專利名稱：山區(qū)輸電線路巡檢無人飛機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及應用于山區(qū)及特殊地形的電塔、電力線路走廊的巡查設備，具體為一種山區(qū)輸電線路巡檢無人飛機。
背景技術：
目前，線路巡檢是電力線路維護的重要基礎，線路巡檢的開展狀況直接制約著送配電線路乃至電網(wǎng)的整體維護水平。傳統(tǒng)的電力線路巡檢流程是工作人員親自到現(xiàn)場巡視線路，巡視對象主要是電力設施，例如桿塔、導線、變壓器、絕緣子、橫擔、刀間等設備，并以紙質介質方式記錄巡視情況，然后再人工錄入到計算機中。我國電力線路走廊的地理環(huán)境復雜，給電力巡線工作帶來很多困難。特別是對于電力線路穿越森林邊緣地區(qū)、高海拔、冰雪覆蓋區(qū)、地質災害區(qū)和自然天氣災害區(qū)的電力線路巡檢工作，已經(jīng)成為困擾電力行業(yè)的一個重大問題。由此可見，傳統(tǒng)電力線路巡檢方式受過多人為因素、地形因素和天氣因素的影響，在危險地段會危及到巡線工人的生命安全，并且人工錄入數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)手工錄入過程容易出現(xiàn)錯誤，由此造成巡檢工作效率低下等問題。采用無人機進行電力線路巡檢，能夠解決自然災害中以及復雜地形條件下，人工難以對電網(wǎng)進行巡檢作業(yè)的難題，可以不受復雜地形、災區(qū)條件所限，從而深入電力線路的各個區(qū)域，大大節(jié)約了人力物力，提高電力線路巡檢的工作效率，降低人工作業(yè)的危險程度?，F(xiàn)有技術中已經(jīng)出現(xiàn)油動固定翼機型的無人機，這種無人機速度快，飛行高度不能太低，發(fā)動機振動劇烈，故障率高，一旦發(fā)生墜機容易引起火災或是爆炸，將對電力線路構成巨大的威脅和損害。另有一種電力驅動的無人機，包括機頭(3)、機身(1)、機翼(2)，機身(1)內另設有飛行控制系統(tǒng)和電力驅動系統(tǒng)，機頭(3)上設有拍照系統(tǒng)(4)，機翼(2)選用經(jīng)典的CLARKY翼型。該無人機具有運行可靠性高、操作簡單、運行成本低、維護便捷、運輸方便、干凈環(huán)保等特點，但由于山區(qū)的電網(wǎng)巡查任務具有以下特點航線折點多，直線航程短，轉折點處拍攝目標重要，轉彎穩(wěn)定性要求高；航線高度低，距離拍攝目標近，航線精度要求高；部分航線高度變化劇烈，爬升下降頻繁；航線范圍地形多變，近地氣流復雜，強對流，強側風，亂流等突發(fā)氣流現(xiàn)象頻繁。該無人機由于氣動效率較偏低、轉向下沉偏大、盤旋效率低、低速轉彎有失速傾向；續(xù)航時間短、復雜電磁環(huán)境下抗干擾性差、負載小等，并不適用于山區(qū)電網(wǎng)巡查任務。
發(fā)明內容本實用新型為了解決現(xiàn)有的電力驅動的無人機不適合進行山區(qū)電網(wǎng)巡查任務的問題，提供了一種山區(qū)輸電線路巡檢無人飛機。[0010]本實用新型是采用如下技術方案實現(xiàn)的山區(qū)輸電線路巡檢無人飛機，包括機頭、機身、機翼，機身內設有包括驅動螺旋槳、鋰電池組及無刷電機的電力驅動系統(tǒng)，機頭上設有拍照系統(tǒng)，機翼為固定型機翼，機翼翼展2. 1米，機翼外側設有下反角為90度的垂尾；機身是由Kevlar材料制成的；電力驅動系統(tǒng)中的驅動螺旋槳是由尼龍材料制成的。其中，所述鋰電池組為無刷電機提供供電，無刷電機帶動驅動螺旋槳為山區(qū)輸電線路巡檢無人飛機產(chǎn)生推動力。拍照系統(tǒng)主要由專業(yè)數(shù)碼相機、攝像機組成的拍照裝置以及傳感器檢測儀構成。拍照系統(tǒng)按照控制系統(tǒng)指令脈沖定時攝影或是錄像，影像數(shù)據(jù)自動存入拍照裝置附帶的存儲卡內。這些是本領域技術人員容易實現(xiàn)的。機翼為固定型機翼，機翼翼展2.1米，機翼外側設有下反角為90度的垂尾；該翼型的機翼在海平面高度能夠以35km的時速起飛，50公里巡航時速時機翼升力系數(shù)CL=O. 58，機翼迎角1. 2度，盤旋狀態(tài)CL=O. 58-0. 82 (盤旋坡度不超過45度)，迎角小于3. 2度，均處在機翼阻力系數(shù)⑶的低阻范圍0. 4-1. 1內，最大升力系數(shù)1. 3，盤旋爬升狀態(tài)最大升阻比均明顯優(yōu)于經(jīng)典CLARK翼型，機翼下反角達到90度，有效改善了飛機的失速性和盤旋特性，采用該翼型的無人飛機更適合電力巡線任務的盤旋、爬升等動作。機身是由Kevlar材料制成的；電力驅動系統(tǒng)中的驅動螺旋槳是由尼龍材料制成的。這兩種材料輕便堅固，能提高山區(qū)輸電線路巡檢無人飛機的有效載荷和續(xù)航時間。本實用新型的有益效果如下利用特殊設計的機翼和特殊的材質實現(xiàn)了能夠在山區(qū)及時應用山區(qū)輸電線路巡檢無人飛機執(zhí)行輸電線路的應急巡視；通過對高壓輸電線路的應急巡視，能夠準確提供輸電線路的故障信息。本實用新型設計精巧、安全可靠、實用方便，特別適用于山區(qū)輸電線路的巡檢任務。

圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2為圖1的仰視圖。圖中1-機身，2-機翼，3-機頭，4-拍照系統(tǒng)。
具體實施方式
山區(qū)輸電線路巡檢無人飛機，包括機頭3、機身1、機翼2，機身1內設有包括驅動螺旋槳、鋰電池組及無刷電機的電力驅動系統(tǒng)，機頭3上設有拍照系統(tǒng)4，其特征在于機翼2為固定型機翼，機翼2翼展2. 1米，機翼2外側設有下反角為90度的垂尾；機身1是由Kevlar材料制成的；電力驅動系統(tǒng)中的驅動螺旋是由尼龍材料制成的。具體實施過程中，山區(qū)輸電線路巡檢無人飛機與現(xiàn)有的電力驅動的無人機同樣設有飛行控制系統(tǒng)。飛行控制系統(tǒng)主要包括任務管理和導航微處理機、飛行控制微處理機、飛行控制傳感器、飛行通道控制器等，主要用于完成飛行器的導航定位，具體包括引導飛行器按預定航線飛行、控制飛行器飛行姿態(tài)和軌跡，在危險情況下控制飛行器進入自動著陸狀態(tài)并安全降落。使用時，由飛行控制系統(tǒng)所對應的地面控制站控制本實用新型對電網(wǎng)設備等進行拍攝。地面控制站測控系統(tǒng)可由筆記本電腦、地面控制軟件、通信電纜、數(shù)傳電臺組成。地面控制站提供地圖圖形界面，通過該圖形界面，根據(jù)飛行控制系統(tǒng)反饋回的各種飛行參數(shù)信息，實時在地圖上精確標定飛機的當前位置、飛行路線和飛行軌跡等，實現(xiàn)山區(qū)輸電線路巡檢無人飛機對于電網(wǎng)的巡查。
權利要求1. 一種山區(qū)輸電線路巡檢無人飛機，包括機頭(3)、機身(1)、機翼(2)，機身(1)內設有包括驅動螺旋槳、鋰電池組及無刷電機的電力驅動系統(tǒng)，機頭(3)上設有拍照系統(tǒng)(4)，其特征在于機翼(2)為固定型機翼，機翼(2)翼展2. 1米，機翼(2)外側設有下反角為90度的垂尾；機身(1)是由Kevlar材料制成的；電力驅動系統(tǒng)中的驅動螺旋是由尼龍材料制成的。
專利摘要本實用新型具體為一種山區(qū)輸電線路巡檢無人飛機，解決了現(xiàn)有的電力驅動的無人機不適合進行山區(qū)電網(wǎng)巡查任務的問題。山區(qū)輸電線路巡檢無人飛機，包括機頭、機身、機翼，機身內設有包括驅動螺旋槳、鋰電池組及無刷電機的電力驅動系統(tǒng)，機頭上設有拍照系統(tǒng)，機翼為固定型機翼，機翼翼展2.1米，機翼外側設有下反角為90度的垂尾；機身是由Kevlar材料制成的；電力驅動系統(tǒng)中的驅動螺旋槳是由尼龍材料制成的。本實用新型設計精巧、安全可靠、實用方便，特別適用于山區(qū)輸電線路的巡檢任務。
文檔編號B64C39/02GK202320781SQ20112039805
公開日2012年7月11日 申請日期2011年10月19日 優(yōu)先權日2011年10月19日
發(fā)明者劉彥芳, 周萌, 曹飛, 王文強, 鄭宇清, 高志偉 申請人:北京中飛艾維航空科技有限公司, 華北電網(wǎng)有限公司大同超高壓供電公司