CN207328186U - 一种输电线路巡检无人机激光定位充电系统 - Google Patents

Abstract

一种输电线路巡检无人机激光定位充电系统，它包括充电平台、激光定位模块和无人机端，充电平台包括依次连接的太阳能电池板、蓄电池和无线充电发射装置；激光定位模块包括安装在输电杆塔充电平台上的激光发射装置和安装在无人机上的激光感应装置；无人机端包括无线充电接收装置、电池组和GPS定位模块；电池组包括电量检测模块、电量显示模块以及报警模块。本实用新型设计通过在输电杆塔上设置无线充电平台以及激光测距定位装置，实现无人机充电降落的精准定位，并合理的利用了太阳能，提高了巡检无人机的充电效率，降低了输电线路的巡检成本。

Description

一种输电线路巡检无人机激光定位充电系统

技术领域

本实用新型涉及激光定位技术，具体涉及一种输电线路巡检无人机激光定位充电系统。

背景技术

为了解决东部沿海地区对电力的需求，我国近年来逐步建立并完善了以特高压输电线路为主骨架的全国互联大电网，同时也对其安全运行维护提出了更高的要求。传统输电线路的安防主要依靠人工巡逻的方式，非常耗时耗力，不仅工作量大而且条件艰苦，特别是对山区和跨越大江大河的线路巡检，人力成本高，风险大。随着科技的不断发展，近年来无人机巡线由于其高速、智能、可远程操控等特点，使其在输电线路巡线中脱颖而出，但是美中不足的是无人机载重能力有限，电池续航能力差，不能够长时间飞行作业。

无线供电技术不需要充电线便可从供电系统中取能，而且非接触式快速充电能够应用于多种场合，可以在输电杆塔上设置无线充电平台，使无人机随时随地充电成为可能。但是快速充电的前提是无线供电的发射和接收装置尽可能距离短而且精准度高，由于无人机降落时的不确定性，使得无线充电效率大大降低。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型设计了一种基于激光定位技术的输电线路巡检无人机充电系统，其可对无人机进行快速、高效的无线供电，并合理的利用了太阳能，提高了巡检无人机的效率，降低了输电线路的巡检成本。

为实现上述目的，本实用新型提出的技术方案是：

一种输电线路巡检无人机激光定位充电系统，它包括充电平台、激光定位模块和无人机端，充电平台包括依次连接的太阳能电池板、蓄电池和无线充电发射装置，太阳能电池板与蓄电池的充电端连接，蓄电池的供电端与无线充电发射装置；

激光定位模块包括激光发射装置和激光感应装置；

无人机端包括电池组、以及与电池组充电端连接的无线充电接收装置；

上述激光感应装置设置在无人机上。

上述电池组包括电量检测模块、电量显示模块以及报警模块。

上述太阳能电池板、蓄电池、无线充电发射装置和激光发射装置设置在输电杆塔的基座上。

上述无线充电发射装置与蓄电池之间设有驱动模块、逆变模块。

上述无人机端包括GPS定位模块。

上述无人机端包括控制器，控制器的数据口分别与GPS定位模块、电量检测模块、电量显示模块、报警模块、以及激光感应装置连接。

上述无线充电接收装置依次与整流模块、滤波模块、稳压模块、电池组连接。

在充电平台无线充电发射装置的中心点与无人机端无线充电接收装置的中心点连线垂直于充电平台。

本实用新型的有益效果：在输电杆塔上设置无线充电平台以及激光测距定位装置，通过电量检测模块实时监测无人机电池电量，控制器接收到报警信息后，利用GPS定位模块控制无人机寻找最近充电平台，并通过激光测距定位装置实现无人机的精准停靠，此时无线充电装置向无人机锂电池供电。本设计可以对无人机进行快速、高效的无线充电，提高了无人机巡检的工作效率。

附图说明

图1为本实用新型整体结构框图；

图2为本实用新型结构示意图；

图3为本实用新型工作流程图。

具体实施方式

一种输电线路巡检无人机激光定位充电系统，如图1和图2，包括充电平台、激光定位模块和无人机端，其中：充电平台包括依次连接的太阳能电池板1、蓄电池2和无线充电发射装置3；激光定位模块包括激光发射装置4和激光感应装置5；无人机端包括无线充电接收装置6、电池组7和GPS定位模块11；电池组包括电量检测模块8、电量显示模块9以及报警模块10；所述太阳能电池板1、蓄电池2、无线充电发射装置3和激光发射装置4设置在输电杆塔12的基座13上，所述激光感应装置5、无线充电接收装置6、电池组7、电量检测模块8、电量显示模块9、报警模块10和GPS定位模块11设置在无人机16上。

所述太阳能电池板1作为充电系统的能源供应，并将电能储存到蓄电池2中，太阳能电池板选用XHGD型50W多晶太阳能电池板,蓄电池选用EMERSON的12V90AH型蓄电池；所述无线充电发射装置3和蓄电池2连接，经过驱动模块、逆变模块将直流信号转换为高频交流信号发射至无人机端，其中驱动模块可选择IR2110作为驱动芯片，逆变模块中的开关管选用IRF3205；所述无线充电接收装置6用于将无线充电发射装置3发射的高频交流信号接收，经整流、滤波、稳压后转换为直流电平对无人机锂电池充电。

所述电量检测模块8用于实时监测无人机电池电量信息；所述电量显示模块9用于显示无人机电池当前电量；所述报警模块10用于当电池电量小于一定值时，报警装置启动，向无人机控制器17发出指令，提醒无人机需要充电；所述GPS定位模块11用于获取无人机位置，实现无人机自主寻找最近的充电平台；所述激光定位模块用于无人机到充电平台的精准降落，实现高效率无线充电；所述控制器选用STM32F103系列单片机，GPS定位模块可使用SIRFⅢ单芯片GSC3F/LP，激光发射装置中的激光发射器选择PerkinElmer公司的PGEW1S09塑料激光脉冲二极管，激光感应装置中的光电探测器选择EG&G公司的C30724P型号的硅材料雪崩光电二极管。

采用上述结构，使用时，如图3所示，当无人机到达充电平台并在平台附近上空悬停时，控制器向激光发射装置4发出发射激光的指令，激光发射装置接收到激光发射指令后启动激光器，向无人机目标点发射激光脉冲信号；当无人机上的激光感应装置5感应到激光脉冲信号后，光电探测器将其转变为电脉冲信号，然后经放大器放大，并将信号传送到控制器17，控制器计算无人机当前位置距离并发出相应的控制指令，调整无人机的空中位置，使无人机精准降落到所述无线充电发射装置3上；无线充电装置启动，开始对无人机充电；当电量检测模块8检测到无人机电池达到饱和状态，即充电完成后，无线充电装置关闭，无人机的GPS定位模块11发出信号，使无人机离开充电平台，并继续沿着先前的输电线路巡检轨道进行线路巡航。

对本领域技术人员来说，无线供电技术，控制器、传感器连接及控制关系属于本领域技术人员的公知技术，在本说明书中不再赘述，本领域技术人员可根据现场实际情况选择公知手段对实施环节进行具体安装。

Claims (8)

1.一种输电线路巡检无人机激光定位充电系统，其特征在于，它包括充电平台、激光定位模块和无人机端，充电平台包括依次连接的太阳能电池板（1）、蓄电池（2）和无线充电发射装置（3），太阳能电池板（1）与蓄电池（2）的充电端连接，蓄电池（2）的供电端与无线充电发射装置（3）连接；

激光定位模块包括激光发射装置（4）和激光感应装置（5），激光感应装置（5）设置在无人机（16）上；

无人机端包括电池组（7）、以及与电池组（7）充电端连接的无线充电接收装置（6）。

2.根据权利要求1所述的输电线路巡检无人机激光定位充电系统，其特征在于：所述电池组（7）包括电量检测模块（8）、电量显示模块（9）以及报警模块（10）。

3.根据权利要求1所述的输电线路巡检无人机激光定位充电系统，其特征在于：

所述太阳能电池板（1）、蓄电池（2）、无线充电发射装置（3）和激光发射装置（4）设置在输电杆塔（12）的基座（13）上。

4.根据权利要求1或3所述的输电线路巡检无人机激光定位充电系统，其特征在于：所述无线充电发射装置（3）与蓄电池（2）之间设有驱动模块、逆变模块。

5.根据权利要求1所述的输电线路巡检无人机激光定位充电系统，其特征在于：所述无人机端包括GPS定位模块（11）。

6.根据权利要求5所述的输电线路巡检无人机激光定位充电系统，其特征在于：所述无人机端包括控制器（17），控制器（17）的数据口分别与GPS定位模块（11）、电量检测模块（8）、电量显示模块（9）、报警模块（10）、以及激光感应装置（5）连接。

7.根据权利要求1所述的输电线路巡检无人机激光定位充电系统，其特征在于：

所述无线充电接收装置（6）依次与整流模块、滤波模块、稳压模块、电池组（7）连接。

8.根据权利要求1或3所述的输电线路巡检无人机激光定位充电系统，其特征在于：在充电平台无线充电发射装置（3）的中心点（41）与无人机端无线充电接收装置（6）的中心点（51）连线垂直于充电平台。