專利名稱：防強電磁干擾的輸電線路巡檢飛行機器人控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種防強電磁干擾的輸電線路巡檢飛行機器人的控制器，具體地說是一種可控制飛行機器人自主巡線的控制器，并具有防強電磁干擾的功能。
背景技術(shù)：
由于人力巡檢輸電線路耗時耗力。飛行機器人以其速度快，精確度高，操作方便，省時省力，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，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，干擾飛行機器人電子系統(tǒng)。另外，輸電線、控制線等對小信號線(如開關(guān)量和模擬量采集線，通道傳輸線等)也會對電子系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。因此，對飛行機器人的控制系統(tǒng)進行防強電磁干擾設(shè)計是很有必要的。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)在還沒有專門針對輸電線路巡檢的飛行機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電磁干擾的飛行機器人控制器。本實用新型采用的技術(shù)方案是:防強電磁干擾的輸電線路巡檢飛行機器人控制器，第一處理芯片與第二處理芯片、陀螺儀、氣壓高度計、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、羅盤連接；第一處理芯片:用于采集陀螺儀、氣壓高度計和羅盤的數(shù)據(jù)，通過串口采集GPS數(shù)據(jù)，并將采集的數(shù)據(jù)進行處理得到飛行機器人的位置、姿態(tài)、速度信息；第二處理芯片:根據(jù)處理芯片的位置、姿態(tài)、速度信息對與其連接的飛行機器人舵機進行控制。所述電源電路與外部電源之間連有電源濾波器。所述電源濾波器采用共模扼流圈Tl ;共模扼流圈Tl的一個輸入端通過電感LI與外部電源正極連接，另一輸入端與外部電源的負極連接，一個輸出端與電源電路正極連接，另一輸出端與電源電路的負極連接；共模扼流圈Tl的兩個輸入端之間連有電容Cl，兩個輸出端之間連有電容C2。所述飛行機器人控制器固定于搭載在飛行機器人上的封閉鋁盒內(nèi)。本實用新型具有以下有益效果及優(yōu)點:1.本實用新型能夠采集傳感器數(shù)據(jù)，解算出飛行機器人當前的位置、姿態(tài)、速度數(shù)據(jù)，能控制飛行機器人自主巡檢輸電線路。2.本實用新型在電路板上使用電源濾波器，由于飛行機器人在輸電線路巡檢過程中會受到來自輸電線、變電站等環(huán)境中的強電磁干擾，該電源濾波器能過濾強電磁環(huán)境對供電系統(tǒng)的干擾，確保系統(tǒng)供電穩(wěn)定。3.本實用新型在電路板設(shè)計及安裝設(shè)計上可防強電磁干擾，是專門針對輸電線路巡檢的飛行機器人控制器。4.本實用新型實現(xiàn)了飛行機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、物力和時間，極大的提高了輸電線路巡檢的效率。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖；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、5為羅盤、6為外部電源、7為GPS、8為舵機、9為鋁盒；圖2為本實用新型中供電處使用的電源濾波器電路圖；圖3為本實用新型中用于安裝控制器的封閉鋁盒。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
加以說明。一種防強電磁干擾的輸電線路巡檢飛行機器人控制器，包括:飛行機器人控制器，功能是根據(jù)傳感器采集的飛行機器人當前的狀態(tài)，對其進行控制，達到自動巡檢的目的；封閉的鋁制盒，用于固定和安裝飛行機器人控制器，以達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。飛行機器人控制器:本實用新型在電路中集成兩個ARM9芯片，陀螺儀3，氣壓高度計4，羅盤5，GPS7。整個電路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。處理芯片1、2為兩個ARM9芯片，芯片型號為:LPC3250。處理芯片I通過SPI 口采集陀螺儀3、氣壓高度計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)進行解算，得出飛行機器人的位置、姿態(tài)、速度信息。處理芯片I和處理芯片2通過串口進行通信。處理芯片2得到位置、姿態(tài)、速度信息后，結(jié)合當前飛行機器人各舵機信息，對飛行機器人舵機進行控制，達到控制飛行機器人自動巡檢輸電線路的目的。飛行機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、型號分別為J599/24MD35HCN和J599/24MB35HCN的兩個航空接插頭。下層電路板集成處理芯片1、型號為ADIS16365BMLZ的陀螺儀、型號為MPXA6115A的氣壓高度計、型號為PNI11096，SEN-R65的羅盤。兩塊電路板使用插針連接，使用四個金屬頂柱分別固定兩塊電路板。在飛行機器人控制器PCB板級防電磁干擾中，在供電處使用電源濾波器，該設(shè)計能有效的消除外部強電磁干擾對電壓穩(wěn)定性的影響，保證控制器系統(tǒng)正常工作。本實用新型在電路板上使用電源濾波器過濾飛行機器人工作中強電磁干擾對供電系統(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IOOuF, 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。在飛行機器人電路設(shè)計中，本實施例的模擬電路(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)計能有效的消除PCB板內(nèi)高頻數(shù)字信號對電壓穩(wěn)定性的影響。[0026]本實施例采用外部接插件和線纜，外部接插件型號為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、舵機控制線和電源線分開，防止信號的串擾。外接線纜外部套上銅網(wǎng)，防止外部強電磁干擾。該實用新型將控制器電路板使用四個螺絲固定于如圖3封閉的鋁盒中，同時留出兩個航空接插件與外部通信。鋁制盒的整個盒體封閉，在盒前端有兩個圓形的口，用于J599/24MD35HCN和J599/24MB35HCN兩個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線、電源線、GPS線分別與舵機、外部電源6、GPS7連接好就可以使用了。在飛行機器人飛行過程中，控制器對飛行機器人進行控制，讓飛行機器人沿著設(shè)定好的路線進行輸電線路巡檢。本實用新型通過采集傳感器數(shù)據(jù)，達到對飛行機器人控制的目的，同時在PCB電路板級，以及安裝方面對控制器進行了防電磁干擾設(shè)計，達到了防強電磁干擾的效果。
權(quán)利要求1.防強電磁干擾的輸電線路巡檢飛行機器人控制器，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(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(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(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)進行處理得到飛行機器人的位置、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)、速度信息對與其連接的飛行機器人舵機(8)進行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛行機器人控制器，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)的負極連接，一個輸出端與電源電路正極連接，另一輸出端與電源電路的負極連接；共模扼流圈Tl的兩個輸入端之間連有電容Cl，兩個輸出端之間連有電容C2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛行機器人控制器，其特征在于:所述飛行機器人控制器固定于搭載在飛行機器人上的封閉鋁盒(9)內(nèi)。
專利摘要本實用新型涉及防強電磁干擾的輸電線路巡檢飛行機器人控制器，第一處理芯片與第二處理芯片、陀螺儀、氣壓高度計、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、羅盤連接；第一處理芯片用于采集陀螺儀、氣壓高度計和羅盤的數(shù)據(jù)，通過串口采集GPS數(shù)據(jù)，并將采集的數(shù)據(jù)進行處理得到飛行機器人的位置、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)、速度信息對與其連接的飛行機器人舵機進行控制；本實用新型在電路板上使用電源濾波器能夠過濾飛行機器人工作中強電磁對供電系統(tǒng)的干擾；并且在電路板設(shè)計及安裝設(shè)計上可防強電磁干擾。
文檔編號G05D1/10GK203038114SQ20132003961
公開日2013年7月3日 申請日期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, 燕福龍, 齊俊桐, 劉剛, 吳鎮(zhèn)煒, 夏泳, 馬立新, 周浩, 梅森, 杜科 申請人:中國科學(xué)院沈陽自動化研究所, 遼寧省電力有限公司本溪供電公司