用于电网输送线路杆塔精细化巡检的无人机的制作方法

本实用新型涉及高空拍摄领域，具体涉及用于电网输送线路杆塔精细化巡检的无人机。

背景技术：

电力系统，由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。在当代社会中是最为重要的一个工程，而保障其稳定性则尤为重要。保证输电线路的稳定性就可以有效保障电力系统的稳定性。然而，这些输电线长期暴露在野外，会产生一些磨损、腐蚀、材料老化等损坏。如果修理和更换不及时，原来的小破损和缺陷会扩大，久而久之，甚至会造成像是大面积停电这样严重的事故，显然这将带来巨大的经济损失和严重的社会负面影响。因此，必须定期检查传输线，以便监测输电线路的工作状况和环境的变化，发现并且及时消除隐患，防止事故的发生，保障电力供应的可靠。

无人机对电网输电线路杆塔进行精细化巡检已在电力领域内广泛应用，但受限于高压电输电线路电磁场太强，无人机无法靠杆塔太近。对杆塔输电线外部检查点位可以使用长焦镜头拍摄，但对内侧点位，现有无人机技术无法保证无人机能安全进出强磁环境进行拍摄。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供用于电网输送线路杆塔精细化巡检的无人机，以确保对塔杆进行精细巡检，保障电网输电线路的稳定性。

本实用新型通过下述技术方案实现：

用于电网输送线路杆塔精细化巡检的无人机，包括载机平台以及设置在载机平台上的导航镜头，在所述载机平台上安装有连接板，旋转电机固定在连接板上，还包括支杆和固定在连接板底部的减震支架，所述支杆上端活动贯穿所述连接板后与旋转电机的输出端连接，在所述支杆中段设有摄像头，在支杆下段端部铰接设置有棱镜，在支杆外壁上设有环形的支撑体，减震支架上设有限位环，在所述限位环内圆周壁上开有与支撑体相匹配的凹槽，杆塔的点位景象经过棱镜反射后被所述摄像头所采集。针对现有技术中处于强磁环境下杆塔点位的巡检不便，发明人利用无人机作为载体，通过飞手的精确操作，同时使用棱镜与镜头配合的方式，分别对杆塔点位进行拍摄记录，解决了现有的无人机电网巡检方式中杆塔的点位只能采用长焦镜头拍摄的缺陷，并且降低了拍摄时点位的局限性，以确保电网输电线路的使用稳定性。

具体操作如下：使用前，根据待测杆塔的布局提前将棱镜以及摄像头的安装角度调试好，以满足杆塔点位的最佳拍摄效果；然后将旋转电机固定在载机平台上，同时在载机平台上安装连接板，支杆垂直于水平面且处于载机平台的下方，支杆的上端活动贯穿连接板后与电机的输出端连接，摄像头与棱镜分别安装在支杆上，飞手在导航镜头提供的视线范围内实时控制无人机飞行至杆塔附近的安全距离范围内，杆塔点位的景象在经过棱镜的反射后传输至摄像头处，摄像头则对杆塔点位进行实时拍摄记录，以为精细化巡检提供准确的数据支持，降低电网输送线路的故障发生率。并且，旋转电机能够带动支杆绕其轴线进行360度的旋转，即实现拍摄无死角，分别对杆塔上的各点位进行精细排查，保证电网输送线路的稳定性。

进一步地，由于无人机负载拍摄，支杆垂直于水平面向下延伸，导致无人机的重心下移，即在保持飞行状态时无人机容易发生摆动，并且在支杆的下端棱镜所处位置的摆幅会进一步增大，致使摄像头处的成像晃动明显且不清晰；对此，发明人在连接板底部设置减震支架，限位环，支杆上设有与限位环相配合的支撑体，支撑体能够在限位环内圆周壁上的凹槽内自由滑动，在旋转电机转动调节棱镜在水平方向上的角度时，支杆在连接板以及减震支架上分别具备一个支撑点，两个支撑点对支杆的进行分段限位，缩短支杆单独产生摆幅的轴向长度，确保支杆上段与下段保持相对同步，以维持摄像头拍摄的点位景象清晰稳定。

在所述支杆中段设有俯仰电机，摄像头与所述俯仰电机输出端连接，在所述支杆下段端部设有调节电机，棱镜与所述调节电机输出端连接。进一步地，在巡检时针对不同的点位，棱镜与水平面之间所成的夹角需要调节，以满足摄像头对点位拍摄要求，对此，发明人在支杆上分别安装有调节电机和俯仰电机，调节电机的输出端与棱镜连接，而俯仰电机的输出端与摄像头连接，即飞手在保持无人机飞行状态的前提下，只需控制旋转电机、调节电机或是俯仰电机的工作，便能够实现对杆塔上各点位的精确拍摄。其中，摄像头与棱镜的转动同步，以确保在摄像头处的图像清晰完整。

所述支撑体包括合金基体以及涂覆在其外圆周壁上的润滑层，且所述润滑层由固体润滑材料制成。在支撑体与限位环之间发生相对转动时，支撑体与凹槽之间会发生一定的磨损，当磨损量超出一定范围后，支撑体与凹槽之间的间隙增大，致使支杆发生摆幅的几率增大，进而影响摄像头的影像清晰度，支撑体由合金基体与润滑层组成，润滑层直接与凹槽内壁接触，且润滑层采用固体自润滑材料制成，在两者发生相对转动时润滑层会在合金基体与凹槽之间形成一个固体润滑膜，以减小两承载表面之间的摩擦损伤，进而保证在棱镜在水平方向的调节过程保持稳定，确保摄像头处所接受的点位景象稳定清晰。

沿所述支撑体的周向在其外壁上转动设置有减震环，且所述凹槽与支撑体以及减震环相匹配，所述减震环为弹性橡胶环。整个装置的拍摄部分受到支杆长度的影响，一旦无人机发生震荡或是摆幅时，支杆末端便会随之发生摆动，发明人在支撑体的外圆周壁上转动设置弹性橡胶材质的减震环，且凹槽与支撑体与减震环相匹配，即凹槽的纵向截面呈T字形，在保证支撑体与凹槽维持接触的前提下，通过减震环的弹性形变以及恢复形变所产生的弹力，以将支杆摆动所产生的径向作用力所消除，进而提高支杆以及支杆上的棱镜、摄像头的工作稳定性。

所述减震环的轴向长度为所述支撑体轴向长度的三分之一。减震环转动设置在支撑体的外圆周壁上，且减震环的轴向长度小于支撑体的长度，以确保限位环与支撑体之间完成正常的配合，优选地，减震环的轴向长度为所述支撑体轴向长度的三分之一，在保证支撑体与凹槽之间具备足够接触面的前提下，实现减震环的缓冲效果最大化。其中，转动设置的减震环可在一定的使用期限内方便快速更换。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型用于电网输送线路杆塔精细化巡检的无人机，利用无人机作为载体，通过飞手的精确操作，同时使用棱镜与镜头配合的方式，分别对杆塔点位进行拍摄记录，解决了现有的无人机电网巡检方式中杆塔的点位只能采用长焦镜头拍摄的缺陷，并且降低了拍摄时点位的局限性，以确保电网输电线路的使用稳定性；

2、本实用新型用于电网输送线路杆塔精细化巡检的无人机，在支撑体的外圆周壁上转动设置弹性橡胶材质的减震环，且凹槽与支撑体与减震环相匹配，即凹槽的纵向截面呈T字形，在保证支撑体与凹槽维持接触的前提下，通过减震环的弹性形变以及恢复形变所产生的弹力，以将支杆摆动所产生的径向作用力所消除，进而提高支杆以及支杆上的棱镜、摄像头的工作稳定性；

3、本实用新型用于电网输送线路杆塔精细化巡检的无人机，支撑体由合金基体与润滑层组成，润滑层直接与凹槽内壁接触，且润滑层采用固体自润滑材料制成，在两者发生相对转动时润滑层会在合金基体与凹槽之间形成一个固体润滑膜，以减小两承载表面之间的摩擦损伤，进而保证在棱镜在水平方向的调节过程保持稳定，确保摄像头处所接受的点位景象稳定清晰。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为减震机构的示意图；

图3为减震环的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-旋转电机、2-连接板、3-载机平台、4-俯仰电机、5-摄像头、6-支杆、7-调节电机、8-棱镜、9-点位、10-减震支架、11-限位环、12-支撑体、13-减震环。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1

如图1～3所示，本实施例包括载机平台3以及设置在载机平台3上的导航镜头，在所述载机平台3上安装有连接板2，旋转电机1固定在连接板2上，还包括支杆6和固定在连接板底部的减震支架，所述支杆6上端活动贯穿所述连接板2后与旋转电机1的输出端连接，在所述支杆6中段设有摄像头5，在支杆6下段端部铰接设置有棱镜8，在支杆6外壁上设有环形的支撑体12，减震支架10上设有限位环11，在所述限位环11内圆周壁上开有与支撑体12相匹配的凹槽，杆塔的点位9景象经过棱镜8反射后被所述摄像头5所采集。

具体操作如下：使用前，根据待测杆塔的布局提前将棱镜8以及摄像头5的安装角度调试好，以满足杆塔点位9的最佳拍摄效果；然后将旋转电机1固定在载机平台3上，同时在载机平台3上安装连接板2，支杆6垂直于水平面且处于载机平台3的下方，支杆6的上端活动贯穿连接板2后与电机的输出端连接，摄像头5与棱镜8分别安装在支杆6上，飞手在导航镜头提供的视线范围内实时控制无人机飞行至杆塔附近的安全距离范围内，杆塔点位9的景象在经过棱镜8的反射后传输至摄像头5处，摄像头5则对杆塔点位9进行实时拍摄记录，以为精细化巡检提供准确的数据支持，降低电网输送线路的故障发生率。并且，旋转电机1能够带动支杆6绕其轴线进行360度的旋转，即实现拍摄无死角，分别对杆塔上的各点位9进行精细排查，保证电网输送线路的稳定性。

本实施例中，在所述支杆6中段设有俯仰电机4，摄像头5与所述俯仰电机4输出端连接，在所述支杆6下段端部设有调节电机7，棱镜8与所述调节电机7输出端连接。进一步地，在巡检时针对不同的点位9，棱镜8与水平面之间所成的夹角需要调节，以满足摄像头5对点位9拍摄要求，对此，发明人在支杆6上分别安装有调节电机7和俯仰电机4，调节电机7的输出端与棱镜8连接，而俯仰电机4的输出端与摄像头5连接，即飞手在保持无人机飞行状态的前提下，只需控制旋转电机1、调节电机7或是俯仰电机4的工作，便能够实现对杆塔上各点位9的精确拍摄。其中，摄像头5与棱镜8的转动同步，以确保在摄像头5处的图像清晰完整。

进一步地，所述支撑体12包括合金基体以及涂覆在其外圆周壁上的润滑层，且所述润滑层由固体润滑材料制成。在支撑体12与限位环11之间发生相对转动时，支撑体12与凹槽之间会发生一定的磨损，当磨损量超出一定范围后，支撑体12与凹槽之间的间隙增大，致使支杆6发生摆幅的几率增大，进而影响摄像头的影像清晰度，支撑体12由合金基体与润滑层组成，润滑层直接与凹槽内壁接触，且润滑层采用固体自润滑材料制成，在两者发生相对转动时润滑层会在合金基体与凹槽之间形成一个固体润滑膜，以减小两承载表面之间的摩擦损伤，进而保证在棱镜8在水平方向的调节过程保持稳定，确保摄像头5处所接受的点位景象稳定清晰。

其中，沿所述支撑体12的周向在其外壁上转动设置有减震环13，且所述凹槽与支撑体12以及减震环13相匹配，所述减震环13为弹性橡胶环。整个装置的拍摄部分受到支杆6长度的影响，一旦无人机发生震荡或是摆幅时，支杆6末端便会随之发生摆动，发明人在支撑体12的外圆周壁上转动设置弹性橡胶材质的减震环13，且凹槽与支撑体12与减震环13相匹配，即凹槽的纵向截面呈T字形，在保证支撑体12与凹槽维持接触的前提下，通过减震环13的弹性形变以及恢复形变所产生的弹力，以将支杆6摆动所产生的径向作用力所消除，进而提高支杆6以及支杆6上的棱镜8、摄像头5的工作稳定性。

进一步地，减震环13转动设置在支撑体12的外圆周壁上，且减震环13的轴向长度小于支撑体12的长度，以确保限位环11与支撑体12之间完成正常的配合，优选地，减震环13的轴向长度为所述支撑体12轴向长度的三分之一，在保证支撑体12与凹槽之间具备足够接触面的前提下，实现减震环13的缓冲效果最大化。其中，转动设置的减震环13可在一定的使用期限内方便快速更换。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。