便携式电力架线机器人调查报告

摘 第一 前 第二 机架设 动力系 保护系 第三 机架设 电压保护系统设 第四 架线的方 第五 第六 第七 第八 第九 适应范 第十 第十一 第十二 参考资 致 30Aaot1555宇41012.6g/wLD灯，在能见度低的地点仍然能完成任务；采用铝方管作为悬程进行实际的电力架线任务、同时参与安康电力架线任务；：架线难度特点前第一章缆架线这种方受到各方面不可抗力的因素限制造成很（图11（图13）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中低压线时，也是要协调中低压暂时停电才能施工在河流时情况更为复杂通常是采用动力伞架线，系数很大（图14）在山坳时，（图121-11-2山坳1-3高速路或公路1-4河流该项目实施的目的是解决传统架线方法存在的施工难度大、耗费架线效率。该作品为了实现最大限度得解放人力，保障人员安全，提高架线些问题。第二章机概要设飞控分线板图像传输发射机S模块等提供了其中预留接口联接GPS模块图像传输模块和叠加模（OSD动力电池通过分线板联接了主控制器和六个电调。为主控制器提连接在主控制器的信号输出端的每个通道用杜邦线联接到主控制器。当发出指令（脉宽调制信号）时，接收机收到指令并通过主控制器将信号传递给电调电调收到号时对其解调，以此控制电机转速，控制飞机飞行。保护系统包括：失控返航保护、二级低压保护、低 第三章机系统详细设3-1如图3-1示飞行机构1、朗宇4112式2、30A子调速器3、机身4、短起落架5、电机6、折叠机构7、防水盖8、在飞行控制器上，飞行控制板固定于机身上，从机身引出6转动机构，6根悬臂固定在折叠机构上和电机连接处接有短起落架。时电力架线机器人处于折叠状态（如图3-2折叠状态在工作时，将6个转动机构反方向旋转，使电机悬臂与中心板平行，此时电力架线机器人完全展开，即可完成飞行动作（3-3

3-23-3图3-4为折叠机构设计，其中1是转动部件预留孔、2是销轴孔1线机器人悬臂折叠至与机身垂直处（如图3-33-4图3-5锁住状 图3-6投放分离状在图3-5中1为机架234为滑杆5锁扣脱离，完成投放动作（图3-6（）最大拉力值为0.4kN，动作响应时间小于1s。下图为实际投放示意图，3-7实物锁住状3-65（重物的质量经过反复验证，以350g最佳），控制回路如图3-7，12LED模块、3电子调速（共有6、4盘式电机（共6、5为云台、6PMU（电源管理模块、7为指南针模块、8为普通。3-7在工作过程会进行长距离飞行，有时在大雾天能见度情况下所以会需要第一人称主视（它是一种基于航空模型或者车辆模型上加装无线头回传设备，在地面看屏幕操控模型的技术，简称FPV显示屏中的画面来六轴的飞行姿态以提高工作效率在机器人机身下侧的机捕捉实时画面传输到操控人员的显示器上，实现更加精确的定位并投放引导索。电池选用：尽量选用高电压电池。这样在同等功率下就可以减小电压的线损，同时降低了电机的转速，增大了电机的扭矩。选用10000mah的6S1P的锂聚合物电池。选择型号为朗宇4110S，KV400的盘式电机。测得全油门负载温升90电调选用：试验测得的最大电流为26A，所以选用30A好盈铂金桨叶选用：得益于电机和电池的支持，桨叶的尺寸可以选到（桨径15寸，螺距为5.5）的桨叶，通过测得各种桨叶的数据可得，飞越Tarot1555碳纤桨效率最高。比其他型号的1555效率高10%，比折叠桨高30%到40%。下表为动力最佳配比的测试数据电池电压电流推力功率力效飞越Tarot1234567893-由测试数据，可进行续航能力的预计算整机重量为4.8kg，所以单一悬臂的负载为800g，差800g的电流为4A,则总电流为24A,电池容量为10000mah，即10ah。则续航时间为t=10/24h=25min。经验证，实际可达18钟。由于考虑到雨天飞飞行，此时需要将电调内置到悬臂梁，同时在导热硅胶片将电子调速器粘贴在悬臂内解决了散热问题。图像传输模块可以将头的图像实时传回到地面的屏幕上，视频叠加模块（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检测的参数有GPS的个数飞行器度、距离起飞地点的距离、飞行器的速度、电池的电压。电压保护系统设架线机器人有一级低压、二级低压自主降落有两种方式1、一级低压主控制器可设置一级低压该机使用的6S1P电池满电电压25.2V，使用时安全放电到22.2V。所以一级低压可设为22.2V。当控制器检测到电压到22.2V时，主控制器会发出指令给LED模块，此LED块红灯快闪。当操控员看到此信号时，则尽快返航降落。2、二级低压自主降落该保护一般在遇到突发的天气情况时使用，如大风、大雨，致使LED落若需悬停则门到90%以上方可悬停如果不在视距范围内，则可通过GPS信号找回飞机。电压设该机使用的futabaT14SG就有电压回能。可设置低压22.2V，当检测动力电池到达该电压，会将该信息回传到器，此时会发出响声，促使操作员返航。第四章线的方（钢丝、导线，其中：一级牵引绳规格：直径3mm聚四氟乙烯绳索，破断力250T，重量二级牵引绳规格：直径6mm聚四氟乙烯绳索，破断力1000T，重25kg/km三级牵引绳规格：直径25平方毫米细钢丝，破断力3815T，重量导线规格：一般对于高压线，常用的是110kv、330kv、每公里的导线自重分别348kg/km、404kg/km、488kg/km操作步骤为：将第一级3mm四氟乙烯绳索联接该机的投放机构上然后该机竖直起飞A直线B架然后将绳索投放,返航降落。通过绞盘将绳索拖动，带动第二级6mm聚四氟乙烯绳索，到达B塔架，然后同样的方法，用6mm聚四氟乙烯绳索带动细钢丝，最后用细钢丝推动电缆到达B架，然后架线。如图所示：4-14-2第五章要的技术参电力架线机器人单个悬臂长电力架线机器人轴距（相对的两个电机轴的中心距）0电力架线机器人工作总高度：400mm电力架线机器人折叠后总高折叠后的装箱（图4-3）尺寸长5-1最大载重能力：10kg，可拖动800米以内聚四氟乙烯绳索单个电机的测试数据：推力3.17kg空载自重最大横向移度动速12m/s续航能力18分飞行半径桨叶破如果电力架线机器人在飞行过程当中不慎碰到建筑物时，造成两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，使用时安全放电到22.2V。所以一级低压可设为22.2V。当主控制器检测到电压到22.2V时，主控制器会发出指令给LED模块，此时LED块红灯快闪。当操控员看到此信号时，则尽快返航降落。二级低压自主降落常被用在，如大风、大雨，致使一级保护无法LED若需悬停则门到90%以上方可悬停如果不在视距范围内，则可通过GPS信号找回飞机。电该机使用的futabaT14SG自带有电压回能。可设置低压为22.2V，当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，促使操作员返航。自动返丢失信号时，架线机器人会自动回中悬停；若信号丢失3s，架线机器人立即准备此时架线机器人会上升20米然后返回起飞位置。当到达起飞位置后悬停15s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电池和主控制器的信息，并且叠加到图像数据中传回。其中有GPS第六章统待改进的问操控电力架线机器人同时还需要一定的操控技能，并且在实际操作过程中出现，甚至发生事故。在该机牵引第一级聚四氟乙烯绳索时，若操作员水平不高，有可5段绳索尽量竖直，如图6-6-这就可以解决缠绕问题。并且在绳索收到外力作用时，会给该机留下一定的时间和空间调整姿态，提高安全系数。第七章品的科学性先进了机器人坠毁而造成的财产损失和人员伤亡，大大的提高了（第一人称主视角效率。（申请专利，将重物的全部重量悬挂在联结结构上，联结结构固定在电力架线机器人上。此时电子设备（舵机，只需要抽出联结装置即全性。第八章品的技术特点和优电力架线机器人在架线工作过程中会进行长距离飞行，第三人称FP（第一人称主视角）作手的显示屏中操作手通过显示屏中的画面来电力架线机器人的飞行姿态，以提高工作效率，并增加了安全性。，户外长距离飞行要将安全放在首位，要对电压及一些重要的数据进行实时监测整理数据回传低压我们运用了一款带有据回传的能够实时监测飞机动力系统的电池电压也可以监器就会发出声此时操作手就要做出相应措施回航或者就地降落。避免该机发生失控飞丢甚至伤人事件的发生。，R型销固定销轴。需要折叠时，拆掉R型销和销轴，细节图如图8-1：8-1飞行器使用起落架长度仅有13cm4普通六轴飞行器都采用的是碳管作为悬臂梁架，碳管有很多不足此次电力架线机器人的设计过程中，针对天等能见度很低的情况，为了能够较好的执行任务，在每个盘式电机下方均贴有高亮度LED灯。其光强度高，可视距离较长，可达到1KM。方便在日安等能见度较低的天气执行任务（如图8-28-2LED为保证电力架线机器人在雨天依然能执行任务，故特此设计玻璃运用了环氧树脂，使其能够防水。8-3和传统人工架线相比，架线时间从一周到两周缩短到5-10从原来的人力投入20缩少到5人，地面赔付从几万元缩减到0，跨越下方电缆的时候可以不停电操作，但是人工架线就需要停电操作可以做到在无植被的破坏的情况下架线但是人工架线必须得在破坏植被的情况下架线下表8-2反映的是便携式电力架线机器人与传统人工地面引线的各指标对比可见便携式电力架线机器人在耗时赔用、停 响范围方面拥有很多优势。便携式电力架线机器传统人工地面材料成增加牵引钢投用设空中人力牵时间估计(两塔5~10分一周到两周左下方植保破地面赔无赔几万元（差异较大人身安无无下方有电不停全程停下方有公简易回形过线架和保护大风天气(五级正常施可以施下雨天正常施可以施场地要5无工作人员要大学毕业生经过3天培可以安全使/猫头式塔架穿可/投放点精/悬停交可/表8-2便携式电力架线机器人与传统人工地面引线的各指标对与动力伞架线方式相比，其投入设备缩减，架线时间缩短分钟。动力伞对操作员要求时间较高，时间周期较长。起飞便携式电力架线机器动力伞方式引材料成增加增便携式电力架线机器动力伞方式引材料成增加增加尼龙牵引投用设空中单人动时间估计(两塔5~10分20~50分下方植保保地面赔无赔无赔人身安无安全隐不停不停下方有公简易简易回形保护大风天气(五级正常施极不能施下雨天正常施可以施场地要530米起降工作人员要大学毕业生经过3天训可专业飞猫头式塔架穿可不可投放点精难以准悬停交可不可8-3便携式电力架线机器直升机方式引材料成增加增加尼龙牵引投用设空中小型直时间估计(两塔5~10分30分钟到90分下方植保保地面赔无赔无赔人身安无安全隐下方有电不停不停下方有公简易简易回形保护大风天气(五级正常施极不能施下雨天正常施可以施场地要5200平便携式电力架线机器直升机方式引材料成增加增加尼龙牵引投用设空中小型直时间估计(两塔5~10分30分钟到90分下方植保保地面赔无赔无赔人身安无安全隐下方有电不停不停下方有公简易简易回形保护大风天气(五级正常施极不能施下雨天正常施可以施场地要5200平米的停机工作人员要大学毕业生经过3天训可专业飞猫头式塔架穿可不可投放点精难以准悬停交可可8-4第九章适应范围及推广前景的技术性说目前国内的架线还是运用的人力架线，投入大，效率还低，所以携式电力架线机器人加上了成飞行控制系统使得飞机操作简单化，降低了操作员的技术要求。架线的过程多在山区，对于设备的要求高，所以此款便携式人配备了成飞行控制系统飞行稳定飞行简单对架线选配也充分地考虑，可以载重10KG。此款便携式电力架线机器人造后期维修也很方便与简单。第十章市场分析和经济效益预市场分现在市场上有辅助电力架线机器人，但其市场份额少，多数还停留在人工架线的状态，其市场前景广阔。具体数据如下表：以一个张力段（500m）施工为例分264无364无484无84无公路10无4无铁路104无2104无10减到5地面赔付从原来的万元左右缩减到0缩减了人力、50100（入；对于各种地貌的人力投入最多只有6架线方式至少两天多则数周，若使用架线机器大降低了时间成本，缩短架线时间。经济效益预测目前，我国高压线路建设直流线路总长度达7420公里，预计2020年线路长度达17680公里，平均每年建设2000公里，按上据估算，年均估