輸電線路無(wú)人直升機(jī)巡線系統(tǒng)研究及應(yīng)用可行性研究報(bào)告(編輯修改稿)
2025-06-06 18:22 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 巡線直升機(jī)攜帶了高清攝像機(jī)、無(wú)線圖傳數(shù)傳通訊設(shè)備、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、云臺(tái)系統(tǒng)等一系列設(shè)備，因此需要將這些獨(dú)立工作的系統(tǒng)集成為一個(gè)完整的飛行控制系統(tǒng)，以滿足巡線的需求。設(shè)備的集成需要考慮到以下幾方面的問(wèn)題：（1）：無(wú)人直升機(jī)自身的配重問(wèn)題需要使得無(wú)人直升機(jī)的重量平衡，否則會(huì)出現(xiàn)機(jī)頭重而導(dǎo)致飛行穩(wěn)定性能下降等問(wèn)題。（2）：機(jī)載設(shè)備的電氣連接問(wèn)題機(jī)載設(shè)備的安裝位置必須要考慮設(shè)備相互之間的連接，具有耦合功能的設(shè)備需要安裝在相近的位置，同時(shí)要考慮連接電纜的走向及固定問(wèn)題，以免在飛行的過(guò)程中松落而導(dǎo)致飛行隱患。（3）：無(wú)人直升機(jī)的檢修問(wèn)題設(shè)備集成的最佳效果是以不需要拆卸任務(wù)設(shè)備，就能夠?qū)o(wú)人直升機(jī)進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)方面的檢修。（4）：機(jī)載設(shè)備的檢修問(wèn)題機(jī)載設(shè)備集成的最佳效果，是以能夠不拆卸或簡(jiǎn)便拆卸安裝為標(biāo)準(zhǔn)。5) 無(wú)人直升機(jī)功能設(shè)備的電氣設(shè)計(jì)無(wú)人直升機(jī)的電氣設(shè)計(jì)，以功能模塊化設(shè)計(jì)為原則，按照工作流程的方式進(jìn)行連接。例如：將具有相關(guān)功能的圖傳、數(shù)傳模塊進(jìn)行電氣連接，將云臺(tái)系統(tǒng)與攝像系統(tǒng)進(jìn)行電氣連接，將自動(dòng)巡航系統(tǒng)與GPS定位系統(tǒng)電氣進(jìn)行連接等，最終將所有的連接按照工作流程依次相連，形成一套完整的電氣連接系統(tǒng)。電氣設(shè)計(jì)同時(shí)要考慮到設(shè)備檢修問(wèn)題，要以接線簡(jiǎn)單分明，方便檢修測(cè)試為接線原則。6) 無(wú)人直升機(jī)電力巡線飛行工作規(guī)程制定無(wú)人直升機(jī)巡線應(yīng)用，屬于一個(gè)新興的應(yīng)用領(lǐng)域，并且涉及到飛行安全規(guī)程以及電力安全、操作規(guī)程。目前，尚無(wú)統(tǒng)一的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)定此類飛行任務(wù)的操作流程及規(guī)范。因此，制定出無(wú)人機(jī)工作飛行規(guī)程，以保障此類工作的安全有效開展，具有實(shí)際的指導(dǎo)意義。根據(jù)無(wú)人直升機(jī)的工作任務(wù)，結(jié)合電力相關(guān)的安全規(guī)定，能夠切實(shí)有效的制定出此類示范規(guī)程。7) 巡飛任務(wù)設(shè)計(jì)巡飛任務(wù)的設(shè)計(jì)就是為了保障無(wú)人直升機(jī)高效的完成巡線任務(wù)。巡飛任務(wù)的設(shè)計(jì)包含以下2方面內(nèi)容：（1）：飛行航跡規(guī)劃：對(duì)實(shí)際應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)的桿塔的GPS采集、線路地形方面情況的采集調(diào)研，為制定飛行航線提供最詳實(shí)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。（2）：飛行任務(wù)規(guī)劃：對(duì)重點(diǎn)巡視的對(duì)象進(jìn)行飛行任務(wù)規(guī)劃，例如：進(jìn)行懸停拍攝，盤旋觀察等，可以對(duì)每個(gè)航點(diǎn)進(jìn)行任務(wù)設(shè)計(jì)，保證了任務(wù)完成的質(zhì)量。3. 要描述具體的理論研究步驟，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的地點(diǎn)和試驗(yàn)計(jì)劃。需要試驗(yàn)手段的項(xiàng)目。1） 對(duì)實(shí)際的應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)的桿塔GPS采集、線路地形方面情況的采集調(diào)研，進(jìn)行設(shè)備應(yīng)用的需求分析。2） 進(jìn)行功能設(shè)備的總體需求設(shè)計(jì)，包括任務(wù)設(shè)備的集成方案設(shè)計(jì)3） 高壓環(huán)境下的抗干擾和電磁兼容技術(shù)檢測(cè)4） 分布式控制技術(shù)以及遠(yuǎn)距離無(wú)線通訊技術(shù)監(jiān)測(cè)5） 各項(xiàng)功能模塊的集成，地面控制站的調(diào)整6） 電力無(wú)人直升機(jī)電力巡檢飛行規(guī)程的編寫7） 無(wú)人直升機(jī)巡檢系統(tǒng)的整體裝配、調(diào)試、測(cè)試、試運(yùn)行4. 理論研究和試驗(yàn)內(nèi)容與項(xiàng)目總目標(biāo)的因果關(guān)系；高壓輸電線路以無(wú)人駕駛直升機(jī)技術(shù)為平臺(tái)，結(jié)合了分布式控制技術(shù)、導(dǎo)航及定位技術(shù)、線路探測(cè)技術(shù)和高壓電磁兼容技術(shù)等高科技技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了無(wú)人直升機(jī)的自動(dòng)巡檢。無(wú)人巡檢直升機(jī)能夠以自動(dòng)或遙控的方式，通過(guò)預(yù)制定的飛行航線（可以自定義飛行航線），在衛(wèi)星定位系統(tǒng)的定位和引導(dǎo)下對(duì)高壓輸電線路進(jìn)行巡視。因此保障了無(wú)人直升機(jī)作業(yè)的自動(dòng)巡航功能。利用攜帶的傳感儀器使用視覺檢測(cè)等技術(shù)對(duì)桿塔、導(dǎo)線及絕緣子、線路金具、線路通道等實(shí)施檢測(cè)，并將拍攝和檢測(cè)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸回來(lái)或儲(chǔ)存在硬盤里。從而代替人工對(duì)輸電線路特別是地理環(huán)境惡劣及重要線路進(jìn)行巡檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)桿塔、通道走廊以及運(yùn)行設(shè)備的故障隱患、設(shè)備缺陷等異常現(xiàn)象，完成了輸電線路的巡查功能。因此，通過(guò)以上技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，保證了輸電線路的無(wú)人直升機(jī)巡檢，不僅減輕工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且大大提高巡檢的安全保證和自動(dòng)化水平，達(dá)到減負(fù)增效的目的。5. 寫明理論和試驗(yàn)研究的工作量；1) 巡檢線路的制定：34個(gè)月2) 電磁兼容測(cè)試：15天3) 抗電磁干擾試驗(yàn)：15天4) 設(shè)備集成測(cè)試：15天5) 通訊傳輸測(cè)試：15天6) 設(shè)備裝配測(cè)試：1個(gè)月7) 設(shè)備整體測(cè)試：1個(gè)月6. 需要多家單位共同承擔(dān)的項(xiàng)目，需要寫明各家的分工、職責(zé)和提供的成果，如何組織和協(xié)調(diào)；合作方式、知識(shí)產(chǎn)權(quán)和成果分享的范圍；某超高壓輸變電公司：設(shè)備的需求分析，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的安排協(xié)調(diào)，設(shè)備功能的改進(jìn)分析，設(shè)備研究總結(jié)交流。某電力科技有限公司：運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集，設(shè)備的總體設(shè)計(jì)，設(shè)備的功能設(shè)計(jì)，功能設(shè)備的集成，設(shè)備試驗(yàn)測(cè)試，設(shè)備的改進(jìn)，設(shè)備研究總結(jié)交流。合作方式為：聯(lián)合開發(fā)知識(shí)產(chǎn)權(quán)和成果：由聯(lián)合開發(fā)的雙發(fā)共同取得。成果分享范圍：由雙發(fā)共同取得的專利等而產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)利益由雙發(fā)協(xié)商分享。7. 需要與國(guó)外合作，要寫明與外方的合作方式、知識(shí)產(chǎn)權(quán)和成果分享的范圍；需要與美國(guó)加能工業(yè)集團(tuán)有限公司進(jìn)行方案設(shè)計(jì)、芯片引進(jìn)、設(shè)備集成方面的合作。由國(guó)外提供的技術(shù)部分的成果分享由某電力科技有限公司與我方進(jìn)行協(xié)商。8. 注明本項(xiàng)目研究需要購(gòu)買儀器、設(shè)備的型號(hào)、產(chǎn)地、性能及需要購(gòu)買的原因；1) 工控機(jī)──瑞士DigitalLogical 公司生產(chǎn)的PC/104 總線標(biāo)準(zhǔn)CPU模塊MSM586SV2) 電隔離數(shù)字輸入/輸出模塊 ── 美國(guó)Diamond System公司生產(chǎn)的PC/104總線標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字I/O 模塊IR1043) 串口通訊卡── 美國(guó)Diamond System公司生產(chǎn)的PC/104總線標(biāo)準(zhǔn)串口通訊卡E㎜8AT4) 數(shù)據(jù)采集控制卡── 美國(guó)DELTA TAU公司生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)采集控制卡PMAC2APC1045) A/D轉(zhuǎn)換器 ── 美國(guó)Diamond System公司生產(chǎn)的PC/104總線標(biāo)準(zhǔn)A/D轉(zhuǎn)換卡D㎜16AT6) 傳感器 ── 無(wú)人直升機(jī)的傳感器采用霍爾效應(yīng)的磁電式傳感器CS3040，光纖傳感器等外部傳感器、以及零位傳感器和限位傳感器等控制傳感器。7) 微控制器──日本FUTEBA,對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行
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