CN208882122U - 基于无人机激光雷达与树障智能清理技术的电力巡线综合作业平台 - Google Patents

基于无人机激光雷达与树障智能清理技术的电力巡线综合作业平台 Download PDF

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阮锦钦
倪平波
张捷
佟振清
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Abstract

本实用新型公开了一种基于无人机激光雷达与树障智能清理技术的电力巡线综合作业平台，包括无人机、多功能挂载云台、激光雷达、电锯，所述多功能挂载云台连接无人机和电锯，所述激光雷达与多功能挂载云台连接。本实用新型具有快速获取高精度激光点云和高分辨率数码影像的优点，可以获得输电线路相关距离测量的数据，如通道内的树竹房障、交叉跨越(输电线路、高速、河流等)、导地线弧垂及杆塔各部件之间的安全距离等。本实用新型无论对新建线路的走向选择设计，还是对已建线路的危险点巡线检查、线路资产管理以及各种专业分析，都带来了传统测绘手段所不具备的应用模式和技术优势。

Description

基于无人机激光雷达与树障智能清理技术的电力巡线综合作 业平台
【技术领域】
本实用新型属于树障智能清理技术领域，具体涉及一种基于无人机激光雷达与树障智能清理技术的电力巡线综合作业平台。
【背景技术】
由于国内电网不断扩大，长距离输电线路如特(超)高压线路增长迅速，而且很多的输电线路分布在崇山峻岭之中，为了日常电力线的维护、更新电力台账数据、防止电力事故的发生等工作，需要对电力线进行日常的巡查工作。目前，电力巡线工作主要由电力工人翻山越岭，采用人工观察或者无人机影像查看对现有电力线进行巡查，存在作业强度大、作业周期长，数据不直观、精度低、再利用程度不高以及地形复杂地区难以工作等缺点。
【实用新型内容】
本实用新型提供一种基于无人机激光雷达与树障智能清理技术的电力巡线综合作业平台，以解决上述的技术问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
一种基于无人机激光雷达与树障智能清理技术的电力巡线综合作业平台，包括无人机、多功能挂载云台、激光雷达、电锯，所述多功能挂载云台连接无人机和电锯，所述激光雷达与多功能挂载云台连接；所述无人机包括机体、电机、螺旋桨，所述电机、螺旋桨安装在机体上，所述电机控制螺旋桨的转动；所述机体的对称电机轴距为1550mm，单臂长度为820mm，机身直径为550mm；所述激光雷达包括激光扫描系统和定位定姿系统，所述激光扫描系统的扫描频率为5～20Hz，测量精度为3cm；所述定位定姿系统的定向精度为0.019°，陀螺量程为±400°/s。
进一步地，所述电机的定子尺寸为81mm，最大功率为1800W/轴。
进一步地，所述螺旋桨采用碳纤维材质制成，尺寸为29英寸。
进一步地，所述多功能挂载云台由铝合金制成。
进一步地，所述电锯的链条转速为8M/S，空载转速为4600转。
本实用新型具有以下效果：
本实用新型具有快速获取高精度激光点云和高分辨率数码影像的优点，可以获得输电线路相关距离测量的数据，如通道内的树竹房障、交叉跨越(输电线路、高速、河流等)、导地线弧垂及杆塔各部件之间的安全距离等。本实用新型无论对新建线路的走向选择设计，还是对已建线路的危险点巡线检查、线路资产管理以及各种专业分析，都带来了传统测绘手段所不具备的应用模式和技术优势。
【附图说明】
图1为本实用新型的基于无人机激光雷达与树障智能清理技术的电力巡线综合作业平台结构示意图。
图中：1为无人机；2为多功能挂载云台；3为激光雷达；4为电锯。
【具体实施方式】
下面结合图1对本实用新型内容进行详细说明。
一种基于无人机激光雷达与树障智能清理技术的电力巡线综合作业平台，包括无人机1、多功能挂载云台2、激光雷达3、电锯4，所述多功能挂载云台2连接无人机1和电锯4，所述激光雷达3与多功能挂载云台2连接。
多功能挂载云台上面挂载激光雷达，进行实时监视。
遥控器飞控智能控制电锯的开关与转速档位。
多功能挂载云台连接无人机与电，用于旋转与控制电锯的方向。
下面对无人机、多功能挂载云台、激光雷达、电锯的组成或参数进行描述。
(1)无人机
(2)多功能挂载云台
最大负重 10千克
重量 2千克
材质 铝合金
轴数 三轴云台
(3)激光雷达
(4)电锯
产品尺寸 16寸 产品功率 1400W
额定电压 220V 空载转速 4600转
链条转速 8M/S 导板长度 405MM
油箱容量 140ML 机器重量 3.9KG
基于无人机激光雷达与树障智能清理技术的电力巡线综合作业平台的应用原理：
1.无人机作为任务设备的载体，首先在地面上先把激光雷达、多功能挂载云台和电锯安装在无人机底部(如附图1所示)。
2.通过地面上的遥控器控制无人机起飞。
3.无人机上的激光雷达扫描点云，激光雷达内置的定位定姿系统将采集的点云赋予高精度坐标，实时图传雷达点云到地面的控制平台，用于地面操控手分析障碍物的位置，大小，材质与切入点，电锯与输电线的空间位置关系。同时激光雷达储存雷达高精度原始点云，以便飞机完成飞行任务后，拷取雷达原始点云进行后处理分析。
4.通过无人机遥控器的功能键调整多功能挂载云台，使连接在多功能挂载云台下部的电锯进行水平垂直位移，水平垂直旋转，调整电锯姿态，确保电锯工作时能有效切割到障碍物。
5.调整好姿势之后，遥控器打开电锯开关，电锯开始工作对障碍物进行切割。
6.无人机地面站控制软件具有记录飞行轨迹的功能，下一次进行清障时，可以导入上一次的飞行记录实现自动化智能清障。
由于本实用新型平台具有快速获取高精度激光点云和高分辨率数码影像的优点，无论对新建线路的走向选择设计，还是对已建线路的危险点巡线检查、线路资产管理以及各种专业分析，都带来了传统测绘手段所不具备的作业模式和技术优势，其主要应用如下：
1.新建线路的验收及原始档案的建立。主要包括：线路通道(树木房屋)、交叉跨越(输电线路、高速、铁路等)、杆塔本体(各部件安全距离、倾斜等)、导地线弧垂及线间距离等。
2.对运行中的输电线路，测量导线与树竹、新建房屋等的安全距离，对树竹的生长趋势进行判断等，大负荷高温等情况导地线弧垂的检测和交叉跨越点线间距的测量。
3.带点作业前校核杆塔各部件之间的安全距离测量。如塔窗结构尺寸、导线间安全距离等。
4.去具备挂载电锯进行实时清障碍。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (5)

1.一种基于无人机激光雷达与树障智能清理技术的电力巡线综合作业平台，其特征在于：包括无人机、多功能挂载云台、激光雷达、电锯，所述多功能挂载云台连接无人机和电锯，所述激光雷达与多功能挂载云台连接；所述无人机包括机体、电机、螺旋桨，所述电机、螺旋桨安装在机体上，所述电机控制螺旋桨的转动；所述机体的对称电机轴距为1550mm，单臂长度为820mm，机身直径为550mm；所述激光雷达包括激光扫描系统和定位定姿系统，所述激光扫描系统的扫描频率为5～20Hz，测量精度为3cm；所述定位定姿系统的定向精度为0.019°，陀螺量程为±400°/s。
2.根据权利要求1所述的基于无人机激光雷达与树障智能清理技术的电力巡线综合作业平台，其特征在于：所述电机的定子尺寸为81mm，最大功率为1800W/轴。
3.根据权利要求1所述的基于无人机激光雷达与树障智能清理技术的电力巡线综合作业平台，其特征在于：所述螺旋桨采用碳纤维材质制成，尺寸为29英寸。
4.根据权利要求1所述的基于无人机激光雷达与树障智能清理技术的电力巡线综合作业平台，其特征在于：所述多功能挂载云台由铝合金制成。
5.根据权利要求1所述的基于无人机激光雷达与树障智能清理技术的电力巡线综合作业平台，其特征在于：所述电锯的链条转速为8M/S，空载转速为4600转。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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