能装置200中设置有多个所述电源模组220，所述电源模组220由多个所述蓄电池222组成，所述蓄电池222在较为严苛的自然环境下容易发生自燃，而所述分布式无人机充电塔10处于无人问津的野外，如若所述蓄电池222起火，较难以开展及时的救火工作，火势容易从起火的所述电源模组220蔓延至其他正常工作的所述储能装置200，火势难以控制，如果火情过大，过高的温度可能影响整个所述分布式无人机充电塔10的结构强度，导致所述分布式无人机充电塔10倾覆，损失巨大。

针对以上问题，请参阅图5～图6，在一实施例中，所述分布式无人充电平台10还包括消防承载构件131，所述消防承载构件131包括活动格栅板131a、热敏磁性件131b及格栅板框架131c，所述活动格栅板131a包括多块梯形扁钢131a1与矩形扁钢131a2，所述梯形扁钢131a1并排固定连接于所述矩形扁钢131a2一侧，所述矩形扁钢131a2另一侧与所述格栅板框架131c铰接，所述活动格栅板131a设置有两个，两个所述活动格栅板131a对称设置，所述热敏磁性件131b磁性连接于所述矩形扁钢131a2的斜面，所述热敏磁性件131b一端与所述格栅板框架131c铰接，所述格栅板框架131c与所述支撑主体110固定连接，正常情况下，所述热敏磁性件131b连接起所述活动格栅板131a及所述格栅板框架131c，所述活动格栅板131a呈水平态，所述电源模组220滑动设置于活动格栅板131a，当所述电源模组220发生火情时，所述消防承载件131温度升高，例入，温度升高至312摄氏度时，所述热敏磁性件131b彻底失去磁性，所述热敏磁性件131b一端向下坠落，由所述热敏磁性件131b连接的所述活动格栅板131a斜面一端向下坠落，所述活动格栅板131a向下打开，所述电源模组220沿所述梯形扁钢131a1向下滑动，最后所述电源模组220坠落，离开所述分布式无人机充电塔10，所述分布式无人机充电塔10下方地面设置沙池，燃烧的所述电源模组220坠落其中，燃烧殆尽，由此所述分布式无人机充电塔10的火源被所述消防承载件131排除，火情对所述分布式无人机充电塔10及电塔的威胁被降至较低。

一实施方式中，请再次参阅图3，电源模组220设置有多个，各电源模组220呈矩形阵列设置于储能平台130上。

需要说明的是，130储能平台上的多个220电源模组之间间隔一定安全距离，且每个220电源模组能够独立工作。

请再次参阅图1，一实施方式中，安装塔100包括第一加强杆140及第二加强杆150，第一加强杆140的两端及第二加强杆150的两端分别固定于支撑主体110，且第一加强杆140与第二加强杆150相互连接。

需要说明的是，第一加强杆140与第二加强杆150设置于相邻的支撑柱之间，第一加强杆140与第二加强杆150的中心用螺栓固定组合形成更稳固的加强构件，具体的，于相邻的两根支撑柱111中，第一将枪杆140的一端与其中一根支撑柱连接，第一加强杆140的另一端与另外一根支撑柱连接，第二加强杆150同理，且第二加强杆150与第一加强杆140相交，相交部分固定连接，形成交叉的整体结构，在本实施例中，以储能平台130为分界将相邻支撑柱111组成的平面区分为上部和下部，第一加强杆140与第二加强杆150组合而成的构件有多个，分别布置于每个相邻支撑柱111组成的平面的上部与下部

一实施方式中，请再次参阅图1，安装塔100包括接地构件160，接地构件160设置于支撑主体110的一侧上。

需要说明的是，接地构件160设置于每一根支撑柱111，接地构件160位于支撑柱111的位置较低便于接地。

请再次参阅图1，一实施方式中，安装塔100还包括爬梯170，爬梯170与支撑主体110连接，充电平台120上开设有安装检修入口，爬梯170的顶部与安装检修入口连通。

需要说明的是，由多个钢构件于竖直方向连续设置，固定链接于支撑柱111上，形成爬梯170，爬梯170设置于不被储能平台130阻碍的支撑柱111一侧，于爬梯170的顶部即充电平台开设安装检修入口，安装检修入口大小与工作场景相适应，满足工作人员出入和一些小型器械的通过。

一实施方式中，请再次参阅图1，分布式无人机电塔还包括防触电防盗围栏400，防触电防盗围栏400围绕安装塔100设置。

需要说明的是，在本实施例中，防触电防盗围栏400有多跟钢管与铁丝网组合而成，防触电防盗围栏400与安装塔100保持一定距离，按照矩形布置，安装塔100被围绕在内，于矩形角落位置开设有检修门。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种分布式无人机充电塔，其特征在于，包括：

安装塔；

储能装置，所述储能装置包括光伏模组及电源模组，所述光伏模组与所述电源模组分别设置于所述安装塔上，所述光伏模组与所述电源模组连接；及

充电装置，所述充电装置包括充电机巢，所述充电机巢设置于所述安装塔上，所述电源模组与所述充电机巢连接。

2.根据权利要求1所述的分布式无人机充电塔，其特征在于，所述安装塔包括支撑主体、充电平台及储能平台，所述充电平台设置于所述支撑主体的顶部，所述储能平台设置于所述支撑主体上，所述储能平台位于所述充电平台的下方，所述光伏模组分别设置于所述充电平台及所述储能平台上，所述电源模组设置于所述储能平台上。

3.根据权利要求2所述的分布式无人机电塔，其特征在于，所述充电平台包括第一承载构件，所述承载构件与所述支撑主体固定连接，所述储能平台包括消防承载构件，所述消防承载构件与所述支撑主体固定连接。

4.根据权利要求3所述的分布式无人机电塔，其特征在于，所述光伏模组包括充电光伏模块及储能光伏模块，所述充电光伏模块设置于所述第一承载构件上，所述储能光伏模块设置于所述消防承载构件上。

5.根据权利要求2所述的分布式无人机电塔，其特征在于，所述电源模组包括蓄电池框架和蓄电池，所述蓄电池框架设置于所述储能平台上，所述蓄电池设置于所述蓄电池框架内，所述蓄电池与所述光伏板及所述充电机巢电连接。

6.根据权利要求5所述的分布式无人机电塔，其特征在于，所述电源模组设置有多个，各所述电源模组呈矩形阵列设置于所述储能平台上。

7.根据权利要求2所述的分布式无人机电塔，其特征在于，所述安装塔包括第一加强杆及第二加强杆，所述第一加强杆的两端及所述第二加强杆的两端分别固定于所述支撑主体，且所述第一加强杆与所述第二加强杆相互连接。

8.根据权利要求2所述的分布式无人机电塔，其特征在于，所述安装塔包括接地构件，所述接地构件设置于所述支撑主体的一侧上。

9.根据权利要求2所述的分布式无人机充电塔，其特征在于，所述安装塔还包括爬梯，所述爬梯与所述支撑主体连接，所述充电平台上开设有安装检修入口，所述爬梯的顶部与所述安装检修入口连通。

10.根据权利要求1所述的一种分布式无人机电塔，其特征在于，所述分布式无人机电塔还包括防触电防盗围栏，所述防触电防盗围栏围绕所述安装塔设置。

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