CN209056843U - 一种基于无线充电的高压输电线路无人机监测与清障系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于无线充电的高压输电线路无人机监测与清障系统，该系统包括：带有无线充电平台的高压输电铁塔、无人机主体以及远程控制装置；三维稳定云台固定安装在机身下方，摄像头安装在三维稳定云台上，实现摄像头的自由转向和稳定拍摄；调节支架固定安装在机身下方，喷火器安装在调节支架的底部，通过调节支架实现喷火器俯仰角度的调节；储气罐通过固定机构可拆卸的安装在机身下方，且储气罐与喷火器相连；机身内部设置有控制电路、电池、无线充电电路以及远程通信电路。本实用新型通过无线充电平台进行充电，解决了续航的问题；能对高压输电线路的视频进行检测，对悬挂物进行喷火清障，作业距离远，作业半径大。

Description

一种基于无线充电的高压输电线路无人机监测与清障系统

技术领域

本实用新型涉及高压输电线路巡检技术领域，尤其涉及一种基于无线充电的高压输电线路无人机监测与清障系统。

背景技术

电力产生要高质量传送到用电地，必须依靠电网的传输功能。高压输电线路负责电厂与变电站、变电站与变电站之间电力传输和分配的主要电力设施，被称为电力事业的动脉。由于我国资源和人口分布不均匀，因此，就更需要加强高压输电线路的建设工作，将电能有效输送到用电地区，完成电力事业肩负的任务。

高压输电线路由于覆盖距离长、面积广，对线路中的铁塔和输电线容易出现的各种故障难以人工排查和监测，现有技术中也有采用无人机进行监测的技术，但是受限于无人机的续航时间短，一般最长的续航也只能达到30分钟，难以满足大面积、长距离的监测。

另外，输电线上容易缠绕一些悬挂物，例如风筝、塑料袋等，这类物体缠绕在输电线上，容易造成线路故障，为了避免这类物体造成的安全事故，需要对其进行及时处理。但是人工处理很难及时到达，并且作业难度大，费时、费力，现有技术中的无人机功能单一，无法起到对其进行处理的效果。

综上所述，亟需研制一种续航能力强，能够适应高压输电线路巡检，并完成对其进行清障的无人机系统。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于针对现有技术中续航短、功能单一的缺陷，提供一种基于无线充电的高压输电线路无人机监测与清障系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型提供一种基于无线充电的高压输电线路无人机监测与清障系统，该系统包括：带有无线充电平台的高压输电铁塔、无人机主体以及远程控制装置；其中：

无人机主体包括机身，机身周围呈中心对称的设置有四个螺旋桨；机身的底部设置有摄像头、三维稳定云台、喷火器、储气罐和调节支架；三维稳定云台固定安装在机身下方，摄像头安装在三维稳定云台上，实现摄像头的自由转向和稳定拍摄；调节支架固定安装在机身下方，喷火器安装在调节支架的底部，通过调节支架实现喷火器俯仰角度的调节；储气罐通过固定机构可拆卸的安装在机身下方，且储气罐与喷火器相连；

机身内部设置有控制电路、电池、无线充电电路以及远程通信电路；其中：电池与控制电路、无线充电电路均相连，无人机主体停在高压输电铁塔的无线充电平台上，无线充电电路和无线充电平台相互感应，实现对电池的无线充电；螺旋桨、摄像头和喷火器均与控制电路相连；且控制电路通过远程通信电路与远程控制装置无线连接。

进一步地，本实用新型的储气罐的固定机构包括固定支架和固定卡钳，固定支架安装在机身的下方，固定卡钳上端安装在固定支架上，储气罐通过固定卡钳进行可拆卸的安装。

进一步地，本实用新型的储气罐上还设置有输气管路，储气罐通过输气管路与喷火器连接。

进一步地，本实用新型的无线充电平台内部设置有感应线圈和电压转换电路，感应线圈呈环形平铺设置在无线充电平台的下方，感应线圈通过电压转换电路与高压输电铁塔上的高压电网相连。

进一步地，本实用新型的喷火器包括点火线圈、喷嘴、伸缩喷枪、输气泵、激光定位器和进气管；其中：

伸缩喷枪为可伸缩结构，安装在机身下方的调节支架上，喷嘴设置在伸缩喷枪的伸缩端，点火线圈设置在喷嘴上；伸缩喷枪的固定端下方设置有输气泵和激光定位器，上方设置有进气管，进气管一端与输气管路相连，另一端通过输气泵与喷嘴相连。

进一步地，本实用新型的远程控制装置上设置有显示屏、方向控制拨杆、动力控制拨杆、电源开关、摄像头控制按钮以及喷火器控制按钮。

进一步地，本实用新型的远程通信电路的通信方式包括GPRS、4G、5G，远程控制装置内也设置有与远程通信电路相同通信方式的通信电路。

进一步地，本实用新型的机身上还设置有多个散热口。

进一步地，本实用新型的每个螺旋桨的外侧均设置有保护罩。

本实用新型产生的有益效果是：本实用新型的基于无线充电的高压输电线路无人机监测与清障系统，(1)针对高压输电线路的应用场景，在高压输电铁塔上建设无线充电平台，能够有效的解决无人机的续航问题，并行利用了现有的铁塔电路设施，工程量小；(2)无人机采用无线充电的方式，当电量较低的时候，可以选择距离最近的无线充电平台进行充电，解决了续航的问题； (3)通过无人机搭载的摄像头实现对高压输电线路的视频检测，并配备有三维稳定云台，实现对摄像头拍摄的稳定效果；(4)通过喷火器对高压输电线路上的悬挂物进行喷火清障，能够不用人工清障，作业距离远，作业半径大，有效的节省了人力、物力；(5)无人机配备的喷火器采用可拆卸的储气罐，更换快捷，使用方便。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型实施例的无人机结构示意图；

图2是本实用新型实施例的无人机底部结构示意图；

图3是本实用新型实施例的高压输电铁塔结构示意图；

图4是本实用新型实施例的喷火器结构示意图；

图5是本实用新型实施例的远程控制装置结构示意图；

图6是本实用新型实施例的控制框图；

图7是本实用新型实施例的电压转换框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型实施例的基于无线充电的高压输电线路无人机监测与清障系统，该系统包括：带有无线充电平台2的高压输电铁塔1、无人机主体3以及远程控制装置4；其中：

无人机主体3包括机身5，机身5周围呈中心对称的设置有四个螺旋桨6；机身5的底部设置有摄像头8、三维稳定云台9、喷火器10、储气罐11和调节支架12；三维稳定云台9固定安装在机身5下方，摄像头8安装在三维稳定云台9上，实现摄像头8的自由转向和稳定拍摄；调节支架12固定安装在机身5下方，喷火器10安装在调节支架12的底部，通过调节支架12实现喷火器10俯仰角度的调节；储气罐11通过固定机构可拆卸的安装在机身5下方，且储气罐11与喷火器10相连；

机身5内部设置有控制电路16、电池17、无线充电电路18以及远程通信电路19；其中：电池17与控制电路16、无线充电电路18均相连，无人机主体3停在高压输电铁塔1的无线充电平台2上，无线充电电路18和无线充电平台2相互感应，实现对电池17的无线充电；螺旋桨6、摄像头8和喷火器 10均与控制电路16相连；且控制电路16通过远程通信电路19与远程控制装置4无线连接。机身5上还设置有多个散热口22。每个螺旋桨6的外侧均设置有保护罩7。

本实施例中无人机与远程控制装置之间的通信方式采用GPRS、4G、5G等方式。现有技术中无人机与遥控之间的数据通信和图像传输一般采用WIFI数据通信，由无人机搭载WIFI模块，发射WIFI信号，然后由遥控器与该信号进行配对。这样做的好处的是成本较低，但是传输距离较短，不能适用于长距离的数据通信。本实施例中在无人机内部搭载GPRS、4G或5G模块，在远程遥控器中也搭载GPRS、4G或5G模块，通过数据流量进行数据通信，可以不限于 WIFI的信号范围，大大提高了无人机控制的范围。

储气罐11的固定机构包括固定支架13和固定卡钳14，固定支架13安装在机身5的下方，固定卡钳14上端安装在固定支架13上，储气罐11通过固定卡钳14进行可拆卸的安装。储气罐11上还设置有输气管路15，储气罐11 通过输气管路15与喷火器10连接。储气罐11采用通用的气罐，使用完了以后，可以方便更换。

无线充电平台2内部设置有感应线圈20和电压转换电路21，感应线圈20 呈环形平铺设置在无线充电平台2的下方，感应线圈20通过电压转换电路21 与高压输电铁塔1上的高压电网相连。

通过在现有的普通的高压输电铁塔1上加装无线充电平台2，即可实现大规模的设置本实施例的无线充电系统，不需要拆除现有的高压输电铁塔1，改装成本低。加装无线充电平台2后，通过设置电压转换电路，将高压输电网路中的电能供给给无线充电平台2。

喷火器10包括点火线圈101、喷嘴102、伸缩喷枪103、输气泵104、激光定位器105和进气管106；其中：

伸缩喷枪103为可伸缩结构，安装在机身5下方的调节支架12上，喷嘴 102设置在伸缩喷枪103的伸缩端，点火线圈101设置在喷嘴102上；伸缩喷枪103的固定端下方设置有输气泵104和激光定位器105，上方设置有进气管 106，进气管106一端与输气管路15相连，另一端通过输气泵104与喷嘴102 相连。

远程控制装置4上设置有显示屏401、方向控制拨杆402、动力控制拨杆 403、电源开关404、摄像头控制按钮405以及喷火器控制按钮406。

通过远程控制装置4可以实时的观察到无人机摄像头拍摄到的影像，通过方向控制拨杆402控制无人机的飞行方向，通过动力控制拨杆403控制无人机的前进后退，通过摄像头控制按钮405控制摄像头的工作状态，通过喷火器控制按钮406控制喷火器的工作状态。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于无线充电的高压输电线路无人机监测与清障系统，其特征在于，该系统包括：带有无线充电平台(2)的高压输电铁塔(1)、无人机主体(3)以及远程控制装置(4)；其中：

无人机主体(3)包括机身(5)，机身(5)周围呈中心对称地设置有四个螺旋桨(6)；机身(5)的底部设置有摄像头(8)、三维稳定云台(9)、喷火器(10)、储气罐(11)和调节支架(12)；三维稳定云台(9)固定安装在机身(5)下方，摄像头(8)安装在三维稳定云台(9)上，实现摄像头(8)的自由转向和稳定拍摄；调节支架(12)固定安装在机身(5)下方，喷火器(10)安装在调节支架(12)的底部，通过调节支架(12)实现喷火器(10)俯仰角度的调节；储气罐(11)通过固定机构可拆卸的安装在机身(5)下方，且储气罐(11)与喷火器(10)相连；

机身(5)内部设置有控制电路(16)、电池(17)、无线充电电路(18)以及远程通信电路(19)；其中：电池(17)与控制电路(16)、无线充电电路(18)均相连，无人机主体(3)停在高压输电铁塔(1)的无线充电平台(2)上，无线充电电路(18)和无线充电平台(2)相互感应，实现对电池(17)的无线充电；螺旋桨(6)、摄像头(8)和喷火器(10)均与控制电路(16)相连；且控制电路(16)通过远程通信电路(19)与远程控制装置(4)无线连接。

2.根据权利要求1所述的基于无线充电的高压输电线路无人机监测与清障系统，其特征在于，储气罐(11)的固定机构包括固定支架(13)和固定卡钳(14)，固定支架(13)安装在机身(5)的下方，固定卡钳(14)上端安装在固定支架(13)上，储气罐(11)通过固定卡钳(14)进行可拆卸的安装。

3.根据权利要求1所述的基于无线充电的高压输电线路无人机监测与清障系统，其特征在于，储气罐(11)上还设置有输气管路(15)，储气罐(11)通过输气管路(15)与喷火器(10)连接。

4.根据权利要求1所述的基于无线充电的高压输电线路无人机监测与清障系统，其特征在于，无线充电平台(2)内部设置有感应线圈(20)和电压转换电路(21)，感应线圈(20)呈环形平铺设置在无线充电平台(2)的下方，感应线圈(20)通过电压转换电路(21)与高压输电铁塔(1)上的高压电网相连。

5.根据权利要求3所述的基于无线充电的高压输电线路无人机监测与清障系统，其特征在于，喷火器(10)包括点火线圈(101)、喷嘴(102)、伸缩喷枪(103)、输气泵(104)、激光定位器(105)和进气管(106)；其中：

伸缩喷枪(103)为可伸缩结构，安装在机身(5)下方的调节支架(12)上，喷嘴(102)设置在伸缩喷枪(103)的伸缩端，点火线圈(101)设置在喷嘴(102)上；伸缩喷枪(103)的固定端下方设置有输气泵(104)和激光定位器(105)，上方设置有进气管(106)，进气管(106)一端与输气管路(15)相连，另一端通过输气泵(104)与喷嘴(102)相连。

6.根据权利要求1所述的基于无线充电的高压输电线路无人机监测与清障系统，其特征在于，远程控制装置(4)上设置有显示屏(401)、方向控制拨杆(402)、动力控制拨杆(403)、电源开关(404)、摄像头控制按钮(405)以及喷火器控制按钮(406)。

7.根据权利要求1所述的基于无线充电的高压输电线路无人机监测与清障系统，其特征在于，远程通信电路(19)的通信方式包括GPRS、4G、5G，远程控制装置(4)内也设置有与远程通信电路(19)相同通信方式的通信电路。

8.根据权利要求1所述的基于无线充电的高压输电线路无人机监测与清障系统，其特征在于，机身(5)上还设置有多个散热口(22)。

9.根据权利要求1所述的基于无线充电的高压输电线路无人机监测与清障系统，其特征在于，每个螺旋桨(6)的外侧均设置有保护罩(7)。