CN204679793U - 一种全自动远距离电力线路无人机巡视系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种全自动远距离电力线路无人机巡视系统，包括：至少一台巡线无人机；至少一个无线充电停机坪和一个远程监控终端。巡线无人机上配置定位装置和两个互为备用的无线充电接收器；无线充电停机坪，安装在电力线路的杆塔上，无线充电停机坪上设置有太阳能面板、锂电池和两个互为备用的无线充电底座，太阳能面板向锂电池充电，两个互为备用的无线充电底座均连接至锂电池，用于在所述巡线无人机停靠时为这些停靠的无人机充电，无线充电停机坪还设置有停机定位标识装置，引导巡线无人机准确降落在无线充电底座位置；远程监控终端，具备2G/3G/4G通信能力并设置在具备Internet接入能力的地点，其可远程获取巡线无人机拍摄的影像，并可通过2G/3G/4G网络实现对上述巡线无人机的定位和控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及无人机应用领域，具体而言涉及一种全自动远距离电力线路无人机巡视系统。
背景技术
对电力线路进行定期巡视(以下简称“巡线”)，从而及早发现和处置线路安全隐患是保证电网可靠供电的重要手段。早期巡线工作主要依靠人工，工作量大且效率低下，而复杂的地理环境还会给巡线人员带来一定的安全风险。此后，巡线工作还曾采用有人直升机巡线、动力伞巡线、机器人巡线等。最近几年，各地电网公司开始尝试使用无人机对线路进行巡视。
基于无线遥控的无人机可携带可见光、红外热成像等专用设备对电力线路进行高精度的巡视；大部分机型可实现定点悬停，从而可以对疑似隐患或故障点进行更加细致深入的视频分析。使用无人机巡线，大大提高了工作效率和巡视结果的准确性，同时也节省了大量的人力成本。可以预见，将无人机应用于电力线路巡视的前景非常广阔。
目前，在使用无人机进行巡线方面存在的一些不足，一是通常需要人工携带无人机至巡线现场，再通过人工遥控操纵无人机进行巡线，虽然巡线效果很好，但自动化程度还不够理想；二是目前通常使用的遥控信号传输距离有限，限制了无人机巡线的范围；三是受无人机自身携带电池容量的限制，现有无人机巡线方式的覆盖范围还不大，对于长线路需要多组工作人员操作无人机进行分段巡视。
实用新型内容
本实用新型目的在于提供一种全自动远距离电力线路无人机巡视系统，用于实现电力线路的全自动、远距离巡视。
本实用新型的上述目的通过独立权利要求的技术特征实现，从属权利要求以另选或有利的方式发展独立权利要求的技术特征。
为达成上述目的，本实用新型提出一种全自动远距离电力线路无人机巡视系统，包括：
至少一台巡线无人机；
至少一个无线充电停机坪；
一个远程监控终端；
所述巡线无人机上配置一处理器、定位装置、第一无线通信装置、可充电蓄电池以及两个互为备用的无线充电接收器，所述定位装置、无线通信装置以及两个互为备用的无线充电 接收器均连接至所述处理器，该可充电蓄电池为巡线无人机提供电力供应；
所述无线充电停机坪，安装在电力线路的杆塔上，每个无线充电停机坪上设置有太阳能面板、锂电池和两个互为备用的无线充电底座，太阳能面板被设置用于接收太阳辐射并转换成电能，存储在与其连接的锂电池中，所述两个互为备用的无线充电底座均连接至所述锂电池，用于在所述巡线无人机停靠时为这些停靠的无人机充电，无线充电停机坪还设置有停机定位标识装置，位于所述两个无线充电底座之间，用于引导巡线无人机准确降落在无线充电底座位置；
所述远程监控终端，具备配置有中央处理器和第二无线通信装置，通过该第二无线通信装置连接至该远程监控终端所在的连接点以接入Internet网络，获取所述巡线无人机采集的影像数据，并通过2G/3G/4G网络实现所述巡线无人机的定位和控制信号发送。
进一步的实施例中，所述第一无线通信装置和第二无线通信装置采用2G/3G/4G/Wifi无线通信装置中的一种或者多种的组合。
进一步的实施例中，所述定位装置包括GPS定位装置、北斗导航定位装置、伽利略定位装置与格洛纳斯定位装置中的一种或者至少两种的组合。
进一步的实施例中，所述两个互为备用的无线充电接收器安装在巡线无人机着落支架的底部，相对地设置。
进一步的实施例中，所述电力线路无人机巡视系统中，任意两个相邻无线充电停机坪的间隔距离小于由巡线无人机的可充电蓄电池决定的可持续飞行最大距离。
进一步的实施例中，所述可充电蓄电池为锂电池、镍镉电池、镍氢电池中的一种。
进一步的实施例中，所述无线充电停机坪还包括连接至所述锂电池的充电控制模块。
进一步的实施例中，所述远程监控终端包括至少一个连接至所述中央处理器的显示器和输入装置。
应当理解，所述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的实用新型主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的实用新型主题的一部分。
结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本实用新型教导的所述和其他方面、实施例和特征。本实用新型的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本实用新型教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在， 将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例，其中：
图1是说明根据本实用新型某些实施例的全自动远距离电力线路无人机巡视系统的构成示意图。
图2是说明根据本实用新型某些实施例的巡线无人机无线充电接收器装设位置的示意图。
图3是说明根据本实用新型某些实施例的无线充电停机坪的结构示意图(侧视图)。
图4是说明根据本实用新型某些实施例的无线充电停机坪的另一方面结构示意图(俯视图)。
具体实施方式
为了更了解本实用新型的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
在本公开中参照附图来描述本实用新型的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本实用新型的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本实用新型所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本实用新型公开的一些方面可以单独使用，或者与本实用新型公开的其他方面的任何适当组合来使用。
如图1所示，一种全自动远距离电力线路无人机巡视系统，包括至少一台巡线无人机100、至少一个无线充电停机坪101以及一个远程监控终端102。
远程监控终端102通常设置在远离巡线现场，且具备Internet、2G/3G/4G通信网络接入能力的地方。
远程监控终端102优选还包括至少一个连接至所述中央处理器的显示器和输入装置，用于向用户提供可视反馈输出、控制参数/信息的输入等。
每个巡线无人机100上配置一处理器、定位装置、第一无线通信装置、可充电蓄电池以及两个互为备用的无线充电接收器202(如图2)。定位装置、无线通信装置以及两个互为备用的无线充电接收器均连接至处理器。该可充电蓄电池为巡线无人机提供电力供应。
优选地，所述两个互为备用的无线充电接收器202安装在巡线无人机着落支架201的底部，相对地设置。
第一无线通信装置用于使巡线无人机具有网络接入能力，使其可以远程接收远程监控终端102的控制信号以及发送采集的影音数据给远程监控终端102。
可充电蓄电池采用锂电池、镍镉电池、镍氢电池中的一种。优选地采用锂电池，其能力密度大，且重量轻，利于在体积、重量限制的无人机上实现最大最优配置，使得无人机得以具备较强的续航能力。
结合图1，无线充电停机坪101，安装在电力线路的杆塔上，用于扩展巡线无人机的续航距离。如图2、3、4，每个无线充电停机坪101上设置有太阳能面板301、锂电池302和两个互为备用的无线充电底座304，太阳能面板301被设置用于接收太阳辐射并转换成电能，存储在与其连接的锂电池302中，所述两个互为备用的无线充电底座304均连接至所述锂电池302，用于在所述巡线无人机100停靠时为这些停靠的无人机100充电，无线充电停机坪101还设置有停机定位标识装置305，位于无线充电停机坪101上表面、两个无线充电底座304之间，用于引导巡线无人机100准确降落在无线充电底座位置。
优选地，无线充电停机坪101上还设置有与所述锂电池302连接的充电控制模块303，用于实现对太阳能充电过程的管理与控制。这样的太阳能充电过程的管理与控制可以采用现有的芯片来实现，不再赘述。
如图2、4所示，巡线无人机100飞临无线充电停机坪101上方后，通过其摄像头(未在图2中画出)对准停机定位标识装置305进行垂直降落，即可实现无线充电装置的对准。在一些例子中，当巡线无人机100检测到无线充电停机坪101上任意一个无线充电底座304故障时，将向远程控制中心102报告故障。任意一个无线充电接收器202故障时，巡线无人机100将向远程控制中心102报告故障。
所述远程监控终端102，具备配置有中央处理器和第二无线通信装置，通过该第二无线通信装置连接至该远程监控终端102所在的连接点(例如基站)以接入Internet网络，获取所述巡线无人机100采集的影像数据，并通过2G/3G/4G网络实现所述巡线无人机的定位和控制信号发送。
前述的第一无线通信装置、第二无线通信装置采用2G/3G/4G/Wifi无线通信装置中的一种或者多种的组合。
前述定位装置包括GPS定位装置、北斗导航定位装置、伽利略定位装置与格洛纳斯定位装置中的一种或者至少两种的组合。
如图1，如果巡线范围覆盖整条线路，则可以在线路首端和末端的变电站都装设无线充电停机坪101；如果只巡视线路的一段，则可以在线路首端的变电站装设无线充电停机坪101。
在整个电力线路无人机巡视系统中，在电力线路的杆塔上装设无线充电停机坪101时，任意两个相邻无线充电停机坪101的间隔距离应当小于由巡线无人机的可充电蓄电池决定的可持续飞行最大距离Lm。这个可持续飞行最大距离Lm即巡线无人机的可充电蓄电池充满电时可持续(续航)飞行的最大距离。
在一些例子中，可以在变电站内的无线充电停机坪101范围内提供接入Internet的Wifi信号，用于巡线无人机100停靠后向远程监控终端传送影像数据；当巡线无人机100检测到 Internet无法连接时，可直接经3G/4G网络直接上传影像，并报告Internet网络故障。
如前述的电力线路无人机巡视系统，其架设和实施过程如下：
根据巡线无人机的持续飞行最大距离Lm，在电力线路的杆塔上装设无线充电停机坪时，相邻停机坪的距离应小于Lm；
在线路首段和末端的变电站内各安装一个无线充电停机坪，并在停机坪范围内提供接入Internet的Wifi信号；
通过人工操作的试验飞行获得巡线无人机巡线路径和停靠位置的坐标及高度信息，并存入巡线无人机的控制操作系统中，此后巡线无人机可实现全自动工作；
系统正式运行后，巡线无人机全自动定期或根据远程监控终端指令起飞巡视，在各停机坪处自动降落并补充电能；
如果巡线无人机在巡视中未监测到明显故障，则在其到达线路首段或末端变电站的无线充电停机坪后，在Wifi环境下通过Internet向远程监控终端上传巡线视频；如果监测到明显故障，则直接通过3G/4G网络向远程监控终端上传影像，在仅有2G网络时只通过短信息传递故障定位信息。
如以上描述的电力线路无人机巡视系统结构及其架设，在上述的一种全自动远距离电力线路无人机巡视系统正式投入运行前，需要通过人工操作的试验飞行获得巡线无人机100巡线路径和停靠位置的坐标及高度信息，并存入巡线无人机100的控制系统中，此后巡线无人机100可实现全自动工作。
系统正式运行后，巡线无人机100定期或根据远程监控终端102的指令起飞巡视，在各无线充电停机坪101处自动降落并补充电能，通过补充的电能继续进行全自动的远距离巡视。
虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
Claims (8)
1.一种全自动远距离电力线路无人机巡视系统，其特征在于，包括：
至少一台巡线无人机；
至少一个无线充电停机坪；
一个远程监控终端；
所述巡线无人机上配置一处理器、定位装置、第一无线通信装置、可充电蓄电池以及两个互为备用的无线充电接收器，所述定位装置、无线通信装置以及两个互为备用的无线充电接收器均连接至所述处理器，该可充电蓄电池为巡线无人机提供电力供应；
所述无线充电停机坪，安装在电力线路的杆塔上，每个无线充电停机坪上设置有太阳能面板、锂电池和两个互为备用的无线充电底座，太阳能面板被设置用于接收太阳辐射并转换成电能，存储在与其连接的锂电池中，所述两个互为备用的无线充电底座均连接至所述锂电池，用于在所述巡线无人机停靠时为这些停靠的无人机充电，无线充电停机坪还设置有停机定位标识装置，位于所述无线充电停机坪上表面、两个无线充电底座之间，用于引导巡线无人机准确降落在无线充电底座位置；
所述远程监控终端，具备配置有中央处理器和第二无线通信装置，通过该第二无线通信装置连接至该远程监控终端所在的连接点以接入Internet网络，获取所述巡线无人机采集的影像数据，并通过2G/3G/4G网络实现所述巡线无人机的定位和控制信号发送。
2.根据权利要求1所述的全自动远距离电力线路无人机巡视系统，其特征在于，所述第一无线通信装置和第二无线通信装置采用2G/3G/4G/Wifi无线通信装置中的一种或者多种的组合。
3.根据权利要求1所述的全自动远距离电力线路无人机巡视系统，其特征在于，所述定位装置包括GPS定位装置、北斗导航定位装置、伽利略定位装置与格洛纳斯定位装置中的一种或者至少两种的组合。
4.根据权利要求1所述的全自动远距离电力线路无人机巡视系统，其特征在于，所述两个互为备用的无线充电接收器安装在巡线无人机着落支架的底部，相对地设置。
5.根据权利要求1所述的全自动远距离电力线路无人机巡视系统，其特征在于，所述电力线路无人机巡视系统中，任意两个相邻无线充电停机坪的间隔距离小于由巡线无人机的可充电蓄电池决定的可持续飞行最大距离。
6.根据权利要求1所述的全自动远距离电力线路无人机巡视系统，其特征在于，所述可充电蓄电池为锂电池、镍镉电池、镍氢电池中的一种。
7.根据权利要求1所述的全自动远距离电力线路无人机巡视系统，其特征在于，所述无线充电停机坪还包括连接至所述锂电池的充电控制模块。
8.根据权利要求1所述的全自动远距离电力线路无人机巡视系统，其特征在于，所述远程监控终端包括至少一个连接至所述中央处理器的显示器和输入装置。
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