便攜式電力架線機(jī)器人設(shè)計(jì)報告

摘 第一 前 項(xiàng)目實(shí)施的背 項(xiàng)目實(shí)施的目 預(yù)期成 第二 系統(tǒng)概要設(shè) 機(jī)架設(shè) 控制系統(tǒng)設(shè) 動力系 保護(hù)系 第三 整機(jī)系統(tǒng)詳細(xì)設(shè) 機(jī)架設(shè) 電氣結(jié)構(gòu)設(shè) 第四 研究進(jìn)度安 第一階 第二階 第三階 第五 架線的方 上電和自檢校準(zhǔn)過程說 架線使用牽引 便攜式電力架線機(jī)器人架線使用方法 第六 主要的技術(shù)參 錯誤！未定義書簽便攜式電力架線機(jī)器人尺 錯誤！未定義書簽故障應(yīng)急處 錯誤！未定義書簽第七 系統(tǒng)待改進(jìn)的問 操作要 應(yīng)對惡劣天 自主飛行控 第八 作品的科學(xué)性先進(jìn) 電機(jī)停機(jī)保護(hù)措 FPV(第一人稱主視角）圖像傳輸技 投放機(jī) 性價 易用 第九 作品的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu) 作品的技術(shù)特點(diǎn) 作品的優(yōu)勢 第十 市場分析、經(jīng)濟(jì)效益說明及適應(yīng)范圍及推廣前景的技術(shù)性說 市場分 經(jīng)濟(jì)效益說明 適應(yīng)范圍及推廣前景的技術(shù)性說 適應(yīng)范 推廣前景的技術(shù)性說 第十一 參考資 附：實(shí)用新型專利說明 致 等都需要進(jìn)行清理；動力傘和直升機(jī)架線雖然不在地面引線不破壞植被,但代價高昂而且牽扯施工人員(尤其是)人身安全風(fēng)險，這些都給架線施工帶來不同程度的影響。低了施工人員的安全隱患，最大限度縮減了地面清賠的時間消耗和消耗，,將損失由于高壓線自身重量很大,難于人工進(jìn)行拖引,傳統(tǒng)施工中采用人工地面牽引細(xì)鋼絲至雙塔之間后升到塔頂,再用角磨機(jī)拖拽粗鋼絲進(jìn)而將導(dǎo)線從空中牽引過來的模式進(jìn)XXXXX.地面植被破壞和清償賠付等問題,.本設(shè)計(jì)的主要思想是建立一種電動多旋翼飛行器從空中完成對于牽引繩的空中架設(shè)任務(wù),(飛機(jī)的描述),該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要由飛行器機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)\動力傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)\電子控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安全保障體系設(shè)計(jì)幾個方面,本文從任務(wù)實(shí)際需求出發(fā),仔細(xì)分析了各個子系統(tǒng)的性能要求,詳細(xì)闡述了設(shè)計(jì)各個系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)原理\具體實(shí)現(xiàn)過程和參數(shù)優(yōu)化過程,最后,本文對于該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)開發(fā)過程和初步市場化實(shí)際情況進(jìn)行了的總結(jié)和說明,并進(jìn)行了該作品的市場情況分析.。：電力架線攜飛機(jī)旋翼飛機(jī)點(diǎn)第一 前盤拖動電纜架線。這種方受到各方面不可抗力的因素限制，造成很大程度的工時延（1-1還有在中低壓線時也是要協(xié)調(diào)中低壓暫時停電方可施工在河流（圖1-4情況更為復(fù)雜通常要調(diào)用的人力甚至使用到動力傘參與架線，系數(shù)很大；在跨越山坳時（1-2圖1-1平地施工植被破壞、地面賠 圖1-2山坳1-3高速路或公路1-4河流項(xiàng)目實(shí)施的目第二 系統(tǒng)概要設(shè)機(jī)架為該機(jī)的主要機(jī)械結(jié)構(gòu)，分為機(jī)身和六個懸臂。機(jī)身為電池、飛控、、控制系統(tǒng)設(shè)（OSD輸出端。的每個通道用杜邦線聯(lián)接到主控制器。當(dāng)發(fā)出信號（脈寬器收到信號時對其解調(diào)，以此控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，控制便攜式電力架線機(jī)器人飛行(干什么的)保護(hù)系統(tǒng)包括失控返航保護(hù)二級低壓保護(hù)低壓防水處理第三章機(jī)系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)機(jī)架設(shè)3-13-114112盤式電機(jī)；2、6個折疊機(jī)構(gòu)，6根懸臂固定在折疊機(jī)構(gòu)上，在盤66個懸臂與機(jī)身垂直，此時便攜式電力架線機(jī)器人處于折疊狀態(tài)（3-26個折疊機(jī)構(gòu)相應(yīng)反方向旋轉(zhuǎn)，使電機(jī)懸臂與機(jī)身平行，此時便攜式電力架線機(jī)器人完全展開，即可完成飛行動作（3-33-23-3機(jī)架折疊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(進(jìn)行力矩分機(jī)架展開鎖止機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)(銷,受力分析3-412是R3架線機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)的時候銷軸和轉(zhuǎn)動部件共同固定便攜式電力架線機(jī)器人的懸臂使R35）3-43-5投放機(jī)構(gòu)3-63-73-63-71為伺服舵機(jī)（與機(jī)架連接、2為搖臂、3為連桿、4為滑桿、5為繩索（3-6。當(dāng)便攜式電面運(yùn)動，連桿帶動滑桿移動，使套于滑桿上的繩索與鎖扣脫離，完成投放動作（圖3-7經(jīng)測得其動作響應(yīng)時間小于1s。圖3-8、圖3-9分別為實(shí)際鎖住狀態(tài)示意圖與實(shí)際投放3-8鎖住實(shí)物狀3-9防繞線結(jié)構(gòu)設(shè)(無本結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)的纏繞現(xiàn)象,圖示5（太短時該機(jī)的自由空間不足，太長則起不到預(yù)期效果（350g最佳索繃直解決纏繞問題如圖3-10。同時當(dāng)架線過程中繩索掛到樹枝或受到其他外力作用3-3.1.4起落架結(jié)構(gòu)設(shè)圖3.1.4防水系統(tǒng)3.1.4導(dǎo)視系統(tǒng)3.1.4漿頁折疊設(shè)電氣結(jié)構(gòu)設(shè)控制系3-111．主控制器2.3.疊加模塊4.頭5.分線板6電池7.GPS模塊8.LED模塊9.圖3-12控制回路(圖3-11和圖3-12)工作原理：發(fā)出調(diào)制的無線電控制信號，（OSD3-123-13313的頭捕獲實(shí)時圖像信息再由圖傳發(fā)射機(jī)傳輸無線電信號地面圖像接收到無線信號后將其轉(zhuǎn)換為模擬信號傳輸至顯示屏使得操作員能看到實(shí)時由頭捕獲的信號。3-14GPS圖3-14為GPS傳送信號方式，其主要由GPS天線、GPS模塊、主控制器組成。GPS天線接收到由GPS發(fā)射出的信號將其傳輸給GPS模塊進(jìn)行處理，最后將處理后的信3-13FPV第一視覺的動力系統(tǒng)電池選用：盡量選用高電壓電池。這樣在同等功率下就可以減小電壓的線損，10000mah6S1P的鋰聚合物電電機(jī)選用：為了提高電機(jī)效率，選用低轉(zhuǎn)速大扭矩的盤式電機(jī)。4110S，KV40090電子調(diào)速器選用：26A30A好盈鉑金電子調(diào)速槳葉選用：得益于電機(jī)和電池的支持，槳葉的尺寸可以選到1555（槳徑15寸，5.5）的槳葉，通過測得各種槳葉的數(shù)據(jù)可得，飛越Tarot1555碳纖槳效率最高。155510%。電池電壓電流推力功率力效1234567893-183-3-內(nèi)置電子調(diào)速器結(jié)構(gòu)3-14飛行狀態(tài)檢測系統(tǒng)設(shè)，圖像傳輸模塊可以將頭的圖像實(shí)時傳回到地面的屏幕上疊加模，便攜式電力架線機(jī)器人的詳細(xì)飛行狀態(tài)。其中OSD能檢測的參數(shù)有GPS的1、GPS的個檢測到GPS556621正常情況下，GPS模塊可以搜到六顆以上的，顆數(shù)越多，則定位越準(zhǔn)確，1)如果在視距范圍內(nèi)工作，則該機(jī)仍可繼續(xù)作業(yè)2）220510米，若低34橫向移動速度可達(dá)10m/s。但在架線過程當(dāng)中用不到這么大的速度。一般使用速度6m/s50米以上，下降時可適當(dāng)加快速度到3m/s。在快要到達(dá)地面時，則盡可能減小該速度（小于1m/s5自主式電壓保護(hù)系統(tǒng)設(shè)便攜式電力架線機(jī)器人有一級低壓、二級低壓自主降落有兩種方式1、一級低壓便攜式電力架線機(jī)器人使用的6S1P電池滿電電壓為25.2V，使用全放電出指令給LED模塊，此時LED模塊紅燈快閃，即可提醒操作員迅速降落。221.6V，該保護(hù)使用概率很低，但很必要。如遇到突發(fā)的天LED模塊可通過GPS信號找回便攜式電力架線機(jī)器人。實(shí)時動力電壓檢測與設(shè)該機(jī)使用的FutabaT14SG帶有電壓回能?？稍O(shè)置低壓為22.2V，當(dāng)截取14SG里面顯示遠(yuǎn)端回傳電壓的界面,并作出說明,參考14SG的實(shí)用說明主要便攜式電力架線機(jī)器人尺外觀物理尺寸參數(shù)6-1性能參數(shù):最大載重能力：10kg，可拖動800米聚四氟乙烯繩索單個電機(jī)的測試數(shù)據(jù)：推力3.17kg續(xù)航能力：18分鐘說明,抱著繩子跑和繩子跑之間的拉載重重量續(xù)航時間故障應(yīng)急處槳葉破電池電壓保主控制器可設(shè)置一級低壓。該機(jī)使用的6S1P電池滿電電壓為25.2V，使用22.2V22.2V22.2V時，主控制器會發(fā)出指令給LED模塊，此時LED模塊紅燈快閃。當(dāng)操控員看到此信號時，則此時LED模塊依然快閃紅燈，便攜式電力架線機(jī)器人會在原位置豎直降落。如果不在視距范圍內(nèi)，則可通過GPS信號找便攜式電力架線機(jī)器人。遠(yuǎn)端動力電電該機(jī)使用的FutabaT14SG自帶有電壓回能?？稍O(shè)置低壓為22.2V，當(dāng)接收機(jī)檢測動力電池到達(dá)該電壓，會將該信息回傳到，此時會發(fā)出響聲，自動返15s然后緩緩下落。相關(guān)監(jiān)測數(shù)據(jù)回傳顯圖像傳輸模塊用于相關(guān)監(jiān)測數(shù)據(jù)的回傳，并顯示在可以將頭的圖像實(shí)時傳回到地面的屏幕上，疊加模塊（OSD）可以GPS、電池和主控制器的信息，并且疊加到圖像數(shù)據(jù)中傳回。其中疊加模塊可反映信息為GPS的個數(shù)、便攜式電力第四 研究進(jìn)度安飛行控制器選擇、第一視角設(shè)備選擇、對的選擇等，第一階段最終設(shè)計(jì)出便攜式第二階組裝上電子設(shè)備并對架線機(jī)器人進(jìn)行飛試，保證其飛行穩(wěn)定后添加第一視角設(shè)備，電壓保護(hù)系統(tǒng)等輔助系統(tǒng)增加架線機(jī)器人的安全系數(shù)。參與實(shí)際架線任務(wù)，在現(xiàn)實(shí)為試驗(yàn)點(diǎn)，通過對操作員、接線員、周圍居民的最終完善該裝置。進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)測第五 架線的方第一步:加打開,確認(rèn)各個檔位正確位5GPS610LED3601\:加打開,確認(rèn)各個檔位正確位2:34:GPS56.手工將架線機(jī)置于頭頂抓緊,操作手給半油保持,測試人員先后向左或向右傾斜飛機(jī)機(jī)體,飛機(jī)自身會出現(xiàn)與手工扭轉(zhuǎn)相反方向的力保持飛機(jī)機(jī)體水平.7手工將架線機(jī)置于頭頂抓緊,操作手給半油保持,測試人員先后順時針和逆時針?biāo)睫D(zhuǎn)動飛機(jī)機(jī)體,飛機(jī)自身會出現(xiàn)與手工扭轉(zhuǎn)相反方向的力.8手工將架線機(jī)置于頭頂抓緊,操作手逐漸至全動力,檢查全油*一級牽引繩規(guī)格：3mm250T12.5kg/km。二級牽引繩規(guī)格：6mm1000T25kg/km三級牽引繩規(guī)格：253815T193kg/km導(dǎo)線規(guī)格：110kv、330kv、750kv每公里的導(dǎo)線自重348kg/km、404kg/km、488kg/km。便攜式電力架線機(jī)器人架線使用方飛行前準(zhǔn)46S1P（3.7V22.2V，25.2V）XT60插頭，其中兩塊為執(zhí)行任務(wù)時使用；另外兩塊作為備用。準(zhǔn)備好電池后，將電池與B6充電器連接調(diào)整至充電電流3.0A22.2V。等待完全沖滿電后取下電池完成電池的準(zhǔn)備工作。1000m3mm1000m的耳機(jī)牽引繩，直徑25平方毫米細(xì)鋼絲；準(zhǔn)備一段長為1000m的三級牽引繩，直徑25角螺絲刀、扎帶、502膠水等現(xiàn)場應(yīng)急工具。將折疊好的電力架線機(jī)器人、4節(jié)6S1P電5-1的收納箱中。運(yùn)至需架線地點(diǎn)。5-1架線時準(zhǔn)控，首先打開，再將電池接入電力架線機(jī)器人。在地面打開FPV系統(tǒng)調(diào)節(jié)便攜式電力架線機(jī)器人的磁羅盤，使其準(zhǔn)確定位后緩慢給以動飛行平穩(wěn)，嘗試飛遠(yuǎn)使用FPV觀察若圖像清晰、畫面平穩(wěn)無問題即可返航準(zhǔn)備實(shí)施架線FPV5-235-3飛行時操5m350g器人使其離地（圖4-4緩慢操作讓其運(yùn)塔架；同時助手整理便攜式電力架線機(jī)器（4-5至500m（視天氣而定）后使用FPV系統(tǒng)觀察其前進(jìn)方向，當(dāng)便攜式電力架線機(jī)器人到達(dá)任務(wù)后回掉電池和便攜式電力架線機(jī)器人的連接，后再斷掉的電源。拆除6個銷軸，折疊5-45-5使用注意降雨量為10ml以下的小雨而言便攜式電力架線機(jī)器人使用不受影響；若降雨量大于10ml則不推薦進(jìn)行架線作業(yè)。飛行過程中增加了其的安全隱患。雖然架線機(jī)器人配備了高亮LED燈但是其穿霧能力500m不能使用該架線機(jī)器人進(jìn)行作業(yè)。第六 系統(tǒng)待改進(jìn)的問應(yīng)對惡劣天對目標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)定位以免在工作過程中出現(xiàn)甚至發(fā)生事故對操作人員的培訓(xùn)時，要嚴(yán)格對待操作人員。自主飛行控制第七 作品的科學(xué)性先進(jìn)8.5用此款便攜式電力架線機(jī)器人使用了穩(wěn)點(diǎn)成無人飛行器控制系統(tǒng)，便攜式電力架性價2萬余元。(((安全,施工環(huán)境距\追蹤，第八 作品的特點(diǎn)和優(yōu)作品的技術(shù)特點(diǎn)圖像處理的畫面來便攜式電力架線機(jī)器人的飛行姿態(tài)，以提高工作效率，并增加了安全性系我們運(yùn)用了一款帶有數(shù)據(jù)回傳的（Futaba公司的T14SG型號2.4G，能夠?qū)崟r監(jiān)測便攜式電力架線機(jī)器人動力系統(tǒng)的電池電壓，也可以各個設(shè)備的電壓，當(dāng)飛行電壓或者設(shè)備的電壓低于我們設(shè)定值時，就會發(fā)出聲，此時操作手聽到聲就要做出相應(yīng)措施，返航或者就地降落等緊急措施，避免該便攜式電力架線機(jī)便攜式的折疊機(jī)RR型9-1：9-1(12R，3短起落架便攜式電力架線機(jī)器人使用起落架長度僅有13cm4對在保證便攜式電力架線機(jī)9-2 9-2使用鋁制方管懸臂視覺導(dǎo)航此次便攜式電力架線機(jī)器人的設(shè)計(jì)過程中，針 天等能見度很低的情況，為LED燈。其光強(qiáng)度高，在大霧天氣可視距離只有200m的情況下，可視距離較長并可達(dá)到1.5km，方便在日安等能見度較低的天氣執(zhí)行任務(wù)（9-39-3LED防雨設(shè)39-4作品的優(yōu)勢架線機(jī)和傳統(tǒng)人工架線相5-10鐘；從原來的人力投入20縮少到5人；地面賠付從幾萬元縮減到0元；下方電纜8-2反映的是便攜式電賠用、停響范圍方面擁有很多優(yōu)勢。便攜式電力架線機(jī)器傳統(tǒng)人工地面材料成增加牽引鋼投用設(shè)便攜式電力架線機(jī)器人力牽時間估計(jì)(兩塔5~10分一周到兩周左下方植保破地面賠無賠幾萬元（差異較大人身安無無下方有電不停全程停下方有公簡易回形過線架和保護(hù)大風(fēng)天氣(五級正常施可以施下雨天正常施可以施場地要5無工作人員要大學(xué)畢業(yè)生經(jīng)過3天培可以安全使/貓頭式塔（圖9-5）架可/投放點(diǎn)精/懸停交可/表8-2便攜式電力架線機(jī)器人與傳統(tǒng)人貓頭式塔架各指標(biāo)對9-5便攜式電力架線機(jī)器人和動力傘便攜式電力架線機(jī)器動力傘方式引材料成增加增加尼龍牽引投用設(shè)便攜式電力架線機(jī)器單人動時間估計(jì)(兩塔5~10分20~50分保保地面賠無賠無賠人身安無安全隱下方有電不停不停下方有公簡易簡易回形保護(hù)大風(fēng)天氣(五級正常施極不能施下雨天正常施可以施場地要530米起降工作人員要大學(xué)畢業(yè)生經(jīng)過3天訓(xùn)可專業(yè)飛貓頭式塔架穿可不可投放點(diǎn)精難以準(zhǔn)懸停交可不可8-3便攜式電力架線機(jī)器人與直升機(jī)便攜式電力架線機(jī)器直升機(jī)方式引材料成增加增加尼便攜式電力架線機(jī)器直升機(jī)方式引材料成增加增加尼龍牽引投用設(shè)便攜式電力架線機(jī)器小型直時間估計(jì)(兩塔5~10分30分鐘到90分下方植保保地面賠無賠無賠人身安無安全隱下方有電不停不停下方有公簡易簡易回形保護(hù)大風(fēng)天氣(五級正常施極不能施下雨天正常施可以施場地要5200平米的停機(jī)工作人員要大學(xué)畢業(yè)生經(jīng)過3天訓(xùn)可專業(yè)飛貓頭式塔架穿可不可投放點(diǎn)精難以準(zhǔn)懸停交可可8-4第九 市場分析經(jīng)濟(jì)效益說明及適應(yīng)范圍及推廣前景的技術(shù)性說市場分以一個張力段（500m）264無104無84無84無公路10無4無鐵路104無2104無105050100萬（人力成本和工期暫不計(jì)入 74202020ADD植被破化:XXXADD清賠交談人力節(jié)約,施工人員人力節(jié)約46僅需一周時間；同時一臺便攜式電力架線機(jī)器人價格為3至4萬元，與人工架線，動力適應(yīng)范圍及推廣前景的技術(shù)性說適應(yīng)范推廣前景的說架線的過程多在山區(qū)，對于設(shè)備的要求高，所以此款便攜式電力架線機(jī)器人為10Kg。此款便攜式電力架測在測在的戶 10-1售出的架線機(jī)器10-3第十 參考資[1]..微型飛行器中的若干動力學(xué)問題研究[D].:航空航天大[2].李占科,宋筆鋒,宋海龍.微型飛行器的研究現(xiàn)狀及其關(guān)鍵技[J].飛行力[3].云,黃朝永,崔青松,張宏志.多檔連續(xù)整體裝配式架線方法[J].電力建[4].李久良,陳震,王峰.張力架線二牽一牽引板新工藝應(yīng)用東北電力技[5].方偉,李紅波,楊力.孤立檔裝配式架線線長測量計(jì)算湖北電力.[6].[J].價值工程[7].蔣賀.220kV云那線無架不停電架線技術(shù)的應(yīng)用[J]山西建[8].姜憲,陳崇敬,程擁軍,華獻(xiàn)宏.裝配式架線方法的應(yīng)用探浙江電[9].索華民.淺談架線作業(yè)施工管理技術(shù)控制措施[J].科技創(chuàng)業(yè)家.2012(20)[10].之高壓輸電線路施工技術(shù)手冊(第三版)[J