电力架线机器人-机国赛

...............................................................................................................................................................第一章前 第二章系统概要设 机架设 动力系 保护系 第三章整机系统详细设 机体设 第四章研究进度安 第一阶 第二阶 第三阶 第五章架线的方 第六章系统待改进的问 操作要 第七章作品的科学性先进 易用 性价 第八章作品的优 市场分 第十章参考资 第十一章附：实用新型专利说明 致 线使用最为广泛但上述方法存在许多施工不便和施工安全问题例如人力架等都需要进行清理；动力伞和直升机架线虽然不在地面引线不破坏植被,但代价高昂而且牵扯施工(尤其是)人身安全风险，这些都给架线施工带来不同程度的影响。低了施工的安全隐患，最大限度缩减了地面清赔的时间消耗和消耗,将损失降由于高压线自身重量很于人工进行拖引,传统施工中采用人工地面牵引细钢丝至双塔之间后升到塔顶,再用绞盘拖拽粗钢丝进而将导线从空中牵引过来的模式进行本设计的主要思想是建立一种电动多旋翼飞行器从空中完成对于牵引绳的空中架设任务,该系统的设计主要由飞行器机械结构设计、动力传动系统设计、电子控制系统设计和安全保障体系设计几个方面组成。本文从任务实际需求出发,仔细分析了各个子系统的性能要求,详细阐述了设计各个系统的设计实现原理，具体实现过程和参数优化过程。最后,本文对于该项目的设计开发过程和初步市场化实际情况进行了的总结和说明,对于实际过程中用户出现的实际问题的优化进行了阐述，并进行了该作品的市场情况分析。：电力架线携飞机旋翼飞机点第一线对路时，山一堵就很久很久。这种方受到各方面不可抗力的因素限制造成很大程度的工时延误和不小的经济损1路（1-3）时，需要多方协调，使铁路公路暂时停运后，才能施工架线；还有在5情况更为复杂通常要调用的人力甚至使用到动力伞参与架线，系数更大；在跨越山坳时（图1-2施工只能沿崎岖的山路拖动电缆到对面山上的塔架，施工难度1-11-2山坳1-3高速路或公路1-4河流图1-5河流（A、B为电塔位置该作品为了实现最大限度得解放人力，减少浪费，保障安全，提高架线效架线机整体机牵引和投放机安全保范围距架线机的在2.4G频段上接收和发射距离在500m到1500m而一般300m-500m恶劣天了六个高亮度的LED灯，能够在大雾天分辩架线机的航向。通过GPS定位，来控制操作技本架线机，运用了成熟稳定的飞行控制系统，只要对操作手进行为期一周简单在天气良好且无大风的情况下，能够使架线机在飞行控制系统的控制下，实现自主飞行。失控保失控保护系统应用于电力架线机器人出现失去控制时，主要有以下目的：一、在架线机的一个电机停转的情况下，通过飞行控制系统的算法，使得另外五个改变转速来补偿损坏的电机失去的动力，使得架线机得以平衡继续飞行。二、若突发架线机坠落可启动自身保护系统通过FP（第一人称视角的叠加模回传架线机的GPS信息，并且通过蜂鸣器发送信号，以方便找回。载重通过严格的测试，我们选出了最合适的动力系统的配置，使得在该配置下的架15Kg载的效率。第二要设机架为该机的主要机械结构，分为机身和六个悬臂。机身为电池、飞控、、控制系统设加加速度感器模GPS块叠模电源模驱动模2-1GPS模块可准确定位飞机位置和测量飞行速度。叠加模块（OSD）可将各种监该机飞行姿态进行矫正（2-1输出端。的每个通道用杜邦线联接到主控制器。当发出信号（脉宽器收到信号时对其解调，以此控制电机转速，控制架线机飞行。低压保护、低压、防水处理和第一视角图像回传保护。二级低压保护：电池的电量将会由飞机主控板实时传向设备，让地面的操作人20V时，架线机将悬停或自动降落。低压：由于架线机系统拥有数据回能，实时传输电压、姿态等信息；当电长了电池的。第三统详机架设6个折叠机构，6根悬臂固定在折叠机构上，在盘式电机下方接有短起落架（3-1电池机折叠机电机悬朗宇4110S盘式电好盈铂金30A电子调速3-166个悬臂与机身垂直，此时架线机处于折叠状态（3-23-26个折叠机构相应反方向旋转，使电机悬臂与机身平行，此时架线机完全展开，即可完成飞行动作（3-33-3折叠机架3-4为折叠机构设计示意图，在架线机执行任务的时候销轴和转动部件共同固定出销轴，依靠转动部件使及架线机悬臂折叠至与机身垂直处（3-5。3-43-5投放机构

滑牵引滑3-63-73637（371383-9分别为实际锁止状态示意图与实际投放示意图。3-83-9防绕线结构设5米（预期效果（350g最佳（103-10起落架结构设架线机使用起落架长度仅有13cm，共4对在保证架线机性能的同时大大减轻了架线的起飞和降落（3-113-11防水系统123-12导视系统设针对天等能见度很低的情况，为了能够较好的执行任务，在每个盘式电机下贴有高亮度LED200m的情况下，可视143-13LED红红红红蓝蓝蓝蓝·3-14LED架线时需要架线机飞往几百米到几公里不等的地方。此时若采用第三视角飞行，架FP（第一主视角）操作手通过实时传输图像并结合第三人称视角飞行，操控架线机的飞行姿态与飞行航电气结构设控制系云云电信无电头电3-151．主控制器2.3.叠加模块（OSD）4.头5.分线板6电池7.GPS模块8.LED模块9.图像传输发射机。3-16控制回路(图3-15和图3-16)工作原理：发出调制的无线电控制信号GPS模块可准确定位飞机位置和测量飞行速度。叠加模块（OSD）可将各种监3-17图3-17反映的是电子调速器（上图简称为电调）与主控制器和电池的连接关系。六无线信 模拟信3-18图3-18反映的是架线机的图像传输机构的信号传输方式其由架线机的头捕GPS天GPS天GPS模3-19GPS图3-19为GPS传送信号方式，其主要由GPS天线、GPS模块、主控制器组成。GPS天线接收到由GPS发射出的信号将其传输给GPS模块进行处理，最后将处理后的信图像传动力系统10000mah6S1P电机选用：为了提高电机效率，选用低转速大扭矩的盘式电机。故选择型号为朗桨叶选用1555（15寸，螺5.5）Tarot1555电池电压电流电池电压电流推力功率力效1234567893-183-3-电气系统防水系统设散热问题（3-22。3-22飞行状态检测系统设，图像传输模块可以将头的图像实时传回到地面的屏幕上叠加模，架线机的详细飞行状态。其中OSD能检测的参数有GPS的个数、架线机距起1、GPS的个检测到GPS556621不能定位可以定位，定位定位精度一完全能满足正常情况下，GPS模块可以搜到六颗以上的，颗数越多，则定位越准确，1)如果在视距范围内工作，则该机仍可继续作业2）2、该机距起飞点的竖直高20510米，若低3、距起飞地点的4、飞行速10m/s。但在架线过程当中用不到这么大的速度。一般使用速度5m/s50034分钟，同时操作员可实时监测和修5、电池电多级电压保护系统设架线机有一级低 、二级低压自主降落两种方式1、一级低6S1P25.2V22.2V。所以一级低22.2V22.2VLED模块，此时LED模块红灯快闪，即可提醒操作员迅速降落。2、二级低压自主致使一级保护无法实施，此时LED模块依然快闪红灯，架线机保持原位置竖直降落。如果不在视距范围内，则可通过GPS信号找回架线机。实时动力电压检测与设该机使用的FutabaT14SG带有电压回能。可设置低压为22.2V，当3：600mm×500mm×600mm外观物理尺寸参数性能参数最大载重能力：10kg800米聚四氟乙烯绳索3.17kg3-24根桨叶的情况下自动重新增稳，保证便携式电力架线机器的可控性。电池电压保主控制器可设置一级低压。该机使用的6S1P电池满电电压为25.2V，使用时安22.2V22.2V22.2V时，主控制器会发出指令给LED模块，此时LED模块红灯快闪。当操控员看到此信号时，则GPS信号找架线机。远端动力电电该机使用的FutabaT14SG自带有电压回能。可设置低压为22.2V，当接收机检测动力电池到达该电压，会将该信息回传到，此时会发出响声，自动返15s然后缓缓下落。相关监测数据回传显图像传输模块用于相关监测数据的回传，并显示在可以将头的图像实时传回到地面的屏幕上，叠加模块（OSD）可以GPS、电池和主控制器的信息，并且叠加到图像数据中传回。其中叠加模块可反映信息为GPS的个数、架线机高度、第四度安第一视角设备选择、对的选择等，第一阶段最终设计出架线机的详细设计图，同为试验点，通过对操作员、接线员、周围居民的最终完善该装置。进行多次实验测第五调校的必要起飞前调校是飞行前准备的必然环节，无论你是多么娴飞手，无论你多么熟悉图5-1所示的即为无人机安全问题的事故发生，由此可以看出飞行前调校至关5-1第一步:加打开,确认各个档位正确位电5610LED5-1第一步:加打开第一步:加打开,确认各个档位正确位电5 系统自动对GPS进行搜索，因信号强弱不同会有不同显 左摇杆摇向右下，右摇杆摇向左下保持5s，系统默为，即可使螺旋桨旋手工将架线机置于头顶抓紧,操作手给半油保持,测试先后手工将架线机置于头顶抓紧,操作手给半油保持,测 先手工将架线机置于头顶抓紧,操作手逐渐至全动力,检查全*5-2牵引绳的准一级牵引绳规格：3mm250T12.5kg/km。二级牵引绳规格：6mm1000T25kg/km。三级牵引绳规格：253815T193kg/km。导线规格：110kv、330kv、750kv每公里的导线自重348kg/km、404kg/km、328kg/km46S1P（3.7V22.2V，25.2V）XT60插头，其中两块为执行任务时使用，另外两块作为备用。准备好电池后，将电池与B6充电器连接调整至充电电流3.0A22.2V，等待完全冲满电后取下电池完成电池的准备工作。角螺丝刀、扎带、502胶水等现场应急工具。将折叠好的电力架线机器人、4节6S1P电和机身上的销轴孔同心对准后销轴。此时便携式机器人为展开起飞状态。FPVFPV5-23—级牵引绳没有顺利投放立刻返回找明未能投放的具体原因5-35m350g（图4，过程中打结（4-5500m（视天气而定）FPV进方向，当架线机到达塔架后，使其平稳后投放。塔架下方有将第一级牵引线架线机的连接，后再断掉的电源，拆除6个销轴，折叠好架线机，清点好设备没5-45-5降雨量为10ml以下的小雨而言架线机使用不受影响若降雨量大于10ml则不推荐进行飞行过程中增加了其的安全隐患。虽然架线机器人配备了高亮LED灯，但是其穿雾能500m不能使用该架线机器人进行作业。第六系统待改进应对恶劣天确定飞机航向。我们的解决方案是先通过GPS（）大致让架线机飞到目的在工作过程中出现，甚至发生事故。自主飞行控应对恶劣天操作要误差，降低了架线的质量。为了降低这种人为误差，需要对操作的培训时严格要求操作。培训时，需要对操作员进行一整套系统性的培训包括：飞行器的结构、飞行自主飞行架线机的飞行姿态。通过飞行控制器中的GPS（全球）根据起始点和终点FPV（第第七作品的科学性先进易用飞行前由技术检测试飞检查飞行无后架线机才能够投入使用和工作中此款架线机的操作十分简单，因由飞行控制系统来控制电机的转速和方向以及调整平衡状此款架线机。性价伞6万余元2万余元。小型直升机从原来的200万余元2万余元。不仅在价格上有很好的优势，在安全性上也大大的动力伞和小型无人直升机。因在操故障保护系统安全保运用的FutabaT14SG，能实时架线机的动力电池的电压，当电压到达临界安全电压时收到电压检测装置的数据回传发出警报声飞行控制器中带有图像传输技术的成功FPV（第一人投放机构的巧妙使折叠系统的优势体便和携带针对这个问题孕育而生了可折叠的机体结构即使使六个悬臂能够折叠，通过R型销和销轴来实现折叠方案，大大的缩小了机体的占地面积，方便了长距离 防雨系统的正确使第八架线机和传统人工架线相5-1020电力架线机器增加尼龙牵引5-10分保几万元（差异较大无无简易回形保护正常施正常施5米见方安全起无电力架线机器增加尼龙牵引5-10分保几万元（差异较大无无简易回形保护正常施正常施5米见方安全起无/可/精/可/8-18-1电力架线机器增加尼龙牵引电力架线机器增加尼龙牵引5-10分20-50保无简易回形保护正常施极不能施正常施5米见方安全起30大学3专业飞可精可8-2电力架线机器增加尼龙牵引5~10分3090200电力架线机器增加尼龙牵引5~10分3090保无安全隐患简易回形保护正常施极不能施正常施5米见方安全起200要求大学生经3天培训即专业飞可精可第九章市场分析、经济效益说明及适应范围及推广前景的技术性说以两塔之间（500m）264无104无84无84无公路10无4无铁路104无2104无9-1105050100万（人力成本和工期暂不计入经济效益说7420202020004千万元以上306万平3030119.546同时一台架线机价格为3至4万元，与人工架线，动力伞架线、直升机架线单次成本数适应范围及推广前景的技术性说适应范线机加上了成飞行控制系统，使得架线机操作简单化，降低了操作员的技术要求推广前景的说架线的过程多在山区，对于设备的要求高，所以此款架线机为此设计了可折叠10Kg。此款架线机造价较动力伞和小型直升机低的很多，此项目的研发阶段初步完成时,已与安康电力局高压线路架线工程进行了比较2014年底,此项目已与陕西奥托电力工程成功合作架线无人机已经交付用户在白俄罗斯的建设线使用,受到了施工方也业主方的一致好评（图9-1、图9-29-19-2第十资[J][2].韩峰．基于PCI04的无入直升机飞行控制系统设计[D[3].[4].李季，．基于改进A-Star算法的无人机航迹规划算法研究[J]．兵[5].[J].应用[6].杨成顺,杨忠,许德智,葛乐.新型六旋翼飞行器的轨迹控制[J].系统工[7].,黄宵宁,梁焜,,杨忠.基于四旋翼无人机的输电线路巡检系[8].[J].[9].肖冰,,马广富.基于观测器的航天器执行机构失效故障重构[J].宇[10].曾,,,王铁军.基于SMDO的滑模控制器设计及其在导[11].赵晨,杜勇.四旋翼无人机在输电线路巡视中的应用[J].电[12].,罗新,.无人直升机线路巡检技术实用化研究[J].电[13].刘国嵩,.无人机在电力系统中的应用及发展方向[J].东北电力大[14].林韩,林朝辉,汤明文,戴礼豪.电力输电线路无人直升机巡视的应用[J].[15].陈斯雅,王滨海,盛戈皞,,江秀臣.采用图像摄影的输电线路弧垂测[16].,,,.基于航拍图像的绝缘子表面状态检测高压电器[17].黄宵宁,.直升机巡检航拍图像中绝缘子图像的提取算法[J].电网[18].蔡克,杨忠,黄宵宁,方挺.一种新的直升机巡检系统电力线提取算法[J].[19].,王骞,王滨海,张海龙,韩磊.利用无人直升机巡检输电线路山东电力技术[20].ZHOU-Dan~1,QI-Hongwei~1,YANG-Xudong~11.CollegeofInformationScienceandEngineering,ShenyangLigongUniversity,Shenyang110168.STUDYOFFAULTLOCATIONISOLATORANDRESTORATIONMETHODINTHEDISTRIBUTIONNETWORK[A].2009会议集[21].SERGEMONTAMBAULT,JULIENBEAUDRY.OntheapplicationofVTOLtotheinspectionofpowerutil-ityassets.20101stinternationalconferenceonappliedroboticsforthepowerindustry.2010 LUISMEJAS,JUANFCORREA.COLIBRI.Avision-guidedUAVsurveill-anceandvisualinspection.2007IEEEInternationalCo