输电线路巡检无人机及输电线路巡检系统的制作方法

本发明属于输电线路检验技术领域，更具体地说，是涉及一种输电线路巡检无人机及输电线路巡检系统。

背景技术：

架空高压输电线路是电力工业中电力输送的重要途径，直接关系到整个国家经济的增长和人们正常的工作生活，输电线路安全和稳定的运行直接影响到电力系统高可靠性和稳定性电能的提供，故对输电线路进行定期有效的巡检和维护已成为电力工业的重要任务。人工或车辆携带设备辅助巡检的方式，由于大部分高压输电线路穿越江河、湖泊或原始森林等复杂地理环境而受到限制，且劳动强度大，精度低，存在盲区和安全隐患。

无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。无人机具有体积小、重量轻、费用低、操作灵活、安全性高的特点，广泛应用于航拍、检测、搜救、资源勘查等领域。采用无人机巡查电力线路已经具备了技术上的可行性，推进无人机航巡输电线路工作具有了实际的现实意义。无人机电力巡线通过较快的速度全面检查线路和电塔的各种设备情况，同时搭载的精密仪器可以探测到深层次的线路故障和隐故障，数据及时返回，问题实时处理，为电网的安全和高效运行提供了重要保障。目前，无人机工作过程有以下问题：

(1)无人机续航能力不足，需要定时频繁充电或者更换电池；

(2)无人机飞行稳定性较差，需要配备云台才能保持保持拍摄图像清晰。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种输电线路巡检无人机及输电线路巡检系统，旨在解决无人机电力巡检过程中续航能力不足、稳定性差的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种输电线路巡检无人机，包括：

无人机机体；

摄像机构，设置于所述无人机机体的顶部；

行走机构，下部与所述无人机机体连接，上部用于与输电线配合；

驱动机构，设置于所述无人机机体的底部，用于驱动所述无人机机体沿所述输电线行走；

固定机构，一端与所述无人机体连接，另一端用于与输电线铁塔连接。

作为本申请另一实施例，所述行走机构包括：

吊杆，底端与所述无人机机体的顶部连接；

滚轮，设置于所述吊杆的顶部且轴向水平设置，表面周向设有用于与所述输电线配合的槽口；

驱动电机，输出轴与所述滚轮连接。

作为本申请另一实施例，所述吊杆包括第一伸缩杆。

作为本申请另一实施例，所述滚轮的两侧均设有用于防止所述滚轮从所述输电线滑脱的限位结构。

作为本申请另一实施例，所述驱动机构包括：

帆板，竖直设置；

第一舵机，设置于所述无人机机体的底部，与所述帆板的顶部连接，用于控制所述帆板的方向。

作为本申请另一实施例，所述固定机构包括：

固定管，一端与所述无人机机体连接，另一端设有喇叭口；

夹爪，设置于所述固定给管的设有喇叭口的一端，外壁与所述喇叭口的内壁滑动接触，用于与所述输电线铁塔连接；

连接线，设置于所述固定管的内部，一端与所述夹爪的尾部连接、另一端连接有卷扬电机。

作为本申请另一实施例，所述固定机构包括：

固定管，一端与所述无人机机体连接、另一端设有电磁铁；所述固定管相对于所述无人机机体的底面倾斜设置；

控制开关，设置于所述固定管上，与所述电磁铁电连接，用于控制所述电磁铁的磁性。

作为本申请另一实施例，所述固定管包括第二伸缩杆。

作为本申请另一实施例，所述无人机的底部设有与所述固定管连接的第二舵机，用于调整所述固定管的倾斜角度。

本发明提供的输电线路巡检无人机的有益效果在于：行走机构的底部与无人机机体连接，顶部与输电线配合，驱动机构设置在无人机机体的底部，在驱动机构的驱动下，无人机机体与行走机构能够同时沿输电线路行走；

无人机巡检过程中，控制无人机机体连同摄像机构、行走机构以及驱动机构飞行至输电线路下方，将行走机构与输电线配合，关闭无人机机体的旋翼，无人机机体通过行走结构悬挂在输电线的正下方，开启摄像机构，采集输电线路的图像，在驱动机构的驱动下，无人机机体与摄像机构沿输电线路行进，边行进边采集输电线路的图像；

对输电线铁塔处巡检时，控制无人机机体连同摄像机构以及固定机构飞行至输电线铁塔的位于输电线下方的位置，将固定机构固定在输电线铁塔上，关闭无人机的旋翼，无人机机体固定在输电线铁塔上，开启摄像机构，采集输电线在输电线铁塔处的图像；

与现有技术相比，本发明输电线路巡检无人机，在巡检过程中，无人机机体的旋翼处于关闭状态，耗电量减小，增强了无人机机体的续航能力，减少了充电或者更换电池的频率，提高巡检效率；线路巡检过程中，无人机机体通过行走机构悬挂在输电线下方，无人机机体稳定，拍摄的图像清晰，对输电线铁塔处巡检时，无人机机体通过固定机构固定在输电线铁塔上，无人机机体稳定，拍摄的图像清晰。

本发明还提供一种输电线路巡检系统，包括本发明提供的输电线路巡检无人机，还包括与所述无人机机体和所述摄像机构通过通讯模块连接的控制终端和与所述控制终端电连接的数据存储模块，所述数据存储模块用于记录所述摄像机构获取的图像信息。

本发明提供的输电线路巡检系统的有益效果在于：行走机构的底部与无人机机体连接，顶部与输电线配合，驱动机构设置在无人机机体的底部，在驱动机构的驱动下，无人机机体与行走机构能够同时沿输电线路行走；

无人机巡检过程中，控制终端控制无人机机体连同摄像机构、行走机构以及驱动机构飞行至输电线路下方，将行走机构与输电线配合，控制终端关闭无人机机体的旋翼，无人机机体通过行走结构悬挂在输电线的正下方，控制终端开启摄像机构，采集输电线路的图像，在驱动机构的驱动下，无人机机体与摄像机构沿输电线路行进，边行进边采集输电线路的图像，将采集的输电线路图像通过通讯模块传输至数据存储模块中储存；

对输电线铁塔处巡检时，控制终端控制无人机机体连同摄像机构以及固定机构飞行至输电线铁塔的位于输电线下方的位置，将固定机构固定在输电线铁塔上，控制终端关闭无人机的旋翼，无人机机体固定在输电线铁塔上，控制终端开启摄像机构，采集输电线在输电线铁塔处的图像，将采集的图像通过通讯模块传输至存储模块中储存；

与现有技术相比，本发明输电线路巡检系统，在巡检过程中，无人机机体的旋翼处于关闭状态，耗电量减小，增强了无人机机体的续航能力，减少了充电或者更换电池的频率，提高巡检效率；线路巡检过程中，无人机机体通过行走机构悬挂在输电线下方，无人机机体稳定，拍摄的图像清晰，对输电线铁塔处巡检时，无人机机体通过固定机构固定在输电线铁塔上，无人机机体稳定，拍摄的图像清晰。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的输电线路巡检无人机的结构示意图一；

图2为本发明一实施例提供的输电线路巡检无人机的结构示意图二；

图3为吊杆与无人机机体连接结构示意图；

图4为本发明又一实施例提供的输电线路巡检无人机的结构示意图；

图5为本发明再一实施例固定机构的结构示意图；

图中：1、无人机机体；11、插槽；2、摄像机构；3、行走机构；31、吊杆；311、弹性卡头；312、弹簧；32、滚轮；33、驱动电机；34、限位机构；4、驱动机构；41、帆板；42、第一舵机；5、输电线；6、输电线铁塔；7、固定机构；71、固定管；72、第二舵机；73、夹爪；74、滑块；75、连接线；76、卷扬电机；77、卷绕轴。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1、图2及图4，现对本发明提供的输电线路巡检无人机进行说明。输电线路巡检无人机，包括无人机机体1、摄像机构2、行走机构3、驱动机构4以及固定机构7。摄像机构2设置在无人机机体1的顶部，无人机机体1位于输电线5下方一定距离时，摄像机构2拍摄输电线5，通过摄像机构2拍摄的图像判断输电线5是否存在故障；行走机构3的底部与无人机机体1连接，顶部与输电线5配合，无人机机体1将行走机构3运送至输电线5处，行走机构3与输电线5配合连接，将无人机机体1悬吊在输电线5下方；驱动机构4设置在无人机的底部，驱动无人机机体1连同行走机构3沿输电线5行走，边行走边拍摄输电线5；固定机构7的一端与无人机机体1连接，另一端与输电铁塔连接，对输电线铁塔6处的输电线5检查时，固定机构7将无人机机体1固定在输电线铁塔6上。

行走机构3的底部与无人机机体1连接，顶部与输电线5配合，驱动机构4设置在无人机机体1的底部，在驱动机构4的驱动下，无人机机体1与行走机构3能够同时沿输电线5路行走；

无人机巡检过程中，控制无人机机体1连同摄像机构2、行走机构3以及驱动机构4飞行至输电线5路下方，将行走机构3与输电线5配合，关闭无人机机体1的旋翼，无人机机体1通过行走结构悬挂在输电线5的正下方，开启摄像机构2，采集输电线5路的图像，在驱动机构4的驱动下，无人机机体1与摄像机构2沿输电线5路行进，边行进边采集输电线5路的图像；

输电线铁塔6处为输电线5的接头，最容易出现故障，所以巡检时间相对较长，对输电线铁塔6处巡检时，控制无人机机体1连同摄像机构2以及固定机构7飞行至输电线铁塔6的位于输电线5下方的位置，将固定机构7固定在输电线铁塔6上，关闭无人机的旋翼，无人机机体1固定在输电线铁塔6上，开启摄像机构2，采集输电线5在输电线铁塔6处的图像；

与现有技术相比，本发明输电线路巡检无人机，在巡检过程中，无人机机体1的旋翼处于关闭状态，耗电量减小，增强了无人机机体1的续航能力，减少了充电或者更换电池的频率，提高巡检效率；线路巡检过程中，无人机机体1通过行走机构3悬挂在输电线5下方，无人机机体1稳定，拍摄的图像清晰，对输电线铁塔6处巡检时，无人机机体1通过固定机构7固定在输电线铁塔6上，无人机机体1稳定，拍摄的图像清晰。

需要说明的是，摄像机构2、驱动机构4均与无人机机体1内的电源连接，由无人机机体1的电源供电。

行走机构3的顶部与输电线5接触的部分选用绝缘材质，防止输电线5携带的高压电流通过行走机构3传递至无人机机体1一其他机构。

对无人机机体1、摄像机头、行走机构3、驱动机构4以及固定机构7的控制均由用于控制无人机机体1的飞行的控制终端执行。

作为本发明提供的输电线路巡检无人机的一种具体实施方式，请参阅图2，行走机构3包括吊杆31和滚轮32，吊杆31的底端与无人机机体1的顶部连接，滚轮32设置在吊杆31的顶部，滚轮32的中心穿插一根转轴，转轴水平设置，并且转轴的一端固定在吊杆31的顶端，滚轮32绕转轴转动；滚轮32的表面设有与输电线5配合的槽口，输电线5嵌在槽口内，防止滚轮32再输电线5上沿轴向滑动，保证滚轮32与输电线5的连接稳定性；

行走机构3还包括驱动电机33，驱动电机33设置在吊杆31的顶部，输出轴与滚轮32连接，驱动机构4没有提供驱动力时，驱动电机33的输出轴转动带动滚轮32绕轴转动，滚轮32转动带动行走机构3以及无人机机体1沿输电线5行走，驱动电机33与无人机机体1的电源连接，由无人机机体1的电源供电。

本实施例中，吊杆31与无人机机体1采用插接的方式连接，具体的，参阅图3，无人机机体1的顶部设有开口向上的插槽11，并且插槽11的开口与吊杆31的横截面相匹配，吊杆31的侧壁的底部对称设置有两个弹性卡头311，吊杆31的侧壁对应弹性卡头311处设有用于容纳弹性卡头311的容纳槽，容纳槽内设有弹簧312，弹簧312的一端固定在容纳槽的底部，另一端固定在弹性卡头311的尾端，弹性卡头311的头端的下沿设置为斜向上的斜面，上沿水平；插槽11的侧壁对称设置两个卡槽，弹性卡头311能够从卡槽中穿过。

安装吊杆31时，将吊杆31的设置弹性卡头311的一端插入插槽11中，弹性卡头311受到压力缩至容纳槽中，同时压缩弹簧312，弹簧312处于压缩状态，吊杆31的端部插入插槽11中。弹性卡头311与插槽11的卡槽正对时，在弹簧312的弹力作用下，弹性卡头311从容纳槽中弹出并穿过卡槽，再向上提拉吊杆31时，弹性卡头311被卡槽限位，吊杆31将无人机机体1完成连接。分离吊杆31与无人机机体1时，向内按压弹性压头，将弹性卡头311按进容纳槽中，拔出吊杆31即可。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，吊杆31设置为第一伸缩杆，即吊杆31的长度可调，通过调整吊杆31的长度，调整无人机机体1与输电线5的距离，在确保安全的前提下保证摄像机构2对输电线5拍摄清晰。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，参阅图1和图2，驱动轮的两侧均设有用于防止驱动轮从输电线5滑脱的限位结构34。在本实施例中，驱动轮一侧的限位结构34为吊杆31，另一侧的限位结构34设置为限位板，限位板、驱动轮以及吊杆31形成挂钩，挂在输电线5上。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1和图2，驱动机构4包括帆板41和第一舵机42，第一舵机42设置在无人机机体1的底部，并且第一舵机42与无人机机体1的电源连接，由无人机机体1的电源供电；帆板41的表面设为平面，风吹向帆板41的表面后，给帆板41驱动力，吹动帆板41水平移动；帆板41竖直设置，帆板41的中心设有连接轴，连接轴竖直设置，连接轴的顶端与第一舵机42连接，第一舵机42转动时，调整帆板41的朝向，与帆船的帆板原理相同，在风向变动时，保证风吹帆板41时，帆板41的运动方向为输电线5的设置方向。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图4和图5，固定机构7包括固定管71、夹爪73和连接线75，固定管71的一端与无人机机体1连接，另一端设有喇叭口，夹爪73的尾部设置在喇叭口内，夹爪73的头端从喇叭口中伸出，夹爪73的外壁与喇叭口的内壁滑动接触，即夹爪73能够在喇叭口内滑动。

固定管71的内部设置一个滑块74，滑块74的外壁与固定管71的内壁滑动接触，即滑块74能够沿固定管71的轴向滑动，夹爪73的尾部与滑块74固定连接；固定管71的内部沿轴向设置一根连接线75，连接线75的一端与滑块74连接，另一端连接有卷扬电机76，卷扬电机76的卷绕轴77与固定管71的轴向垂直设置，卷扬电机76正转时，连接线75缠绕在卷绕轴77上，拉动滑块74向卷扬电机76的方向移动，滑块74带动夹爪73向固定管71内运动，夹爪73运动时，固定管71的喇叭口向内挤压夹爪73，夹爪73抓紧，夹紧在输电线铁塔6上；卷扬电机76反转时，连接线75从卷绕轴77松开，在夹爪73的弹力作用下，夹爪73从固定管71中滑出，与输电线铁塔6脱离。

卷扬电机76与无人机机体1内的电源连接，由无人机机体1内的电源供电。

在本实施例中，夹爪73的内侧设有橡胶材质的防滑垫，保证夹爪73对输电线铁塔6的夹持稳定性。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图4，固定机构7包括固定管71和控制开关，固定管71的一端与无人机机体1连接，因为输电线铁塔6的材质为铁，所以固定管71的另一端设有电磁铁，电磁铁吸附在输电线铁塔6上；控制开关设置在固定管71上，与电磁铁电连接，用于控制电磁铁的通断电，即控制电磁铁的磁性，电磁铁与无人机机体1内的电源连接，由无人机机体1的电源供电。

控制无人机飞行时，控制开关控制电磁忒处于断电无磁性状态，通过调整无人机机体1的位置，无人机机体1位于输电线5下方一定距离、且固定管71的设置电磁铁的一端与输电线铁塔6接触时，远程开启控制开关，电磁忒通电，吸附在输电线铁塔6上。

在本实施例中，固定管71相对于无人机机体1的底面倾斜设置，即固定管71斜向下设置，固定管71的下端与输电线铁塔6连接时，无人机机体1处于水平状态。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，固定管71设置为第二伸缩杆，即固定管71的长度可调，通过调整固定管71的长度，调整无人机机体1与输电线5的距离，在确保安全的前提下保证摄像机构2对输电线5拍摄清晰。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，无人机机体1的底部设有与固定管71顶部连接的第二舵机72，在无人机机体1的飞行姿态不容易调节时，通过第二舵机72调整固定管71的朝向，确保固定管71的端部能够与输电线铁塔6连接。

本发明还提供一种输电线路巡检系统，包括本发明提供的输电线路巡检无人机，还包括与无人机机体1摄像机构2通过4g通讯模块连接的控制终端和与控制终端电连接的数据存储模块，数据存储模块用于记录摄像机构2获取的图像信息。

本发明提供的输电线路巡检系统，行走机构3的底部与无人机机体1连接，顶部与输电线5配合，驱动机构4设置在无人机机体1的底部，在驱动机构4的驱动下，无人机机体1与行走机构3能够同时沿输电线5路行走；

无人机巡检过程中，控制终端控制无人机机体1连同摄像机构2、行走机构3以及驱动机构4飞行至输电线5路下方，将行走机构3与输电线5配合，控制终端关闭无人机机体1的旋翼，无人机机体1通过行走结构悬挂在输电线5的正下方，控制终端开启摄像机构2，采集输电线5路的图像，在驱动机构4的驱动下，无人机机体1与摄像机构2沿输电线5路行进，边行进边采集输电线5路的图像，将采集的输电线5路图像通过通讯模块传输至数据存储模块中储存；

对输电线铁塔6处巡检时，控制终端控制无人机机体1连同摄像机构2以及固定机构7飞行至输电线铁塔6的位于输电线5下方的位置，将固定机构7固定在输电线铁塔6上，控制终端关闭无人机的旋翼，无人机机体1固定在输电线铁塔6上，控制终端开启摄像机构2，采集输电线5在输电线铁塔6处的图像，将采集的图像通过通讯模块传输至存储模块中储存；

与现有技术相比，本发明输电线路巡检系统，在巡检过程中，无人机机体1的旋翼处于关闭状态，耗电量减小，增强了无人机机体1的续航能力，减少了充电或者更换电池的频率，提高巡检效率；线路巡检过程中，无人机机体1通过行走机构3悬挂在输电线5下方，无人机机体1稳定，拍摄的图像清晰，对输电线铁塔6处巡检时，无人机机体1通过固定机构7固定在输电线铁塔6上，无人机机体1稳定，拍摄的图像清晰。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。