防強(qiáng)電磁干擾的輸電線路巡檢飛行機(jī)器人控制器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及防強(qiáng)電磁干擾的輸電線路巡檢飛行機(jī)器人控制器，第一處理芯片與第二處理芯片、陀螺儀、氣壓高度計(jì)、羅盤連接;電源電路與第一處理芯片、第二處理芯片、陀螺儀、氣壓高度計(jì)、羅盤連接；第一處理芯片用于采集陀螺儀、氣壓高度計(jì)和羅盤的數(shù)據(jù)，通過串口采集GPS數(shù)據(jù)，并將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到飛行機(jī)器人的位置、姿態(tài)、速度信息；第二處理芯片根據(jù)第一處理芯片的位置、姿態(tài)、速度信息對(duì)與其連接的飛行機(jī)器人舵機(jī)進(jìn)行控制；本發(fā)明在電路板上使用電源濾波器能夠過濾飛行機(jī)器人工作中強(qiáng)電磁對(duì)供電系統(tǒng)的干擾；并且在電路板設(shè)計(jì)及安裝設(shè)計(jì)上可防強(qiáng)電磁干擾。
【專利說明】防強(qiáng)電磁干擾的輸電線路巡檢飛行機(jī)器人控制器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種防強(qiáng)電磁干擾的輸電線路巡檢飛行機(jī)器人的控制器，具體地說是一種可控制飛行機(jī)器人自主巡線的控制器，并具有防強(qiáng)電磁干擾的功能。
【背景技術(shù)】
[0002]由于人力巡檢輸電線路耗時(shí)耗力。飛行機(jī)器人以其速度快，精確度高，操作方便，省時(shí)省力，越來越廣泛地應(yīng)用在了輸電線路巡檢中。但是，隨著電力工業(yè)的發(fā)展，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日益龐大、復(fù)雜，在巡線現(xiàn)場(chǎng)，高電壓、大電流或電壓電流變化大的電線、電氣設(shè)備比較多，其變化的電壓、電流通過一定的方式耦合，干擾飛行機(jī)器人電子系統(tǒng)。另外，輸電線、控制線等對(duì)小信號(hào)線(如開關(guān)量和模擬量采集線，通道傳輸線等)也會(huì)對(duì)電子系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。因此，對(duì)飛行機(jī)器人的控制系統(tǒng)進(jìn)行防強(qiáng)電磁干擾設(shè)計(jì)是很有必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)在還沒有專門針對(duì)輸電線路巡檢的飛行機(jī)器人控制器這一技術(shù)空白，提出了專用于輸電線路巡檢的防強(qiáng)電磁干擾的飛行機(jī)器人控制器。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0005]防強(qiáng)電磁干擾的輸電線路巡檢飛行機(jī)器人控制器，第一處理芯片與第二處理芯片、陀螺儀、氣壓高度計(jì)、羅盤連接；電源電路與處理芯片、處理芯片、陀螺儀、氣壓高度計(jì)、羅盤連接；
[0006]第一處理芯片:用于采集陀螺儀、氣壓高度計(jì)和羅盤的數(shù)據(jù)，通過串口采集GPS數(shù)據(jù)，并將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到飛行機(jī)器人的位置、姿態(tài)、速度信息；
[0007]第二處理芯片:根據(jù)處理芯片的位置、姿態(tài)、速度信息對(duì)與其連接的飛行機(jī)器人舵機(jī)進(jìn)行控制。
[0008]所述電源電路與外部電源之間連有電源濾波器。
[0009]所述電源濾波器采用共模扼流圈Tl ;共模扼流圈Tl的一個(gè)輸入端通過電感LI與外部電源正極連接，另一輸入端與外部電源的負(fù)極連接，一個(gè)輸出端與電源電路正極連接，另一輸出端與電源電路的負(fù)極連接；共模扼流圈Tl的兩個(gè)輸入端之間連有電容Cl，兩個(gè)輸出端之間連有電容C2。
[0010]所述飛行機(jī)器人控制器固定于搭載在飛行機(jī)器人上的封閉鋁盒內(nèi)。
[0011]本發(fā)明具有以下有益效果及優(yōu)點(diǎn):
[0012]1.本發(fā)明能夠采集傳感器數(shù)據(jù)，解算出飛行機(jī)器人當(dāng)前的位置、姿態(tài)、速度數(shù)據(jù)，能控制飛行機(jī)器人自主巡檢輸電線路。
[0013]2.本發(fā)明在電路板上使用電源濾波器，由于飛行機(jī)器人在輸電線路巡檢過程中會(huì)受到來自輸電線、變電站等環(huán)境中的強(qiáng)電磁干擾，該電源濾波器能過濾強(qiáng)電磁環(huán)境對(duì)供電系統(tǒng)的干擾，確保系統(tǒng)供電穩(wěn)定。
[0014]3.本發(fā)明在電路板設(shè)計(jì)及安裝設(shè)計(jì)上可防強(qiáng)電磁干擾，是專門針對(duì)輸電線路巡檢的飛行機(jī)器人控制器。
[0015]4.本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了飛行機(jī)器人自主巡檢輸電線路，能有效地發(fā)現(xiàn)輸電線路存在的隱患，極大的節(jié)省了人力、物力和時(shí)間，極大的提高了輸電線路巡檢的效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；
[0017]其中，I為第一處理芯片，2為第二處理芯片、3為陀螺儀、4為氣壓高度計(jì)、5為羅盤、6為外部電源、7為GPS、8為舵機(jī)、9為鋁盒；
[0018]圖2為本發(fā)明中供電處使用的電源濾波器電路圖；
[0019]圖3為本發(fā)明中用于安裝控制器的封閉鋁盒。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】加以說明。
[0021]一種防強(qiáng)電磁干擾的輸電線路巡檢飛行機(jī)器人控制器，包括:飛行機(jī)器人控制器，功能是根據(jù)傳感器采集的飛行機(jī)器人當(dāng)前的狀態(tài)，對(duì)其進(jìn)行控制，達(dá)到自動(dòng)巡檢的目的；封閉的鋁制盒，用于固定和安裝飛行機(jī)器人控制器，以達(dá)到屏蔽電磁干擾的作用；外部接插件和線纜，用于飛行控制器與外部通信，供電。
[0022]飛行機(jī)器人控制器:本發(fā)明在電路中集成兩個(gè)ARM9芯片，陀螺儀3，氣壓高度計(jì)4，羅盤5，GPS7。整個(gè)電路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。處理芯片1、2為兩個(gè)ARM9芯片，芯片型號(hào)為:LPC3250。處理芯片I通過SPI 口采集陀螺儀3、氣壓高度計(jì)4和羅盤5的數(shù)據(jù)，通過串口采集GPS數(shù)據(jù)。將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行解算，得出飛行機(jī)器人的位置、姿態(tài)、速度信息。處理芯片I和處理芯片2通過串口進(jìn)行通信。處理芯片2得到位置、姿態(tài)、速度信息后，結(jié)合當(dāng)前飛行機(jī)器人各舵機(jī)信息，對(duì)飛行機(jī)器人舵機(jī)進(jìn)行控制，達(dá)到控制飛行機(jī)器人自動(dòng)巡檢輸電線路的目的。
[0023]飛行機(jī)器人控制器電路部分由上下兩塊電路板構(gòu)成，上層電路板集成處理芯片2、電源供電路、型號(hào)分別為J599/24MD35HCN和J599/24MB35HCN的兩個(gè)航空接插頭。下層電路板集成處理芯片1、型號(hào)為ADIS16365BMLZ的陀螺儀、型號(hào)為MPXA6115A的氣壓高度計(jì)、型號(hào)為PNI11096，SEN-R65的羅盤。兩塊電路板使用插針連接，使用四個(gè)金屬頂柱分別固定兩塊電路板。
[0024]在飛行機(jī)器人控制器PCB板級(jí)防電磁干擾中，在供電處使用電源濾波器，該設(shè)計(jì)能有效的消除外部強(qiáng)電磁干擾對(duì)電壓穩(wěn)定性的影響，保證控制器系統(tǒng)正常工作。本發(fā)明在電路板上使用電源濾波器過濾飛行機(jī)器人工作中強(qiáng)電磁干擾對(duì)供電系統(tǒng)的干擾。電源濾波器電路圖如圖2所示，電容選用的是高頻特性比較好的陶瓷電容，其中Cl容量為100uF，C2容量為IOOuF ；L1電感量為470uH，Tl為抗共模噪聲扼流圈，a、b為輸入端，C、d為輸出端，INPUT+、INPUT-用于連接外部電源6，OUTPUT+、OUTPUT-用于連接PCB板中的電源電路。
[0025]在飛行機(jī)器人電路設(shè)計(jì)中，本實(shí)施例的模擬電路(電源濾波器和電源電路)和數(shù)字電路(由傳感器、芯片及其外圍電路組成)的地通過磁珠連接，該設(shè)計(jì)能有效的消除PCB板內(nèi)高頻數(shù)字信號(hào)對(duì)電壓穩(wěn)定性的影響。
[0026]本實(shí)施例采用外部接插件和線纜，外部接插件型號(hào)為J1788-38-11M和J1784-38-15M用于固定外部線纜；外部線纜包括:12根舵機(jī)控制線，GPS通信用串口線，控制器電源線。外接線纜中串口線、舵機(jī)控制線和電源線分開，防止信號(hào)的串?dāng)_。外接線纜外部套上銅網(wǎng)，防止外部強(qiáng)電磁干擾。
[0027]該發(fā)明將控制器電路板使用四個(gè)螺絲固定于如圖3封閉的鋁盒中，同時(shí)留出兩個(gè)航空接插件與外部通信。鋁制盒的整個(gè)盒體封閉，在盒前端有兩個(gè)圓形的口，用于J599/24MD35HCN和J599/24MB35HCN兩個(gè)航空接插頭與外部接插件和線纜連接。鋁盒9固定在飛行機(jī)器人腹下重心所在位置，這樣可以使陀螺儀采集到的加速度和角速度數(shù)據(jù)更精確。將航空接插件中的舵機(jī)線、電源線、GPS線分別與舵機(jī)、外部電源6、GPS7連接好就可以使用了。
[0028]在飛行機(jī)器人飛行過程中，控制器對(duì)飛行機(jī)器人進(jìn)行控制，讓飛行機(jī)器人沿著設(shè)定好的路線進(jìn)行輸電線路巡檢。本發(fā)明通過采集傳感器數(shù)據(jù)，達(dá)到對(duì)飛行機(jī)器人控制的目的，同時(shí)在PCB電路板級(jí)，以及安裝方面對(duì)控制器進(jìn)行了防電磁干擾設(shè)計(jì)，達(dá)到了防強(qiáng)電磁干擾的效果。
【權(quán)利要求】
1.防強(qiáng)電磁干擾的輸電線路巡檢飛行機(jī)器人控制器，其特征在于:第一處理芯片(I)與第二處理芯片(2)、陀螺儀(3)、氣壓高度計(jì)(4)、羅盤(5)連接；電源電路與處理芯片(I)、處理芯片(2)、陀螺儀(3)、氣壓高度計(jì)(4)、羅盤(5)連接； 第一處理芯片(I):用于采集陀螺儀(2)、氣壓高度計(jì)(4)和羅盤(5)的數(shù)據(jù)，通過串口采集GPS (7)數(shù)據(jù)，并將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到飛行機(jī)器人的位置、姿態(tài)、速度信息； 第二處理芯片(2):根據(jù)處理芯片(I)的位置、姿態(tài)、速度信息對(duì)與其連接的飛行機(jī)器人舵機(jī)(8)進(jìn)行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛行機(jī)器人控制器，其特征在于:所述電源電路與外部電源(6)之間連有電源濾波器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的飛行機(jī)器人控制器，其特征在于:所述電源濾波器采用共模扼流圈Tl ;共模扼流圈Tl的一個(gè)輸入端通過電感LI與外部電源(6)正極連接，另一輸入端與外部電源(6)的負(fù)極連接，一個(gè)輸出端與電源電路正極連接，另一輸出端與電源電路的負(fù)極連接；共模扼流圈Tl的兩個(gè)輸入端之間連有電容Cl，兩個(gè)輸出端之間連有電容C2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛行機(jī)器人控制器，其特征在于:所述飛行機(jī)器人控制器固定于搭載在飛行機(jī)器人上的封閉鋁盒(9)內(nèi)。
【文檔編號(hào)】G05D1/10GK103941743SQ201310027604
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2013年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月22日
【發(fā)明者】韓建達(dá), 燕福龍, 齊俊桐, 劉剛, 吳鎮(zhèn)煒, 夏泳, 馬立新, 周浩, 梅森, 杜科 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所, 遼寧省電力有限公司本溪供電公司