[发明专利]一种旋翼无人机自主上下线绝缘作业的引导装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种旋翼无人机自主上下线绝缘作业的引导装置与方法。

背景技术

针对近年来研究旋翼无人机进行高压线路巡线的问题，有时需要旋翼无人机进行上线带电作业得情况，目前多采用人工操控旋翼无人机的方式进行上线，然而这种方式存在太大随机性，一方面距离地面太高，人的肉眼无法准确判断旋翼无人机与导线的距离，另一方面由于人的操控有一定误差，因而这种方法很容易造成时间的浪费，更严重的会导致旋翼无人机与导线距离过近，从而引发导线与机身或设备之间发生感应放电，会造成设备损坏和电磁波干扰影响通信系统。因此就需要一种能够更加智能、便捷、稳定的方法进行旋翼无人机的自主上下线。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种旋翼无人机自主上下线绝缘作业的引导装置与方法，借助于雷达探测、GPS等多模块的协同作用，检测计算无人机与架空线之间的距离，实现了旋翼无人机的精确落线，并且安全绝缘作业，从而进行线上巡检输电线路和清除导线上障碍物等巡检工作，解决长久以来架空线路旋翼无人机如何顺利自主进入架空导线带电区域这一难题。

本发明提供如下技术方案：一种旋翼无人机自主上下线绝缘作业的引导装置，包括飞行设备舱，所述飞行设备舱的外侧面等距离的安装有六个旋翼臂，旋翼臂远离飞行设备舱的一端固定安装有飞行电机，在飞行电机的转轴上套接有旋翼，所述飞行设备舱的上表面固定安装有24GHZ雷达传感器和两个绝缘支撑杆，且两个绝缘支撑杆水平设置并位于24GHZ雷达传感器的后侧，两个绝缘支撑杆的顶端均固定连接在行走支撑轮的底部，在飞行设备舱正面分别固定安装有左巡测相机和右巡测相机。

所述飞行设备舱内设置有飞行控制系统，且飞行控制系统包括无人机处理器，所述无人机处理器的输入端分别与蓄电池、24GHZ雷达传感器和多传感模块电连接，所述无人机处理器双向电连接有信号收发模块、飞行电机、左巡测相机和右巡测相机，且信号收发模块分别与线上平台和地面站接受处理平台双向信号连接。

优选的，所述行走支撑轮包括安装板，在安装板正面固定安装有两个滑轮，且两个滑轮的表面均设有绝缘橡胶层。

优选的，所述多传感模块由GPS传感模块、距离传感模块、速度传感模块、稳定传感模块和湿度传感模块构成。

优选的，所述线上平台包括信息发送与接收系统，所述信息发送与接收系统分别与数据存储模块和身份验证模块信号连接。

优选的，所述地面站接受处理平台包括图像接收系统、图像快速处理系统和控制指令发送系统，且图像接收系统通过图像快速处理系统与显示屏电连接。

一种旋翼无人机上下线进行带电作业的引导装置的引导方法，包括以下步骤：

S1、人工控制靠近阶段：启动无人机，飞行控制系统、GPS传感模块、距离传感模块、速度传感模块、稳定传感模块、湿度传感模块和24GHZ雷达传感器同时工作，无人机处理器对接收的实时勘测距离进行快速处理并反馈三维坐标补偿数据，自主控制旋翼无人机靠近目标架空导线带电区域的下方。

S2、自主调整触碰阶段：通过24GHZ雷达传感器，测得无人机与架空线路之间的可上线距离，自主调整其姿态和确认坐标，使旋翼无人机上的绝缘支撑杆上的滑轮接触到架空线。

S3、滑入重合阶段：旋翼无人机移动使绝缘支撑杆上的滑轮保持接触架空线，这时旋翼无人机缓慢降低速度，使架空线慢慢开始承重，当旋翼无人机的旋翼停止时，落线过程结束。

S4、确认上线阶段：旋翼无人机在停止下降后，进行上线确定，利用左右巡测相机拍得照片传至地面站接受处理平台和线上平台，若上线位置有偏差，可通过线上平台或地面站接受处理平台下达重新上线指令。

本发明提供了一种旋翼无人机自主上下线绝缘作业的引导装置与方法，通过设置飞行控制系统，使无人机使用更加方便，配合无人机处理器、24GHZ雷达传感器和多传感模块，对无人机进行智能控制和传感，配合线上平台和地面站接受处理平台对其进行人为监测，解决了长久以来架空线路旋翼无人机如何顺利自主进入架空导线带电区域这一难题，借助于雷达探测、GPS等多模块的协同作用，检测计算无人机与架空线之间的距离，实现了旋翼无人机的精确落线，并且安全绝缘，为进行巡检工作中自主上下线打下基础，为避免障碍物做出了技术优化，大大降低了人工成本和事故风险。

附图说明

图1为本发明提出的一种旋翼无人机上下线进行作业的引导装置机构示意图；

图2为本发明提出的一种旋翼无人机上下线进行作业的引导装置系统结构示意图。