[实用新型]一种电力巡检无人机的全天候无线充电平台

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力巡检与无线传能、自控交叉领域，尤其是指一种电力巡检无人机的全天候无线充电平台。

背景技术

随着近几年国民经济的迅猛发展，我国配电线路公里数同比不断增加，过去依靠人工逐个杆塔巡视的作业方法，巡线工作量大、复杂的地理环境给巡视人员带来未知的安全风险，消耗了大量的人力和资源。无人机作为近年来新型技术之一，运用于输电线路巡检的设想已经得到了具体的实现，然而，无人机巡检在续航方面的问题依然存在较大的改善空间，是阻碍自动化巡检作业广泛推行的重要原因之一。

现有的多旋翼无人机，续航时间在30分钟左右，在电力巡线高度较高、室外温度较高的情况下，电能损耗速度更为加快，因此，无法实现长时间巡线任务。目前，已有部分组织人员对无人机充电平台进行设计研究，如公开号为CN105449876A的中国实用新型专利“一种电力巡线多旋翼飞行器自主无线充电系统”，提出飞行器电量不足时可以自行飞往平台进行充电，但是，此实用新型专利存在如下问题：

1、供电蓄电池需要随时更换。该实用新型设计的充电平台需要实时更换蓄电池，以供应电能传输，未考虑电力线所在地区城建障碍较少、自然资源丰富的地理优势；此外，无线传能本身存在效率偏低的缺点，蓄电池能量利用率低、更换频繁，不利于节能环保。

2、充电平台布局不合理。该实用新型设计的充电平台放置在离开电网杆塔处，需要考虑飞行器在飞往平台(或返回)过程中消耗的电能，降低了续航时间在巡线工作上的利用率；同时，平台放置在水平地面上，在电网设备存在一定高度的环境下，降落过程视线障碍较多；该实用新型为解决返回原巡检地点和有视线障碍的问题，在主控模块中加入了返航程序，各端也另加了多个信号发射器、辅助对接模块，结构复杂，可靠性不高，易产生电磁兼容问题。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供了一种电力巡检无人机的全天候无线充电平台，在巡线过程中，无人机发出电量不足警报时，可飞往最近的杆塔，与本设计的充电平台进行精准对接，自主启动充电平台，以风光互补的清洁能源为主供电，通过磁耦合谐振式无线传能，完成充电，而充电结束后，智能关闭各端电路，这为无人机自动化巡检作业提供了可行性。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种电力巡检无人机的全天候无线充电平台，所述充电平台设置在电力杆塔上，包括：

复合供电模块，通过风力发电机和光伏太阳能板，持续将风能和太阳能转化为蓄电池储能；所述复合供电模块的后备供电方式为电力杆塔上电压互感器传能，以此保障供电可靠性；

电能发射模块，包括电能发射电路和电能发射线圈，用于与无人机端的电能接收模块建立电磁关系，实现无线传能；

重力感应模块，包括在平台表面粘合的应变片压力传感器，用于保证无人机与平台零距离充分接触时，开启充电，当无人机离开平台接触面时，即刻关断电源；

反馈控制模块，用于充电平台与各接收端的通信，方便采集充电平台的可用情况，并能根据无人机电池的电量水平，进行原边充电电路的开启或闭锁；

其中，所述电能发射电路分别与复合供电模块、电能发射线圈、重力感应模块、反馈控制模块一一对应相接。

所述充电平台上印刷有方便无人机采集的着陆信号，为同心圆环标识，其中大圆半径是小圆半径的两倍，两圆之间使用黑色填充，使得小圆与大圆组成黑白相间的圆环图形，从而为无人机提供辨识度高的视觉对接信息。

所述电能发射线圈为平面螺旋型。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、全时段环保储能充电。本实用新型以风光互补发电系统为主要供能，最大化自然清洁能源的利用率，蓄电池储能持续不间断。

2、节约土地资源。本实用新型设计的平台放置在电力杆塔上，节约了土地资源，同时免于无人机消耗电量往返充电平台，节能环保。

3、全自动运行，便于继续巡航。本平台的充电模式无需人工干涉，并且杆塔上障碍少，无人机降落着陆精确度高，充电完成后，可在巡检地点继续作业。

4、灵敏监控，各端通信无碍。本平台上设有重力感应模块及反馈控制模块，无人机充满电后自动关闭反馈灵敏，减小空载状态下的能量损耗；另外，平台上可与外界进行实时通讯，工作人员可以随时监控运行状态。

附图说明

图1为本实用新型实例中充电平台的结构示意图。

图2为本实用新型实例中充电平台的结构框图。

图3为本实用新型实例中充电平台的开启/关断的逻辑图。

具体实施方式