輸電線路無人直升機巡線系統(tǒng)研究及應(yīng)用可行性研究報告(編輯修改稿)
2025-06-06 18:22 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 巡線直升機攜帶了高清攝像機、無線圖傳數(shù)傳通訊設(shè)備、自動駕駛系統(tǒng)、云臺系統(tǒng)等一系列設(shè)備，因此需要將這些獨立工作的系統(tǒng)集成為一個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題：（1）：無人直升機自身的配重問題需要使得無人直升機的重量平衡，否則會出現(xiàn)機頭重而導致飛行穩(wěn)定性能下降等問題。（2）：機載設(shè)備的電氣連接問題機載設(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，同時要考慮連接電纜的走向及固定問題，以免在飛行的過程中松落而導致飛行隱患。（3）：無人直升機的檢修問題設(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人直升機進行機械結(jié)構(gòu)方面的檢修。（4）：機載設(shè)備的檢修問題機載設(shè)備集成的最佳效果，是以能夠不拆卸或簡便拆卸安裝為標準。5) 無人直升機功能設(shè)備的電氣設(shè)計無人直升機的電氣設(shè)計，以功能模塊化設(shè)計為原則，按照工作流程的方式進行連接。例如：將具有相關(guān)功能的圖傳、數(shù)傳模塊進行電氣連接，將云臺系統(tǒng)與攝像系統(tǒng)進行電氣連接，將自動巡航系統(tǒng)與GPS定位系統(tǒng)電氣進行連接等，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)計同時要考慮到設(shè)備檢修問題，要以接線簡單分明，方便檢修測試為接線原則。6) 無人直升機電力巡線飛行工作規(guī)程制定無人直升機巡線應(yīng)用，屬于一個新興的應(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，尚無統(tǒng)一的相關(guān)標準來規(guī)定此類飛行任務(wù)的操作流程及規(guī)范。因此，制定出無人機工作飛行規(guī)程，以保障此類工作的安全有效開展，具有實際的指導意義。根據(jù)無人直升機的工作任務(wù)，結(jié)合電力相關(guān)的安全規(guī)定，能夠切實有效的制定出此類示范規(guī)程。7) 巡飛任務(wù)設(shè)計巡飛任務(wù)的設(shè)計就是為了保障無人直升機高效的完成巡線任務(wù)。巡飛任務(wù)的設(shè)計包含以下2方面內(nèi)容：（1）：飛行航跡規(guī)劃：對實際應(yīng)用現(xiàn)場的桿塔的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的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。（2）：飛行任務(wù)規(guī)劃：對重點巡視的對象進行飛行任務(wù)規(guī)劃，例如：進行懸停拍攝，盤旋觀察等，可以對每個航點進行任務(wù)設(shè)計，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)場試驗的地點和試驗計劃。需要試驗手段的項目。1） 對實際的應(yīng)用現(xiàn)場的桿塔GPS采集、線路地形方面情況的采集調(diào)研，進行設(shè)備應(yīng)用的需求分析。2） 進行功能設(shè)備的總體需求設(shè)計，包括任務(wù)設(shè)備的集成方案設(shè)計3） 高壓環(huán)境下的抗干擾和電磁兼容技術(shù)檢測4） 分布式控制技術(shù)以及遠距離無線通訊技術(shù)監(jiān)測5） 各項功能模塊的集成，地面控制站的調(diào)整6） 電力無人直升機電力巡檢飛行規(guī)程的編寫7） 無人直升機巡檢系統(tǒng)的整體裝配、調(diào)試、測試、試運行4. 理論研究和試驗內(nèi)容與項目總目標的因果關(guān)系；高壓輸電線路以無人駕駛直升機技術(shù)為平臺，結(jié)合了分布式控制技術(shù)、導航及定位技術(shù)、線路探測技術(shù)和高壓電磁兼容技術(shù)等高科技技術(shù)，實現(xiàn)了無人直升機的自動巡檢。無人巡檢直升機能夠以自動或遙控的方式，通過預制定的飛行航線（可以自定義飛行航線），在衛(wèi)星定位系統(tǒng)的定位和引導下對高壓輸電線路進行巡視。因此保障了無人直升機作業(yè)的自動巡航功能。利用攜帶的傳感儀器使用視覺檢測等技術(shù)對桿塔、導線及絕緣子、線路金具、線路通道等實施檢測，并將拍攝和檢測的數(shù)據(jù)實時傳輸回來或儲存在硬盤里。從而代替人工對輸電線路特別是地理環(huán)境惡劣及重要線路進行巡檢，及時發(fā)現(xiàn)桿塔、通道走廊以及運行設(shè)備的故障隱患、設(shè)備缺陷等異?，F(xiàn)象，完成了輸電線路的巡查功能。因此，通過以上技術(shù)的實現(xiàn)，保證了輸電線路的無人直升機巡檢，不僅減輕工作人員的勞動強度，而且大大提高巡檢的安全保證和自動化水平，達到減負增效的目的。5. 寫明理論和試驗研究的工作量；1) 巡檢線路的制定：34個月2) 電磁兼容測試：15天3) 抗電磁干擾試驗：15天4) 設(shè)備集成測試：15天5) 通訊傳輸測試：15天6) 設(shè)備裝配測試：1個月7) 設(shè)備整體測試：1個月6. 需要多家單位共同承擔的項目，需要寫明各家的分工、職責和提供的成果，如何組織和協(xié)調(diào)；合作方式、知識產(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)場試驗的安排協(xié)調(diào)，設(shè)備功能的改進分析，設(shè)備研究總結(jié)交流。某電力科技有限公司：運行現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集，設(shè)備的總體設(shè)計，設(shè)備的功能設(shè)計，功能設(shè)備的集成，設(shè)備試驗測試，設(shè)備的改進，設(shè)備研究總結(jié)交流。合作方式為：聯(lián)合開發(fā)知識產(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)濟利益由雙發(fā)協(xié)商分享。7. 需要與國外合作，要寫明與外方的合作方式、知識產(chǎn)權(quán)和成果分享的范圍；需要與美國加能工業(yè)集團有限公司進行方案設(shè)計、芯片引進、設(shè)備集成方面的合作。由國外提供的技術(shù)部分的成果分享由某電力科技有限公司與我方進行協(xié)商。8. 注明本項目研究需要購買儀器、設(shè)備的型號、產(chǎn)地、性能及需要購買的原因；1) 工控機──瑞士DigitalLogical 公司生產(chǎn)的PC/104 總線標準CPU模塊MSM586SV2) 電隔離數(shù)字輸入/輸出模塊 ── 美國Diamond System公司生產(chǎn)的PC/104總線標準數(shù)字I/O 模塊IR1043) 串口通訊卡── 美國Diamond System公司生產(chǎn)的PC/104總線標準串口通訊卡E㎜8AT4) 數(shù)據(jù)采集控制卡── 美國DELTA TAU公司生產(chǎn)的標準數(shù)據(jù)采集控制卡PMAC2APC1045) A/D轉(zhuǎn)換器 ── 美國Diamond System公司生產(chǎn)的PC/104總線標準A/D轉(zhuǎn)換卡D㎜16AT6) 傳感器 ── 無人直升機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,對無人機進行
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