CN211236305U - 气象要素测量无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气象要素测量无人机，所述气象要素测量无人机包括支架、安装于支架一端的传感器、安装于支架另一端的无人机，所述传感器为气象要素检测传感器，所述无人机与支架通过第一连接装置安装在一起，所述支架与传感器通过第二连接装置安装在一起，气象要素测量无人机对地表到至少500m高空内的气象要素进行垂直探测，弥补复杂下垫面近地面层气象要素观测的空白，所得结果可为输电线路气象服务保障提供可靠的现场数据支持，特别是将风速风向传感器与与无人机螺旋桨距离安装，有效降低螺旋桨对风观测的影响。

Description

气象要素测量无人机

【技术领域】

本实用新型涉及气象测量领域，特别涉及一种气象要素测量无人机。

【背景技术】

电力是国民经济发展中最重要的基础之一，电力行业对促进国民经济的发展和社会进步起到了重要作用。它不仅是关系国家经济安全的战略大问题，而且与人们的日常生活、社会稳定密切相关。而输电线路受大风、低温、高湿、冻雨、覆冰等气象条件给电网安全带来了巨大威胁。同时现有输电线路的架设下垫面涵盖了高山、森林、水体等，十分复杂，架设固定气象仪器开展观测无人值守、维护难度非常大、投资也非常巨大，国内外已有部分针对常规气象数据的无人机观测，但是无人机在对气象监测时，由于螺旋桨对风观测的影响，使得风速风向测量结果不准确，不能体现真实环境的实况。

因此，需要提供一种新的气象要素测量无人机解决上述问题。

【实用新型内容】

本实用新型针对现有技术所存在的问题，提供一种气象要素测量无人机，可以为复杂下垫面下的输电线路气象保障服务，为基于无人机的低空气象要素垂直分布探测提供了便利。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种一种气象要素测量无人机，所述气象要素测量无人机包括支架、安装于支架一端的传感器、安装于支架另一端的无人机，所述传感器为气象要素检测传感器，所述气象要素传感器包括但不限于风速风向传感器、温度传感器、湿度传感器，所述无人机与支架通过第一连接装置安装在一起，所述支架与传感器通过第二连接装置安装在一起，第二连接装置包括卡座、支撑板，所述卡座安装于支撑板的下方，传感器安装于支撑板的上方，所述卡座包括主体部、位于主体部顶端的安装部，所述安装部与支撑板连接在一起，所述主体部与所述支架连接在一起，使得传感器牢固安装于支架的一端。

进一步的，所述无人机上还安装有备份的温度传感器、湿度传感器，在支架另一端的温度传感器、湿度传感器损坏时，使用无人机上的备份的温度传感器、湿度传感器。

进一步的，所述第一连接装置包括一对卡接板、角连接座，一对卡接板通过锁紧装置安装于所述支架的四周，所述角连接座安装于无人机，所述角连接座与所述卡接板连接在一起。

进一步的，所述支架的长度为50cm至70cm。

进一步的，所述支架的长度为60cm。

进一步的，所述卡接板与所述角连接座之间安装有转接板，所述转接板与分别与卡接板、所述角连接座连接在一起。

进一步的，所述卡接板与所述角连接座之间安装有转接板，所述转接板与分别与卡接板、所述角连接座连接在一起。

进一步的，所述第一连接装置的数量为2，将所述支架锁紧于所述无人机的不同位置。

本实用新型方案中的一种气象要素测量无人机，对地表到至少500m高空内的气象要素进行垂直探测，弥补复杂下垫面近地面层气象要素观测的空白，所得结果可为输电线路气象服务保障提供可靠的现场数据支持，特别是将风速风向传感器与与无人机螺旋桨距离安装，有效降低螺旋桨对风观测的影响。

【附图说明】

图1是本实用新型气象要素测量无人机的分解图。

图2是图1中气象要素测量无人机的部分分解图。

图3是图1中气象要素测量无人机的另一部分分解图。

图4是图1中气象要素测量无人机的组装图。

【具体实施方式】

参见图1至图4所示，给出了本实用新型中气象要素测量无人机包括无人机1、安装于无人机1上的支架2、安装于支架2上的传感器5。传感器5包括但不限于风速风向传感器、温度传感器、湿度传感器、气压传感器等。

无人机1根据需要选择合适的款式跟类型，可选择六轴螺旋桨无人机，六轴螺旋桨无人机抗风性能好、稳定性好。本实用使用新型中的无人机为示意图，并没有画出完整的无人机结构。无人机包括飞控装置和摄像头，摄像头安装于无人机的下方，无人机的底部为起落架。飞行控制器与飞控装置通过无线信号连接，飞控装置控制无人机螺旋桨电机，通过飞行控制器发出的控制信息，可控制无人机飞行的方向和高度。数据采集器采集传感器的数据，数据采集器与电池放置于无人机，电池为12V直流电池。电池为数据采集器和其他设备提供动力保障。数据分析装置为电脑，与数据采集装置及无人机连接连接，从数据采集器及无人机数据模块中导出观测数据和飞行数据。

无人机1与支架2通过第一连接装置3连接在一起。无人机1与传感器2通过第二连接装置4连接在一起。为了增加无人机1跟支架2的连接强度，第一连接装置的数量至少为2，本实用新型中第一连接装置3的数量为2，可以在两个不同的位置对支架进行定位。第一连接装置3包括一对卡接板311、转接板312、角连接座313。一对卡接板311安装于支架2的四周，锁紧装置314将卡接板311锁紧于转接板312上，锁紧装置贯穿卡接板并连接于转接板312上。本实用新型中的锁紧装置314为两对螺栓与螺帽，螺栓穿过卡接板、转接板312后与螺帽安装在一起。转接板312与角连接座313安装在一起，角连接座与无人机安装在一起。支架与卡接板安装在一起，卡接板连接于转接板，转接板与角连接座安装在一起，角连接座313再安装于无人机，这样支架的一端牢固地安装于无人机。

为了避免螺旋桨对风向风速检测的影响，支架的长度至少为50cm，为50cm-70cm。优选的，支架的长度为60cm，这样避免支架太高，重心不稳，传感器损坏。支架2的一端连接于无人机1，另一端与传感器5连接。优选的，将风速风向传感器、其他气象要素检测传感器安装于支架的另一端，并且将同样的其他气象要素检测传感器安装于无人机上，这样当其他气象要素检测传感器损坏的情况下，可以使用无人机上备用的其他气象要素检测传感器。为了降低螺旋桨对风观测的影响，将风速风向传感器安装于支架的另一端。螺旋桨对其他环境参数几乎没有影响，所以将其他传感器安装于无人机上。无人机1与传感器2通过第二连接装置4连接在一起。第二连接装置4包括卡座42、支撑板41。卡座42连接于支撑板的下方，传感器5安装于支撑板41的上方。卡座42包括主体部421、位于主体部顶端的安装部422，安装部422与支撑板41安装在一起，主体部421卡紧于支架2的自由端。至此，传感器5就可以稳固安装于支架2的另一端。

一种基于本实用新型中气象要素测量无人机的输电线路保障气象数据探测方法，主要包括如下步骤：

步骤一：气象数据传感器的架设和校准；

步骤二：检查无人机及传感器的状态；

步骤三：控制无人机起飞，在观测点上空进行升降飞行，记录起飞、固定高度、最高点、降落时间和无人机飞行状态。无人机与传感器为两个独立的系统，记录起飞、固定高度及特征高度的观测数据。

步骤四：连接数据分析装置，即电脑，运行数据处理软件，从数据采集器及无人机数据模块中导出观测数据和飞行数据。

步骤五：利用步骤四中的观测数据和无人机飞行数据，结合气象站或最近气象站的观测数据进行对比分析，计算出输电线路环境场观测数据和临近气象台站的观测数据的相关性，选出最有代表性的气象站，并进行数据订正以开展保障气象服务。

低空观测准备阶段，选择较为平坦的地面平稳放置无人机，打开折叠的六轴螺旋桨，在平台正下方固定好双电池，平台下侧方安装好高清的摄像头；在无人机中间平台上架设温湿压传感器，支架上方固定风向风速传感器，并根据实际观测场景校准传感器，以保证观测数据的准确。控制无人机在指定点上空的特征高度进行垂直升降并开展观测。观测结束后导出无人机飞行数据和观测数据。结合无人机飞行数据、飞行过程中记录的飞行时间，匹配高度数据，得出气象要素垂直分布数据。

通过本实用新型中的无人机搭载气象要素传感器，实现对地表至少500m高空内不同高度气象要素的直接探测。本实用新型中的气象要素测量无人机突破常规气象站地表观测的局限，获得的输电线路环境场的低空探测数据，可以为输电线路的气象服务保障提供数据支持。气象要素测量无人机结构简单，不受场地限制，适用范围光，并可更换其他传感器，实现多元化、低限制的大气立体观测。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种气象要素测量无人机，其特征在于，所述气象要素测量无人机包括支架(2)、安装于支架一端的传感器(5)、安装于支架另一端的无人机(1)，所述传感器为气象要素检测传感器，所述气象要素传感器包括但不限于风速风向传感器、温度传感器、湿度传感器，所述无人机与支架通过第一连接装置(3)安装在一起，所述支架与传感器通过第二连接装置安装在一起，第二连接装置包括卡座(42)、支撑板(41)，所述卡座安装于支撑板的下方，传感器安装于支撑板(41)的上方，所述卡座包括主体部(421)、位于主体部顶端的安装部(422)，所述安装部与支撑板连接在一起，所述主体部与所述支架连接在一起，使得传感器牢固安装于支架的一端。

2.根据权利要求1所述的气象要素测量无人机，其特征在于，所述无人机上还安装有备份的温度传感器、湿度传感器，在支架另一端的温度传感器、湿度传感器损坏时，使用无人机上的备份的温度传感器、湿度传感器。

3.根据权利要求1所述的气象要素测量无人机，其特征在于，所述第一连接装置包括一对卡接板(311)、角连接座(313)，一对卡接板通过锁紧装置安装于所述支架的四周，所述角连接座安装于无人机，所述角连接座与所述卡接板连接在一起。

4.根据权利要求1所述的气象要素测量无人机，其特征在于，所述支架的长度为50cm至70cm。

5.根据权利要求4所述的气象要素测量无人机，其特征在于，所述支架的长度为60cm。

6.根据权利要求3所述的气象要素测量无人机，其特征在于，所述卡接板与所述角连接座之间安装有转接板，所述转接板与分别与卡接板、所述角连接座连接在一起。

7.根据权利要求6所述的气象要素测量无人机，其特征在于，所述锁紧装置贯穿卡接板并锁紧于转接板，所述角连接座与所述转接板锁紧在一起，所述锁紧装置为一对螺栓与螺帽，螺栓穿过卡接板、转接板后与螺帽锁紧在一起。

8.根据权利要求1所述的气象要素测量无人机，其特征在于，所述第一连接装置的数量为2，将所述支架锁紧于所述无人机的不同位置。

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