一种输电线路跟头滑车的远程控制系统的制作方法

本发明涉及输电线路异物清除技术领域，尤其涉及一种输电线路跟头滑车的远程控制系统。

背景技术：

目前，随着国家电力项目的大力发展，电网在全国的覆盖面积逐年增加。输电线路是电网的重要组成部分，对输电线路的定期巡检是有效保证输电线路及其设备安全运行的一项基础性工作。电力线及杆塔附件长期暴露在野外，受到持续的机械张力、雷击闪络、材料老化、人为的影响而产生倒塔、断股、磨损、腐蚀、受力等损伤，绝缘子还存在被雷击损伤，树木生长引起输电线放电，杆塔存在被偷窃等意外事件，严重影响了电网的安全。所以，必须对输电线路进行定期巡视检查，随时掌握和了解输电线路的运行情况以及线路周围环境和线路保护区的变化情况，以便及时发现和消除隐患，预防事故的发生，确保供电安全。

随着城市建设的不断推进，外飘物(例如风筝、塑料布、塑料绳等，例如图1所示，在输电线路10上挂着塑料薄膜等外飘物101)已成为威胁电网安全稳定运行的一个重要因素。当发现输电线路上悬挂有外飘物时，现有技术一般采用如下几种方式：如采用绝缘杆带电拆除离地面较近的外飘物；或者，采用带电车带电拆除外飘物；或者，通过人工带电爬塔拆除外飘物或停电爬塔拆除外飘物等。当然，还有采用跟头滑车携带清理工具来进行外飘物的清除的，但是同样需要人工爬塔来安装跟头滑车到输电线路上。可见，当前的输电线路异物清除工作需要大量的人工巡查和爬塔工作，较为繁琐复杂，且输电线路电压较高，容易发生危险事故。

技术实现要素：

本发明的实施例提供一种输电线路跟头滑车的远程控制系统，以解决当前的输电线路异物清除工作需要大量的人工巡查和爬塔工作，较为繁琐复杂，且输电线路电压较高，容易发生危险事故的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种输电线路跟头滑车的远程控制系统，包括多旋翼飞行装置、跟头滑车、滑车控制装置、地面监控装置；所述多旋翼飞行装置分别与所述滑车控制装置和地面监控装置通信连接；所述滑车控制装置和地面监控装置通信连接；

所述滑车控制装置向所述多旋翼飞行装置发送挂接指令，以使得所述多旋翼飞行装置下侧挂接所述跟头滑车；

所述滑车控制装置向所述多旋翼飞行装置发送飞行控制指令，以使得所述多旋翼飞行装置携带所述跟头滑车飞行至输电线路的地线上方；

所述滑车控制装置向所述多旋翼飞行装置发送脱离指令，以使得所述多旋翼飞行装置下侧脱离所述跟头滑车，使得跟头滑车落置于所述输电线路的地线上。

具体的，所述多旋翼飞行装置包括多个共轴旋翼结构、机身结构、起落架结构；所述共轴旋翼结构的数量为4个、6个或8个；所述共轴旋翼结构连接所述机身结构，所述机身结构连接所述起落架结构。

进一步的，所述机身结构包括一飞行器平台结构；在所述飞行器平台结构下方连接有一电磁铁结构；所述电磁铁结构与多旋翼飞行装置的电源连接。

此外，所述飞行器平台结构上还连接有摄像装置。

具体的，所述滑车控制装置包括中央处理芯片电路、电源电路、按键控制电路、通信天线电路、显示电路以及扬声器电路；所述中央处理芯片电路分别与所述电源电路、按键控制电路、通信天线电路、显示电路以及扬声器电路连接；所述滑车控制装置通过所述通信天线电路与所述多旋翼飞行装置和地面监控装置通信连接。

此外，所述滑车控制装置具体用于：

向所述多旋翼飞行装置发送挂接指令，以使得所述多旋翼飞行装置的电源向所述电磁铁结构供电，使得电磁铁结构吸附所述跟头滑车；

接收操作人员通过按键控制电路输入的飞行控制指令，并向所述多旋翼飞行装置发送所述飞行控制指令，以使得所述多旋翼飞行装置携带所述跟头滑车飞行至输电线路的地线上方。

此外，所述多旋翼飞行装置，用于通过摄像装置采集周围环境图像，并将所述周围环境图像发送至所述地面监控装置；

所述地面监控装置，用于显示所述周围环境图像，并根据所述周围环境图像确定多旋翼飞行装置与输电线路上的外飘物的距离。

另外，所述滑车控制装置具体用于：

在多旋翼飞行装置与输电线路上的外飘物的距离小于预先设置的距离阈值，且跟头滑车位于输电线路的地线上方时，向所述多旋翼飞行装置发送脱离指令，以使得所述多旋翼飞行装置的电源停止向所述电磁铁结构供电，使得电磁铁结构脱离所述跟头滑车，使得跟头滑车落置于所述输电线路的地线上。

本发明实施例提供的一种输电线路跟头滑车的远程控制系统，其包括多旋翼飞行装置、跟头滑车、滑车控制装置、地面监控装置；该滑车控制装置可向多旋翼飞行装置发送挂接指令，以使得多旋翼飞行装置下侧挂接跟头滑车；滑车控制装置进而向多旋翼飞行装置发送飞行控制指令，以使得多旋翼飞行装置携带跟头滑车飞行至输电线路的地线上方；滑车控制装置然后向多旋翼飞行装置发送脱离指令，以使得多旋翼飞行装置下侧脱离跟头滑车，使得跟头滑车落置于输电线路的地线上。这样，通过滑车控制装置来控制多旋翼飞行装置，从而完成跟头滑车在输电线路上的安装，而无需人工爬塔作业，避免了当前的输电线路异物清除工作需要大量的人工巡查和爬塔工作，较为繁琐复杂，且输电线路电压较高，容易发生危险事故的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术的输电线路上的外飘物挂接情况示意图；

图2为本发明实施例提供的一种输电线路跟头滑车的远程控制系统的结构示意图；

图3为本发明实施例中的多旋翼飞行装置的结构示意图；

图4为本发明实施例中的电磁铁结构的连接示意图；

图5为本发明实施例中的跟头滑车的实物示意图；

图6为本发明实施例中的操作人员操作跟头滑车清除外飘物的场景示意图；

图7为本发明实施例中的滑车控制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图2所示，本发明实施例提供一种输电线路跟头滑车的远程控制系统20，包括多旋翼飞行装置21、跟头滑车22、滑车控制装置23、地面监控装置24；该多旋翼飞行装置21分别与滑车控制装置23和地面监控装置24通信连接；所述滑车控制装置23和地面监控装置24通信连接。

所述滑车控制装置23可以向所述多旋翼飞行装置21发送挂接指令，以使得所述多旋翼飞行装置21下侧挂接所述跟头滑车22。

所述滑车控制装置23可以向所述多旋翼飞行装置21发送飞行控制指令，以使得所述多旋翼飞行装置21携带所述跟头滑车22飞行至输电线路10的地线上方。

所述滑车控制装置23可以向所述多旋翼飞行装置21发送脱离指令，以使得所述多旋翼飞行装置21下侧脱离所述跟头滑车22，使得跟头滑车22落置于所述输电线路10的地线上。

具体的，如图3所示，该多旋翼飞行装置21可以包括多个共轴旋翼结构210、机身结构211、起落架结构212；该共轴旋翼结构210的数量可以为4个、6个或8个(在图3中以6个为例)，这样，多旋翼飞行装置21可以实现垂直起降、悬停和原位转向等高难度动作。所述共轴旋翼结构210连接所述机身结构211，所述机身结构211连接所述起落架结构212。进一步的，所述机身结构211包括一飞行器平台结构(图3中未示出)；所述飞行器平台结构上还连接有摄像装置213。

此外，如图4所示，在所述飞行器平台结构214下方连接有一电磁铁结构215；所述电磁铁结构215与多旋翼飞行装置的电源216连接。在本发明实施例中，采用的电磁铁的参数可以为：直径：40mm，高度20mm，功率8W，吸力300N，但不仅局限于此。

另外，为了方便运输、维修以及多任务用途，多旋翼飞行装置可采用快装式设计。在机舱内部设有至少一个或一个以上的模块舱，各个模块舱为封闭舱体，机舱舱壁由模块舱顶部外壳或底部外壳构成；在多旋翼飞行装置的主体框架的机舱部主体框架上设有卡接件，模块舱通过卡接件卡接固定在机舱部主体框架上，在每个模块舱内安装有单独功能的小型设备(例如，摄像装置，测距装置等)。基于模块化设计理念，将多旋翼飞行装置的各功能及功能结构进行了分解，从而实现了一机多能，具有强大的多任务能力，简便的快速维修操作等优点。在日常进行维修检测时，只用对各任务模块进行独立检测，省去了整机排查的麻烦。同时，本模块化多功能多旋翼飞行装置若在飞行及返场过程中受损，只需更换掉受损模块即可快速修复，继续执行任务。

另外，值得说明的是，该跟头滑车22可以为遥控式跟头滑车，可以由扁钢、滑轮、保险装置、控制电路等组成，整体外壳采用悬浮地隔离设计，通过高压电容与电源负极连接，有效减小输电线路对跟头滑车的电磁干扰。跟头滑车的实物如图5所示，而操作人员50来操作跟头滑车22清除外飘物51的场景可以如图6所示。由于当前的跟头滑车的种类多样，且较为普遍，此处不在赘述。

具体的，如图7所示，所述滑车控制装置23可以包括中央处理芯片电路231、电源电路232、按键控制电路233、通信天线电路234、显示电路235以及扬声器电路236；所述中央处理芯片电路231分别与所述电源电路232、按键控制电路233、通信天线电路234、显示电路235以及扬声器电路236连接。所述滑车控制装置23通过所述通信天线电路234与所述多旋翼飞行装置21和地面监控装置24通信连接。

值得说明的是，该跟头滑车22、滑车控制装置23、多旋翼飞行装置21等可以通过无线收发技术进行通信。

而无线收发电路原理具体为：

射频表示可以辐射到空间的电磁频率，频率范围从300KHz～300GHz之间，其中的300M～300GHz频段也被称为微波频段，利用各波段不同的传播特性，可以用于不同的通信系统。

nRF9E5是Nordic VLSI公司于2004年2月5日推出的系统级RF芯片，其内置nRF905 433/868/915MHz收发器，8051兼容微控制器和4输入10位80ksps A/D转换器，是真正的系统级芯片，内置nRF905收发器与nRF905芯片的收发器一样，可以工作于ShockBurst(自动处理前缀，地址和CRC)方式，内置电压调整模块，最大限度地抑制噪音，为系统提供1.9～3.6V的工作电压，QFN5x5mm封装，载波检测，nRF9E5符合美国通信委员会和欧洲电信标准学会的相关标准,由于nRF905功耗低工作可靠因此很适用于无线数据传输系统的设计。

此外，所述滑车控制装置23具体可以：

向所述多旋翼飞行装置发送挂接指令，以使得所述多旋翼飞行装置的电源向所述电磁铁结构供电，使得电磁铁结构吸附所述跟头滑车。

接收操作人员通过按键控制电路输入的飞行控制指令，并向所述多旋翼飞行装置发送所述飞行控制指令，以使得所述多旋翼飞行装置携带所述跟头滑车飞行至输电线路的地线上方。

此外，所述多旋翼飞行装置21，用于通过摄像装置采集周围环境图像，并将所述周围环境图像发送至所述地面监控装置。

所述地面监控装置24，用于显示所述周围环境图像，并根据所述周围环境图像确定多旋翼飞行装置与输电线路上的外飘物的距离。

另外，所述滑车控制装置23具体可以：

在多旋翼飞行装置与输电线路上的外飘物的距离小于预先设置的距离阈值，且跟头滑车位于输电线路的地线上方时，向所述多旋翼飞行装置发送脱离指令，以使得所述多旋翼飞行装置的电源停止向所述电磁铁结构供电，使得电磁铁结构脱离所述跟头滑车，使得跟头滑车落置于所述输电线路的地线上。

通过本发明实施例提供的一种输电线路跟头滑车的远程控制系统20，可以实现跟头滑车的远程控制，其具体实例可以如下所述：

例如：使用多旋翼飞行装置底部的电磁铁将跟头滑车吸到多旋翼飞行装置底部；多旋翼飞行装置搭载小型摄像机或照相机(即摄像装置)由滑车控制装置(如无线电遥控设备)操纵起飞，飞行至地面2米左右收起多旋翼飞行装置起落架，以6m/s速度接近输电线路外飘物附近大约10米左右，再缓慢飞近目标，当到达目标上方地线高度时，利用多旋翼飞行装置可悬停的特性，稳定悬停便于地面站操控人员通过摄像头观察多旋翼飞行装置与地线的位置，在距离异物5米的位置开始执行跟头滑车落线操作，远程控制电磁铁放开，完成落线。之后，多旋翼飞行装置远离地线，跟头滑车利用绝缘绳绑上清除工具拉至外飘物所在高度，跟头滑车开始在地线上行走进行外飘物清除作业，完成作业后可通过操控多旋翼飞行装置吸住跟头滑车返回地面。

本发明实施例提供的一种输电线路跟头滑车的远程控制系统，其包括多旋翼飞行装置、跟头滑车、滑车控制装置、地面监控装置；该滑车控制装置可向多旋翼飞行装置发送挂接指令，以使得多旋翼飞行装置下侧挂接跟头滑车；滑车控制装置进而向多旋翼飞行装置发送飞行控制指令，以使得多旋翼飞行装置携带跟头滑车飞行至输电线路的地线上方；滑车控制装置然后向多旋翼飞行装置发送脱离指令，以使得多旋翼飞行装置下侧脱离跟头滑车，使得跟头滑车落置于输电线路的地线上。这样，通过滑车控制装置来控制多旋翼飞行装置，多旋翼飞行装置在地面起飞到输电线路外飘物所在高度后，利用摄像装置对输电线路上的外飘物进行精确定位和评估，将跟头滑车稳定地送到地线上，并实时向地面监控装置传回监控数据。在完成带电清除外飘物任务后，多旋翼飞行装置再起飞将跟头滑车从地线上取下，并降落回到地面。从而本发明可以完成跟头滑车在输电线路上的安装和拆除，而无需人工爬塔作业，避免了当前的输电线路异物清除工作需要大量的人工巡查和爬塔工作，较为繁琐复杂，且输电线路电压较高，容易发生危险事故的问题。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。