專利名稱：一種無線遙控架空線路巡檢飛行器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力架空線路維修設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
為預(yù)防線路跳閘，近年來電力行業(yè)加大了巡線的工作力度。但在巡線工作中，經(jīng)常有巡線人在地面看不到瓷瓶頂部，而爬上桿檢查又對檢修人員的安全造成威脅等情況，況且雨后農(nóng)田泥濘不容易到達(dá)桿位。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種無線遙控架空線路巡檢飛行器，它具有控制簡單、便于操作、靈活性強(qiáng)、準(zhǔn)確性高等特點(diǎn)，使用它進(jìn)行架空線路巡檢，可使工作人員從繁重而危險的工作環(huán)境當(dāng)中解放出來，而且可以極大地提高工作效率。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是它包括主要由無線遙控電路及飛行控制電路、支架、旋翼組成的旋翼飛行器，旋翼飛行器上面安裝有無線傳輸拍攝裝置。本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于無線遙控電路及飛行控制電路包括遙控器信號采集模塊、輸出控制模塊、GPS導(dǎo)航模塊、超聲波測距模塊、增穩(wěn)模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊及CPU處理器；旋翼飛行器為四旋翼飛行器；無線傳輸拍攝裝置為無線傳輸攝像機(jī)，位于四旋翼飛行器上部重心位置；巡線飛行器的無線遙控電路及飛行控制電路外部設(shè)有金屬電磁屏蔽層；該巡檢飛行器的飛行高度為在架空線路的上方，距架空線路4 6m ;無線傳輸攝像機(jī)為凡安27倍變焦一體機(jī)；高清480線。采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于目前沒有將四旋翼飛行器應(yīng)用于電力巡線方面的實例；巡線機(jī)帶有g(shù)ps功能和數(shù)據(jù)儲存模塊，gps可以使巡線機(jī)在空中定點(diǎn)拍攝；數(shù)據(jù)存儲模塊可以記錄飛行路線，在巡線機(jī)與地面遙控器失去聯(lián)系時，可立刻自動按原路線飛回起點(diǎn)；巡線機(jī)搭載20倍變焦攝像頭和一個超聲波測距模塊，地面可以通過遙控器控制攝像頭變焦倍數(shù)，通過信號傳輸實時的顯示在地面的接收監(jiān)控顯示器中，既可以傳送視頻又可以發(fā)送高清晰的相片，可以使巡線器在離線路5米左右就可以清晰地看清線路情況，使巡線員對線路的情況一目了然，從而使巡線機(jī)與線路保持安全距離，超聲波測距模塊則可以實時監(jiān)控巡線機(jī)與線路距離，且巡線飛行器的無線遙控電路及飛行控制電路外部設(shè)有金屬電磁屏蔽層，避免因距離過近，線路產(chǎn)生磁場對巡線機(jī)造成影響，因此，使用它進(jìn)行架空線路巡檢，安全可靠，準(zhǔn)確性高，可使工作人員從繁重而危險的工作環(huán)境當(dāng)中解放出來，而且可以極大地提高工作效率。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意 圖2是本發(fā)明控制電路模塊框圖。
在附圖中1、支架；2、旋翼；3、無線傳輸拍攝裝置。
具體實施例方式由圖1-2所示的實施例可知，它包括主要由無線遙控電路及飛行控制電路、支架1、旋翼2組成的旋翼飛行器，旋翼飛行器上面安裝有無線傳輸拍攝裝置3 ;無線遙控電路及飛行控制電路包括遙控器信號采集模塊、輸出控制模塊、GPS導(dǎo)航模塊、超聲波測距模塊、增穩(wěn)模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊及CPU處理器；旋翼飛行器為四旋翼飛行器；無線傳輸拍攝裝置3為無線傳輸攝像機(jī)，位于四旋翼飛行器上部重心位置；巡線飛行器的無線遙控電路及飛行控制電路外部設(shè)有金屬電磁屏蔽層；該巡檢飛行器的飛行高度為在架空線路的上方，距架空線路4 6m ;無線傳輸攝像機(jī)為凡安27倍變焦一體機(jī)；高清480線。下面介紹各個模塊的具體功能。1、遙控器信號采集模塊，在巡線機(jī)上固定一個遙控器的接收機(jī)，用于接收遙控器的控制信號并將其轉(zhuǎn)換成PWM波。本發(fā)明選用的DSP具有專門的eCAP捕獲模塊，把接收機(jī)的信號直接引出和eCAP模塊相應(yīng)的引腳相連接，并配置DSP的eCAP模塊為先采集脈沖的上升沿再采集脈沖的下降沿，在下降沿發(fā)生之后，利用計數(shù)器的值就可以得到接收機(jī)的PWM的周期，然后處理器就可以根據(jù)周期的大小知道地面控制人員的控制目的，決定巡線機(jī)手動飛行控制信號。2、輸出控制模塊，巡線機(jī)的由各個舵機(jī)的轉(zhuǎn)動帶動相應(yīng)的舵的轉(zhuǎn)動，從而改變飛機(jī)的飛行狀態(tài)，而舵機(jī)的轉(zhuǎn)動是由PWM波形控制的。本發(fā)明選用的DSP有6個ePWM模塊，最多可以輸出12路獨(dú)立的PWM信號，足以滿足控制的需求。具體設(shè)置就是首先把相應(yīng)的引腳定義成PWM的功能引腳，然后根據(jù)控制的要求設(shè)置本模塊的寄存器，其中重要的有控制動作的寄存器的設(shè)置、周期寄存器和比較寄存器的設(shè)置，比較寄存器的值是通過一系列計算得到。由于DSP接口的驅(qū)動能力有限，本發(fā)明使用一塊功率放大芯片提高DSP的驅(qū)動能力，把輸出的控制信號控制螺旋槳的轉(zhuǎn)速和云臺的偏轉(zhuǎn)。本發(fā)明選用的驅(qū)動芯片做多可以驅(qū)動16路信號，因此，在把本模塊產(chǎn)生的12路PWM信號輸出的基礎(chǔ)上又額外增加4路普通I/O,以備功能擴(kuò)展。3、GPS導(dǎo)航模塊，GPS和處理器是通過串口 SCI進(jìn)行通信，由于單片機(jī)的串口通信的電平和DSP的串行接口相匹配，因此可以直接相連，而不必經(jīng)過串口的電平轉(zhuǎn)換。本發(fā)明中單片機(jī)和GPS的數(shù)據(jù)傳輸格式，我們選用UBX協(xié)議。其通信的大概流程如下首先設(shè)置單片機(jī)的相應(yīng)的引腳為串口 SCI功能，然后根據(jù)選擇的通信協(xié)議設(shè)置好處理器里面的相應(yīng)的寄存器，其中根據(jù)GPS默認(rèn)的波特率設(shè)置好處理器的串口的波特率，然后把需要初始化的命令發(fā)送到GPS中，我們可以根據(jù)這些命令修改GPS的波特率、設(shè)定GPS的工作模式和需要輸出的數(shù)據(jù)內(nèi)容。如需修改GPS的波特率，則在修改完成后，還要進(jìn)一步的要修改處理器的串口的波特率，使之于新設(shè)定的GPS的波特率相等。例如要接收接收GPS四個包的數(shù)據(jù)，每次先一次性接收完這四個包，然后根據(jù)包頭得出具體是哪個包的數(shù)據(jù)，然后再把包里面的數(shù)據(jù)提取出來。4、超聲波測距模塊，本模塊采用的超聲波測量模塊具有兩中輸出，一個是輸出PWM，另一個是輸出就是通過SCI輸出。本設(shè)計就直接采用PWM模式，其數(shù)據(jù)的采集原理和遙控器信號的一樣，然后根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)就可以得到巡線機(jī)與線路的距離。
5、增穩(wěn)模塊，本模塊通過陀螺儀增加巡線機(jī)的穩(wěn)定性，特別是在有風(fēng)巡線時，通過增穩(wěn)模塊可以有效地增加巡線機(jī)的飛行穩(wěn)定性和安全性。6、數(shù)據(jù)存儲模塊，主要是在飛行過程中把飛行器飛行過的航點(diǎn)信息記錄在存儲器中，然后在有與外部干擾使飛行器與操作人員失去聯(lián)系的時候，經(jīng)過一段時間飛行器會調(diào)用已經(jīng)存儲的航點(diǎn)信息，并利用這些信息進(jìn)行返航。7，攝像頭模塊，攝像機(jī)的調(diào)焦本設(shè)備選用的攝像機(jī)的焦距可以通過焦距旋鈕來調(diào)節(jié)，焦距旋鈕上的T及W，分別代表著被拍攝物的深度及范圍。將旋鈕推至T方，則焦距會變短，可以拉近并放大遠(yuǎn)方的景物。如將旋鈕推至W方，則焦距會變長，拍攝的范圍亦會擴(kuò)大。為了能更全面清楚的了解線路的情況，在每個拍攝點(diǎn)應(yīng)該拍攝多組照片，既要以同的角度拍攝，這可以通過控制云臺來調(diào)整；又要在一個角度上以不同的焦距多拍幾張照片，這就需要能自動調(diào)整攝像機(jī)的焦距。本發(fā)明選用的攝像機(jī)通過旋鈕來進(jìn)行調(diào)焦，由DSP產(chǎn)生的PWM波形控制舵機(jī)的旋轉(zhuǎn)，然后由舵機(jī)的轉(zhuǎn)動帶動攝像機(jī)旋鈕的轉(zhuǎn)動，這樣就能在不同的焦距下拍照了。它帶有GPS功能，為了保證飛行的安全性、穩(wěn)定性增加了超聲波測距模塊和增穩(wěn)模塊，并且在遙控器與飛行器失去聯(lián)系時，飛行器可以自動按原飛行軌跡返航。它附帶的是20倍變焦攝像頭可以在離線路5米的地方進(jìn)行拍攝，避免了飛行器撞擊線路的危險的發(fā)生。本發(fā)明可避免巡線機(jī)與線路距離過近，誤操作對線路造成損傷，還可以避免遇到強(qiáng)烈電磁干擾使巡線機(jī)失去遙控器控制時，巡線機(jī)對線路造成損傷。
權(quán)利要求
1.一種無線遙控架空線路巡檢飛行器，其特征在于它包括主要由無線遙控電路及飛行控制電路、支架(I)、旋翼(2)組成的旋翼飛行器，所述旋翼飛行器上面安裝有無線傳輸拍攝裝置(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線遙控架空線路巡檢飛行器，其特征在于所述無線遙控電路及飛行控制電路包括遙控器信號采集模塊、輸出控制模塊、GPS導(dǎo)航模塊、超聲波測距模塊、增穩(wěn)模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊及CPU處理器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線遙控架空線路巡檢飛行器，其特征在于所述旋翼飛行器為四旋翼飛行器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線遙控架空線路巡檢飛行器，其特征在于所述無線傳輸拍攝裝置(3)為無線傳輸攝像機(jī)，位于旋翼飛行器上部重心位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種無線遙控架空線路巡檢飛行器，其特征在于所述無線傳輸攝像機(jī)為凡安27倍變焦一體機(jī)，高清480線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線遙控架空線路巡檢飛行器，其特征在于所述巡線飛行器的無線遙控電路及飛行控制電路外部設(shè)有金屬電磁屏蔽層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線遙控架空線路巡檢飛行器，其特征在于該巡檢飛行器的飛行高度為在架空線路的上方，距架空線路4 6m。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無線遙控架空線路巡檢飛行器，涉及電力架空線路維修設(shè)備。技術(shù)領(lǐng)域它包括主要由無線遙控電路及飛行控制電路、支架、旋翼組成的旋翼飛行器，旋翼飛行器上面安裝有無線傳輸拍攝裝置。它具有控制簡單，便于操作，體積較小，靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)，使用它進(jìn)行架空線路巡檢，可使工作人員從繁重而危險的工作環(huán)境當(dāng)中解放出來，而且可以極大地提高工作效率。
文檔編號G05D1/10GK102999049SQ20121044624
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者陳璽, 張志廣 申請人:國家電網(wǎng)公司, 河北省電力公司, 邢臺供電公司