接触线、接触网和无人机制造技术

本案涉及给无人机充电的接触线、接触网、以及配套的无人机。该接触线主要由表面绞合层及其包裹的芯体组成，表面绞合层主要由金属单线(101)构成，形成表面导体，芯体具有被绝缘材料包围的内部导体(103)；表面导体用于给无人机充电，内部导体用于给电力中继提供高压馈电；这样，不用敷设分立的高压馈电线，或依赖沿线外部电源，就可实现长距离线路；另外，内置的光纤(105)可以支持与无人机的通信中继；稀疏地缠绕在表面导体上的绝缘间隔线(102)可以防止接触线相互碰触时发生短路。接触网整体结构简单，易于制造、安装和维护；配套的无人机可以在接触线上停靠充电，并同时执行监视任务。

Contact wire, catenary and UAV

【技术实现步骤摘要】
接触线、接触网和无人机
本案属于无人机领域，具体涉及给无人机充电的接触线、接触网，以及配套的无人机。
技术介绍
目前无人机开始应用于输电线路、石油管线、交通道路、安防周界、边界等线型设施的巡检。电池的续航能力一直是巡检无人机应用的一个瓶颈，通常无人机在空中飞行30分钟后就需要返回地面充电或者更换电池，才能继续执行飞行任务，这种情况就大大制约了无人机的活动距离和定点监视能力。定点监视是指对事故现场、故障点或其他特定区域的持续监视。在巡检路径上设置充电点可以缓解这一问题。目前充电点的一般形态为无人停机坪。德国Skysense公司开发的产品包括一个表面镀金的充电平板，镀金层按照特定的规则分成了若干导通区并分配电极；通过外接电源，充电平板可以为无人机提供10A的充电电流。无人机的落脚架足部安装有镀金弹簧触点，通过引线接至电池充电电路；这样无人机只要降落在充电平板上，镀金弹簧触点与充电平板接触，就可进行充电，过程中不需要有人在现场进行干预和辅助。无人停机坪的问题在于有选址占地和供电的要求，缺乏灵活性，成本上也不允许以密集的间隔布设，在充电时，通常不能同时执行监视任务。另一种方案是设置在电杆上的挂靠充电点，不足之处是需要对大量电杆逐个进行改造工作。借鉴现有的交通接触网技术，沿着巡检线路布设架空接触线，就可以随时随地为无人机提供充电和定点监视停靠点。但目前的接触网一般包括接触线、接触线吊装支架、电杆、高压供电线和变电设备，结构复杂，电杆间距小，安装和维护的工作量很大。可见，以现有技术实现巡检线路沿线供电，工作量都很大，建设和维护费用不菲。
技术实现思路
本案的目的是为了提供给无人机充电的接触线、接触网，以及配套的无人机，结构简单，易于制造、安装和维护。为了解决以上技术问题，在同一个构思下，本案涉及接触线、接触网和无人机三种产品，分别通过以下技术方案实现：一种接触线，主要由表面绞合层和所述表面绞合层包裹的芯体组成，所述表面绞合层的绞合线主要由金属单线组成，构成表面导体，所述芯体具有被绝缘材料包围的内部导体。作为优选方案之一，上述接触线，还包括光纤，设置在表面绞合层的绞合线或芯体内。作为优选方案之一，上述接触线，还包括绝缘间隔线，稀疏地缠绕在表面绞合层上，覆盖比不超过25％，所述绝缘间隔线由绝缘材料制成、或内含导体外面包覆绝缘材料。作为优选方案之一，上述接触线中，所述芯体具有至少两个内部导体，各自被绝缘材料包围，相互间绝缘。作为优选方案之一，上述接触线中，所述芯体包括抗拉部件。一种接触网，包括电源、多根电杆和两根由所述电杆架空平行安装的接触线，所述接触线是上述的接触线，还包括沿线分布的多个降压装置；所述两根接触线的内部导体被全部或部分地分配为馈电线路，所述电源输出端和所述降压装置的高压输入端并联接入所述馈电线路；所述两根接触线的表面导体，构成双导体的充电线路，所述降压装置的低压输出端并联接入所述充电线路。作为优选方案之一，上述接触网，还包括控制装置，所述控制装置包括无人机通信模块、计算机控制模块和开关部件，所述计算机控制模块连接所述无人机通信模块和开关部件，所述开关部件设置在所述降压装置的低压输出端和充电线路的连接线中，受所述计算机控制模块控制；所述无人机通信模块至少包括WIFI模块、无人机无线电模块、利用充电线路的电力线载波模块、移动电话网络模块中的一种。作为优选方案之一，上述接触网中，所述两根接触线至少有一根还包括设置在表面绞合层的绞合线或芯体内的光纤，所述控制装置还包括光纤通信模块，与所述光纤和所述计算机控制模块连接。作为优选方案之一，上述接触网中，所述两根接触线至少有一根还包括设置在表面绞合层绞合线或芯体内的光纤，所述控制装置还包括光纤通信模块，与所述光纤和所述无人机通信模块连接。一种无人机，包括旋翼悬臂和电池充电电路，至少两个旋翼悬臂的下部设置有金属触条，所述金属触条分别通过引线和电池充电电路连接；所述金属触条朝外的一端布置有起落架支撑腿或防脱钩。作为优选方案之一，上述无人机中，所述金属触条的工作面上具有棱或齿。另一种无人机，包括机体和电池充电电路，还包括位于机体上部的横臂，和连接所述横臂中部和所述机体的立臂，所述横臂两边下部各设置一个金属触条，分别通过引线和电池充电电路连接。另一种无人机，包括机体和电池充电电路，还包括位于机体上部的两个挂钩，和连接所述挂钩和所述机体的立臂，所述挂钩为金属制成或在内侧上部具有金属触条，分别通过引线和电池充电电路连接；两个挂钩开口方向与它们钩顶连线呈0度或180度。本案的有益效果在于：在一个绞合式接触线上同时设置了表面导体和内部导体，表面导体用于给无人机充电，内部导体用于高压供电，为充电电路提供电力中继；这样，不用敷设分立并行的高压供电线，或依赖沿线外部电源，就可实现长距离线路；另外，内置的光纤可以支持与无人机的通信中继；稀疏地缠绕在表面导体上的绝缘间隔线可以防止接触线相互碰触时发生短路。绞合线结构简单、易于生产、采用张力安装，不需要吊装支架，电杆间距可以较大；接触网整体结构简单，易于制造、安装和维护；配套的无人机可以在接触线上停靠充电，并同时执行监视任务。附图说明包括12幅附图，说明如下：图1为接触线实施例1结构示意图图2为接触线实施例2结构示意图图3为接触线实施例3结构示意图图4为接触线实施例4结构示意图图5为接触网实施例1和2结构示意图图6为接触网实施例1配电箱内部结构示意图图7为接触网实施例2配电箱内部结构示意图图8为无人机实施例1结构示意图图9为无人机实施例2结构示意图图10为无人机实施例3结构示意图图11为无人机实施例4结构示意图图12为无人机充电电路整流器接线示意图以上附图中：101为金属单线，102为绝缘间隔线，103为内部导体，104为抗拉部件，105为光纤；190为表面导体，201为接触线(泛指)，202为控制装置，203为计算机控制模块，204为电力线载波模块，205为无线通信模块，206为电源模块，207为开关部件，208为采样电表，209为光纤通信模块，210为降压装置，251为电杆，252为电源，253为配电箱，261为上行接触线(两根)，262为下行接触线(两根)，291为馈电线路，292为充电线路，296为第一馈电线路，297为第二馈电线路，299为远程终端；300为无人机，301为机身，302为旋翼悬臂，303为起落架支撑腿，304为防脱钩，305为横臂，306为立臂，307为挂钩，310为金属触条(泛指)，311为第一金属触条，312为第二金属触条，313为第三金属触条，314为第四金属触条，319为引线，320为电池充电电路模块，321为第一整流器，322为第二整流器，351为工作载荷。具体实施方式下面结合附图对本案产品的具体实施方式作详细描述，分为接触线、接触网和无人机三个部分。第一部分接触线总体说明：接触线是绞合线，主要由表面绞合层和其包裹的芯体组成。表面绞合层以正规绞合方式将一组直径相等或大致相等的单线缠绕在一个芯体表面，形成一个排列紧密的单线层，节径比一般设置在5～20之间。芯体也可以是绞合线结构，其外绞合层的螺旋方向宜和表面绞合层相反。金属单线可以在铝线、铜线、铝合金线、铝包钢线、铜包钢线等中选取。内部导体可以在铝线、铜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种接触线，其特征在于，主要由表面绞合层和所述表面绞合层包裹的芯体组成，所述表面绞合层的绞合线主要是金属单线，构成表面导体，所述芯体具有被绝缘材料包围的内部导体。

【技术特征摘要】
1.一种接触线，其特征在于，主要由表面绞合层和所述表面绞合层包裹的芯体组成，所述表面绞合层的绞合线主要是金属单线，构成表面导体，所述芯体具有被绝缘材料包围的内部导体。2.根据权利要求1所述的接触线，其特征在于，还包括光纤，设置在表面绞合层的绞合线或芯体内。3.根据权利要求1或2所述的接触线，其特征在于，还包括绝缘间隔线，稀疏地缠绕在表面绞合层上，覆盖比不超过25％，所述绝缘间隔线由绝缘材料制成、或内含导体外面包覆绝缘材料。4.根据权利要求1或2所述的接触线，其特征在于，所述芯体具有至少两个内部导体，各自被绝缘材料包围，相互间绝缘。5.根据权利要求1或2所述的接触线，其特征在于，所述芯体包括抗拉部件。6.一种接触网，包括电源、多根电杆和两根由所述电杆架空平行安装的接触线，其特征在于，所述接触线是如权利要求1所述的接触线，还包括沿线分布的多个降压装置；所述两根接触线的内部导体被全部或部分地分配为馈电线路，所述电源输出端和所述降压装置的高压输入端并联接入所述馈电线路；所述两根接触线的表面导体，构成双导体的充电线路，所述降压装置的低压输出端并联接入所述充电线路。7.根据权利要求6所述的接触网，其特征在于，还包括控制装置，所述控制装置包括无人机通信模块、计算机控制模块和开关部件，所述计算机控制模块连接所述无人机通信模块和开关部件，所述开关部件设置在所述降压装置的低压输出端和充电线路的连接线中...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨峰，
申请(专利权)人：杨峰，
类型：新型
国别省市：上海,31