[发明专利]电力巡线无人机无线充电中继站、充电飞控系统及方法

说明书

公开了一种电力巡线无人机无线充电中继站、充电飞控系统及方法，所述无人机无线充电中继站，包括：充电平台，其设置在输电塔上，所述充电平台上具有给无人机充电的无线充电区域；电磁锁紧装置，用于在无人机充电时产生磁性吸引力将无人机吸附在所述充电平台上，和在无人机起飞时产生磁性排斥力使无人机弹射起飞；夹紧装置，用于从横向和纵向方向夹紧无线充电区域上的无人机；CT取电装置，从输电线上取电给充电平台、电磁锁紧装置和夹紧装置供电；控制器，连接无线充电区域内无线充电系统发射端、电磁锁紧装置和夹紧装置。无人机自动寻找最近的无线充电中继站进行电能补给，进行长距离不间断自主巡线。

技术领域

本发明属于无人机电力巡线领域，具体涉及一种具有塔上无线充电的巡线无人机稳定降落与起飞系统。

背景技术

电力输电线路部件的老化、自然环境灾害和外部人为损坏对电网输电线路的安全和稳定运行形成了严峻挑战。常规的人工检查方法不仅效率低，而且影响偏远地区的巡检人员人身安全。随着无人机技术的高速发展，多旋翼无人机已经开始逐步应用于电力设备巡检。但是人工操控无人机巡检的效率和质量取决于无人机操作员的技术水平，一定程度上容易造成失误，运行中难免发生事故。而且，单电池无人机续航能力有限，无法进行长时间、长距离巡检工作。

发明内容

针对长距离电力线路巡检的应用需求，本发明以巡检无人机为载体，设计了具有塔上无线充电的巡线无人机稳定降落与起飞系统。本发明中的无人机可以根据输电塔架的坐标信息，实现预设航迹点的自主飞行。并且，通过在固定距离的电力塔架上安装本发明的无线充电中继站，使得无人机根据自身电池情况，自主请求中继站坐标，飞行到最近的中继站中进行无线充电。本发明的定位杆装置与电磁锁定装置将保证充电过程中的无人机保持稳定，以便对准无线充电线圈，实现高功率的安全充电。因此本发明对于提升无人机在长距离不间断电力巡线中的实际应用有着至关重要的作用。

根据本发明实施例的一方面，提供一种无人机无线充电中继站，包括：

充电平台，其设置在输电塔上，所述充电平台上具有给无人机充电的无线充电区域；

电磁锁紧装置，用于在无人机充电时产生磁性吸引力将无人机吸附在所述充电平台上，和在无人机起飞时产生磁性排斥力使无人机弹射起飞；

夹紧装置，其包括横行夹紧机构和纵向夹紧机构，所述横行夹紧机构包括横向导轨，置于所述横向导轨上的两根横向滑动杆，以及驱动所述两根横向滑动杆在所述横向导轨上相向运动或反向运动的第一驱动组件；所述纵向夹紧机构包括纵向导轨、置于所述纵向导轨上的两根纵向滑动杆，以及驱动所述两根纵向滑动杆在所述纵向导轨上相向运动或反向运动的第二驱动组件；

CT取电装置，从输电线上取电给充电平台、电磁锁紧装置和夹紧装置供电；

控制器，连接无线充电区域内无线充电系统发射端、电磁锁紧装置和夹紧装置。

在上述的无人机无线充电中继站，所述横向滑动杆和所述纵向滑动杆上设有压力传感器。

根据本发明实施例的另一方面，提供一种电力巡线无人机无线充电飞控系统，包括：所述的无人机无线充电中继站；无人机；和地面监测站。

根据本发明实施例的又一方面，提供一种电力巡线无人机无线充电飞控系统的控制方法，包括：

在巡线过程中实时监测无人机电池剩余电量；

如果电池低于阈值，则发送实时坐标至地面监测站，请求和获取最近的无人机无线充电中继站位置，然后自主导航至该无线充电中继站；

无人机落在充电平台上后，无人机飞控系统将发送降落指令给无线充电中继站的控制器，控制器控制电磁锁紧装置产生磁性吸引力将无人机吸附在充电平台上；同时，控制器控制夹紧装置的第一驱动组件和第二驱动组件运行，使两个横向滑动杆和两个纵向滑动杆分别相向滑动，将无人机夹紧在无线充电区域；