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龙图腾网恭喜西京学院申请的专利高压超高压架空输电线路除冰的无人机系统及其使用方法成功实施成果转化。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2020-03-24发布的发明专利授权公告中获悉：该发明的专利申请号/专利号为：2019100988536，技术领域涉及：H02G7/16(20060101)；该发明专利高压超高压架空输电线路除冰的无人机系统及其使用方法是由西京学院研发完成，并于2019-01-31向国家知识产权局提交的专利申请。

本发明专利高压超高压架空输电线路除冰的无人机系统及其使用方法在说明书摘要公布了：一种高压超高压架空输电线路除冰的无人机系统及其使用方法，无人机系统包括无人机，无人机与除冰装置电磁连接，无人机与操控装置、显示装置电连接；除冰装置分别与双电源装置、振动测量装置、加热装置和集控装置固定连接；双电源装置与振动测量装置、加热装置、集控装置电连接，双电源装置与输电线面接触；振动测量装置与操控装置电连接；加热装置与集控装置电连接，加热装置与输电线面接触；集控装置与操控装置电连接；操控装置与显示装置固定连接、电连接；使用方法是在不影响其正常输电的情况下，通过遥控无人机与除冰装置进行除冰作业，安全性高，操作方便，除冰快捷，不易二次结冰。

本发明专利高压超高压架空输电线路除冰的无人机系统及其使用方法在权利要求书中公布了：

1 .一种高压超高压架空输电线路除冰的无人机系统，其特征在于：包括无人机(10)、除冰装置(20)、双电源装置(30)、振动测量装置(40)、加热装置(50)、集控装置(60)、操控装置(70)和显示装置(80)；无人机(10)与除冰装置(20)电磁连接，无人机(10)与操控装置(70)、显示装置(80)电连接；除冰装置(20)分别与双电源装置(30)、振动测量装置(40)、加热装置(50)和集控装置(60)固定连接；双电源装置(30)与振动测量装置(40)、加热装置(50)、集控装置(60)电连接，双电源装置(30)与输电线(90)面接触；振动测量装置(40)与操控装置(70)电连接；加热装置(50)与集控装置(60)电连接，加热装置(50)与输电线(90)面接触；集控装置(60)与操控装置(70)电连接；操控装置(70)与显示装置(80)固定连接、电连接；

所述的除冰装置(20)包括除冰基台(21)、对接机构(22)、2个振动装置A(23)、2个振动装置B(24)和2个配重(25)；除冰基台(21)上有多个通风孔(211)、1个U型卡槽(212)和2个支脚(213)，通风孔(211)用于减小除冰基台(21)的迎风阻力，U型卡槽(212)使得除冰装置(20)跨在输电线(90)上；2个配重(25)分置在2个支脚(213)的底端上，使得骑跨在输电线(90)上的除冰装置(20)不易倾覆；对接机构(22)和2个振动装置B(24)固定连接在除冰基台(21)的上端面上；2个振动装置A(23)分别固定连接在除冰基台(21)的2个侧面上；2个配重(25)分别固定连接在2个支脚(213)的底端；

所述的振动测量装置 (40)包括振动传感器A (41)、振动传感器B(42)和数据采集器(43)；振动传感器A(41)和振动传感器B(42)分别与数据采集器(43)电连接；振动传感器A(41)固定连接在除冰基台(21)的侧面上，用于测量输电线(90)在水平方向上的振幅；振动传感器B(42)固定连接在除冰基台(21)的上端面上，用于测量输电线(90)在垂直方向上的振幅；数据采集器(43)固定连接在除冰基台(21)的上端面上；振动传感器A(41)和振动传感器B(42)分别将获取的输电线(90)的振动数据输送给数据采集器(43)。

2 .根据权利要求1所述的一种高压超高压架空输电线路除冰的无人机系统，其特征在于：所述的无人机(10)包括机架(11)、飞控装置(12)、动力装置(13)、电动云台(14)、摄像装置(15)和起吊装置(16)；飞控装置(12)、动力装置(13)、电动云台(14)和起吊装置(16)固定连接在机架(11)上；摄像装置(15)固定连接在电动云台(14)上；飞控装置(12)与动力装置(13)电连接。

3 .根据权利要求1所述的一种高压超高压架空输电线路除冰的无人机系统，其特征在于：所述的双电源装置(30)包括取能装置(31)和蓄能装置(32)；取能装置(31)和蓄能装置(32)，固定连接在除冰基台(21)的上端面上；取能装置(31)和蓄能装置(32)电连接；取能装置(31)包括取能铁芯(311)和耦合线圈(312)；取能铁芯(311)为2个半环结构，合拢后卡住输电线(90)；耦合线圈(312)绕制在环形的取能铁芯(311)上。

4 .根据权利要求1所述的一种高压超高压架空输电线路除冰的无人机系统，其特征在于：所述的加热装置(50)固定连接在除冰基台(21)上U型卡槽(212)的底面上，由石墨烯加热片构成。

5 .根据权利要求2所述的一种高压超高压架空输电线路除冰的无人机系统，其特征在于：所述的操控装置(70)与飞控装置(12)、起吊机构(16)、电动云台(14)电连接。

6 .根据权利要求2所述的一种高压超高压架空输电线路除冰的无人机系统，其特征在于：所述的显示装置(80)与摄像装置(15)电连接；显示装置(80)有3个显示区，分别用于展示摄像装置(15)所采集的摄像信息，振动传感器A(41)和振动传感器B(42)所采集的输电线(90)的振幅、振动频率信息，振动装置A(23)和振动装置B(24)的振幅、振动频率信息。

7 .根据权利要求3所述的一种高压超高压架空输电线路除冰的无人机系统，其特征在于：所述的输电线(90)与取能装置(31)面接触；在使用过程中，取能装置(31)上的2个半环结构的取能铁芯(311)卡在输电线(90)的外围并且闭合在一起。

8 .一种高压超高压架空输电线路除冰的无人机的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)利用操控装置(70)，发送遥控信号给飞控装置(12)，启动动力装置(13)，驱动无人机(10)起飞；

2)利用操控装置(70)，发送遥控信号启动摄像装置(15)；启动显示装置(80)，展示摄像装置(15)所采集的摄像信息；发送遥控信号控制电动云台(14)的转动，调控摄像装置(15)的拍摄角度；

3)利用操控装置(70)，辅之以在显示装置(80)上所展示的摄像信息，指挥无人机(10)飞到除冰装置(20)的上方；

4)利用操控装置(70)，发送遥控信号给集控装置(60)，使得蓄能装置(32)给除冰装置(20)上的对接机构(22)供电，产生电磁力；

5)利用操控装置(70)，控制无人机(10)从正上方逐渐接近除冰装置(20)，使得无人机(10)上的起吊机构(16)与除冰装置(20)上的对接机构(22)，在电磁力的作用下连接在一起；

6)利用操控装置(70)，控制无人机(10)挂载着除冰装置(20)，飞至包覆着冰雪的输电线(90)的上方；

7)借助显示装置(80)所提供的摄像信息，操控无人机(10)从正上方接近输电线(90)，最终将除冰装置(20)以骑跨的形式放置在输电线(90)上；2个支脚(213)之间的U型卡槽(212)，隔着加热装置(50)，卡住输电线(90)；

8)利用操控装置(70)，发送遥控信号给集控装置(60)，使得蓄能装置(32)停止给对接机构(22)供电，电磁力消失，对接机构(22)与起吊机构(16)松开；

9)操控无人机(10)飞离除冰装置(20)，悬停在输电线(90)的上空，利用摄像装置监控除冰过程；

10)利用集控装置(60)启动加热装置(50)，从储能装置(32)获取电能，加热融化处于加热装置(50)与输电线(90)之间的覆冰积雪，使得处于除冰基台(21)下方的一段输电线(90)裸露出来；

11)利用集控装置(60)发出控制指令，使得2个半环结构的取能铁芯(311)卡在裸露的输电线(90)的外围并且闭合在一起；启动取能装置(31)，利用感应取电原理从输电线(90)上获取电能，并给除冰装置(20)、振动测量装置(40)、加热装置(50)和集控装置(60)供电；此时，与取能装置(31)电连接的储能装置(32)作为备用电源，并开始进行储能工作；

12)在操控装置(70)上设定振动装置A(23)的振幅AA-c，通过集控装置(60)启动振动装置A(23)，按照设定的振幅AA-c振动；

13)利用振动传感器A(41)采集输电线(90)在水平方向的振幅数据，并由数据采集器(43)输送给显示装置(80)；

14)利用集控装置(60)连续调整振动装置A(23)的振动频率，由0赫兹开始逐渐增大；同时，在显示装置(80)上观察输电线(90)在水平方向的振幅数据；当输电线(90)在水平方向上出现最大振幅时，锁定振动装置A(23)在此时的振动频率fA-rf；然后，停止振动装置A(23)的振动工作；

15)在操控装置上设定振动装置A(23)的振动频率fA-rf和振幅AA-z，通过集控装置(60)启动振动装置A(23)，按照设定的振动频率fA-rf振动；

16)利用集控装置(60)由0起始逐渐增大振动装置A(23)的振幅，开始清除输电线(90)上的覆冰；当振动装置A(23)的振幅增大至AA-z后开始维持恒定，并继续持续振动；当输电线(90)上不再有覆冰脱落时，停止振动装置A(23)的振动工作；

17)在操控装置(70)上设定振动装置B(24)的振幅AB-c，通过集控装置(60)启动振动装置B(24)，按照设定的振幅AB-c振动；

18)利用振动传感器B(42)采集输电线(90)在垂直方向的振幅数据，并由数据采集器(43)输送给显示装置(80)；

19)利用集控装置(60)连续调整振动装置B(24)的振动频率，由0赫兹开始逐渐增大；同时，在显示装置(80)上观察输电线(90)在垂直方向的振幅数据；当输电线(90)在垂直方向上出现最大振幅时，锁定振动装置B(24)在此时的振动频率fB-rf；然后，停止振动装置B(24)的振动工作；

20)在操控装置上设定振动装置B(24)的振动频率fB-rf和振幅AB-z，通过集控装置(60)启动振动装置B(24)，按照设定的振动频率fB-rf振动；

21)利用集控装置(60)由0起始逐渐增大振动装置B(24)的振幅，开始清除输电线(90)上残余下来的覆冰；当振动装置B(24)的振幅增大至AB-z后开始维持恒定，并继续持续振动；当输电线(90)上不再有覆冰脱落时，停止振动装置B(24)的振动工作；

22)利用集控装置(60)发出控制指令，打开抱合在输电线(90)上的2个取能铁芯(311)并收回，结束取能装置(31)的取电工作；

23)控制悬停在除冰上空的无人机(10)，飞到除冰装置(20)的正上方；

24)利用操控装置(70)，发送遥控信号给集控装置(60)，使得蓄能装置(32)给除冰装置(20)上的对接机构(22)供电，产生电磁力；

25)利用操控装置(70)，控制无人机(10)从正上方逐渐接近除冰装置(20)，使得无人机(10)上的起吊机构(16)与除冰装置(20)上的对接机构(22)，在电磁力的作用下连接在一起；

26)利用操控装置(70)，控制无人机(10)挂载着除冰装置(20)，飞回无人机(10)执行除冰飞行任务的始发地；

27)高压超高压输电线路除冰任务结束。

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