一种融合紫外设备的无人机的制作方法

1.本发明涉及无人机巡检技术领域，特别是涉及一种融合紫外设备的无人机。


背景技术：

2.无人机巡检是国网公司广泛开展的保障输电线路安全运行的重要运维手段。现有的无人机巡检方式大多都是在无人机上搭载摄像机，通过摄像机采集的图像来判断输电线路是否出现故障。但是通过摄像机采集的图像只能判断输电设备表面出现的缺陷(如导线断股、伞裙破裂等)，并不能很好检测因导线内部变形或者绝缘子劣化导致输电线路受损的情况。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种融合紫外设备的无人机。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
5.一种融合紫外设备的无人机，包括：
6.无人机机体模块，与升飞模块连接；
7.所述无人机机体模块包括机身、上盖和起落架；所述机身与所述上盖密闭贴合；所述机身下端设置有所述起落架和云台；所述云台上安装有紫外成像仪；所述紫外成像仪用于对输变电设备进行检测；
8.飞行控制模块，分别与所述无人机机体模块和所述升飞模块连接，用于将无人机姿态控制信号传递到所述升力模块，带动无人机飞行。
9.优选的，所述升飞模块，包括：支臂和旋翼；所述支臂的一端与所述旋翼连接，所述支臂的另一端与所述机身连接。
10.优选的，所述飞行控制模块，包括：
11.飞行控制运算器，分别与磁力计、gps模块、气压传感器、温度传感器、角速率传感器和加速度传感器连接；
12.飞行姿态控制器，分别与遥控信息接收器和所述飞行控制运算器连接，用于根据遥控信号、磁力计信号、gps模块信号、气压传感器信号、温度传感器信号、角速率传感器信号和加速度传感器信号生成无人机姿态控制信号。
13.优选的，还包括：
14.遥控器系统，用于发出遥控信号控制无人机飞行。
15.优选的，所述遥控器系统，还用于发出云台遥控信号控制云台运转。
16.优选的，所述机身的材质为全碳纤维。
17.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
18.本发明提供了一种融合紫外设备的无人机，包括：无人机机体模块，与升飞模块连接；所述无人机机体模块包括机身、上盖和起落架；所述机身与所述上盖密闭贴合；所述机身下端设置有所述起落架和云台；所述云台上安装有紫外成像仪；所述紫外成像仪用于对
输变电设备进行检测；飞行控制模块，分别与所述无人机机体模块和所述升飞模块连接，用于将无人机姿态控制信号传递到所述升力模块，带动无人机飞行。本发明通过在无人机上搭载紫外成像仪，这样就可以利用紫外成像仪检测到因导线内部变形或者绝缘子劣化产生的电晕，进而判断出输电线路中导线或者绝缘子是否异常。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本发明提供的无人机机体模块结构示意图；
21.图2为本发明提供的飞行控制模块原理图；
22.图3为本发明提供的遥控器系统原理图。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
25.本技术的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤、过程、方法等没有限定于已列出的步骤，而是可选地还包括没有列出的步骤，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤元。
26.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
27.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
28.请一并参阅图1-2，一种融合紫外设备的无人机，包括：无人机机体模块、升飞模块和飞行控制模块。
29.无人机机体模块，与升飞模块连接；所述无人机机体模块包括机身、上盖和起落架；所述机身与所述上盖密闭贴合；所述机身下端设置有所述起落架和云台；所述云台上安装有紫外成像仪；所述紫外成像仪用于对输变电设备进行检测；飞行控制模块，分别与所述无人机机体模块和所述升飞模块连接，用于将无人机姿态控制信号传递到所述升力模块，带动无人机飞行。
30.进一步的，在本发明中，上盖与无人机的机身采用旋转安装结构设计，采用弹簧锁
紧装置确保安装到位和与机身之间锁紧。上盖安装后与机身密闭贴合，有效防止雨雪、粉尘等进入机器内部，在机盖顶部安装有gps/北斗模块天线，接收gps/北斗的信号，通过引线传递到机体内部。机身由外壳和骨架构成，是无人机机体的主要构成件。外壳采用流线型设计，碳纤维布糊制而成，内部骨架采用碳纤维层压布板雕刻而成，机身和骨架之间由树脂粘接。机身具有较高的机械强度和抗撞击能力，并且整体重量较轻，大大减少机身结构件重量。支臂是无人机升力模块的支持机构，四条支臂均布在机身四周。支臂采用全碳纤维布在模具上糊制而成，一端安装电机和螺旋桨组件，另外一端通过关节与机身连接。关节采用高强度工程塑料注射成型，并用铝合金销插接，构成一个快装结构，使支臂能够快速的实现与机身的拆装，实现便携功能。起落架是无人机的支撑部件，承担无人机地面支撑和降落过程的缓冲功能。起落架整体采用多层碳纤维布和树脂压制而成，连接件采用铝合金关节连接，具有重量轻、强度高、弹性强的优点，能够有效的缓冲无人机非正常降落过程中的冲击力，较大的面积，可以使无人机降落过程中不至于翻到，保护旋翼。
31.本发明在无人机的下部云台上安装紫外成像仪，当无人机对输配电设备进行巡检时可对输变电设备进行检测并具有参数控制、拍摄和录制视频功能，并把紫外成像设备的无人机巡检数据通过无线电传至地面监控系统，通过地面pc端显示实时监控情况。该巡检方法能够显著降低工作的劳动强度，提高输变电设备巡检速度，还能发现导线或者绝缘子潜在的安全隐患。
32.进一步的，所述升飞模块，包括：支臂和旋翼；所述支臂的一端与所述旋翼连接，所述支臂的另一端与所述机身连接。升力模块为无人机提供升力和进行姿态控制，模块包括电机、电调板、旋翼、支臂组成。四个电调板接收控制命令后，分别对四个电机转速进行控制，在不同的转速下旋翼所产生的升力不同，从而实现无人机的飞行姿态控制。
33.在本发明中，所述飞行控制模块，包括：飞行控制运算器和飞行姿态控制器。
34.飞行控制运算器，分别与磁力计、gps模块、气压传感器、温度传感器、角速率传感器和加速度传感器连接；飞行姿态控制器，分别与遥控信息接收器和所述飞行控制运算器连接，用于根据遥控信号、磁力计信号、gps模块信号、气压传感器信号、温度传感器信号、角速率传感器信号和加速度传感器信号生成无人机姿态控制信号。
35.在本发明实施例中，无人机融合紫外巡检设备的地面站系统集成了德国microdrones自主研发的mdcockpit座舱仪表软件，可以实时接收并查看完整的飞行数据及飞行器所拍摄的视频影像，也可以进行waypoint自动驾驶航线的规划设计，还可以对飞行器自带的“黑匣子”数据进行分析，从而准确判断飞行器故障和事故原因。
36.地面站系统自带的downlink解码器可以实时接收并显示飞行器的各种飞行数据，包括电池电压、坐标、高度、方向、姿态、飞行时间、飞行速度、飞行路径、距起飞点的距离、环境温度、风速、电机工作状态、遥控器信号强度、gps状态等重要信息。飞行数据回放系统能够同步保存所有的飞行数据，用于航后的数据分析。即使在人工遥控飞行模式下，只要系统装有当前作业区域电子地图或影像地图数据，系统能够实时显示飞行器在地图上的位置。
37.waypoint软件可创建详细飞行航线规划，让飞行器按照规划的航线自动飞行。除了规划飞行航线之外，还可以设定多种拍摄计划，例如定点360度全景拍摄、围着定点目标进行环绕拍摄、沿飞行航线定距、定点拍摄。
38.遥控器系统，用于发出遥控信号控制无人机飞行。进一步的，所述遥控器系统，还
用于发出云台遥控信号控制云台运转。
39.进一步的，请参阅图3，在本发明中，遥控器系统是一款专门用于小型无人机地面控制与飞行数据显示的操控系统。该系统的主要功能为遥控无人机及其搭载的云台，并对无人机通过数据链路下传的飞行相关数据进行显示记录。系统包含以下对外接口：,usb2.0接口，rf天线接口，遥控天线接口，视频接口，3.5mm音频接口，外接电源接口及遥控教练口等。系统包括以下人机接口：都具有ip65防护等级的硅橡胶键盘和触摸屏，8.4寸宽温阳光下可视液晶显示器，遥控所需的控制摇杆控制开关。该系统基于inteln270嵌入式低功耗cpu平台设计，板载1gddr内存，cpu主频1.6g，内置32gssd电子盘，操作系统选用winxp。
40.(1)电源模块，负责给整个系统提供电源，由锂电池提供。
41.(2)功能主板模块，负责电源管理、分配由微波接收模块收到得视频和飞行数据、计算机模块和微波模块的连接、计算机模块和遥控模块的连接、计算机和对外接口的连接、电池电量显示等功能。
42.(3)计算机模块，负责显示飞行图像飞行数据、修改遥控模块数传电台频点、修改微波接收模块频率、分析飞行数据、记录无人机拍摄的视频、规划航线等功能，计算机模块使用inteln270、1g内存、32gssd电子硬盘、操作系统为winxp。
43.(4)微波接收模块，负责提供无人机下传的视频和飞行数据。
44.(5)遥控模块，负责发送遥控指令给无人机，遥控模块内部有遥控编码处理电路，遥控编码电路会采集各个控制摇杆和控制开关位置，再根据这些位置确定各个控制通道的控制量，遥控模块由控制摇杆、控制开关、遥控编码电路、数传电台组成。
45.(6)设备的数据交换，对外接口包括vide、audio、usb、教练、充电接口。
46.(7)遥控接收模块，负责接收遥控模块发送的无人机控制信息根据这些信息发送对应的控制信号给无人机，遥控接收模块由数传电台、遥控解码电路组成。
47.本发明通过在无人机上搭载紫外成像仪，这样就可以利用紫外成像仪检测到因导线内部变形或者绝缘子劣化产生的电晕，进而判断出输电线路中导线或者绝缘子是否异常，此外无人机作为搭载平台，机身采用全碳纤维材料制作而成，在确保机身强度的同时有效控制机身重量，提高了无人机的载荷。飞行控制系统集成了多种传感器及gps/北斗模块，通过遥控器系统和飞行控制模块实现了飞行姿态的自动控制和程控飞行。具有飞行平稳、可操控性好、安全性高的特点，可以实现悬停、侧飞、后飞、定点旋转等飞行状态，提升了无人机的巡检效率。
48.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的装置相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见装置部分说明即可。
49.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：
1.一种融合紫外设备的无人机，其特征在于，包括：无人机机体模块，与升飞模块连接；所述无人机机体模块包括机身、上盖和起落架；所述机身与所述上盖密闭贴合；所述机身下端设置有所述起落架和云台；所述云台上安装有紫外成像仪；所述紫外成像仪用于对输变电设备进行检测；飞行控制模块，分别与所述无人机机体模块和所述升飞模块连接，用于将无人机姿态控制信号传递到所述升力模块，带动无人机飞行。2.根据权利要求1所述的一种融合紫外设备的无人机，其特征在于，所述升飞模块，包括：支臂和旋翼；所述支臂的一端与所述旋翼连接，所述支臂的另一端与所述机身连接。3.根据权利要求2所述的一种融合紫外设备的无人机，其特征在于，所述飞行控制模块，包括：飞行控制运算器，分别与磁力计、gps模块、气压传感器、温度传感器、角速率传感器和加速度传感器连接；飞行姿态控制器，分别与遥控信息接收器和所述飞行控制运算器连接，用于根据遥控信号、磁力计信号、gps模块信号、气压传感器信号、温度传感器信号、角速率传感器信号和加速度传感器信号生成无人机姿态控制信号。4.根据权利要求3所述的一种融合紫外设备的无人机，其特征在于，还包括：遥控器系统，用于发出遥控信号控制无人机飞行。5.根据权利要求4所述的一种融合紫外设备的无人机，其特征在于，所述遥控器系统，还用于发出云台遥控信号控制云台运转。6.根据权利要求1所述的一种融合紫外设备的无人机，其特征在于，所述机身的材质为全碳纤维。

技术总结
本发明提供了一种融合紫外设备的无人机，包括：无人机机体模块，与升飞模块连接；所述无人机机体模块包括机身、上盖和起落架；所述机身与所述上盖密闭贴合；所述机身下端设置有所述起落架和云台；所述云台上安装有紫外成像仪；所述紫外成像仪用于对输变电设备进行检测；飞行控制模块，分别与所述无人机机体模块和所述升飞模块连接，用于将无人机姿态控制信号传递到所述升力模块，带动无人机飞行。本发明通过在无人机上搭载紫外成像仪，这样就可以利用紫外成像仪检测到因导线内部变形或者绝缘子劣化产生的电晕，进而判断出输电线路中导线或者绝缘子是否异常。线或者绝缘子是否异常。线或者绝缘子是否异常。


技术研发人员：董晓虎 吴军 程绳 杜勇 林磊 范杨 时伟君 赵威 魏莉芳
受保护的技术使用者：国网湖北省电力有限公司超高压公司
技术研发日：2023.02.07
技术公布日：2023/5/30