一种巡检无人机及其应用的制作方法

本发明涉及一种巡检无人机及其应用，属于无人机、电力、电网等。

背景技术：

1、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行器。无人机实际上是无人驾驶飞行器的统称。

2、传统无人机，在空载的时候，可进行巡检，例如对电力领域进行巡检，对电力塔、电缆进行巡检，在冬天的时候，发现电缆、线缆表面上经常结冰。目前的电缆除冰方法如下：

3、外力敲打法，由工作人员在现场利用工具敲击输电线路，以此来达到除冰的目地，这个方法简便易行，但只能用于以10kv为主的近距离线路除冰，效率低，工作量大，只能在紧急情况下使用，应用范围极小。

4、滑轮铲刮法，是由在地面上的工作人员通过控制输电线路上的滑轮移动，利用力的作用，使导线弯曲，然后使覆冰破裂，这个方法效率高、操作简便、能耗小，并且价格低廉，是目前输电线路最有效的除冰方法之一，但种方法受地形限制，安全性能还不太完善。缺点是，即使除冰后，电缆表面仍然存在大量的一节节的碎冰，除冰不够彻底，尤其是残留的冰溜子附着在电缆上，其由于破裂，其存在一定的危险性，尤其是靠近人口密集区域。

5、高压输电线路热力融冰法，利用附加热源或导线自身发热，使冰雪在导线上无法积覆，或是使已经积覆的冰雪融化。典型的热力除法有电阻性铁磁线和低居里磁热线。常见的高压输电线路热力融冰法分为:有过电流融冰法、短路电流融冰法和直流融冰法三种。这种除冰方法的能耗高，并且还影响电力的正常供电。

6、机器人除冰法，是利用安装在输电线路上行走机器人的除冰机构自动清除覆冰的一种方法，机器人除冰法具有功耗小、效率高、无人员伤亡、无需停电和转移负载等多种优点。

7、目前的除冰机器人一般都包括沿着电缆行走的行走车及设置在行走车上除冰机构，具体工作时，行走车带动除冰机构沿着电缆移动，并通过除冰机构对电缆进行除冰。目前的除冰机器人存在以下不足：

8、1、操作不便，需要人工爬上电杆，将除冰机器人的行走车安装到电缆上，进行除冰；而且在电缆除冰机在遇到电杆时，还人工需要拆卸电缆除冰机，然后人工手动使除冰机器人越过电杆，然后再将除冰机器人再次安装到电缆上，因而存在操作不便的问题。

9、2、不利于电缆的定点除冰，除冰机器人的行走车容易卡滞在电缆的某处，导致除冰失效。

10、3、除冰机构通常都是利用机械破冰、除冰，例如除冰针、除冰刀等，如公开号为cn116417955a所公开的“基于无人机的电缆破冰器及其破冰方法”、公开号为cn109473933b所公开的“一种电缆除冰车”等，除冰针、除冰刀等一旦操作不当，易对电缆表面造成严重的损伤。

11、基于此，提出本发明。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种巡检无人机及其应用，具体技术方案如下：

2、一种巡检无人机，包括无人机本体，所述无人机本体的边部设置有若干个摄像组件、雷达组件，所述无人机本体的底部挂载有功能组件，所述功能组件是物资箱、救援箱、检测箱、救灾箱、声波除冰器中的一种。

3、作为进一步优化方案是，所述声波除冰器用来对架空线缆表面所结的冰层进行除冰，所述声波除冰器包括横基板、安装在横基板一侧的第一振板、安装在横基板另一侧的第二振板，所述第一振板的外侧安装有兆声波换能器，所述第二振板的外侧安装有超声波换能器，所述第二振板与横基板滑动连接，所述第一振板的上端与横基板固定连接，所述横基板的上方安装有用来控制第二振板与第一振板之间的间距和挤压力的电磁驱动机构。

4、作为进一步优化方案是，所述第一振板的内部嵌设有吸能板，所述吸能板的横截面为等腰梯形，所述吸能板上端的宽度小于吸能板下端的宽度，所述吸能板正对兆声波换能器的振动端设置；所述第一振板的内侧设置有螺旋形凸起区一，所述螺旋形凸起区一由若干个排列成螺旋形的凸起一构成，所述凸起一的横截面为正六边形；所述第二振板的内侧设置有螺旋形凸起区二，所述螺旋形凸起区二由若干个排列成螺旋形的凸起二构成，所述凸起二的横截面为正六边形；所述螺旋形凸起区二的旋向与螺旋形凸起区一的旋向相反。

5、作为进一步优化方案是，所述凸起二和凸起一的厚度均为1.2mm，所述吸能板的制作方法如下：在洛氏硬度为65-70度的橡胶板上开设圆形通孔，通孔的直径为1cm，在通孔处进行硫化处理，硫化后的通孔处有一圈洛氏硬度为85-90度的硬化圈；将吸能板嵌设在第一振板的内部且吸能板与第一振板密封连接；密封连接后的吸能板中的通孔位置与凸起一的位置呈一一对应设置。

6、作为进一步优化方案是，所述电磁驱动机构包括安装在横基板上方的电磁铁一、与电磁铁一相适配的永磁铁一，所述横基板的板面设置有沿着横基板长度方向设置的限位孔，所述限位孔内设置有用来连接永磁铁一和第二振板上端的滑板。

7、作为进一步优化方案是，所述横基板的上方设置有用来限制第二振板与第一振板之间最小间距的限位机构，所述限位机构包括用来抵住永磁铁一的u形叉、螺栓、挡板，所述u形叉设置在限位孔的外部，所述螺栓的端部与u形叉的封闭部之间通过安装轴承一转动连接，所述螺栓的螺纹部穿过挡板且螺栓的螺纹部与挡板螺纹连接。

8、作为进一步优化方案是，所述横基板的上方还设置有用来调整横基板摆动幅度的摆动驱动机构，所述摆动驱动机构包括两块固定安装在横基板中部的竖板、位于两块竖板之间的圆轴、n形基座、固定在n形基座外部的步进电机、与步进电机输出端相连的第一伞齿轮、与第一伞齿轮啮合的第二伞齿轮，所述圆轴的端部与竖板的上端固定连接，所述圆轴的端部与n形基座的敞开端之间通过安装轴承二转动连接，所述第二伞齿轮与圆轴同轴连接。

9、作为进一步优化方案是，所述n形基座的封闭端与无人机本体的底部之间安装有调节柱，所述调节柱包括柱体，所述柱体的上端与无人机本体的底部之间可拆卸连接，所述柱体的下部设置有t形槽，所述t形槽包括上半槽和下半槽，所述上半槽的内部设置有电磁铁二、位于电磁铁二下方的永磁铁二，所述柱体还同轴设置有与下半槽相适配的滑杆，所述滑杆的上端位于上半槽内且滑杆的上端与永磁铁二固定连接，所述滑杆的下端位于柱体的下方且滑杆的下端与n形基座的封闭端固定连接。

10、作为进一步优化方案是，一种巡检无人机的应用，所述巡检无人机用于航拍领域、农业领域、植保领域、快递运输领域、灾难救援领域、观察野生动物领域、监控传染病领域、测绘领域、新闻报道领域、电力巡检领域、除冰领域。

11、作为进一步优化方案是，当所述巡检无人机在对架空线缆表面所结的冰层进行除冰时，所述巡检无人机的数量最少有6台，以无人机集群的方式进行除冰作业；第一台巡检无人机加装声波除冰器，

12、当对冰层下面的冰溜进行除冰时，第一台巡检无人机处于悬停状态，声波除冰器中的超声波换能器23的工作频率为20～23khz，声波除冰器中的兆声波换能器的工作频率为986khz；声波除冰器中的第二振板对冰层施加的压力恒定，声波除冰器中的电磁铁二间歇式通电，电磁铁二在通电时对永磁铁二施加相斥的磁力，在一个周期内，电磁铁二的通电时间为1.2～1.8s，不通电时间为2～2.7s；

13、当对冰层下面的冰溜完全除去时，声波除冰器中的超声波换能器的工作频率为36.7khz，声波除冰器中的兆声波换能器的工作频率为873khz；声波除冰器中的第二振板对冰层施加的压力呈脉冲式变化，第二振板对冰层施加的压力值与时间值所形成的波形为阶梯波；声波除冰器中的步进电机正反转，λ从-7°变化至7°，λ为声波除冰器中的调节柱的长度方向与声波除冰器中的竖板的长度方向之间的夹角，λ的变化周期为3～9s；

14、在第一台巡检无人机通过声波除冰器进行除冰时，第二台巡检无人机通过摄像组件对进行除冰过程进行实时监控并反馈；

15、在第一台巡检无人机进行除冰时，剩余巡检无人机通过吊链吊起收冰布，收冰布位于架空线缆的下方，收冰布用来对声波除冰器在除冰过程中所产生的冰块进行收集。

16、本发明的有益效果：

17、1、所述巡检无人机能够进行巡检，可用于航拍领域、农业领域、植保领域、快递运输领域、灾难救援领域、观察野生动物领域、监控传染病领域、测绘领域、新闻报道领域、电力巡检领域、除冰领域等，应用范围广。

18、2、所述巡检无人机通过加装声波除冰器，能够对架空线缆表面的冰层进行除冰，除冰效果好。操作方便，无需人工爬杆，通过无人机远程操控即可，安全性高。

19、3、利用超声、兆声复合的声波对冰层进行破冰、除冰，除冰效果好。

20、4、能够对架空线缆进行定点除冰，声波除冰器与架空线缆之间不会发生卡滞，除冰过程更流畅，效率高。

21、5、声波除冰器不会对架空线缆表面造成严重的损伤，经济价值高，更具有市场。