基于无人机的电力设施涂料喷射装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了基于无人机的电力设施涂料喷射装置及控制方法，涉及电力维护设备技术领域，其技术方案要点是：所述无人机平台设有图像瞄准系统、姿态传感器和补偿控制装置；图像瞄准系统，用于根据预设喷射距离参数控制无人机平台行驶至喷涂装置与目标点对准的定点空间位置；姿态传感器，用于实时采集无人机平台的飞控姿态数据；补偿控制装置，用于根据预设喷射距离参数、无人机平台的定点空间位置、目标点对准的空间坐标信息以及飞控姿态数据生成补偿控制角度，并依据补偿控制角度将喷涂装置的喷射方向调控至与初始对准方向相同或相互平行。本发明专利技术有效保证了实际喷射方向与对准方向的一致性，从而提高了将输电线路相关设备喷涂的准确性。喷涂的准确性。喷涂的准确性。

【技术实现步骤摘要】
基于无人机的电力设施涂料喷射装置及控制方法


[0001]本专利技术涉及电力维护设备
，更具体地说，它涉及基于无人机的电力设施涂料喷射装置及控制方法。

技术介绍

[0002]在输电线路运维工作中，有时需对复合绝缘子、杆塔塔材等设备开展涂料喷刷工作。传统喷刷作业一般通过人员登塔开展，作业效率低、劳动强度大且有一定的高处坠落、感应电触电等风险。
[0003]目前，已有相关技术记载了利用无人机挂载的喷涂装置对墙壁进行涂料喷射，但由于其主要是在室内、建筑物分布密度较大或操作高度较低的环境下进行的，其受环境因素影响角度，而输电线路大部分分布在户外、遮挡物较少、高度较高的环境下，其受风力大小影响以及输电线路相关设备的尺寸大小影响，将已有无人机挂载的喷涂装置直接应用到输电线路运维工作中，将会存在误差大、喷涂效果差、浪费材料等问题。此外，还有部分技术公开了利用无人机挂载的喷涂装置对电力系统的相关设备进行涂料喷射，但同样没有考虑环境因素对喷涂效果的影响。
[0004]因此，如何研究设计一种基于无人机的电力设施涂料喷射装置及控制方法是我们目前急需解决的问题。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中的不足，本专利技术的目的是提供基于无人机的电力设施涂料喷射装置及控制方法。
[0006]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0007]第一方面，提供了基于无人机的电力设施涂料喷射装置，包括无人机平台和喷涂装置，所述无人机平台设有图像瞄准系统、姿态传感器和补偿控制装置；
[0008]图像瞄准系统，用于根据预设喷射距离参数控制无人机平台行驶至喷涂装置与目标点对准的定点空间位置；
[0009]姿态传感器，用于实时采集无人机平台处于定点空间位置的飞控姿态数据；
[0010]补偿控制装置，用于根据预设喷射距离参数、无人机平台的定点空间位置、目标点对准的空间坐标信息以及飞控姿态数据生成补偿控制角度，并依据补偿控制角度将喷涂装置的喷射方向调控至与初始对准方向相同或相互平行；
[0011]喷涂装置，用于根据补偿控制完成生成的触发信号或接受的启动信号启动后对目标点进行喷涂操作。
[0012]进一步的，所述喷涂装置包括储液箱、压力水泵、喷管和喷嘴件；储液箱的出口端通过软管连接压力水泵，压力水泵的出口端连接到喷管的一端，喷管另一端与喷嘴件连接。
[0013]进一步的，所述喷嘴件包括喷嘴头、旋转头、球头万向节以及两个方向相互垂直的连杆控制头；喷嘴头与旋转头之间螺纹配合；旋转头通过球头万向节与喷管活动连接；连杆
控制头均安装在旋转头外壁。
[0014]进一步的，所述补偿控制装置包括处理器、横向驱动杆、纵向驱动杆、横向伺服电机、纵向伺服电机以及用于供电的DC电源；
[0015]横向伺服电机的输出轴通过横向驱动杆与一个连杆控制头连接；
[0016]纵向伺服电机的输出轴通过纵向驱动杆与另一个连杆控制头连接；
[0017]横向伺服电机和纵向伺服电机均与处理器电连接。
[0018]进一步的，所述无人机平台还设有信号收发器；
[0019]信号收发器，用于将图像瞄准系统采集的图像信息传输给地面监视器，以及接受地面遥控器发送的包含启动信号的操作信号；
[0020]操作信号的优先级大于补偿控制装置所生成信号的优先级。
[0021]进一步的，所述无人机平台还设有多个风向传感器；无人机平台的飞行机翼倾斜方向保持与多个风向传感器监测的风向矢量之和的方向相同或相互平行。
[0022]进一步的，所述无人机平台为四旋翼、六旋翼、八旋翼飞行平台中的任意一种。
[0023]第二方面，提供了基于无人机的电力设施涂料喷射控制方法，包括以下步骤：
[0024]根据预设喷射距离参数控制无人机平台行驶至喷涂装置与目标点对准的定点空间位置；
[0025]实时采集无人机平台处于定点空间位置的飞控姿态数据；
[0026]根据预设喷射距离参数、无人机平台的定点空间位置、目标点对准的空间坐标信息以及飞控姿态数据生成补偿控制角度，并依据补偿控制角度将喷涂装置的喷射方向调控至与初始对准方向相同或相互平行；
[0027]根据补偿控制完成生成的触发信号或接受的启动信号启动后对目标点进行喷涂操作。
[0028]进一步的，该方法还包括：
[0029]通过配置的多个风向传感器监测无人机平台所处环境的风向矢量之和；
[0030]控制人机平台的飞行机翼倾斜方向保持与风向矢量之和的方向相同或相互平行。
[0031]进一步的，该方法还包括：
[0032]采集无人机平台所处环境的图像信息；
[0033]提取图像信息中的电力设备空间分布；
[0034]依据预设安全距离和电力设备空间分布分析得到无人机平台的至少一个安全空间位置；
[0035]选取无人机平台倾斜角度最小的安全空间位置作为定点空间位置。
[0036]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0037]1、本专利技术提出的基于无人机的电力设施涂料喷射装置，对绝缘子、塔身等设备开展涂料喷刷工作，提升喷刷效率，降低人为作业带来的风险；同时考虑了无人机平台飞行过程的自身振动以及风力对无人机平台影响，对喷涂装置的喷射方向进行适应性调整，有效保证了实际喷射方向与对准方向的一致性，从而提高了将输电线路相关设备喷涂的准确性；
[0038]2、本专利技术还通过对风力方向进行监测，并控制无人机平台的飞行机翼倾斜方向保持与风向矢量之和的方向相同或相互平行，使得风力对无人机平台的晃动影响保持在较为
单一的方向，有效降低了喷涂装置补偿控制的复杂性，从而提高了补偿控制的灵敏度；
[0039]3、本专利技术还考虑了无人机平台所处环境中其他电力设备的干扰，有效保证了喷涂操作的安全性。
附图说明
[0040]此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：
[0041]图1是本专利技术实施例中的整体工作原理图；
[0042]图2是本专利技术实施例中喷涂装置的整体结构示意图；
[0043]图3是本专利技术实施例中喷嘴件的结构示意图；
[0044]图4是本专利技术实施例中补偿控制的工作原理图；
[0045]图5是本专利技术实施例中遥控控制的工作原理图；
[0046]图6是本专利技术实施例中的工作流程图。
[0047]附图中标记及对应的零部件名称：
[0048]1、喷嘴头；2、旋转头；3、球头万向节；4、喷管；5、连杆控制头；6、喷嘴件；7、储液箱；8、压力水泵。
具体实施方式
[0049]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。
[0050]需说明的是，当部件被称为“本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于无人机的电力设施涂料喷射装置，包括无人机平台和喷涂装置，其特征是，所述无人机平台设有图像瞄准系统、姿态传感器和补偿控制装置；图像瞄准系统，用于根据预设喷射距离参数控制无人机平台行驶至喷涂装置与目标点对准的定点空间位置；姿态传感器，用于实时采集无人机平台处于定点空间位置的飞控姿态数据；补偿控制装置，用于根据预设喷射距离参数、无人机平台的定点空间位置、目标点对准的空间坐标信息以及飞控姿态数据生成补偿控制角度，并依据补偿控制角度将喷涂装置的喷射方向调控至与初始对准方向相同或相互平行；喷涂装置，用于根据补偿控制完成生成的触发信号或接受的启动信号启动后对目标点进行喷涂操作。2.根据权利要求1所述的基于无人机的电力设施涂料喷射装置，其特征是，所述喷涂装置包括储液箱(7)、压力水泵(8)、喷管(4)和喷嘴件(6)；储液箱(7)的出口端通过软管连接压力水泵(8)，压力水泵(8)的出口端连接到喷管(4)的一端，喷管(4)另一端与喷嘴件(6)连接。3.根据权利要求2所述的基于无人机的电力设施涂料喷射装置，其特征是，所述喷嘴件(6)包括喷嘴头(1)、旋转头(2)、球头万向节(3)以及两个方向相互垂直的连杆控制头(5)；喷嘴头(1)与旋转头(2)之间螺纹配合；旋转头(2)通过球头万向节(3)与喷管(4)活动连接；连杆控制头(5)均安装在旋转头(2)外壁。4.根据权利要求3所述的基于无人机的电力设施涂料喷射装置，其特征是，所述补偿控制装置包括处理器、横向驱动杆、纵向驱动杆、横向伺服电机、纵向伺服电机以及用于供电的DC电源；横向伺服电机的输出轴通过横向驱动杆与一个连杆控制头(5)连接；纵向伺服电机的输出轴通过纵向驱动杆与另一个连杆控制头(5)连接；横向伺服电机和纵向伺服电机均与处理器电连接。5.根据权利要求1
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4任意一项所述的基于无人机的电力设施涂料喷射装...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁力，蒋洋，郑景轩，王鸿飞，杨生兰，赖宗林，莫凡，熊一帆，张民，孙甘塬，郭定海，黄治鹏，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司检修公司，
类型：发明
国别省市：