一种基于双机协作的高压带电水冲洗方法及系统

本发明涉及无人机清洗技术领域，特别涉及一种基于双机协作的高压带电水冲洗方法及系统。

背景技术：

电力工业是国民经济的基础产业，输电线路是电力系统中不可缺少的一部分。绝缘子是增加爬电距离的特殊绝缘控件，在输电线路中常常用来固定带电导体，确保导体与大地之间有足够的距离和绝缘。作为供电系统最重要的元器件之一，绝缘子长期处于暴露的环境中，在工作过程中大气中的灰尘颗粒极易附着于绝缘子上，形成污秽层。当遇上雾、雨等特殊天气时，污秽中包含的电解质溶解在水中，使得绝缘子表面电导增加，引起局部放电现象，极易发生污秽闪络。绝缘子的污秽闪络是造成接触网供电系统产生跳闸故障的核心因素之一，故而保证绝缘子表面清洁干净是保证电力系统稳定运行的关键环节。

在电力设施进行绝缘维护过程中最常用的方法中，可以通过清扫的方式去除污秽，包括停电清扫和带电清扫。其中带电清扫主要有带电水冲洗、带电气吹清扫、带电机械干清扫，以及近些年发展起来的带电化学清洗等。其中，通过人工擦拭的方法来清洗绝缘子外表面，操作简单易行，但需停电作业，工作量巨大且危险系数高。使用无人机搭载水箱进行带电水冲洗具有处理突发能力强、不要求停电作业、对生产运行影响小、成本较低等多方面的优势。

无人机，即没有飞行员进行驾驶的一种飞机，它的飞行可以通过地面的操作人员或者其他飞行器上的驾驶员实施远距离控制，也可以由计算机自主进行控制。近年来无人机多用于有人机不能执行的危险性任务，如受灾地区图像的实时传输和拍摄、救援工具和食品的投递等。使用无人机搭载水箱对绝缘子进行带电水清洗，比起人工清洗或直升机载人清洗具有操作灵活、安全性高、成本较低等优点。

目前在绝缘子水冲洗领域绝大部分都是采用单台无人机进行作业，其存在的缺陷在于：一是，对于单台无人机带电水冲洗作业，作业过程中只能从一个角度对绝缘子进行冲洗，导致绝缘子一侧已冲洗干净，另一侧仍处在污秽状态下，如此更容易导致污闪发生，伤害器件，损坏无人机。二是，对于单台的无人机带电水冲洗作业，无人机需要携带足够多冲洗液，这对无人机的负载能力提出了较高的要求，对无人机的性能也提出了较高要求，进而导致价格昂贵；单台大载重无人机使用时一旦发生事故，大载重无人机更容易对电力设备造成损伤，亦更容易对地面工作人员造成伤害。三是，单台大载重无人机，体积大，单人搬运困难，运输不便，对野外开展作业有着极大的限制。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述背景技术中的不足，提高带电冲洗的安全性和清洗效果。

为实现以上目的，一方面，采用一种基于双机协作的高压带电水冲洗方法，双无人机包括长机和从机，包括如下步骤：

长机接收遥控器发出的操作指令，并根据操作指令进行绝缘子清洗作业；

长机将遥控器发出的操作指令同步至从机，以使从机与长机协作进行绝缘子清洗作业。

进一步地，所述操作指令包括起飞指令、巡航指令、作业准备指令、作业清洗指令以及返航指令。

进一步地，在起飞阶段，所述长机接收所述遥控器发出的所述起飞指令，并根据起飞指令完成起飞操作；

所述长机将所述起飞指令同步至所述从机，以使所述从机根据所述起飞指令完成起飞操作。

进一步地，在巡航阶段，所述长机接收所述遥控器发送的所述巡航指令，并根据巡航指令逐渐靠近绝缘子；

所述长机向所述从机实时发送自身的位置、速度信息以及所述巡航指令，以使所述从机根据所述长机的位置及速度跟随所述长机的轨迹进行巡航状态。

进一步地，在清洗作业准备阶段，所述长机接收所述遥控器发送的所述作业准备指令，并在收到作业准备指令后进入悬停状态；

所述长机将所述作业准备指令、自身的位置与航向信息发送所述从机，以使所述从机根据所述作业准备指令进入悬停状态，其中所述从机的悬停位置为与所述长机悬停位置的对侧位置，所述从机的悬停高度与所述长机的悬停高度一致，所述从机的悬停航向与所述长机的悬停航向相差180度。

进一步地，在清洗作业阶段，所述长机接收所述遥控器发送的所述作业清洗指令，并根据所述作业清洗指令启动其机载水泵对所述绝缘子一侧进行清洗作业；

所述长机向所述从机发送所述作业清洗指令、自身的位置及航向信息，以使所述从机根据所述清洗作业指令启动其机载水泵对所述绝缘子另一侧进行清洗作业，并根据所述长机的位置与航向来调整其至与所述长机在同一高度、航向相差180度位置。

进一步地，在返航阶段，所述长机接收所述遥控器发送的所述返航指令，并根据所述返航指令启动自动返航；

所述长机将所述返航指令同步发送至所述从机，以使所述从机根据所述返航指令启动自动返航。

另一方面，采用一种基于双机协作的高压带电水冲洗系统，包括长机和主机，长机包括第一指令接收模块、信息同步模块和第一执行模块，其中：

第一指令接收模块用于接收遥控器发出的操作指令；

第一执行模块用于根据操作指令进行绝缘子清洗作业；

信息同步模块用于将操作指令同步至从机，以使从机与长机协作进行绝缘子清洗作业。

进一步地，所述操作指令包括起飞指令、巡航指令、作业准备指令、作业清洗指令以及返航指令。

与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：本发明使用双机协作进行绝缘子清洗作业，同等条件下，载重要求就可下降为原来的一半，且低载重无人机制作成本低，通常情况下双台低载重无人机造价也要低于一台大载重无人机的成本；小载重的无人机，自重小，操作灵活，事故率低，即使发生碰撞伤害性也较小；同时两台小载重的无人机体积小重量轻，运输方便，极大的便利了野外做业的开展；而且多无人机作业效率高，安全性高。

附图说明

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述：

图1是一种基于双机协作的高压带电水冲洗方法的流程图；

图2是基于双机协作的绝缘子清洗作业示意图。

图中：

1-长机；2-从机；3-绝缘子串。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施方式的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施方式，并不用于限制本发明实施方式。

在本发明实施方式中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。

另外，若本发明实施方式中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1所示，本实施例公开了一种基于双机协作的高压带电水冲洗方法，双无人机包括长机和从机，包括如下步骤s1至s2：

s1、长机接收遥控器发出的操作指令，并根据操作指令进行绝缘子清洗作业；

s2、长机将遥控器发出的操作指令同步至从机，以使从机与长机协作进行绝缘子清洗作业。

作为进一步优选的技术方案，所述操作指令包括起飞指令、巡航指令、作业准备指令、作业清洗指令以及返航指令。

作为进一步优选的技术方案，在起飞阶段，所述长机接收所述遥控器发出的所述起飞指令，并根据起飞指令完成起飞操作；

所述长机将所述起飞指令同步至所述从机，以使所述从机根据所述起飞指令完成起飞操作。

需要说明的是，从机与长机并列放置，操作员操作长机起飞后，长机向从机发送自动起飞指令，从机起飞完成后，长机开始进入巡航阶段

作为进一步优选的技术方案，在巡航阶段，所述长机接收所述遥控器发送的所述巡航指令，并根据巡航指令逐渐靠近绝缘子；

所述长机向所述从机实时发送自身的位置、速度信息以及所述巡航指令，以使所述从机根据所述长机的位置及速度跟随所述长机的轨迹进行巡航状态。

作为进一步优选的技术方案，在清洗作业准备阶段，所述长机接收所述遥控器发送的所述作业准备指令，并在收到作业准备指令后进入悬停状态；

所述长机将所述作业准备指令、自身的位置与航向信息发送所述从机，以使所述从机根据所述作业准备指令进入悬停状态，其中所述从机的悬停位置为与所述长机悬停位置的对侧位置，所述从机的悬停高度与所述长机的悬停高度一致，所述从机的悬停航向与所述长机的悬停航向相差180度。

需要说明的是，如图2所示，长机从一侧对准绝缘子并行进到距离绝缘子5米位置后，操作员发送作业准备指令，长机收到指令后开始悬停，并将准备作业指令同步发送到从机，从机收到作业准备指令后，根据长机当前位置与航向，自动进入与长机对侧位置，保持在长机同一高度，航向与长机相差180度，对准绝缘子。

作为进一步优选的技术方案，在清洗作业阶段，所述长机接收所述遥控器发送的所述作业清洗指令，并根据所述作业清洗指令启动其机载水泵对所述绝缘子一侧进行清洗作业；

所述长机向所述从机发送所述作业清洗指令、自身的位置及航向信息，以使所述从机根据所述清洗作业指令启动其机载水泵对所述绝缘子另一侧进行清洗作业，并根据所述长机的位置与航向来调整其至与所述长机在同一高度、航向相差180度位置。

需要说明的是，长机根据一冲多回作业方法自主对准绝缘子完成清洗作业，或者响应操作员指令进行位置调试。本实施例使用双机协同作业，可以对绝缘子两侧同时进行清洗，保障绝缘子两侧同时被冲洗干净，避免单台作业过程中一侧干净一侧污秽情况下的污闪问题。

作为进一步优选的技术方案，在返航阶段，所述长机接收所述遥控器发送的所述返航指令，并根据所述返航指令启动自动返航；

所述长机将所述返航指令同步发送至所述从机，以使所述从机根据所述返航指令启动自动返航。

本发明另一实施例公开了一种基于双机协作的高压带电水冲洗系统，包括长机和主机，长机包括第一指令接收模块、信息同步模块和第一执行模块，其中：

第一指令接收模块用于接收遥控器发出的操作指令；

第一执行模块用于根据操作指令进行绝缘子清洗作业；

信息同步模块用于将操作指令同步至从机，以使从机与长机协作进行绝缘子清洗作业。

其中，所述操作指令包括起飞指令、巡航指令、作业准备指令、作业清洗指令以及返航指令。

作为进一步优选的技术方案，所述从机包括第二指令接收模块和第二执行模块，其中：

第二指令接收模块用于接收所述长机发送的操作指令、长机的位置信息、速度信息及航向信息；

第二执行模块用于根据操作指令、长机的位置信息、速度信息及航向信息，调整自身航向与位置，与所述长机协同作业。

以上结合附图详细描述了本发明例的可选实施方式，但是，本发明实施方式并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施方式的技术构思范围内，可以对本发明实施方式的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施方式的保护范围。