飞行式线缆及布线系统、布线方法与流程

本发明涉及无人飞行设备技术领域。

背景技术：

在救急抢险时，往往需要先勘测受灾区域的基本情况，然后需要接通受灾位置与外界的水、电、通信线路，如此便于后期的救援作业。目前接通线路的工作通常需要救援人员和救援车协同进行，考虑到灾后往往发生或引发二次灾害，比如洪涝过后往往会引发山体滑坡、泥石流等，这种方式安全性低，发生事故风险高。并且，对于在救灾时需要登高作业的情况，作业环境安全性低。

同时，在电力线路架线施工过程中，经常需要跨越宽大河流、山地、林带、各种电压等级的电力线路、高速公路、高速铁路、蔬菜大棚等设施。施工时一些地段相对比较复杂、人力施工难度较大。而被跨越物往往因特殊原因施工难度极大。跨越高铁、高速、蔬菜大棚的难度更大，赔偿费、配合施工费、跨越费都是不可避免发生的费用，因此通常而产生的高额跨越费、青苗补偿费及跨越物损坏赔偿费，给电力建设投资企业和施工企业带来巨大的经济损失的同时也延误了工期。同时，人力施工也面临者作业环境安全性低的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种飞行式线缆及利用飞行式线缆布设电力线路、通信线路等的布线系统、布线方法。

为实现上述目标，本发明提供了如下技术方案:

一种飞行式线缆，包括线缆本体，所述线缆本体上设置有可携带缆线本体飞行的飞行器。

进一步，线缆本体上设置有多个飞行器。

进一步，飞行器的动力源采用如下方式的一种或多种：方式一，在飞行器上设置电源；方式二,在线缆本体上设置飞行电源接口，飞行电源接口与飞行器电连接，通过该接口获取电源；方式三，设置飞行专用电源，电连接专用电源与飞行器。

进一步，线缆本体上设置有可以下方支撑面作为受力支点进对线缆本体进行支撑的支撑结构，通过所述支撑结构调整线缆本体的位置。

进一步，所述支撑结构上设置有浮体，通过浮体所述支撑结构能够以水面作为支撑面提供支撑力。

进一步，线缆本体上设置有接地结构。

进一步，还包括警示单元，所述警示单元用于监测环境信息和飞行器的动力源余量信息，并将获取的信息发送给飞行器控制中心，飞行器控制中心根据接收到的信息调整飞行器的飞行。

进一步，包括第一飞行器，所述第一飞行器包括飞行动力单元、线缆本体连接单元，以及控制飞行参数的导航飞控单元。

进一步，包括第二飞行器，所述第二飞行器包括飞行动力单元、线缆本体连接单元，以及响应于控制进行飞行的飞行响应单元。

进一步，包括第一飞行器和第二飞行器，所述第一飞行器控制飞行参数，所述第二飞行器响应于第一飞行器的控制进行飞行。

进一步，飞行器的飞行平台为旋翼结构、固定翼结构、喷气式结构、飞艇、伞翼结构或扑翼结构。

进一步，还包括识别单元，所述识别单元通过采集图像信息和/或音频信息识别并判断目的地的位置。

进一步，还包括无线定位单元，所述目的地位置设置有无线信号收发单元，所述无线定位单元采集无线信息收发单元的信号，识别并判断目的地的位置。

进一步，飞行器上设置有获取目的地的布线点安装接口信息的接口定位单元。

进一步，飞行器上设置有安装接口固定结构和安装接口嵌入结构，所述安装接口固定结构用于将线缆定位在安装接口上或安装接口附近区域，所述安装接口嵌入结构用于将线缆接头安装在安装接头上。

本发明还提供了一种飞行式线缆的布线系统，包括：前述的飞行式线缆；起始点固定接口，用于固定线缆的起始端侧。

本发明还提供了一种飞行式线缆的布线方法，包括如下步骤：固定飞行式线缆的起始端侧；飞行式线缆通过其上的飞行器飞至布线点所在位置。

进一步，飞行式线缆通过其上的飞行器飞至布线点所在位置的步骤包括：飞行式线缆或地面控制站至少其一上的定位单元获取布线点所在的位置信息；根据获取的位置信息控制所述飞行式线缆飞行至布线点所在位置。

进一步，飞行器上设置有获取目的地的布线点安装接口信息的接口定位单元，以及安装接口固定结构和安装接口嵌入结构，在布线点上固定线缆的步骤包括：接口定位单元获取布线点安装接口的位置信息；根据获取的位置信息控制相应到飞行器携带线缆降落至安装接口所在位置；通过安装接口固定结构将线缆定位在安装接口上或安装接口附近区域；通过安装接口嵌入结构将线缆接头安装在安装接头上。

进一步，飞行式线缆上设置有警示单元，通过所述警示单元用于监测环境信息和飞行器的动力源余量信息，并将获取的信息发送给飞行器控制中心；所述警示单元监测到环境不适于继续飞行和/或动力源余量不足时，向飞行器控制中心发送警示信号；飞行器控制中心根据接收到的信息调整飞行器的航线和/或飞行器的飞行数量。

本发明由于采用以上技术方案，与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明的飞行式线缆，安全高效，可以重复使用。改变了在抢险救灾中或者地形复杂区域施工时只能依靠人力肩拉背扛、爬山涉水布设电力线路、通信线路的方法，一定程度上提高了自动化作业，减小了施工人员在安全性低的环境中工作的时间，大大提升了工程施工进度，保证了工期，降低了施工成本。

附图说明

图1为本发明实施例提供的飞行式线缆的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的具有支撑结构的飞行式线缆的结构示意图。

图3为本发明实施例提供的包括第一飞行器的飞行式线缆的结构示意图。

图4为本发明实施例提供的包括第一飞行器和第二飞行器的飞行式线缆的结构示意图。

图5为本发明实施例提供的飞行式线缆的模块结构图。

图6为本发明实施例提供的布线方法的流程图。

图中标号如下：

线缆本体100；

飞行器200，飞行动力单元210，线缆本体连接单元220，支撑结构230，浮体240。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提供的飞行式线缆及布线系统、方法作进一步详细说明。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。在下述实施例的附图中，各附图所出现的相同标号代表相同的特征或者部件，可应用于不同实施例中。因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

需说明的是，本说明书所附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应落在发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

实施例

图1为本发明实施例提供的飞行式线缆的结构示意图。

参见图1所示，一种飞行式线缆，包括线缆本体100，所述线缆本体100上设置有可携带缆线本体飞行的飞行器200。

线缆是电线、光缆、电缆等物品的统称。线缆的用途有很多，主要用于控制安装、连接设备、输送电力等多重作用，是日常生活中常见而不可缺少的一种东西。本发明所称的线缆本体，包括电线、电缆、光缆等，其通常可以用于仪器、仪表、对讲、监控、控制安装，电器、仪表、配电装置的信号传输、控制、测量，有线电视、宽带网专用电缆，电话通信及无线电设备的连接以及电话配线网的分线盒接线用等等。

飞行器，是指可以飞行的器械，在本发明实施例中，其具体是无人机，即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。所述线缆本体上设置的飞行器，可以是一个也可以是多个，可以根据线缆的长度、重量等进行调整。采用多个飞行器时，可使多个飞行器之间协同飞行，根据飞行环境调整飞行的方式。所述飞行的方式，包括飞行时线缆本体的形状、姿态、高度等。

飞行器包括飞行动力单元，飞行动力单元包括飞行平台和动力源。

飞行平台可采用旋翼结构、固定翼结构、喷气式结构、飞艇、伞翼结构或扑翼结构等。飞行动力装置可采用活塞式、电动式、涡喷式、涡扇式、涡桨式、冲压式或喷气式，本实施例中的动力装置采用电动式发动机。

动力源可以采用如下方式的一种或多种。

方式一，在飞行器上设置电源。即通过飞行器自带的电源比如电池提供动力源。作为举例而非限制，电源可以为安装在飞行器中的蓄电池，蓄电池与飞行翼的动力装置电连接。容易理解的是，充电头设有电池的情况下，可以在充电头的电路板上设置充电电路，充电电路用于在电池电量不足时为电池进行充电。所述充电电路为本领域技术人员所公知，例如，充电电路包括依次连接的降压模块、整流模块和滤波模块，所述降压模块用于将外部电源高压交流电转换成低压交流电，所述整流模块用于将低压交流电转换成低压直流电，所述滤波模块用于对整流后的直流电进行滤波。充电头的电路板还可以包括具有过压和过流保护作用的稳压模块，防止过压或过流造成电路元器件的损坏。所述稳压模块为本领域技术人员所公知，此处不再赘述。

方式二,在线缆本体上设置飞行电源接口，飞行电源接口与飞行器电连接，通过该接口获取电源。考虑到电缆本身通常是带电的，可以直接在电缆上设置飞行电源接口，飞行电源接口与飞行器电连接，通过该接口获取电源。当然，根据飞行器需要的电流类型，可以在电源接口上设置电流转换器和/或整流器等设备。

方式三，设置飞行专用电源，电连接专用电源与飞行器。即另外设置飞行专用电源，其不设置在飞行器本身上，也不依靠线缆本体。

本实施中，优选的采用方式二提供动力源。考虑到安全性，在线缆本体上设置有接地结构作为安全装置。作为举例而非限制，比如在线缆本体上设置将电流引入大地的导线，在电气设备漏洞或电压过高时，电流可通过接地的导线进入大地，起到安全保护的作用。

另一实施例提供了具有支撑结构的飞行式线缆的结构。线缆本体上设置有可以下方支撑面作为受力支点进对线缆本体进行支撑的支撑结构，通过所述支撑结构调整线缆本体的位置。以此，在飞行式线缆飞行、停飞过程中，适当地减少了线缆对环境中的其他物体造成的影响。

线缆本体下方设置的支撑结构为实体支撑物，比如支撑杆、支撑架等。参见图2所示，线缆本体100下方设置有以下方支撑面作为受力支点所实现的支撑结构230，在飞行式线缆飞行和/或停飞过程中，可以通过所述支撑结构230调整电线的位置。作为举例而非限制，所示支撑结构230可以是安装在线缆本体上的，也可以是在支撑面上预设好的。对于前者，一般可以通过铰轴将支撑结构安装在线缆本体上，在需要时控制支撑结构相对线缆本体旋转后垂下；对于后者，飞行式线缆在飞行时优先根据支撑结构所在的位置设置飞行路径，可将线缆精准地安放在支撑结构上部。

考虑到飞行时可能需要跨越水面，进一步，所述支撑结构上可以设置浮体，所述浮体使得所述支撑结构能够以水面作为支撑面提供支撑力。

另一实施例中，飞行式线缆还包括警示单元，所述警示单元用于监测环境信息和飞行器的动力源余量信息，并将获取的信息发送给飞行器控制中心，飞行器控制中心根据接收到的信息调整飞行器的飞行。所述飞行器控制中心，作为举例而非限制，可以是飞行器自身的飞行控制器，也可以是安放在地面的地面控制站。

对于飞行式线缆的飞行器，可以是自身设置有控制系统，能智能地规划、调整自身和/或其他飞行器协同飞行的智能飞行器，也可以是本身不具有控制系统、需要根据地面或其他设备的控制进行飞行的飞行器，也可以是上面两组飞行器的组合。图3为本发明实施例提供的包括第一飞行器的飞行式线缆的结构示意图。图4为本发明实施例提供的包括第一飞行器和第二飞行器的飞行式线缆的结构示意图。

参见图3，第一飞行器200为自身设置有控制系统的飞行器，包括飞行动力单元210、线缆本体连接单元220，以及控制飞行参数的导航飞控单元(图中未示出)。

参见图4，所述第二飞行器200本身不具有控制系统、需要根据地面或其他设备的控制进行飞行，包括飞行动力单元210、线缆本体连接单元220，以及响应于控制进行飞行的飞行响应单元。

线缆本体上可以设置一组第一飞行器和/或一组第二飞行器。参见图4，当包括第一飞行200和第二飞行器200时，优选的，由所述第一飞行器控制飞行参数，所述第二飞行器响应于第一飞行器的控制进行飞行。如此，模仿大自然中候鸟迁徙时鸟群的飞行方式，第一飞行器类似于领头鸟，第二飞行器跟随第一飞行器，类似于追随领头鸟飞行的鸟群，在飞行中保持一定的队形可以有效的利用气流，减少飞行中的能量消耗。

在另一实施例中，飞行式线缆上还包括识别单元用以精确地判断目的地的位置。所述识别单元，可以通过采集图像信息和/或音频信息识别并判断用电设备所在的位置。作为举例而非限制，比如在飞行器上设置摄像机构和图像识别单元，通过摄像机构采集实景图像，通过图像识别单元识别图像后判断出位置信息。采集音频信息的结构可以为安装在飞行器上的麦克风。

识别目的地位置的方法，除采集图像信息和/或音频信息外，也可通过无线定位方式，可在飞行式电缆的飞行器上设置无线定位单元，对应的，所述目的地位置上设置有无线信号收发单元，所述无线定位单元采集无线信息收发单元的信号，识别并判断目的地位置的位置。目前常见的定位技术主要有PPD定位技术、GPS卫星定位、蓝牙定位、WIFI网络定位、北斗定位、GPRS/CDMA移动通讯技术定位等。以目前常用的基于移动终端定位技术为例，该定位技术的原理是：多个已知位置的基站发射信号，所发射信号携带有与基站位置有关的特征信息，当移动终端接收到这些信号后，确定其与各基站之间的几何位置关系，并根据相关算法对其自身位置进行定位估算，从而得到自身的位置信息。

当然，也可同时设置上述两组识别结构，如此可根据飞行环境比如天气选择合适的方式获取目的地位置信息。作为举例而非限制，比如在大雾天气，能见度差，使用图像识别效果不佳时，可采用音频信息识别或无线定位的识别方式。

进一步，本实施例中，飞行器上设置有获取目的地的布线点安装接口信息的接口定位单元，以及安装接口固定结构和安装接口嵌入结构，所述安装接口固定结构用于将线缆定位在安装接口上或安装接口附近区域，所述安装接口嵌入结构用于将线缆接头安装在安装接头上。

布线时可能需要将线缆的一端或某个中部位置固定在某一个布线点的安装接口上，因此需要能够精确地获取用电设备的充电接口位置信息的接口定位单元。在接口定位单元获取安装接口的位置信息后在，可以通过安装接口固定结构将线缆定位在安装接口上或安装接口附近区域，然后通过安装接口嵌入结构将线缆接头安装在安装接头上。所述安装接口固定结构，作为举例而非限制，可以是机械爪、吸盘，优选电磁吸盘；所述安装接口嵌入结构，作为举例而非限制，可以是伸缩式元件或折叠式元件，在线缆接头对准安装接口所在位置后，控制可伸缩元件或可折叠元件伸长将线缆接头插入安装接口中实现安装。图5示例了一种具有支撑功能、警示功能、识别功能和接口安装功能的飞行式线缆的模块结构图，各单元为实现相应的功能而设置。

本发明的另一实施例提供了一种飞行式线缆的布线系统，包括：前述的具有飞行器的飞行式线缆，以及起始点固定接口，用于固定线缆的起始端侧。根据布线安装的需要，还可以设置布线点安装接口，用于将线缆固定在布线点位置。

参见图6，本发明的另一实施例还提供了一种飞行式线缆的布线方法，包括如下步骤。

S100，固定飞行式线缆的起始端侧。作为举例而非限制，比如需要在两个电力塔上架设电力线路时，首先在一个电力塔上固定电缆的一端。所述起始端，其包括但不限于电缆的初始端，作为举例而非限制，比如用户将一根电缆的布线分为连续的三个阶段，第三阶段的起始端可以是第二阶段的终止端，而第二阶段的终止端并非电缆的初始端。

S200，飞行式线缆通过其上的飞行器飞至布线点所在位置。

本实施例中，飞行式线缆通过其上的飞行器飞至布线点所在位置的步骤包括：飞行式线缆或地面控制站至少其一上的定位单元获取布线点所在的位置信息；根据获取的位置信息控制所述飞行式线缆飞行至布线点所在位置。

本实施例中，飞行器上设置有获取目的地的布线点安装接口信息的接口定位单元，以及安装接口固定结构和安装接口嵌入结构，在布线点上固定线缆的步骤包括：接口定位单元获取布线点安装接口的位置信息；根据获取的位置信息控制相应到飞行器携带线缆降落至安装接口所在位置；通过安装接口固定结构将线缆定位在安装接口上或安装接口附近区域；通过安装接口嵌入结构将线缆接头安装在安装接头上。

进一步，当飞行式线缆上设置有警示单元时，通过所述警示单元用于监测环境信息和飞行器的动力源余量信息，并将获取的信息发送给飞行器控制中心；所述警示单元监测到环境不适于继续飞行和/或动力源余量不足时，向飞行器控制中心发送警示信号；飞行器控制中心根据接收到的信息调整飞行器的航线和/或飞行器的飞行数量。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序来执行功能。本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。