一种电力照明无人机高压线探测系统的制作方法

1.本实用新型属于无人机技术领域，具体涉及一种电力照明无人机高压线探测系统。


背景技术：

2.随着电力的发展，高压输电线路越来越多，相应地高压输电线路的夜间检修场景也越来越多。在夜间检修时，由于地面照明设备高度及照明角度有限，存在照明死角、机动灵活性较差等问题，电力公司开始采用无人机平台搭载照明灯具对电力检修现场进行照明，但由于夜间视野受限，在操作无人机时容易与高压线碰撞，产生危险。
3.此为现有技术的不足，因此，针对现有技术中的上述缺陷，提供一种电力照明无人机高压线探测系统，是非常有必要的。


技术实现要素：

4.针对现有技术的上述现有采用无人机对电力高压输电线路夜间检修进行照明的方式，操作无人机时容易与高压线膨胀，产生危险的的缺陷，本实用新型提供一种电力照明无人机高压线探测系统，以解决上述技术问题。
5.第一方面，本实用新型提供一种电力照明无人机高压线探测系统，包括感应线圈、变压器、交直流转换模块、电压采样模块、数据处理模块以及告警指示模块；
6.感应线圈设置于无人机背部平面内；
7.感应线圈与变压器的一次侧线圈连接，变压器的二次侧线圈与交直流转换模块连接，交直流转换模块与电压采样模块连接，电压采样模块与数据处理模块连接，数据处理模块与告警指示模块连接。感应线圈收集高压电力线的磁力线，产生交流感应电压，变压器将交流感应电压转换为低压，再将交直流转换模块将交流低压转换模块直流电压，电压采样模块获取电压数据提供给数据处理模块，数据处理模块通电压数据的变化，来判断无人机的飞行状态时趋近高压线还是远离高压线，并在无人机趋近高压线时，通过告警指示模块发出告警信号。
8.进一步地，感应线圈包括水平部；
9.水平部与无人机背部平面平行；
10.水平部两端分别向内侧弯折后与变压器的一次侧线圈连接。在高压电力线中，有交变电流通过，交变电流产生交变磁场，在无人机飞行过程中，磁力线穿过感应线圈，产生交变电压。
11.进一步地，感应线圈采用单股线圈。
12.进一步地，感应线圈采用多股线圈；
13.多股线圈的水平部形成水平面，水平面与无人机背部平面平行。
14.进一步地，变压器采用降压变压器，一次侧线圈的匝数大于二次侧线圈的匝数。
15.进一步地，交直流转换模块包括整流单元、交流保护单元、稳压芯片以及直流保护
单元；
16.整流单元包括第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管以及第四整流二极管；
17.交流保护单元包括稳压二极管、滑阻、第一电容及第二电容；
18.稳压芯片包括输入端、输出端和接地端；
19.直流保护单元包括第一电阻、第二电阻、三极管以及二极管；
20.第一整流二极管正极与第三整流二极管负极连接，并与变压器二次侧线圈第一端连接；
21.第二整流二极管正极与第四整流二极管负极连接，并与变压器二次侧线圈第二端连接；
22.第一整流二极管负极与第二整流二极管负极、稳压二极管负极、滑阻第一端、第一电容正极、第二电容第一端及稳压芯片输入端均连接；
23.第三整流二极管正极与第四整流二极管正极与稳压二极管正极、滑阻第二端、第一电容负极、第二电容第二端及稳压芯片接地端连接，并接地；
24.二极管正极与稳压芯片输出端、三极管基极、第一电阻第一端均连接；
25.二极管负极与三极管发射极及第三电容正极均连接；
26.三极管集电极与第二电阻第一端连接；
27.第二电阻第二端与第一电阻第二端及第三电容负极连接，并接地；
28.二极管负极与电压采样模块连接。交直流转换模块将交流电压转换为直流电压，此直流电压为非固定电压，与前端交流电压成线性关系；交直流转换模块带有保护电路包括交流保护单元和直流保护单元，均为高压导通泄放电路，能够将交流和直流电压钳制在一定范围内。
29.进一步地，电压采样模块包括运算放大器、第三电阻及第四电阻；
30.运算放大器同向输入端与二极管负极及第三电阻第一端连接；
31.运算放大器反向输入端与第三电阻第二端及第四电阻第一端连接，第四电阻第二端与运算放大器接地端连接；
32.运算放大器电源端连接有电压源；
33.运算放大器输出端与数据处理模块连接。
34.进一步地，三极管采用pnp型三极管。
35.进一步地，告警指示模块包括光警示单元和声音警示单元。
36.进一步地，光警示单元采用发光二极管，声音警示单元采用蜂鸣器。
37.本实用新型的有益效果在于：
38.本实用新型提供的电力照明无人机高压线探测系统，通过感应线圈感应高压电力线磁场强度变化，判断无人机与高压电力线相对距离变化，为无人机操作人员提供警示，降低电力照明无人机夜间工作时的撞线风险；
39.本实用新型所需物料及电子器件较少，不会明显增加无人机重量；各模块独立于无人机电路置位，不需要改造无人机电路，方便配置。
40.此外，本实用新型设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
41.由此可见，本实用新型与现有技术相比，具有实质性特点和进步，其实施的有益效
果也是显而易见的。
附图说明
42.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
43.图1是本实用新型的电力照明无人机高压线探测系统结构示意图。
44.图2是本实用新型的电力照明无人机高压探测系统交直流转换模块及电压采样模块电路图。
45.图中，1-感应线圈；2-变压器；3-交直流转换模块；3.1-整流单元；3.2-交流保护单元；3.3-直流保护单元；4-电压采样模块；5-数据处理模块；6-告警指示模块；7-高压电力线；u1-稳压芯片；u2-运算放大器；n1-第一整流二极管；n2-第二整流二极管；n3-第三整流二极管；n4-第四整流二极管；d1-稳压二极管；d2-二极管；r1-第一电阻；r2-第二电阻；r3-第三电阻；r4-第四电阻；rp-滑阻；c1-第一电容；c2-第二电容；c3-；q1-三极管；vin-输入端；vout-输出端；gnd-接地端；vcc-电压源。
具体实施方式
46.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。
47.实施例1：
48.如图1所示，本实用新型提供一种电力照明无人机高压线探测系统，包括感应线圈1、变压器2、交直流转换模块3、电压采样模块4、数据处理模块5以及告警指示模块6；
49.感应线圈1设置于无人机背部平面内；
50.感应线圈1与变压器2的一次侧线圈连接，变压器2的二次侧线圈与交直流转换模块3连接，交直流转换模块3与电压采样模块4连接，电压采样模块4与数据处理模块5连接，数据处理模块6与告警指示模块7连接；
51.感应线圈1包括水平部；
52.水平部与无人机背部平面平行，使得无人机解决高压电力线7时，感应线圈1水平部与高压电力线7平行；
53.水平部两端分别向内侧弯折后与变压器2的一次侧线圈连接。
54.上述实施例1中，感应线圈1采用单股线圈。
55.上述实施例1中，感应线圈1采用多股线圈；
56.多股线圈1的水平部形成水平面，水平面与无人机背部平面平行。
57.实施例2：
58.如图1和图2所示，本实用新型提供一种电力照明无人机高压线探测系统，包括感应线圈1、变压器2、交直流转换模块3、电压采样模块4、数据处理模块5以及告警指示模块6；
59.感应线圈1设置于无人机背部平面内；
60.感应线圈1与变压器2的一次侧线圈连接，变压器2的二次侧线圈与交直流转换模块3连接，交直流转换模块3与电压采样模块4连接，电压采样模块4与数据处理模块5连接，数据处理模块6与告警指示模块7连接；
61.感应线圈1包括水平部；
62.水平部与无人机背部平面平行，使得无人机解决高压电力线7时，感应线圈1水平部与高压电力线7平行；
63.水平部两端分别向内侧弯折后与变压器2的一次侧线圈连接；
64.交直流转换模块3包括整流单元3.1、交流保护单元3.2、稳压芯片u1以及直流保护单元3.3；
65.整流单元3.1包括第一整流二极管n1、第二整流二极管n2、第三整流二极管n3以及第四整流二极管n4；
66.交流保护单元3.2包括稳压二极管d1、滑阻rp、第一电容c1及第二电容c2；
67.稳压芯片u1包括输入端vin、输出端vout和接地端gnd；
68.直流保护单元3.3包括第一电阻r1、第二电阻r2、三极管q1以及二极管d2；三极管q1采用pnp型三极管；
69.第一整流二极管n1正极与第三整流二极管n3负极连接，并与变压器2二次侧线圈第一端连接；
70.第二整流二极管n2正极与第四整流二极管n4负极连接，并与变压器2二次侧线圈第二端连接；
71.第一整流二极管d1负极与第二整流二极管d2负极、稳压二极管d1负极、滑阻rp第一端、第一电容c1正极、第二电容c2第一端及稳压芯片u1输入端vin均连接；
72.第三整流二极管d3正极与第四整流二极管d4正极与稳压二极管d1正极、滑阻rp第二端、第一电容c1负极、第二电容c2第二端及稳压芯片u1接地端gnd连接，并接地；
73.二极管d2正极与稳压芯片u1输出端vout、三极管q1基极、第一电阻r1第一端均连接；
74.二极管d2负极与三极管q1发射极及第三电容c3正极均连接；
75.三极管q1集电极与第二电阻r2第一端连接；
76.第二电阻r2第二端与第一电阻r1第二端及第三电容c3负极连接，并接地；
77.二极管d2负极与电压采样模块4连接；
78.电压采样模块4包括运算放大器u2、第三电阻r3及第四电阻r4；
79.运算放大器u2同向输入端与二极管d2负极及第三电阻r3第一端连接；
80.运算放大器u2反向输入端与第三电阻r3第二端及第四电阻r4第一端连接，第四电阻r4第二端与运算放大器u2接地端连接；
81.运算放大器u2电源端连接有电压源vcc；
82.运算放大器u2输出端与数据处理模块5连接；
83.告警指示模块6包括光警示单元和声音警示单元；光警示单元采用发光二极管，声音警示单元采用蜂鸣器。
84.尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本实用新型进行了详细描述，但本
实用新型并不限于此。在不脱离本实用新型的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本实用新型的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本实用新型的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种电力照明无人机高压线探测系统，其特征在于，包括感应线圈、变压器、交直流转换模块、电压采样模块、数据处理模块以及告警指示模块；感应线圈设置于无人机背部平面内；感应线圈与变压器的一次侧线圈连接，变压器的二次侧线圈与交直流转换模块连接，交直流转换模块与电压采样模块连接，电压采样模块与数据处理模块连接，数据处理模块与告警指示模块连接。2.如权利要求1所述的电力照明无人机高压线探测系统，其特征在于，感应线圈包括水平部；水平部与无人机背部平面平行；水平部两端分别向内侧弯折后与变压器的一次侧线圈连接。3.如权利要求2所述的电力照明无人机高压线探测系统，其特征在于，感应线圈采用单股线圈。4.如权利要求2所述的电力照明无人机高压线探测系统，其特征在于，感应线圈采用多股线圈；多股线圈的水平部形成水平面，水平面与无人机背部平面平行。5.如权利要求2所述的电力照明无人机高压线探测系统，其特征在于，变压器采用降压变压器，一次侧线圈的匝数大于二次侧线圈的匝数。6.如权利要求1所述的电力照明无人机高压线探测系统，其特征在于，交直流转换模块包括整流单元、交流保护单元、稳压芯片以及直流保护单元；整流单元包括第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管以及第四整流二极管；交流保护单元包括稳压二极管、滑阻、第一电容及第二电容；稳压芯片包括输入端、输出端和接地端；直流保护单元包括第一电阻、第二电阻、三极管以及二极管；第一整流二极管正极与第三整流二极管负极连接，并与变压器二次侧线圈第一端连接；第二整流二极管正极与第四整流二极管负极连接，并与变压器二次侧线圈第二端连接；第一整流二极管负极与第二整流二极管负极、稳压二极管负极、滑阻第一端、第一电容正极、第二电容第一端及稳压芯片输入端均连接；第三整流二极管正极与第四整流二极管正极与稳压二极管正极、滑阻第二端、第一电容负极、第二电容第二端及稳压芯片接地端连接，并接地；二极管正极与稳压芯片输出端、三极管基极、第一电阻第一端均连接；二极管负极与三极管发射极及第三电容正极均连接；三极管集电极与第二电阻第一端连接；第二电阻第二端与第一电阻第二端及第三电容负极连接，并接地；二极管负极与电压采样模块连接。7.如权利要求6所述的电力照明无人机高压线探测系统，其特征在于，电压采样模块包括运算放大器、第三电阻及第四电阻；
运算放大器同向输入端与二极管负极及第三电阻第一端连接；运算放大器反向输入端与第三电阻第二端及第四电阻第一端连接，第四电阻第二端与运算放大器接地端连接；运算放大器电源端连接有电压源；运算放大器输出端与数据处理模块连接。8.如权利要求6所述的电力照明无人机高压线探测系统，其特征在于，三极管采用pnp型三极管。9.如权利要求1所述的电力照明无人机高压线探测系统，其特征在于，告警指示模块包括光警示单元和声音警示单元。10.如权利要求9所述的电力照明无人机高压线探测系统，其特征在于，光警示单元采用发光二极管，声音警示单元采用蜂鸣器。

技术总结
本实用新型提供一种电力照明无人机高压线探测系统，属于无人机技术领域，包括感应线圈、变压器、交直流转换模块、电压采样模块、数据处理模块以及告警指示模块；感应线圈设置于无人机背部平面内；感应线圈与变压器的一次侧线圈连接，变压器的二次侧线圈与交直流转换模块连接，交直流转换模块与电压采样模块连接，电压采样模块与数据处理模块连接，数据处理模块与告警指示模块连接。本实用新型通过感应线圈感应高压电力线磁场强度变化，判断无人机与高压电力线相对距离变化，为无人机操作人员提供警示，降低电力照明无人机夜间工作时的撞线风险；本实用新型所需物料及电子器件较少，不会明显增加无人机重量。会明显增加无人机重量。会明显增加无人机重量。


技术研发人员：谭冲 程远 亓鹏 高立强 段瑞杰 公维勇 张建平 王通通 张培杰
受保护的技术使用者：国网山东省电力公司莱芜供电公司
技术研发日：2022.06.08
技术公布日：2023/4/18