基于无线充电技术的风电场巡检无人机及其控制系统技术方案

本发明专利技术公开了基于无线充电技术的风电场巡检无人机及其控制系统，包括无人机本体，所述无人机本体的一端对称安装有旋翼连接臂，所述旋翼连接臂的一端固定连接有旋翼电机安装座，本发明专利技术结构科学合理，使用安全方便，无人机本体降落在无人机停机坪上后，会使压敏电阻导通，充电线圈发射端闭合，对无人机本体内部的电池进行无线充电，可在无人机本体使用后，快速对无人机本体进行无线充电，无需人工对无人机本体进行充电，通过缓冲支架底端缓冲槽内缓冲弹簧和缓冲伸缩柱的收缩，可减少无人机本体降落时，缓冲支架传递至固定支架的冲力，可在无人机本体降落时减少冲力传递至无人机本体内部，增加了对无人机本体的缓冲减震防护。

Wind farm patrol UAV and its control system based on wireless charging technology

The invention discloses a wind farm patrol UAV based on wireless charging technology and its control system, including an UAV body. One end of the UAV body is symmetrically installed with a rotor connecting arm, and one end of the rotor connecting arm is fixed with a rotor motor mounting seat. The structure of the invention is scientific and reasonable, and the use of the UAV body is safe and convenient. After landing on the UAV apron, the UAV body is equipped with a rotor connecting arm. It can turn on the varistor, close the transmitting end of the charging coil and charge the batteries inside the UAV body wirelessly. After the use of the UAV body, it can quickly charge the UAV body wirelessly. It does not need to charge the UAV body manually. By contracting the buffer spring and the buffer expansion column in the buffer slot at the bottom of the buffer bracket, the landing time of the UAV body can be reduced. The impulse transmitted by the buffer bracket to the fixed bracket can reduce the impulse transmitted to the inside of the UAV body when the UAV body landed, and increase the shock absorption protection of the UAV body.

【技术实现步骤摘要】
基于无线充电技术的风电场巡检无人机及其控制系统
本专利技术涉及无人机
，具体为基于无线充电技术的风电场巡检无人机及其控制系统。
技术介绍
风力发电是资源潜力大，技术基本成熟的可再生能源，在减排温室气体、应对气候变化的新形势下，风电越来越受到世界各国的重视，并已在全球大规模开发利用，随着风力发电技术的革新和国家政策的变化，风力发电场规模大型化发展趋势明显，例如目前在建的全国单体容量最大的集中式平原风电场装机容量为500MW，场区范围总面积约120平方公里，目前的风力发电场巡检就有以下的特点：1、全部人工巡检或无人机辅助人工巡检；2、无人机辅助巡检时，无人机续航能力一般在30分钟以内，不满足巡检大型风力发电场的要求，且仍需人工巡检员参与，人工成本高，自动化、智能化程度低；3、遇到雨雪天气，道路难行，巡检任务就要推迟，目前现有的风电场巡检无人机，自动化程度太低，需人工携带至风电场附近，再进行人工操控飞行和拍摄，在极端恶劣天气的情况下，人员无法到场，则导致风电场巡检无人机也无法正常使用，导致无法对风电场进行及时的巡检，且现有的风电场巡检无人机，在降落时，往往只是依靠无人机底端的支架进行降落，在远程操控和恶劣天气情况下，容易影响无人机降落的精确度，导致无人机降落时产生过大的冲击力，从无人机底端的支架传输至无人机内部，从而可能影响无人机内部元器件的运行，导致无人机产生损坏。
技术实现思路
本专利技术提供技术方案，可以有效解决上述
技术介绍
中提出的自动化程度太低，需人工携带至风电场附近，再进行人工操控飞行和拍摄，在极端恶劣天气的情况下，人员无法到场，则导致风电场巡检无人机也无法正常使用，导致无法对风电场进行及时的巡检，且现有的风电场巡检无人机，在降落时，往往只是依靠无人机底端的支架进行降落，在远程操控和恶劣天气情况下，容易影响无人机降落的精确度，导致无人机降落时产生过大的冲击力，从无人机底端的支架传输至无人机内部，从而可能影响无人机内部元器件的运行，导致无人机产生损坏的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：基于无线充电技术的风电场巡检无人机，包括无人机本体，所述无人机本体的一端对称安装有旋翼连接臂，所述旋翼连接臂的一端固定连接有旋翼电机安装座，所述旋翼电机安装座的顶端嵌入安装有无人机旋翼电机，所述无人机旋翼电机的顶端转动连接有无人机旋翼，所述无人机本体的下方设置有无人机停机坪，所述无人机停机坪的顶端外侧均匀安装有LED红灯；所述无人机本体与旋翼连接臂连接处设置有密封安装机构，所述密封安装机构包括固定安装座、紧固槽、紧固弹簧、紧固伸缩柱、密封垫圈和紧固螺栓；所述无人机本体的一端对称安装有固定安装座，所述旋翼连接臂与固定安装座之间通过紧固螺栓进行安装，且旋翼连接臂的一端对应紧固螺栓位置处开设有通孔，所述固定安装座的一端均匀开设有紧固槽，所述紧固槽的一端内壁固定连接有紧固弹簧，所述紧固弹簧的一端连接有紧固伸缩柱，所述紧固伸缩柱的另一端安装有密封垫圈。优选的，所述无人机本体的底端对称设置有缓冲减震机构，所述缓冲减震机构包括固定支架、缓冲槽、缓冲弹簧、缓冲伸缩柱、缓冲连接杆、缓冲支架和缓冲垫；所述无人机本体的底端对称安装有固定支架，所述固定支架的底端开设有缓冲槽，所述缓冲槽的顶端内壁固定连接有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的底端连接有缓冲伸缩柱，所述缓冲伸缩柱的底端固定连接有缓冲连接杆，所述缓冲连接杆的底端固定安装有缓冲支架，所述缓冲支架的底端对称连接有缓冲垫。优选的，所述无人机停机坪的顶端嵌入安装有无线充电机构，所述无线充电机构包括安装腔、停机软垫、压敏电阻、回复伸缩柱、回复弹簧和充电线圈发射端；所述无人机停机坪的顶端开设有安装腔，所述安装腔的顶端连接有停机软垫，所述安装腔的底端内壁中心处安装有压敏电阻，所述压敏电阻的一端对应安装腔底端内壁位置处均匀安装有回复伸缩柱，所述回复伸缩柱的外侧连接有回复弹簧，所述无人机停机坪的底端连接有充电线圈发射端。优选的，所述无人机本体的底端中心处设置有移动摄像头构，所述移动摄像头构包括安装仓、驱动马达、传动齿链、传动齿轮、传动齿条、滑动安装板、滑槽、摄像头安装座和摄像头；所述无人机本体的底端设置有安装仓，所述安装仓的底端内壁安装有驱动马达，所述驱动马达的一端啮合连接有传动齿链，所述传动齿链的一端啮合连接有传动齿轮，所述传动齿轮的底端啮合连接有传动齿条，所述安装仓的底端对称安装有滑动安装板，所述滑动安装板的一端开设有滑槽，所述滑槽的一端滑动连接有摄像头安装座，所述摄像头安装座的底端安装有摄像头；所述驱动马达和摄像头的输入端电性连接无人机本体内置电源的输出端。优选的，所述旋翼连接臂的一端设置有旋翼防护机构，所述旋翼防护机构包括固定板、固定螺栓、连接杆和旋翼防护板；所述旋翼连接臂的两端对称安装有固定板，所述固定板的一端连接有连接杆，所述连接杆的一端固定安装有旋翼防护板，所述固定板与旋翼连接臂之间通过固定螺栓连接，且固定板、连接杆和旋翼防护板的外侧均贴附有橡胶软套。优选的，所述滑动安装板的一侧对应安装仓底端位置处连接有充电线圈接收端，且充电线圈接收端与无人机本体内置电源连接。优选的，所述充电线圈发射端的外侧包覆有防水膜，且充电线圈发射端与风电场风机机舱电源连接。基于无线充电技术的风电场巡检无人机控制系统，包括电量检测模块、无线充电模块、控制模块、定点巡航模块、飞行路线坐标记录模块、旋翼电机驱动模块、接收端线圈继电器驱动模块和无线通讯模块，所述电量检测模块包括电池电流传感器和电池电压传感器，所述无线充电模块包括充电线圈接收端、压敏电阻和充电线圈发射端，所述控制模块包括单片机，所述定点巡航模块包括GPS定位器，所述飞行路线坐标记录模块包括摄像头，所述旋翼电机驱动模块包括旋翼电机，所述接收端线圈继电器驱动模块包括继电器，所述无线通讯模块包括无线信号传输器。根据上述技术特征，所述无线充电模块包括充电线圈接收端、压敏电阻和充电线圈发射端，所述充电线圈接收端、压敏电阻和充电线圈发射端是指接收充电线圈发射端发射出的电磁信号，并将其转化为电能存储在无人机电池中，所述压敏电阻是指无人机降落在停机坪上后，停机坪受到压力，压敏电阻导通，充电线圈发射端闭合，继电器闭合，充电线圈接收端闭合，无人机电池开始充电，所述充电线圈发射端是指接通风机机舱电源，并将电能转化为电磁信号外放。根据上述技术特征，所述控制模块包括单片机，所述单片机是指对无人机电池电压电流信号、GPS定位信号和无人机摄像头信号进行接收，分析并传输至无线信号传输器。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术结构科学合理，使用安全方便：1、通过安装仓内驱动马达的运行，带动传动齿链移动，结合传动齿链、传动齿轮和传动齿条之间的啮合传动，带动传动齿条移动，可带动传动齿条底端的摄像头安装座和摄像头移动，从而可在无人机飞行时对摄像头的位置进行调整，快速改变拍摄的位置，可减少因摄像头安装位置固定，导致拍摄景象不完全的情况出现。2、通过将旋翼连接臂塞入固定安装座内，旋翼连接臂带动密封垫圈内移，紧固弹簧和紧固伸缩柱收缩，通过紧固螺栓可将旋翼连接臂与固定安装座之间固定，结合紧固弹簧和紧固伸缩柱的回弹，可对密封垫圈产生一个作用力，从而可减少密封垫圈与旋翼连接臂之间产生缝隙的概率，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于无线充电技术的风电场巡检无人机，包括无人机本体(1)，其特征在于：所述无人机本体(1)的一端对称安装有旋翼连接臂(2)，所述旋翼连接臂(2)的一端固定连接有旋翼电机安装座(3)，所述旋翼电机安装座(3)的顶端嵌入安装有无人机旋翼电机(4)，所述无人机旋翼电机(4)的顶端转动连接有无人机旋翼(5)，所述无人机本体(1)的下方设置有无人机停机坪(6)，所述无人机停机坪(6)的顶端外侧均匀安装有LED红灯(7)；所述无人机本体(1)与旋翼连接臂(2)连接处设置有密封安装机构(8)，所述密封安装机构(8)包括固定安装座(801)、紧固槽(802)、紧固弹簧(803)、紧固伸缩柱(804)、密封垫圈(805)和紧固螺栓(806)；所述无人机本体(1)的一端对称安装有固定安装座(801)，所述旋翼连接臂(2)与固定安装座(801)之间通过紧固螺栓(806)进行安装，且旋翼连接臂(2)的一端对应紧固螺栓(806)位置处开设有通孔，所述固定安装座(801)的一端均匀开设有紧固槽(802)，所述紧固槽(802)的一端内壁固定连接有紧固弹簧(803)，所述紧固弹簧(803)的一端连接有紧固伸缩柱(804)，所述紧固伸缩柱(804)的另一端安装有密封垫圈(805)。...

【技术特征摘要】
1.基于无线充电技术的风电场巡检无人机，包括无人机本体(1)，其特征在于：所述无人机本体(1)的一端对称安装有旋翼连接臂(2)，所述旋翼连接臂(2)的一端固定连接有旋翼电机安装座(3)，所述旋翼电机安装座(3)的顶端嵌入安装有无人机旋翼电机(4)，所述无人机旋翼电机(4)的顶端转动连接有无人机旋翼(5)，所述无人机本体(1)的下方设置有无人机停机坪(6)，所述无人机停机坪(6)的顶端外侧均匀安装有LED红灯(7)；所述无人机本体(1)与旋翼连接臂(2)连接处设置有密封安装机构(8)，所述密封安装机构(8)包括固定安装座(801)、紧固槽(802)、紧固弹簧(803)、紧固伸缩柱(804)、密封垫圈(805)和紧固螺栓(806)；所述无人机本体(1)的一端对称安装有固定安装座(801)，所述旋翼连接臂(2)与固定安装座(801)之间通过紧固螺栓(806)进行安装，且旋翼连接臂(2)的一端对应紧固螺栓(806)位置处开设有通孔，所述固定安装座(801)的一端均匀开设有紧固槽(802)，所述紧固槽(802)的一端内壁固定连接有紧固弹簧(803)，所述紧固弹簧(803)的一端连接有紧固伸缩柱(804)，所述紧固伸缩柱(804)的另一端安装有密封垫圈(805)。2.根据权利要求1所述的基于无线充电技术的风电场巡检无人机，其特征在于，所述无人机本体(1)的底端对称设置有缓冲减震机构(9)，所述缓冲减震机构(9)包括固定支架(901)、缓冲槽(902)、缓冲弹簧(903)、缓冲伸缩柱(904)、缓冲连接杆(905)、缓冲支架(906)和缓冲垫(907)；所述无人机本体(1)的底端对称安装有固定支架(901)，所述固定支架(901)的底端开设有缓冲槽(902)，所述缓冲槽(902)的顶端内壁固定连接有缓冲弹簧(903)，所述缓冲弹簧(903)的底端连接有缓冲伸缩柱(904)，所述缓冲伸缩柱(904)的底端固定连接有缓冲连接杆(905)，所述缓冲连接杆(905)的底端固定安装有缓冲支架(906)，所述缓冲支架(906)的底端对称连接有缓冲垫(907)。3.根据权利要求1所述的基于无线充电技术的风电场巡检无人机，其特征在于，所述无人机停机坪(6)的顶端嵌入安装有无线充电机构(10)，所述无线充电机构(10)包括安装腔(1001)、停机软垫(1002)、压敏电阻(1003)、回复伸缩柱(1004)、回复弹簧(1005)和充电线圈发射端(1006)；所述无人机停机坪(6)的顶端开设有安装腔(1001)，所述安装腔(1001)的顶端连接有停机软垫(1002)，所述安装腔(1001)的底端内壁中心处安装有压敏电阻(1003)，所述压敏电阻(1003)的一端对应安装腔(1001)底端内壁位置处均匀安装有回复伸缩柱(1004)，所述回复伸缩柱(1004)的外侧连接有回复弹簧(1005)，所述无人机停机坪(6)的底端连接有充电线圈发射端(1006)。4.根据权利要求1所述的基于无线充电技术的风电场巡检无人机，其特征在于，所述无人机本体(1)的底端中心处设置有移动摄像头构(11)，所述移动摄像头构(11)包括安装仓(1101)、驱动马达(1102)、传动齿链(1103)、传动齿轮(1104)、传动齿条(1105)、滑动安装板(1106)、滑槽(1107)、摄像头安装座(1108)和摄像...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖毛雄，赵楠，易宏，王圣坤，
申请(专利权)人：华能安阳能源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河南,41