专利名称：山区输电线路巡检无人飞机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及应用于山区及特殊地形的电塔、电力线路走廊的巡查设备，具体为一种山区输电线路巡检无人飞机。
背景技术：
目前，线路巡检是电力线路维护的重要基础，线路巡检的开展状况直接制约着送配电线路乃至电网的整体维护水平。传统的电力线路巡检流程是工作人员亲自到现场巡视线路，巡视对象主要是电力设施，例如杆塔、导线、变压器、绝缘子、横担、刀间等设备，并以纸质介质方式记录巡视情况，然后再人工录入到计算机中。我国电力线路走廊的地理环境复杂，给电力巡线工作带来很多困难。特别是对于电力线路穿越森林边缘地区、高海拔、冰雪覆盖区、地质灾害区和自然天气灾害区的电力线路巡检工作，已经成为困扰电力行业的一个重大问题。由此可见，传统电力线路巡检方式受过多人为因素、地形因素和天气因素的影响，在危险地段会危及到巡线工人的生命安全，并且人工录入数据量大，数据手工录入过程容易出现错误，由此造成巡检工作效率低下等问题。采用无人机进行电力线路巡检，能够解决自然灾害中以及复杂地形条件下，人工难以对电网进行巡检作业的难题，可以不受复杂地形、灾区条件所限，从而深入电力线路的各个区域，大大节约了人力物力，提高电力线路巡检的工作效率，降低人工作业的危险程度。现有技术中已经出现油动固定翼机型的无人机，这种无人机速度快，飞行高度不能太低，发动机振动剧烈，故障率高，一旦发生坠机容易引起火灾或是爆炸，将对电力线路构成巨大的威胁和损害。另有一种电力驱动的无人机，包括机头(3)、机身(1)、机翼(2)，机身(1)内另设有飞行控制系统和电力驱动系统，机头(3)上设有拍照系统(4)，机翼(2)选用经典的CLARKY翼型。该无人机具有运行可靠性高、操作简单、运行成本低、维护便捷、运输方便、干净环保等特点，但由于山区的电网巡查任务具有以下特点航线折点多，直线航程短，转折点处拍摄目标重要，转弯稳定性要求高；航线高度低，距离拍摄目标近，航线精度要求高；部分航线高度变化剧烈，爬升下降频繁；航线范围地形多变，近地气流复杂，强对流，强侧风，乱流等突发气流现象频繁。该无人机由于气动效率较偏低、转向下沉偏大、盘旋效率低、低速转弯有失速倾向；续航时间短、复杂电磁环境下抗干扰性差、负载小等，并不适用于山区电网巡查任务。
发明内容本实用新型为了解决现有的电力驱动的无人机不适合进行山区电网巡查任务的问题，提供了一种山区输电线路巡检无人飞机。[0010]本实用新型是采用如下技术方案实现的山区输电线路巡检无人飞机，包括机头、机身、机翼，机身内设有包括驱动螺旋桨、锂电池组及无刷电机的电力驱动系统，机头上设有拍照系统，机翼为固定型机翼，机翼翼展2. 1米，机翼外侧设有下反角为90度的垂尾；机身是由Kevlar材料制成的；电力驱动系统中的驱动螺旋桨是由尼龙材料制成的。其中，所述锂电池组为无刷电机提供供电，无刷电机带动驱动螺旋桨为山区输电线路巡检无人飞机产生推动力。拍照系统主要由专业数码相机、摄像机组成的拍照装置以及传感器检测仪构成。拍照系统按照控制系统指令脉冲定时摄影或是录像，影像数据自动存入拍照装置附带的存储卡内。这些是本领域技术人员容易实现的。机翼为固定型机翼，机翼翼展2.1米，机翼外侧设有下反角为90度的垂尾；该翼型的机翼在海平面高度能够以35km的时速起飞，50公里巡航时速时机翼升力系数CL=O. 58，机翼迎角1. 2度，盘旋状态CL=O. 58-0. 82 (盘旋坡度不超过45度)，迎角小于3. 2度，均处在机翼阻力系数⑶的低阻范围0. 4-1. 1内，最大升力系数1. 3，盘旋爬升状态最大升阻比均明显优于经典CLARK翼型，机翼下反角达到90度，有效改善了飞机的失速性和盘旋特性，采用该翼型的无人飞机更适合电力巡线任务的盘旋、爬升等动作。机身是由Kevlar材料制成的；电力驱动系统中的驱动螺旋桨是由尼龙材料制成的。这两种材料轻便坚固，能提高山区输电线路巡检无人飞机的有效载荷和续航时间。本实用新型的有益效果如下利用特殊设计的机翼和特殊的材质实现了能够在山区及时应用山区输电线路巡检无人飞机执行输电线路的应急巡视；通过对高压输电线路的应急巡视，能够准确提供输电线路的故障信息。本实用新型设计精巧、安全可靠、实用方便，特别适用于山区输电线路的巡检任务。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为图1的仰视图。图中1-机身，2-机翼，3-机头，4-拍照系统。
具体实施方式
山区输电线路巡检无人飞机，包括机头3、机身1、机翼2，机身1内设有包括驱动螺旋桨、锂电池组及无刷电机的电力驱动系统，机头3上设有拍照系统4，其特征在于机翼2为固定型机翼，机翼2翼展2. 1米，机翼2外侧设有下反角为90度的垂尾；机身1是由Kevlar材料制成的；电力驱动系统中的驱动螺旋是由尼龙材料制成的。具体实施过程中，山区输电线路巡检无人飞机与现有的电力驱动的无人机同样设有飞行控制系统。飞行控制系统主要包括任务管理和导航微处理机、飞行控制微处理机、飞行控制传感器、飞行通道控制器等，主要用于完成飞行器的导航定位，具体包括引导飞行器按预定航线飞行、控制飞行器飞行姿态和轨迹，在危险情况下控制飞行器进入自动着陆状态并安全降落。使用时，由飞行控制系统所对应的地面控制站控制本实用新型对电网设备等进行拍摄。地面控制站测控系统可由笔记本电脑、地面控制软件、通信电缆、数传电台组成。地面控制站提供地图图形界面，通过该图形界面，根据飞行控制系统反馈回的各种飞行参数信息，实时在地图上精确标定飞机的当前位置、飞行路线和飞行轨迹等，实现山区输电线路巡检无人飞机对于电网的巡查。
权利要求1. 一种山区输电线路巡检无人飞机，包括机头(3)、机身(1)、机翼(2)，机身(1)内设有包括驱动螺旋桨、锂电池组及无刷电机的电力驱动系统，机头(3)上设有拍照系统(4)，其特征在于机翼(2)为固定型机翼，机翼(2)翼展2. 1米，机翼(2)外侧设有下反角为90度的垂尾；机身(1)是由Kevlar材料制成的；电力驱动系统中的驱动螺旋是由尼龙材料制成的。
专利摘要本实用新型具体为一种山区输电线路巡检无人飞机，解决了现有的电力驱动的无人机不适合进行山区电网巡查任务的问题。山区输电线路巡检无人飞机，包括机头、机身、机翼，机身内设有包括驱动螺旋桨、锂电池组及无刷电机的电力驱动系统，机头上设有拍照系统，机翼为固定型机翼，机翼翼展2.1米，机翼外侧设有下反角为90度的垂尾；机身是由Kevlar材料制成的；电力驱动系统中的驱动螺旋桨是由尼龙材料制成的。本实用新型设计精巧、安全可靠、实用方便，特别适用于山区输电线路的巡检任务。
文档编号B64C39/02GK202320781SQ20112039805
公开日2012年7月11日 申请日期2011年10月19日 优先权日2011年10月19日
发明者刘彦芳, 周萌, 曹飞, 王文强, 郑宇清, 高志伟 申请人:北京中飞艾维航空科技有限公司, 华北电网有限公司大同超高压供电公司