一种自动巡航电力线路检测无人机及其检测方法技术

本发明专利技术公开了一种自动巡航电力线路检测无人机，包括主机身，所述主机身上表面的四角均开设有安装涵道，所述安装涵道的内部固定安装有动力电机，所述动力电机的输出轴固定连接有扇叶连接板。该自动巡航电力线路检测无人机可以对电力线路进行温度检测和电磁检测，检测更加精准，能检测到无法用肉眼观测到的问题，使检测更加准确，不会存在检测盲点；具备自主巡航功能，可以分析拍摄画面中电力线路的延伸走向，并自适应调节飞行行进方向。

【技术实现步骤摘要】
一种自动巡航电力线路检测无人机及其检测方法
本专利技术涉及电力线路检测维护
，具体为一种自动巡航电力线路检测无人机及其检测方法。
技术介绍
电力线路，主要分为输电线路和配电线路。其中，输电线路一般电压等级较高，磁场强度大，设施成本比较高，对国家工农业生产和人们生活的重要性比较强。由电厂发出的电经过升压站升压之后，输送到各个变电站，再将各个变电站统一串并联起来形成的一个输电线路网，连接这个"网"上各个节点之间的“线”就是输电线路。由于部分电力线路延伸距离远，输送电压高，一般采用电线杆或者高架铁塔凌空架设。不可避免地，输电网的电力线路和电力设施会出现一些问题，比如局部漏电、线路折断损坏等，有些问题是肉眼可见的，有些问题则需要专门的检测仪器才能发现，因此，电网部门要组织相关力量在电力线路沿途进行定期巡视检测。由于电力线路延伸距离远，其中不乏荒郊野岭、交通不便的路段，不论是正常的例行检测，还是在电力线路出现问题时的突击性检修，工作量都是非常巨大的。于是，刚兴起的无人机就成为了电力线路检测的一大助力。无人机是无人驾驶飞行器的简称，目前市场上比较常见的是多旋翼式无人机，其通过多个旋翼高速转动而提供的动力垂直升降并且沿各个方向行进。现有的无人机一般搭载GPS定位和巡航芯片，其可以对自身坐标给予实时定位，并且在自身坐标和目标点坐标的基础上，按照规划的路径进行自主巡航。与无人机搭配使用的还有地面的遥控设备，该遥控设备与无人机进行通信，控制无人机的飞行高度和行进方向，以及设定和调整无人机的飞行目的点坐标，包括将遥控设备自身的坐标设为目的点坐标以命令无人机返航。将无人机应用于电力线路检测时，一般已经预先设定好自主巡航的路径，该路径与电力线路的走向基本一致，且飞行高度一般在电力线路架设高度之上的50米-100米，从而无人机搭载的摄像装置在飞行过程中可以拍摄电力线路及沿途电力设施的画面，画面实时回传给检测人员观看，从中发现异常。检测人员还可以同时操作遥控设备，人工调节无人机的飞行高度和行进方向，从而拉近拍摄位置以保证画面拍摄效果，或者是在预设的巡航路径与电力线路的实际走向发生较大偏离时通过人工操作来进行修正，检测人员还可以随时命令无人机中止行进而保持悬停，以便对电力线路中疑似异常的位置进行仔细观测。另外，用于电力线路检测的无人机除了配备常规的摄像装置，有的还配置专业化的检测设备。例如，我国专利技术专利CN105292470A提出了一种电力线路检测无人机，该无人机配备了热源探测器，可以对电力线路产生热量的部分进行检测，侦测着火点和局部高温点。现有技术当中应用于电力线路检测的无人机存在以下方面的缺点：首先，当预设的巡航路径相对于电力线路走向出现偏差时，如前文所述，就只能依靠人工操作遥控设备来控制无人机的行进方向，不具备自主修正行进方向以保证无人机的巡航路径与电力线路延伸走向充分重合的能力，人工操作不但繁琐，而且很容易因操作不当造成无人机与电力线路或者设施碰撞，给无人机或线路本身带来损坏。其次，电力线路外围一定距离内存在比较强大的电磁辐射，会干扰无人机GPS定位和巡航芯片，一旦定位巡航功能失灵，无人机的飞行就不可控制，也很容易发生碰撞事故；为了避免这一问题，现有技术中无人机只能与电力线路及设施保持足够的间距，一般在50米以上，但是这样也就会给拍摄和检测的效果造成不利影响，例如热源检测当中对于一些发热量不大的局部放电问题在比较远的距离上就无法进行检测，这就导致无法及时发现电力线路存在的隐患，一旦小隐患演变成大问题，不仅补救起来更加麻烦，也势必会影响人们的正常工作生活。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种自动巡航电力线路检测无人机及其检测方法，该无人机具备自主巡航功能，可以分析拍摄画面中电力线路的延伸走向，并自适应调节飞行行进方向，保证无人机的巡航路径与电力线路延伸走向一致，即便在根据GPS定位设定的巡航路径发生偏离或GPS定位因电磁干扰而短时失灵的状态下，仍然可以维持沿电力线巡航的功能，不需要人工遥控。无人机搭载多类型的检测设备，检测设备搭载云台可以三轴全向调节检测朝向，支持抵近电力检测，能准确发现电力线路当中存在的细微隐患，解决了传统无人机巡航路径易发生偏离、需要人工遥控介入、意外事故概率高、无人机与电力线路的检测间距远、可靠性差的问题。(二)技术方案为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种自动巡航电力线路检测无人机，包括主机身，所述主机身上表面的四角均开设有安装涵道，所述安装涵道的内部固定安装有动力电机，所述动力电机的输出轴固定连接有扇叶连接板，所述扇叶连接板的外侧面均匀固定连接有旋翼扇叶，所述主机身的六个外表面均固定连接有障碍物防撞检测部件；所述主机身的中心处开设有空腔，所述空腔的内部设置有信息处理装置，所述主机身底面的中心处开设有收纳槽，所述收纳槽的内部设置有滑动驱动电机，所述滑动驱动电机的输出轴通过联轴器与螺纹杆的顶端固定连接，所述螺纹杆的底端延伸至螺纹管的内部并与螺纹管螺纹连接，所述螺纹管的底端与电机座的上表面固定连接，所述收纳槽左右两侧的槽壁均开设有滑动槽，所述电机座通过滑板与滑动槽滑动连接；所述电机座底面的中心处固定连接有平转驱动电机，所述平转驱动电机的输出轴与电机连接板的上表面固定连接，所述电机连接板的底面固定安装有俯仰驱动电机，所述俯仰驱动电机的输出轴固定连接有齿轮，所述俯仰驱动电机底侧外表面的前后两端均固定连接有转轴座，所述转轴座通过转动轴与齿牙板转动连接，所述齿牙板与齿轮啮合，所述齿牙板的底面固定连接有挂载板，所述挂载板底面的固定连接有红外感应器、摄像头以及电磁信号感应器；所述信息处理装置包括电源模块、GPS模块、陀螺仪传感器、处理器模块和无线通信模块，所述GPS模块、障碍物防撞检测部件、红外感应器、摄像头、电磁信号感应器与陀螺仪传感器的输出端均与处理器模块的输入端电连接，所述处理器模块的输出端与无线通信模块的输入端电连接，所述无线通信模块用于与计算机双向无线信号连接；所述处理器模块获得摄像头拍摄的影像画面信号、红外传感器感应的红外影像信号、电磁信号感应器感应的电磁波型信号，通过所述无线通信模块将上述信号数据实时无线传输给计算机；处理器模块还对各个所述驱动电机输出调节控制信号，实现拍摄以及检测朝向的调节；所述处理器模块向动力电机发送启动、停止以及转速的控制信号，控制无人机的飞行状态；所述处理器模块通过GPS模块定位无人机位置坐标，并且通过所述无线通信模块从计算机获得一个或者多个目的点位置坐标；处理器模块根据当前的无人机位置坐标以及各个目的点位置坐标，设定初始巡航路径；并且，处理器模块根据摄像头拍摄的影像画面信号，从中分析电力线路的延伸走向，并基于该走向，自适应调节无人机飞行的行进方向，修正初始巡航路径。优选的，所述主机身四个侧面的中心处均开设有凹进部，障碍物防撞检测部件固定安装在凹进部的槽底，且障碍物防撞检测部件均不突出凹进部，主机身上表面的中心处与主机身的下表面中心处均开设有卡槽，卡槽的内部安装有障碍物防撞检测部件。优选的是，处理器模块还接收各个障碍物防撞检测部件传来的测距信号，在预定安全距离内出现障碍物时，处理器模块立即控制动力电机使无人机的飞行进入悬停状态。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动巡航电力线路检测无人机，其特征在于，包括主机身，所述主机身上表面的四角均开设有安装涵道，所述安装涵道的内部固定安装有动力电机，所述动力电机的输出轴固定连接有扇叶连接板，所述扇叶连接板的外侧面均匀固定连接有旋翼扇叶，所述主机身的六个外表面均固定连接有障碍物防撞检测部件；所述主机身的中心处开设有空腔，所述空腔的内部设置有信息处理装置，所述主机身底面的中心处开设有收纳槽，所述收纳槽的内部设置有滑动驱动电机，所述滑动驱动电机的输出轴通过联轴器与螺纹杆的顶端固定连接，所述螺纹杆的底端延伸至螺纹管的内部并与螺纹管螺纹连接，所述螺纹管的底端与电机座的上表面固定连接，所述收纳槽左右两侧的槽壁均开设有滑动槽，所述电机座通过滑板与滑动槽滑动连接；所述电机座底面的中心处固定连接有平转驱动电机，所述平转驱动电机的输出轴与电机连接板的上表面固定连接，所述电机连接板的底面固定安装有俯仰驱动电机，所述俯仰驱动电机的输出轴固定连接有齿轮，所述俯仰驱动电机底侧外表面的前后两端均固定连接有转轴座，所述转轴座通过转动轴与齿牙板转动连接，所述齿牙板与齿轮啮合，所述齿牙板的底面固定连接有挂载板，所述挂载板底面的固定连接有红外感应器、摄像头以及电磁信号感应器；所述信息处理装置包括电源模块、GPS模块、陀螺仪传感器、处理器模块和无线通信模块，所述GPS模块、障碍物防撞检测部件、红外感应器、摄像头、电磁信号感应器与陀螺仪传感器的输出端均与处理器模块的输入端电连接，所述处理器模块的输出端与无线通信模块的输入端电连接，所述无线通信模块用于与计算机双向无线信号连接；所述处理器模块获得摄像头拍摄的影像画面信号、红外传感器感应的红外影像信号、电磁信号感应器感应的电磁波型信号，通过所述无线通信模块将上述信号数据实时无线传输给计算机；处理器模块还对各个所述驱动电机输出调节控制信号，实现拍摄以及检测朝向的调节；所述处理器模块向动力电机发送启动、停止以及转速的控制信号，控制无人机的飞行状态；所述处理器模块通过GPS模块定位无人机位置坐标，并且通过所述无线通信模块从计算机获得一个或者多个目的点位置坐标；处理器模块根据当前的无人机位置坐标以及各个目的点位置坐标，设定初始巡航路径；并且，处理器模块根据摄像头拍摄的影像画面信号，从中分析电力线路的延伸走向，并基于该走向，自适应调节无人机飞行的行进方向，修正初始巡航路径。...

【技术特征摘要】
1.一种自动巡航电力线路检测无人机，其特征在于，包括主机身，所述主机身上表面的四角均开设有安装涵道，所述安装涵道的内部固定安装有动力电机，所述动力电机的输出轴固定连接有扇叶连接板，所述扇叶连接板的外侧面均匀固定连接有旋翼扇叶，所述主机身的六个外表面均固定连接有障碍物防撞检测部件；所述主机身的中心处开设有空腔，所述空腔的内部设置有信息处理装置，所述主机身底面的中心处开设有收纳槽，所述收纳槽的内部设置有滑动驱动电机，所述滑动驱动电机的输出轴通过联轴器与螺纹杆的顶端固定连接，所述螺纹杆的底端延伸至螺纹管的内部并与螺纹管螺纹连接，所述螺纹管的底端与电机座的上表面固定连接，所述收纳槽左右两侧的槽壁均开设有滑动槽，所述电机座通过滑板与滑动槽滑动连接；所述电机座底面的中心处固定连接有平转驱动电机，所述平转驱动电机的输出轴与电机连接板的上表面固定连接，所述电机连接板的底面固定安装有俯仰驱动电机，所述俯仰驱动电机的输出轴固定连接有齿轮，所述俯仰驱动电机底侧外表面的前后两端均固定连接有转轴座，所述转轴座通过转动轴与齿牙板转动连接，所述齿牙板与齿轮啮合，所述齿牙板的底面固定连接有挂载板，所述挂载板底面的固定连接有红外感应器、摄像头以及电磁信号感应器；所述信息处理装置包括电源模块、GPS模块、陀螺仪传感器、处理器模块和无线通信模块，所述GPS模块、障碍物防撞检测部件、红外感应器、摄像头、电磁信号感应器与陀螺仪传感器的输出端均与处理器模块的输入端电连接，所述处理器模块的输出端与无线通信模块的输入端电连接，所述无线通信模块用于与计算机双向无线信号连接；所述处理器模块获得摄像头拍摄的影像画面信号、红外传感器感应的红外影像信号、电磁信号感应器感应的电磁波型信号，通过所述无线通信模块将上述信号数据实时无线传输给计算机；处理器模块还对各个所述驱动电机输出调节控制信号，实现拍摄以及检测朝向的调节；所述处理器模块向动力电机发送启动、停止以及转速的控制信号，控制无人机的飞行状态；所述处理器模块通过GPS模块定位无人机位置坐标，并且通过所述无线通信模块从计算机获得一个或者多个目的点位置坐标；处理器模块根据当前的无人机位置坐标以及各个目的点位置坐标，设定初始巡航路径；并且，处理器模块根据摄像头拍摄的影像画面信号，从中分析电力线路的延伸走向，并基于该走向，自适应调节无人机飞行的行进方向，修正初始巡航路径。2.根据权利要求1所述的自动巡航电力线路检测无人机，其特征在于，所述主机身四...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文杰，钱华建，鞠飞，陈福友，隋革训，杜吉奎，从意誉，曲晓东，孙维杰，王越，孟范伟，姜枞，王志伟，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司荣成市供电公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：山东,37