取電裝置及包括該取電裝置的無人直升機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無人直升機(jī)進(jìn)行取電的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]采用電池能源供電的無人機(jī)由于電池能量和重量比較低，所能攜帶的電池重量有限，特別是在低溫地區(qū)，由于電池低溫下充放電特性變差，無人機(jī)的能源問題更加突出。對于小型的無人直升機(jī)，工作時(shí)間往往僅能達(dá)到幾十分鐘。對于采用無人機(jī)巡線方式來說，能源問題已經(jīng)成為制約其應(yīng)用的最大障礙。
[0003]架空電力線路的覆蓋區(qū)域廣，穿越區(qū)域地形復(fù)雜、自然環(huán)境惡劣。電力線、桿塔長期在野外暴露，不斷受到機(jī)械張力、冷熱伸縮、氣流振動(dòng)、雷電、雨雪等物理和自然環(huán)境因素的作用，容易發(fā)生機(jī)械疲勞現(xiàn)象，進(jìn)而發(fā)生金具損壞、線路斷股、桿塔破損等故障，嚴(yán)重情況下會(huì)導(dǎo)致線路掉落、導(dǎo)線斷裂、桿塔倒塌事故，對國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)、社會(huì)安全穩(wěn)定造成了極大的威脅和隱患。
[0004]通常的線路巡查工作還處于人工定期巡查的初級水平，線路巡查工作強(qiáng)度大、效率低、成本高、耗時(shí)長，存在著巡查密度低、故障隱患發(fā)現(xiàn)慢、費(fèi)用高等問題。而采用無人機(jī)巡線相對于傳統(tǒng)人工方法則具有:巡線效率高、安全可靠、巡查密度高、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、巡查成本低、勞動(dòng)強(qiáng)度小等優(yōu)勢，是目前智能輸電重要的組成部分之一。對于可懸停的旋翼式直升機(jī)，可以針對故障疑點(diǎn)定點(diǎn)觀察和詳細(xì)巡查，但是由于目前電池性能的限制，通常無人直升機(jī)采用的電力供電方式難以支撐長時(shí)間巡查工作，工作效率大大降低。如果能從外部供給能量，將會(huì)大大提高空線無人直升機(jī)巡線的效率和效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是為了解決無人直升機(jī)采用的電池供電方式難以支撐長時(shí)間巡查工作，而且負(fù)荷小，導(dǎo)致工作效率大大降低的問題，從而提供取電裝置及包括該取電裝置的無人直升機(jī)。
[0006]—種取電裝置，它包括:屏蔽層、磁親合線圈、支撐線框、電容電路和電力電子電路；
[0007]磁耦合線圈包括多匝線圈，所述多匝線圈均勻纏繞在支撐線框上，磁耦合線圈和支撐線框的外部套有屏蔽層；磁耦合線圈的輸出端連接電容電路的輸入端，電容電路的輸出端連接電力電子電路的輸入端，電力電子電路的輸出端連接負(fù)載的輸入端。
[0008]上述屏蔽層為金屬導(dǎo)體網(wǎng)格。
[0009]上述磁親合線圈采用漆包線。
[0010]上述相鄰兩匝線圈之間采用絕緣漆進(jìn)行絕緣。
[0011 ] 上述支撐線框?yàn)椤肮ぁ弊中危篷詈暇€圈纏繞在所述“工”字形的中間部位。
[0012]包括上述取電裝置的無人直升機(jī)，它包括線夾、連接桿和N個(gè)取電裝置，N為大于或等于I的整數(shù)；
[0013]每個(gè)取電裝置與無人直升機(jī)的一個(gè)導(dǎo)流框相配合，即:每個(gè)取電裝置的屏蔽層、磁耦合線圈和支撐線框均位于無人直升機(jī)的一個(gè)導(dǎo)流框內(nèi)，每個(gè)支撐線框均沿其所在的導(dǎo)流框的軸向固定；N個(gè)取電裝置的電力電子電路的輸出端均連接無人直升機(jī)的負(fù)載的輸入端;
[0014]線夾通過連接桿將無人直升機(jī)懸掛在架空線上。
[0015]N的取值為I時(shí)，連接桿的一端固定在線夾上，連接桿的另一端固定在與取電裝置相配合的導(dǎo)流框上。
[0016]N的取值為2時(shí)，在無人直升機(jī)的兩個(gè)相鄰的導(dǎo)流框之間設(shè)置固定桿，連接桿的一端固定在線夾上，連接桿的另一端固定在固定桿上；兩個(gè)取電裝置分別與所述的兩個(gè)相鄰的導(dǎo)流框相配合。
[0017]N的取值為4時(shí)，連接桿的一端固定在線夾上，連接桿的另一端固定在無人機(jī)主體的中心；4個(gè)取電裝置分別與無人直升機(jī)的四個(gè)導(dǎo)流框相配合，所述四個(gè)導(dǎo)流框是距離無人機(jī)主體最近的四個(gè)導(dǎo)流框。
[0018]上述導(dǎo)流框的材質(zhì)為非金屬絕緣材料。
[0019]隨著磁材料技術(shù)和輸電技術(shù)特別是無線電能傳輸技術(shù)的發(fā)展，從架空線上取得能源的方式已經(jīng)成為可能。本發(fā)明所述的一種取電裝置，可提取電流產(chǎn)生的磁場中的電能，將裝置應(yīng)用到無人直升機(jī)中，能夠有效解決傳統(tǒng)的無人直升機(jī)由于電池容量小，造成的航程短、工作時(shí)間短和負(fù)荷小的問題。
[0020]本發(fā)明所述的包括取電裝置的無人直升機(jī)，無人直升機(jī)通過靠近或懸掛在架空線上，提取架空線中電流產(chǎn)生的磁場中的電能，能夠有效解決傳統(tǒng)的無人直升機(jī)由于電池容量小，造成的航程短、工作時(shí)間短和負(fù)荷小的問題。可實(shí)現(xiàn)無人機(jī)長距離使用中利用廣泛存在的架空線自主充電，通過多次自主充電可以增強(qiáng)無人機(jī)的航程、工作時(shí)間和負(fù)荷，提高無人機(jī)的工作效率。
[0021 ] 本發(fā)明的取電裝置可以從架空線上取電，包括取電裝置的無人直升機(jī)可以給無人直升機(jī)充電。
【附圖說明】
[0022]圖1是【具體實(shí)施方式】六中的導(dǎo)流框的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2是【具體實(shí)施方式】一所述的取電裝置的電氣連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖3是【具體實(shí)施方式】七所述的包括取電裝置的無人直升機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖4是【具體實(shí)施方式】八所述的包括取電裝置的無人直升機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖5是【具體實(shí)施方式】九所述的包括取電裝置的無人直升機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]【具體實(shí)施方式】一:結(jié)合圖2具體說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的一種取電裝置，它包括:屏蔽層6、磁親合線圈7、支撐線框8、電容電路10和電力電子電路11 ；
[0028]磁耦合線圈7包括多匝線圈，所述多匝線圈均勻纏繞在支撐線框8上，磁耦合線圈7和支撐線框8的外部套有屏蔽層6 ;磁耦合線圈7的輸出端連接電容電路10的輸入端，電容電路10的輸出端連接電力電子電路11的輸入端，電力電子電路11的輸出端連接負(fù)載12的輸入端。
[0029]導(dǎo)流框4中有槳葉9，導(dǎo)流框4用來控制槳葉9下洗氣流的方向，并保護(hù)槳葉9。磁耦合線圈7與電容電路10并聯(lián)或串聯(lián)，構(gòu)成諧振電路。電力電子電路11將電能轉(zhuǎn)換成適合負(fù)載使用的電能。
[0030]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式是對【具體實(shí)施方式】一所述的取電裝置作進(jìn)一步說明，本實(shí)施方式中，屏蔽層6為金屬導(dǎo)體網(wǎng)格。
[0031]金屬導(dǎo)體網(wǎng)格形成圓滑的曲面。
[0032]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式是對【具體實(shí)施方式】一