一种适用于高压线路巡线的四轴飞行器的充电系统技术方案

一种适用于高压线路巡线的四轴飞行器的充电系统，包括：活动环、固定环、连接于活动环与固定环的弹性单元、设置于固定环上的锁止单元、用于驱动锁止单元解除锁止的解锁单元以及用于将高压线路周围交变磁场转换为四轴飞行器电池组充电电流的充电电路。四轴飞行器在巡线过程中抓手处于打开状态，当电力不足时此时四轴飞行器继续向上飞行，直至高压电线触碰到解锁单元时，锁止单元解除锁止状态，活动环在弹簧片的弹力下向回转动，直至活动环与固定环的头端相互接触，使高压电线位于封闭形成空腔中。之后四轴飞行器即可停止转动，其处于悬挂充电状态。因此四轴飞行器无需返回充电，延长了其作业范围，提高了工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于高压线路巡线的四轴飞行器的充电系统
本专利技术涉及电动无人机领域，具体涉及一种适用于高压线路巡线的四轴飞行器的充电系统。
技术介绍
随着城市的进一步发展及雾霾治理力度的不断加强，电能作为清洁能源，其需求量将迅猛增加。我国现状是负荷中心（大型城市、特大型城市）远离能源中心（例如蒙东火电、西部光伏发电、西南部水电）。因此特高压、高压输电网整体体量将持续增加，另一方面输电线路一般穿越高山、河流、森林等人迹罕至地区，这些为高压线路巡线工作带来了挑战。为了提高巡线工作的效率和质量，可采用四轴飞行器巡线技术，但是四轴飞行器以电池作为动力来源，在四轴飞行器升空后，当电池存储的电能消耗到一定程度，需要返回地面更换电池或给电池充电。这种四轴飞行器能量补给方式限制了四轴飞行器的续航能力，进而限制了四轴飞行器在高压线路巡线方面的进一步发展。
技术实现思路
本专利技术为了克服以上技术的不足，提供了一种适用于高压线路巡线的四轴飞行器的充电系统。本专利技术克服其技术问题所采用的技术方案是：一种适用于高压线路巡线的四轴飞行器的充电系统，包括：活动环、固定环、连接于活动环与固定环的弹性单元、设置于固定环上的锁止单元、用于驱动锁止单元解除锁止的解锁单元以及用于将高压线路周围交变磁场转换为四轴飞行器电池组充电电流的充电电路，所述活动环与固定环的尾端通过轴承相互转动连接，所述活动环和固定环分别由磁芯Ⅰ和磁芯Ⅱ构成，所述磁芯Ⅰ和磁芯Ⅱ外围分别缠绕有线圈Ⅰ以及线圈Ⅱ，当弹性单元处于自由状态时，活动环与固定环的头端相互接触，内部封闭形成空腔，当线圈Ⅰ和线圈Ⅱ通反向电流后，磁芯Ⅰ和磁芯Ⅱ产生磁性相同的磁极使活动环相对固定环偏转打开并压缩弹性单元，同时锁止装置动作保持活动环与固定环相对打开状态，当四轴飞行器向上飞行使高压线路触碰到解锁单元时，锁止装置解除锁止状态，弹性单元推动活动环反向转动使其头端与固定环头端相接触。上述弹性单元为圆弧形的弹簧片，所述弹簧片一端固定于固定环上，其另一端与活动环固定或与活动环的底平面相接触，当活动环相对固定环打开时，所述弹簧片压缩。上述锁止单元包括滑动安装于固定环下端的弹销、两端分别连接于弹销尾端以及固定环上的弹簧，当活动环与固定环的头端相互接触，内部封闭形成空腔时，弹簧处于压缩状态，弹销的头端与活动环侧面相接触，当活动环相对固定环打开到位时，弹簧推动弹销弹出，插入活动环与固定环的夹角部位，弹销与活动环的内表面相接触。上述充电电路包括分别由二极管Ⅰ、二极管Ⅱ、二极管Ⅲ以及二极管Ⅳ构成的桥式整流电路，所述桥式整流电路与四轴飞行器电池组相连，所述线圈Ⅱ的正极分别通过开关Ⅴ以及开关Ⅶ与线圈Ⅰ的正极和负极相连，其负极分别通过开关Ⅷ以及开关Ⅵ与线圈Ⅰ的正极和负极相连，所述线圈Ⅰ的正极和负极分别通过开关Ⅰ以及开关Ⅱ与桥式整流电路相连，线圈Ⅰ的正极和负极分别通过开关Ⅲ以及开关Ⅳ与平波电容的正极和负极相连。上述解锁单元包括尾端通过转轴转动固定于固定环上的支撑杆、固定于支撑杆上端的呈圆弧形的杠杆以及拉绳，所述杠杆的开口向上，所述拉绳一端连接于弹销，其另一端连接于杠杆上。为了确保活动环和固定环闭合时的牢固度，还包括分别设置于活动环和固定环头端的磁性相反的永磁铁，两个永磁铁之间的磁力小于线圈通电后磁芯Ⅰ和磁芯Ⅱ产生的磁力。为了保护磁芯，增加耐用性，上述磁芯Ⅰ和磁芯Ⅱ分别包裹有环氧树脂层Ⅰ和环氧树脂层Ⅱ。为了增大连接处的导磁截面，上述活动环和固定环底部通过轴承相连接部位分别设置有斜面，两个斜面斜度相同且相互摩擦接触。为了便于将电线伸入抓手中，活动环与固定环的头端相互接触完全闭合时形成圆环形结构，所述固定环的长度为圆环的1/4周长，所述活动环的长度为圆环形的3/4周长。本专利技术的有益效果是：四轴飞行器在巡线过程中抓手处于打开状态，当电力不足时此时四轴飞行器继续向上飞行，直至高压电线触碰到解锁单元时，锁止单元解除锁止状态，活动环在弹簧片的弹力下向回转动，直至活动环与固定环的头端相互接触，使高压电线位于封闭形成空腔中。之后四轴飞行器即可停止转动，其处于悬挂充电状态，充电电路将高压线路周围交变磁场变化为四轴飞行器电池组的充电电流，并为电池组进行充电。当充电完成后磁芯Ⅰ和磁芯Ⅱ外的线圈瞬间通电，通电后磁芯Ⅰ和磁芯Ⅱ产生磁性相同磁极，因此瞬间产生排斥力，将活动环推动翻转打开，同时压缩弹性单元，活动环打开到位后通过锁止单元锁止固定并保持打开状态，四轴飞行器脱离充电线路，继续飞行进行巡线工作。因此四轴飞行器无需返回充电，延长了其作业范围，提高了工作效率。附图说明图1为本专利技术抓手闭合状态主视结构示意图；图2为本专利技术抓手闭合状态俯视结构示意图；图3为图1中的A局部放大结构示意图；图4为图2中的B局部放大结构示意图图5为本专利技术抓手打开状态结构主视示意图；图6为本专利技术抓手打开状态结构俯视示意图；图7为图5中的C局部放大结构示意图；图8为图5中的D局部放大结构示意图；图9为图5中的E向结构示意图；图10为图5中的F向结构示意图；图11为本专利技术的充电电路的电路图；图12为本专利技术的充电电路充电状态示意图；图13为本专利技术的充电电路放电状态示意图；图14为本专利技术的充电电路正半波工作模式示意图；图15为本专利技术的充电电路负半波工作模式示意图图中，1.活动环2.固定环3.弹簧片4.杠杆5.支撑杆6.拉绳7.轴承8.斜面9.弹销10.弹簧11.磁芯Ⅰ12.环氧树脂层Ⅰ21.磁芯Ⅱ22.环氧树脂层ⅡU1.线圈ⅠU2.线圈ⅡK1.开关ⅠK2.开关ⅡK3.开关ⅢK4.开关ⅣK5.开关ⅤK6.开关ⅥK7.开关ⅦK8.开关ⅧD1.二极管ⅠD2.二极管ⅡD3.二极管ⅢD4.二极管ⅣC.平波电容。具体实施方式下面结合附图1至附图15对本专利技术做进一步说明。一种适用于高压线路巡线的四轴飞行器的充电系统，包括：活动环1、固定环2、连接于活动环1与固定环2的弹性单元、设置于固定环2上的锁止单元、用于驱动锁止单元解除锁止的解锁单元以及用于将高压线路周围交变磁场转换为四轴飞行器电池组充电电流的充电电路，活动环1与固定环2的尾端通过轴承7相互转动连接，活动环1和固定环2分别由磁芯Ⅰ11和磁芯Ⅱ21构成，磁芯Ⅰ11和磁芯Ⅱ21外围分别缠绕有线圈ⅠU1以及线圈ⅡU2，当弹性单元处于自由状态时，活动环1与固定环2的头端相互接触，内部封闭形成空腔，当线圈ⅠU1和线圈ⅡU2通反向电流后，磁芯Ⅰ11和磁芯Ⅱ21产生磁性相同的磁极使活动环1相对固定环2偏转打开并压缩弹性单元，同时锁止装置动作保持活动环1与固定环2相对打开状态，当四轴飞行器向上飞行使高压线路触碰到解锁单元时，锁止装置解除锁止状态，弹性单元推动活动环1反向转动使其头端与固定环2头端相接触。四轴飞行器在巡线过程中抓手处于打开状态，当电力不足时此时四轴飞行器继续向上飞行，直至高压电线触碰到解锁单元时，锁止单元解除锁止状态，活动环1在弹簧片的弹力下向回转动，直至活动环1与固定环2的头端相互接触，使高压电线位于封闭形成空腔中。之后四轴飞行器即可停止转动，其处于悬挂充电状态，充电电路将高压线路周围交变磁场变化为四轴飞行器电池组的充电电流，并为电池组进行充电。当充电完成后磁芯Ⅰ和磁芯Ⅱ外的线圈瞬间通电，通电后磁芯Ⅰ和磁芯Ⅱ产生磁性相同磁极，因此瞬间产生排斥力，将活动环本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于高压线路巡线的四轴飞行器的充电系统，其特征在于，包括：活动环（1）、固定环（2）、连接于活动环（1）与固定环（2）的弹性单元、设置于固定环（2）上的锁止单元、用于驱动锁止单元解除锁止的解锁单元以及用于将高压线路周围交变磁场转换为四轴飞行器电池组充电电流的充电电路，所述活动环（1）与固定环（2）的尾端通过轴承（7）相互转动连接，所述活动环（1）和固定环（2）分别由磁芯Ⅰ（11）和磁芯Ⅱ（21）构成，所述磁芯Ⅰ（11）和磁芯Ⅱ（21）外围分别缠绕有线圈Ⅰ（U1）以及线圈Ⅱ（U2），当弹性单元处于自由状态时，活动环（1）与固定环（2）的头端相互接触，内部封闭形成空腔，当线圈Ⅰ（U1）和线圈Ⅱ（U2）通反向电流后，磁芯Ⅰ（11）和磁芯Ⅱ（21）产生磁性相同的磁极使活动环（1）相对固定环（2）偏转打开并压缩弹性单元，同时锁止装置动作保持活动环（1）与固定环（2）相对打开状态，当四轴飞行器向上飞行使高压线路触碰到解锁单元时，锁止装置解除锁止状态，弹性单元推动活动环（1）反向转动使其头端与固定环（2）头端相接触。

【技术特征摘要】
1.一种适用于高压线路巡线的四轴飞行器的充电系统，其特征在于，包括：活动环（1）、固定环（2）、连接于活动环（1）与固定环（2）的弹性单元、设置于固定环（2）上的锁止单元、用于驱动锁止单元解除锁止的解锁单元以及用于将高压线路周围交变磁场转换为四轴飞行器电池组充电电流的充电电路，所述活动环（1）与固定环（2）的尾端通过轴承（7）相互转动连接，所述活动环（1）和固定环（2）分别由磁芯Ⅰ（11）和磁芯Ⅱ（21）构成，所述磁芯Ⅰ（11）和磁芯Ⅱ（21）外围分别缠绕有线圈Ⅰ（U1）以及线圈Ⅱ（U2），当弹性单元处于自由状态时，活动环（1）与固定环（2）的头端相互接触，内部封闭形成空腔，当线圈Ⅰ（U1）和线圈Ⅱ（U2）通反向电流后，磁芯Ⅰ（11）和磁芯Ⅱ（21）产生磁性相同的磁极使活动环（1）相对固定环（2）偏转打开并压缩弹性单元，同时锁止装置动作保持活动环（1）与固定环（2）相对打开状态，当四轴飞行器向上飞行使高压线路触碰到解锁单元时，锁止装置解除锁止状态，弹性单元推动活动环（1）反向转动使其头端与固定环（2）头端相接触，所述锁止单元包括滑动安装于固定环（2）下端的弹销（9）、两端分别连接于弹销（9）尾端以及固定环（2）上的弹簧（10），当活动环（1）与固定环（2）的头端相互接触，内部封闭形成空腔时，弹簧（10）处于压缩状态，弹销（9）的头端与活动环（1）侧面相接触，当活动环（1）相对固定环（2）打开到位时，弹簧（10）推动弹销（9）弹出，插入活动环（1）与固定环（2）的夹角部位，弹销（9）与活动环（1）的内表面相接触，所述解锁单元包括尾端通过转轴转动固定于固定环（2）上的支撑杆（5）、固定于支撑杆（5）上端的呈圆弧形的杠杆（4）以及拉绳（6），所述杠杆（4）的开口向上，所述拉绳（6）一端连接于弹销（9），其另一端连接于杠杆（4）上。2.根据权利要求1所述的适用于高压线路巡线的四轴飞行器的充电系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王秋临，李方舟，
申请(专利权)人：王秋临，李方舟，
类型：发明
国别省市：山东;37