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原文传递一种电力架空线路消缺无人机及其消缺方法

专利名称：	一种电力架空线路消缺无人机及其消缺方法
摘要：	本发明公开了一种电力架空线路消缺无人机及其消缺方法，电力架空线路消缺无人机包括底板、立柱和机架，机架包括中间平板部分和设在中间平板部分四周的四个机翼部分，四个机翼部分端头上部均设有电机支座，电机支座上设有电机，电机输出轴上连接有旋翼，底板底部两侧设有两个机械臂，每个机械臂上均连接有机械爪，底板底部连接有摄像头云台，摄像头云台上连接有摄像头，底板底部两侧设有两个起落架，底板顶部设有控制台，控制台内集成有控制电路，控制电路包括微控制器模块、电源模块、无线通信模块、红外接收模块、姿态传感器和四个电机驱动模块。本发明设计新颖合理，实现方便，安全性高，消缺效率高，人力物力耗费低，实用性强，便于推广使用。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	陕西;61
申请人：	西安科技大学
发明人：	李忠;李峰;张远;郑庆浩;姜鑫;于昌隆
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-25T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-11T00:00:00+0800
申请号：	CN201910224964.7
公开号：	CN109866924A
代理机构：	西安启诚专利知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	李艳春
分类号：	B64C27/08(2006.01);B;B64;B64C;B64C27
申请人地址：	710054 陕西省西安市雁塔路中段58号
主权项：	1.一种电力架空线路消缺无人机，其特征在于：包括底板(9)和通过立柱(11)固定在底板(9)顶部的机架(3)，所述机架(3)包括中间平板部分和设置在中间平板部分四周的四个机翼部分，四个所述机翼部分的端头上部均设置有电机支座(12)，所述电机支座(12)上设置有电机(2)，所述电机(2)的输出轴上固定连接有旋翼(1)，所述底板(9)的底部两侧对称设置有两个机械臂(5)，每个所述机械臂(5)上均连接有机械爪(4)，所述底板(9)的底部连接有摄像头云台(6)，所述摄像头云台(6)上连接有摄像头(8)，所述底板(9)的底部未设置机械臂(5)的两侧对称设置有两个起落架(7)，所述底板(9)的顶部设置有控制台(10)，所述控制台(10)内集成有控制电路，所述控制电路包括微控制器模块(10-1)和为所述控制电路中各用电单元供电的电源模块(10-2)，以及与微控制器模块(10-1)相接且用于与地面监控计算机(14)无线连接并通信的无线通信模块(10-6)；所述微控制器模块(10-1)的输入端接有用于接收红外遥控器(13)发射的红外信号的红外接收模块(10-3)和用于对所述电力架空线路消缺无人机的姿态进行检测的姿态传感器(10-4)，所述摄像头(8)与微控制器模块(10-1)的输入端连接，所述微控制器模块(10-1)的输出端接有分别用于驱动四个电机(2)的四个电机驱动模块(10-5)。 2.按照权利要求1所述的一种电力架空线路消缺无人机，其特征在于：所述机械臂(5)为二自由度机械臂，所述机械臂(5)包括固定连接在底板(9)底部的大臂(5-1)和通过第一舵机(5-3)转动连接在大臂(5-1)下端的小臂(5-2)，所述小臂(5-2)上设置有第二舵机(5-4)，所述第二舵机(5-4)的输出轴方向与第一舵机(5-3)的输出轴方向相垂直，所述第二舵机(5-4)的输出轴上连接有第一齿轮(5-5)，所述小臂(5-2)上通过转轴连接有与第一齿轮(5-5)相啮合的第二齿轮(5-6)，所述机械爪(4)包括连接在第一齿轮(5-5)上的左半爪(4-1)和连接在第二齿轮(5-6)上的右半爪(4-2)，所述左半爪(4-1)与小臂(5-2)之间设置有与左半爪(4-1)和小臂(5-2)均铰接的左半连接杆(4-3)，所述右半爪(4-2)与小臂(5-2)之间设置有与右半爪(4-2)和小臂(5-2)均铰接的右半连接杆(4-4)；所述第一舵机(5-3)和第二舵机(5-4)均与微控制器模块(10-1)的输出端连接。 3.按照权利要求2所述的一种电力架空线路消缺无人机，其特征在于：所述左半爪(4-1)和/或右半爪(4-2)的内侧设置有刀刃。 4.按照权利要求1所述的一种电力架空线路消缺无人机，其特征在于：所述起落架(7)通过螺栓与底板(9)固定连接，所述底板(9)、立柱(11)、机架(3)和电机支座(12)均采用镂空碳纤维板制成。 5.按照权利要求1所述的一种电力架空线路消缺无人机，其特征在于：所述电源模块(10-2)包括蓄电池和与蓄电池的输出端连接且用于蓄电池输出的电压转换为所述控制电路中各用电单元所需电压的电压转换电路。 6.按照权利要求1所述的一种电力架空线路消缺无人机，其特征在于：所述微控制器模块(10-1)包括ARM微控制器STM32F103C8T6。 7.按照权利要求6所述的一种电力架空线路消缺无人机，其特征在于：所述红外接收模块(10-3)为NRF24L01红外接收模块，所述NRF24L01红外接收模块的供电电源引脚1与电源模块(10-2)的3.3V电压输出端连接，所述NRF24L01红外接收模块的模块控制引脚2与ARM微控制器STM32F103C8T6的第32引脚连接，所述NRF24L01红外接收模块的模块片选引脚3与ARM微控制器STM32F103C8T6的第25引脚连接，所述NRF24L01红外接收模块的模块SPI总线时钟引脚4与ARM微控制器STM32F103C8T6的第26引脚连接，所述NRF24L01红外接收模块的模块SPI数据输入引脚5与ARM微控制器STM32F103C8T6的第28引脚连接，所述NRF24L01红外接收模块的模块SPI数据输出引脚6与ARM微控制器STM32F103C8T6的第27引脚连接，所述NRF24L01红外接收模块的模块中断信号输出引脚7与ARM微控制器STM32F103C8T6的第33引脚连接，所述NRF24L01红外接收模块的接地端引脚8接地。 8.按照权利要求6所述的一种电力架空线路消缺无人机，其特征在于：所述姿态传感器(10-4)包括陀螺仪MPU6050，所述陀螺仪MPU6050的第23引脚与ARM微控制器STM32F103C8T6的第42引脚连接，所述陀螺仪MPU6050的第23引脚与ARM微控制器STM32F103C8T6的第43引脚连接。 9.按照权利要求6所述的一种电力架空线路消缺无人机，其特征在于：四个所述电机驱动模块(10-5)的电路结构相同且均包括MOS管Q2、电阻R1、电阻R5、电阻R9、电阻R13和电容C1，所述MOS管Q2的栅极与电阻R5的一端连接，且通过电阻R9接地，所述电阻R5的另一端为电机驱动模块(10-5)的第一接线端，所述MOS管Q2的源极接地，所述MOS管Q2的漏极通过电容C1与电源模块(10-2)的12V电压输出端连接，且通过串联的电阻R1和电阻R13接地，所述电阻R1和电阻R13的连接端为电机驱动模块(10-5)的第二接线端，所述电机(2)的正极与电源模块(10-2)的12V电压输出端连接，所述电机(2)的负极与MOS管Q2的漏极连接；四个所述电机驱动模块(10-5)的第一接线端分别与ARM微控制器STM32F103C8T6的第10引脚、第11引脚、第12引脚和第13引脚连接，四个所述电机驱动模块(10-5)的第二接线端分别与ARM微控制器STM32F103C8T6的第14引脚、第15引脚、第16引脚和第17引脚连接。 10.一种如权利要求1所述电力架空线路消缺无人机的消缺方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、检修人员巡线发现电力架空线路上的安全隐患；步骤二、检修人员操作红外遥控器(13)，控制所述电力架空线路消缺无人机飞行并悬停于存在异物的电力架空线路周围；步骤三、摄像头(8)采集电力架空线路的图像并将采集到的图像传输给微控制器模块(10-1)，微控制器模块(10-1)再通过无线通信模块(10-6)传输给地面监控计算机(14)；步骤四、检修人员操作红外遥控器(13)，根据地面监控计算机(14)上显示的电力架空线路上的异物特征和悬挂状态，通过机械臂(5)和机械爪(4)的动作清除异物；步骤五、异物清除完后，检修人员操作红外遥控器(13)，控制所述电力架空线路消缺无人机回到地面。
所属类别：	发明专利