一种架空输电线路通道内树竹自动削剪系统及方法
一种架空输电线路通道内树竹自动削剪系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力工程技术领域，尤其涉及一种架空输电线路通道内树竹自动削剪系统及方法。
【背景技术】
[0002]输电线路的安全稳定运行直接影响电力系统的安全。由于架空输电线路分布点多面广，绝大部分处于偏远山区，所处地形复杂，自然环境恶劣；而我国南方山多雨多，线路通道内草木生长迅速，如不及时砍伐高度已达警戒线的树木竹丛，极有可能导致停电事故。因此，在树木快速生长和竹笋新发的区域，必须加强超高树竹的砍伐，以便及时消除隐患。然而，常规树竹砍伐存在工作量大、破坏了植被及补偿高昂等问题。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是，针对已知技术存在的缺陷，提供一种架空输电线路通道内树竹自动削剪系统及方法，不仅可以大幅降低架空输电线路运行维护人员的工作量、提高线路通道砍伐的质量，还可以缩短砍伐周期、节省线路运维经费。
[0004]本发明的技术方案是，
[0005]一种架空输电线路通道内树竹自动削剪系统，包括无人直升机模块1、油锯模块3和地面控制模块4 ;
[0006]所述无人直升机模块1包括机身、激光测距单元和机上控制单元；激光测距单元与机上控制单元相连；
[0007]所述油锯模块3包括油锯主体及油锯控制单元；所述无人直升机模块1的机身的底部通过连接构架2吊接油锯模块3，所述无人直升机模块1的机上控制单元通过数据线连接油锯模块3的油锯控制单元；
[0008]所述地面控制模块4通过无线通信网络与无人直升机模块1的机上控制单元通信连接；
[0009]所述地面控制模块4用于远程控制或地面遥控无人直升机模块1的飞行状态和油锯模块3的工作状态。
[0010]所述无人直升机模块1还包括GPS单元和视频采集单元，所述GPS单元和视频采集单元均与机上控制单元相连。
[0011]所述无人直升机模块1还包括与机上控制单元相连的雷达单元；【用于实时监测无人直升机模块1与上下左右结构物的距离，在与周围结构物或树竹距离过近时，雷达单元通过机上控制单元向地面控制模块4发出预警，在周围结构物达到影响无人直升机模块1正常飞行的预设阈值时，机上控制单元自动调整无人直升机模块1向结构物反方向飞行并将此信息发送至地面控制模块4】。
[0012]所述无人直升机模块1还包括与机上控制单元相连的燃油监测单元，用于实时监测无人直升机模块1的剩余燃油量；
[0013]所述油锯模块3还包括与油锯控制单元相连的油量监测单元，用于实时监测油锯模块3的剩余燃油量。
[0014]所述无人直升机模块1采用EWZ1-B型无人直升机。
[0015]所述连接构架2采用Q235镀锌角钢焊接。
[0016]所述地面控制模块4采用与无人直升机模块1配套的地面系统。
[0017]所述无线通信网络为2G、3G或4G通信网络。
[0018]一种架空输电线路通道内树竹自动削剪方法，上述的架空输电线路通道内树竹自动削剪系统，自动削剪方法包括以下步骤:
[0019]地面控制模块4发送飞行指令给无人直升机模块1 ;
[0020]无人直升机模块1收到地面控制模块4的飞行指令后，根据指令飞行；
[0021]【所述飞行指令包括飞行高度和方向；
[0022]地面控制人员通过地面控制模块4手动控制或按照系统预设操作无人直升机模块1的飞行高度和方向。无人直升机模块1可在手动控制和自动飞行间随意切换。
[0023]手动控制时，地面控制人员可通过地面控制模块4遥控无人直升机模块1在水平或垂直方向上的飞行状态；
[0024]自动飞行时，地面控制人员可通过地面控制模块4预设无人直升机模块1的对地飞行高度和飞行方向等轨迹参数，远程控制无人直升机模块1的飞行状态；并通过无人直升机模块1上的GPS单元和视频采集单元实时监测远程控制过程中无人直升机模块1的运动坐标和周围环境信息；】
[0025]在无人直升机飞行至超高树竹旁边时，地面控制模块4发送削剪指令给无人直升机模块1 ;【超高树竹是指架空输电线路通道内树竹顶端与上方导线之间的空气间隙不满足输电线路运行规程要求的树竹；输电线路运行规程中规定了不同电压等级的导线与树竹之间的最小垂直距离要求；】
[0026]无人直升机模块1收到地面控制模块4的削剪指令后，通过数据线将启动油锯的指令传送至油锯模块3 ;
[0027]油锯模块3收到无人直升机模块1发送的启动油锯的指令后，对超高树竹的顶端进行削剪；
[0028]通过激光测距单元测量被削剪的树竹顶端与上方导线之间的空气间隙的距离，当距离达到对应电压等级输电线路运行规程要求时，机上控制单元将削剪完成的信号发送至地面控制模块4并继续向前削剪；
[0029]地面控制模块4接收到削剪完成的信号后，发送停止削剪和返航指令给无人直升机模块1 ;
[0030]无人直升机模块1接收到停止削剪和返航指令后，按照指令返航并通过数据线将停止削剪的指令传送至油锯模块3 ;
[0031]油锯模块3收到停止削剪的指令后，停止工作。
[0032]远程控制时，地面控制人员通过视频采集单元确定超高树竹的位置；地面遥控时，地面控制人员通过手持测距仪确定超高树竹的位置。
[0033]无人直升机模块1设有与机上控制单元相连的燃油监测单元，实时监测无人直升机模块1的剩余燃油量；在监测到燃油不足时，燃油监测单元发送信号给机上控制单元，机上控制单元控制无人直升机模块1自动返航；
[0034]油锯模块3设有与油锯控制单元相连的油量监测单元，实时监测油锯模块3的剩余燃油量，在监测到在燃油不足时，油量监测单元发送信号给油锯控制单元，油锯控制单元控制油锯模块3停止工作，并通过数据线将燃油不足的信息反馈给无人直升机模块1，无人直升机模块1收到该信息后自动返航。
[0035]远程控制时，地面控制模块4预设飞行轨迹和飞行高度及油锯启动、停止条件实现架空输电线路通道内超高树竹顶端削剪的自动控制。
[0036]本发明的工作原理是:无人直升机模块1的机上控制系统通过数据线连接油锯模块3的油锯控制单元，无人直升机模块1的机身底部通过连接构架2吊接油锯模块3，地面控制模块4通过无线通信网络与无人直升机模块1进行通信；无人直升机模块1在收到地面控制模块4的飞行指令后根据指令飞行，在地面控制模块4发出削剪指令后，无人直升机模块1通过数据连接线将启动油锯的指令传送至油锯模块3的油锯控制单元，油锯模块3对架空输电线路通道内超高树竹的顶端进行削剪，在油锯模块3削剪程度达到规程要求后，地面控制模块4发出停止削剪和返航指令，无人直升机模块1按照指令返航并通过数据连接线将停止油锯的指令传送至油锯模块3的油锯控制单元。地面控制模块4可预设飞行轨迹和飞行高度及油锯启动、停止条件实现架空输电线路通道内超高树竹顶端削剪的自动控制。
[0037]本发明的有益效果是:
[0038]1)、可提高架空输电线路通道内超高树竹砍伐质量，避免线-物距离不足引发放电；
[0039]现有的架空输电线路通道内树竹砍伐模式是齐根砍伐，即选择某些较高的影响输电线路运行安全的树竹进行砍伐，极有可能出现漏砍的情况，无法保证输电线路的安全；本发明方法将通道内超高树竹全部削顶，可以有效地避免漏砍，提高了整体砍伐质量，保证输电线路的安全。
[0040]2)、改变了架空输电线路通道内树竹砍伐模式，可大幅降低架空输电线路运行人员的工作量，缩短砍伐周期；
[0041]3)、可节省架空输电线路运行维护经费；
[0042]4)、避免了树竹的齐根砍伐，最大限度地保护了植被不被破坏；
[0043]4)、避免了工作人员爬高修剪，保障了工作人员的安全。
【附图说明】
[0044]图1为本发明个具体实施例的结构框图，图中标示为:
[0045]1 一无人直升机模块，
[0046]2—连接构架，
[0047]3—油锯模块，
[0048]4 一地面控制模块。
【具体实施方式】
[0049]以下结合附图和【具体实施方式】对本发明进行进一步具体说明。
[0050]如图1所示，本发明提供了一种架空输电线路通道内树竹自动削剪系统，包括无人直升机模块1、油锯模块3和地面控制模块4 ;
[0051]所述无人直升机模块1包括机身、激光测距单元和机上控制单元；激光测距单元与机上控制单元相连；
[0052]所述油锯模块3包括油锯主体及油锯控制单元；所述无人直升机模块1的机身的底部通过连接构架2吊接油锯模块3，所述无人直升机模块1的机上控制单元通过数据线连接油锯模块3的油锯控制单元；
[0053]所述地面控制模块4通过无线通信网络与无人直升机模块1的机上控制单元通信连接；
[0054]所述地面控制模块4用于远程控制或地面遥控无人直升机模块1的飞行状态和油锯模块3的工作状态。
[0055]所述无人直升机模块1还包括GPS单元和视频采集单元，所述GPS单元和视频采集单元均与机上控制单元相连。
[0056]所述无人直升机模块1还包括与机上控制单元相连的雷达单元；【用于实时监测无人直升机模块1与上下左右结构物的距离，在与周围结构物或树竹距离过近时，雷达单元通过机上控制单元向地面控制模块4发出预警，在周围结构物达到影响无人直升机模块1正常飞行的预设阈值时，机上控制单元自动调整无人直升机模块1向结构物反方向飞行并将此信息发送至地面控制模块4】。
[0057]所述无人直升机模块1还包括与机上控制单元相连的燃油监测单元，用于实时监测无人直升机模块1的剩余燃油量；
[0058]所述油锯模块 3还包括与油锯控制单元相连的油量监测单元，用于实时监测油锯模块3的剩余燃油量。
[0059]所述无人直升机模块1采用EWZ1-B型无人直升机。
[0060]所述连接构架2采用Q235镀锌角钢焊接。
[0061]所述地面控制模块4采用与无人直升机模块1配套的地面系统。
[0062]所述无线通信网络为2G、3G或4G通信网络。
[0063]本发明还提供了一种架空输电线路通道内树竹自动削剪方法，上述的架空输电线路通道内树竹自动削剪系统，自动削剪方法包括以下步骤:
[0064]地面控制模块4发送飞行指令给无人直升机模块1 ;
[0065]无人直升机模块1收到地面控制模块4的飞行指令后，根据指令飞行；
[0066]【所述飞行指令包括飞行高度和方向；
[0067]地面控制人员通过地面控制模块4手动控制或按照系统预设操作无人直升机模块1的飞行高度和方向。无人直升机模块1可在手动控制和自动飞行间随意切换。
[0068]手动控制时，地面控制人员可通过地面控制模块4遥控无人直升机模块1在水平或垂直方向上的飞行状态；
[0069]自动飞行时，地面控制人员可通过地面控制模块4预设无人直升机模块1的对地飞行高度和飞行方向等轨迹参数，远程控制无人直升机模块1的飞行状态；并通过无人直升机模块1上的GPS单元和视频采集单元实时监测远程控制过程中无人直升机模块1的运动坐标和周围环境信息；】
[0070]在无人直升机飞行至超高树竹旁边时，地面控制模块4发送削剪指令给无人直升机模块1 ;【超高树竹是指架空输电线路通道内树竹顶端与上方导线之间的空气间隙不满足输电线路运行规程要求的树竹；输电线路运行规程中规定了不同电压等级的导线与树竹之间的最小垂直距离要求；】
[0071]无人直升机模块1收到地面控制模块4的削剪指令后，通过数据线将启动油锯的指令传送至油锯模块3 ;
[0072]油锯模块3收到无人直升机模块1发送的启动油锯的指令后，对超高树竹的顶端进行削剪；
[0073]通过激光测距单元测量被削剪的树竹顶端与上方导线之间的空气间隙的距离，当距离达到对应电压等级输电线路运行规程要求时，机上控制单元将削剪完成的信号发送至地面控制模块4并继续向前削剪；
[0074]地面控制模块4接收到削剪完成的信号后，发送停止削剪和返航指令给无人直升机模块1 ;
[0075]无人直升机模块1接收到停止削剪和返航指令后，按照指令返航并通过数据线将停止削剪的指令传送至油锯模块3 ;
[0076]油锯模块3收到停止削剪的指令后，停止工作。
[0077]远程控制时，地面控制人员通过视频采集单元确定超高树竹的位置；地面遥控时，地面控制人员通过手持测距仪确定超高树竹的位置。
[0078]无人直升机模块1设有与机上控制单元相连的燃油监测单元，实时监测无人直升机模块1的剩余燃油量；在监测到燃油不足时，燃油监测单元发送信号给机上控制单元，机上控制单元控制无人直升机模块1自动返航；
[0079]油锯模块3设有与油锯控制单元相连的油量监测单元，实时监测油锯模块3的剩余燃油量，在监测到在燃油不足时，油量监测单元发送信号给油锯控制单元，油锯控制单元控制油锯模块3停止工作，并通过数据线将燃油不足的信息反馈给无人直升机模块1，无人直升机模块1收到该信息后自动返航。
[0080]远程控制时，地面控制模块4预设飞行轨迹和飞行高度及油锯启动、停止条件实现架空输电线路通道内超高树竹顶端削剪的自动控制。
[0081]实施例1:
[0082]参见图1，该实施例的无人直升机模块1和油锯模块3均采用93号汽油作为燃料，无人直升机模块1采用武汉易瓦特公司生产的EWZ1-B型无人直升机；连接构架2采用市售Q235镀锌角钢焊接；油锯模块3采用市售剑兴JX-4302型；地面控制模块4采用与无人直升机模块1配套的地面系统。所述无人直升机模块1、连接构架2、油锯模块3和地面控制模块4按上述技术方案，参照附图1所示连接，其中无人直升机模块1的机上控制系统通过数据线连接油锯模块3的控制系统，无人直升机模块1的机身底部通过连接构架2吊接油锯模块3，地面控制模块4通过公共移动通信网络与无人直升机模块1进行通信。
[0083]上述结构的一种架空输电线路通道内树竹自动削剪系统及方法经试制试用，被证明效果良好，安全可靠，完全达到设计要求。
【主权项】
1.一种架空输电线路通道内树竹自动削剪系统，其特征在于，包括无人直升机模块(I)、油锯模块(3)和地面控制模块(4); 所述无人直升机模块(I)包括机身、激光测距单元和机上控制单元；所述激光测距单元与机上控制单元相连； 所述油锯模块(3)包括油锯主体及油锯控制单元；所述无人直升机模块(I)的机身的底部通过连接构架(2)吊接油锯模块(3)，所述无人直升机模块(I)的机上控制单元通过数据线连接油锯模块(3)的油锯控制单元； 所述地面控制模块(4)通过无线通信网络与无人直升机模块(I)的机上控制单元通信连接； 所述地面控制模块(4)用于远程控制或地面遥控无人直升机模块(I)的飞行状态和油锯模块(3)的工作状态。2.根据权利要求1所述的架空输电线路通道内树竹自动削剪系统，其特征在于，所述无人直升机模块(I)还包括GPS单元和视频采集单元，所述GPS单元和视频采集单元均与机上控制单元相连。3.根据权利要求1所述的架空输电线路通道内树竹自动削剪系统，其特征在于，所述无人直升机模块(I)还包括与机上控制单元相连的雷达单元，用于实时监测无人直升机模块(I)与周围结构物的距离。4.根据权利要求1所述的架空输电线路通道内树竹自动削剪系统，其特征在于，所述无人直升机模块(I)还包括与机上控制单元相连的燃油监测单元，用于实时监测无人直升机模块(I)的剩余燃油量； 所述油锯模块(3)还包括与油锯控制单元相连的油量监测单元，用于实时监测油锯模块(3)的剩余燃油量。5.根据权利要求1所述的架空输电线路通道内树竹自动削剪系统，其特征在于，所述无人直升机模块(I)采用EWZl-B型无人直升机。 所述连接构架(2)采用Q235镀锌角钢焊接。 所述地面控制模块(4)采用与无人直升机模块(I)配套的地面系统。6.根据权利要求1所述的架空输电线路通道内树竹自动削剪系统，其特征在于，所述无线通信网络为2G、3G或4G通信网络。7.—种架空输电线路通道内树竹自动削剪方法，其特征在于，采用权利要求2?6中任一项所述的架空输电线路通道内树竹自动削剪系统，自动削剪方法包括以下步骤: 地面控制模块(4)发送飞行指令给无人直升机模块(I); 无人直升机模块(I)收到地面控制模块(4)的飞行指令后，根据指令飞行； 在无人直升机飞行至超高树竹旁边时，地面控制模块(4)发送削剪指令给无人直升机丰旲块(I); 无人直升机模块(I)收到地面控制模块(4)的削剪指令后，通过数据线将启动油锯的指令传送至油锯模块(3); 油锯模块(3)收到无人直升机模块(I)发送的启动油锯的指令后，对超高树竹的顶端进行削剪； 通过激光测距单元测量被削剪的树竹的顶端与上方导线之间的空气间隙的距离，当距离达到对应电压等级输电线路运行规程要求时，机上控制单元将削剪完成的信号发送至地面控制模块(4)并继续向前削剪； 地面控制模块(4)接收到削剪完成的信号后，发送停止削剪和返航指令给无人直升机丰旲块(I); 无人直升机模块(I)接收到停止削剪和返航指令后，按照指令返航并通过数据线将停止削剪的指令传送至油锯模块(3);油锯模块(3)收到停止削剪的指令后，停止工作。8.根据权利要求7所述的架空输电线路通道内树竹自动削剪方法，其特征在于，远程控制时，地面控制人员通过视频采集单元确定超高树竹的位置；地面遥控时，地面控制人员通过手持测距仪确定超高树竹的位置。9.根据权利要求7所述的架空输电线路通道内树竹自动削剪方法，其特征在于，无人直升机模块(I)设有与机上控制单元相连的燃油监测单元，实时监测无人直升机模块(I)的剩余燃油量；在监测到燃油不足时，燃油监测单元发送信号给机上控制单元，机上控制单元控制无人直升机模块(I)自动返航； 油锯模块(3)设有与油锯控制单元相连的油量监测单元，实时监测油锯模块(3)的剩余燃油量，在监测到在燃油不足时，油量监测单元发送信号给油锯控制单元，油锯控制单元控制油锯模块(3)停止工作，并通过数据线将燃油不足的信息反馈给无人直升机模块(1)，无人直升机模块(I)收到该信息后自动返航。10.根据权利要求7所述的架空输电线路通道内树竹自动削剪方法，其特征在于，远程控制时，地面控制模块(4)预设飞行轨迹和飞行高度及油锯启动、停止条件实现架空输电线路通道内超高树竹顶端削剪的自动控制。
【专利摘要】本发明公开了一种架空输电线路通道内树竹自动削剪系统及方法，系统包括无人直升机模块、油锯模块和地面控制模块；无人直升机模块包括激光测距单元和机上控制单元；激光测距单元与机上控制单元相连；油锯模块包括油锯主体及油锯控制单元；无人直升机模块的机身底部通过连接构架吊接油锯模块，无人直升机模块的机上控制单元通过数据线连接油锯模块的油锯控制单元；所述地面控制模块通过无线通信网络与无人直升机模块的机上控制单元通信连接；所述地面控制模块用于远程控制无人直升机模块的飞行状态和油锯模块的工作状态。本发明可以大幅降低架空输电线路运行维护人员的工作量、缩短砍伐周期、节省线路运维经费。
【IPC分类】G05D1/12
【公开号】CN104898700
【申请号】CN201510279013
【发明人】巢亚锋, 黄福勇, 王成, 王峰, 周卫华
【申请人】国家电网公司, 国网湖南省电力公司, 国网湖南省电力公司电力科学研究院
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月27日
【技术领域】
[0001]本发明属于电力工程技术领域，尤其涉及一种架空输电线路通道内树竹自动削剪系统及方法。
【背景技术】
[0002]输电线路的安全稳定运行直接影响电力系统的安全。由于架空输电线路分布点多面广，绝大部分处于偏远山区，所处地形复杂，自然环境恶劣；而我国南方山多雨多，线路通道内草木生长迅速，如不及时砍伐高度已达警戒线的树木竹丛，极有可能导致停电事故。因此，在树木快速生长和竹笋新发的区域，必须加强超高树竹的砍伐，以便及时消除隐患。然而，常规树竹砍伐存在工作量大、破坏了植被及补偿高昂等问题。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是，针对已知技术存在的缺陷，提供一种架空输电线路通道内树竹自动削剪系统及方法，不仅可以大幅降低架空输电线路运行维护人员的工作量、提高线路通道砍伐的质量，还可以缩短砍伐周期、节省线路运维经费。
[0004]本发明的技术方案是，
[0005]一种架空输电线路通道内树竹自动削剪系统，包括无人直升机模块1、油锯模块3和地面控制模块4 ;
[0006]所述无人直升机模块1包括机身、激光测距单元和机上控制单元；激光测距单元与机上控制单元相连；
[0007]所述油锯模块3包括油锯主体及油锯控制单元；所述无人直升机模块1的机身的底部通过连接构架2吊接油锯模块3，所述无人直升机模块1的机上控制单元通过数据线连接油锯模块3的油锯控制单元；
[0008]所述地面控制模块4通过无线通信网络与无人直升机模块1的机上控制单元通信连接；
[0009]所述地面控制模块4用于远程控制或地面遥控无人直升机模块1的飞行状态和油锯模块3的工作状态。
[0010]所述无人直升机模块1还包括GPS单元和视频采集单元，所述GPS单元和视频采集单元均与机上控制单元相连。
[0011]所述无人直升机模块1还包括与机上控制单元相连的雷达单元；【用于实时监测无人直升机模块1与上下左右结构物的距离，在与周围结构物或树竹距离过近时，雷达单元通过机上控制单元向地面控制模块4发出预警，在周围结构物达到影响无人直升机模块1正常飞行的预设阈值时，机上控制单元自动调整无人直升机模块1向结构物反方向飞行并将此信息发送至地面控制模块4】。
[0012]所述无人直升机模块1还包括与机上控制单元相连的燃油监测单元，用于实时监测无人直升机模块1的剩余燃油量；
[0013]所述油锯模块3还包括与油锯控制单元相连的油量监测单元，用于实时监测油锯模块3的剩余燃油量。
[0014]所述无人直升机模块1采用EWZ1-B型无人直升机。
[0015]所述连接构架2采用Q235镀锌角钢焊接。
[0016]所述地面控制模块4采用与无人直升机模块1配套的地面系统。
[0017]所述无线通信网络为2G、3G或4G通信网络。
[0018]一种架空输电线路通道内树竹自动削剪方法，上述的架空输电线路通道内树竹自动削剪系统，自动削剪方法包括以下步骤:
[0019]地面控制模块4发送飞行指令给无人直升机模块1 ;
[0020]无人直升机模块1收到地面控制模块4的飞行指令后，根据指令飞行；
[0021]【所述飞行指令包括飞行高度和方向；
[0022]地面控制人员通过地面控制模块4手动控制或按照系统预设操作无人直升机模块1的飞行高度和方向。无人直升机模块1可在手动控制和自动飞行间随意切换。
[0023]手动控制时，地面控制人员可通过地面控制模块4遥控无人直升机模块1在水平或垂直方向上的飞行状态；
[0024]自动飞行时，地面控制人员可通过地面控制模块4预设无人直升机模块1的对地飞行高度和飞行方向等轨迹参数，远程控制无人直升机模块1的飞行状态；并通过无人直升机模块1上的GPS单元和视频采集单元实时监测远程控制过程中无人直升机模块1的运动坐标和周围环境信息；】
[0025]在无人直升机飞行至超高树竹旁边时，地面控制模块4发送削剪指令给无人直升机模块1 ;【超高树竹是指架空输电线路通道内树竹顶端与上方导线之间的空气间隙不满足输电线路运行规程要求的树竹；输电线路运行规程中规定了不同电压等级的导线与树竹之间的最小垂直距离要求；】
[0026]无人直升机模块1收到地面控制模块4的削剪指令后，通过数据线将启动油锯的指令传送至油锯模块3 ;
[0027]油锯模块3收到无人直升机模块1发送的启动油锯的指令后，对超高树竹的顶端进行削剪；
[0028]通过激光测距单元测量被削剪的树竹顶端与上方导线之间的空气间隙的距离，当距离达到对应电压等级输电线路运行规程要求时，机上控制单元将削剪完成的信号发送至地面控制模块4并继续向前削剪；
[0029]地面控制模块4接收到削剪完成的信号后，发送停止削剪和返航指令给无人直升机模块1 ;
[0030]无人直升机模块1接收到停止削剪和返航指令后，按照指令返航并通过数据线将停止削剪的指令传送至油锯模块3 ;
[0031]油锯模块3收到停止削剪的指令后，停止工作。
[0032]远程控制时，地面控制人员通过视频采集单元确定超高树竹的位置；地面遥控时，地面控制人员通过手持测距仪确定超高树竹的位置。
[0033]无人直升机模块1设有与机上控制单元相连的燃油监测单元，实时监测无人直升机模块1的剩余燃油量；在监测到燃油不足时，燃油监测单元发送信号给机上控制单元，机上控制单元控制无人直升机模块1自动返航；
[0034]油锯模块3设有与油锯控制单元相连的油量监测单元，实时监测油锯模块3的剩余燃油量，在监测到在燃油不足时，油量监测单元发送信号给油锯控制单元，油锯控制单元控制油锯模块3停止工作，并通过数据线将燃油不足的信息反馈给无人直升机模块1，无人直升机模块1收到该信息后自动返航。
[0035]远程控制时，地面控制模块4预设飞行轨迹和飞行高度及油锯启动、停止条件实现架空输电线路通道内超高树竹顶端削剪的自动控制。
[0036]本发明的工作原理是:无人直升机模块1的机上控制系统通过数据线连接油锯模块3的油锯控制单元，无人直升机模块1的机身底部通过连接构架2吊接油锯模块3，地面控制模块4通过无线通信网络与无人直升机模块1进行通信；无人直升机模块1在收到地面控制模块4的飞行指令后根据指令飞行，在地面控制模块4发出削剪指令后，无人直升机模块1通过数据连接线将启动油锯的指令传送至油锯模块3的油锯控制单元，油锯模块3对架空输电线路通道内超高树竹的顶端进行削剪，在油锯模块3削剪程度达到规程要求后，地面控制模块4发出停止削剪和返航指令，无人直升机模块1按照指令返航并通过数据连接线将停止油锯的指令传送至油锯模块3的油锯控制单元。地面控制模块4可预设飞行轨迹和飞行高度及油锯启动、停止条件实现架空输电线路通道内超高树竹顶端削剪的自动控制。
[0037]本发明的有益效果是:
[0038]1)、可提高架空输电线路通道内超高树竹砍伐质量，避免线-物距离不足引发放电；
[0039]现有的架空输电线路通道内树竹砍伐模式是齐根砍伐，即选择某些较高的影响输电线路运行安全的树竹进行砍伐，极有可能出现漏砍的情况，无法保证输电线路的安全；本发明方法将通道内超高树竹全部削顶，可以有效地避免漏砍，提高了整体砍伐质量，保证输电线路的安全。
[0040]2)、改变了架空输电线路通道内树竹砍伐模式，可大幅降低架空输电线路运行人员的工作量，缩短砍伐周期；
[0041]3)、可节省架空输电线路运行维护经费；
[0042]4)、避免了树竹的齐根砍伐，最大限度地保护了植被不被破坏；
[0043]4)、避免了工作人员爬高修剪，保障了工作人员的安全。
【附图说明】
[0044]图1为本发明个具体实施例的结构框图，图中标示为:
[0045]1 一无人直升机模块，
[0046]2—连接构架，
[0047]3—油锯模块，
[0048]4 一地面控制模块。
【具体实施方式】
[0049]以下结合附图和【具体实施方式】对本发明进行进一步具体说明。
[0050]如图1所示，本发明提供了一种架空输电线路通道内树竹自动削剪系统，包括无人直升机模块1、油锯模块3和地面控制模块4 ;
[0051]所述无人直升机模块1包括机身、激光测距单元和机上控制单元；激光测距单元与机上控制单元相连；
[0052]所述油锯模块3包括油锯主体及油锯控制单元；所述无人直升机模块1的机身的底部通过连接构架2吊接油锯模块3，所述无人直升机模块1的机上控制单元通过数据线连接油锯模块3的油锯控制单元；
[0053]所述地面控制模块4通过无线通信网络与无人直升机模块1的机上控制单元通信连接；
[0054]所述地面控制模块4用于远程控制或地面遥控无人直升机模块1的飞行状态和油锯模块3的工作状态。
[0055]所述无人直升机模块1还包括GPS单元和视频采集单元，所述GPS单元和视频采集单元均与机上控制单元相连。
[0056]所述无人直升机模块1还包括与机上控制单元相连的雷达单元；【用于实时监测无人直升机模块1与上下左右结构物的距离，在与周围结构物或树竹距离过近时，雷达单元通过机上控制单元向地面控制模块4发出预警，在周围结构物达到影响无人直升机模块1正常飞行的预设阈值时，机上控制单元自动调整无人直升机模块1向结构物反方向飞行并将此信息发送至地面控制模块4】。
[0057]所述无人直升机模块1还包括与机上控制单元相连的燃油监测单元，用于实时监测无人直升机模块1的剩余燃油量；
[0058]所述油锯模块 3还包括与油锯控制单元相连的油量监测单元，用于实时监测油锯模块3的剩余燃油量。
[0059]所述无人直升机模块1采用EWZ1-B型无人直升机。
[0060]所述连接构架2采用Q235镀锌角钢焊接。
[0061]所述地面控制模块4采用与无人直升机模块1配套的地面系统。
[0062]所述无线通信网络为2G、3G或4G通信网络。
[0063]本发明还提供了一种架空输电线路通道内树竹自动削剪方法，上述的架空输电线路通道内树竹自动削剪系统，自动削剪方法包括以下步骤:
[0064]地面控制模块4发送飞行指令给无人直升机模块1 ;
[0065]无人直升机模块1收到地面控制模块4的飞行指令后，根据指令飞行；
[0066]【所述飞行指令包括飞行高度和方向；
[0067]地面控制人员通过地面控制模块4手动控制或按照系统预设操作无人直升机模块1的飞行高度和方向。无人直升机模块1可在手动控制和自动飞行间随意切换。
[0068]手动控制时，地面控制人员可通过地面控制模块4遥控无人直升机模块1在水平或垂直方向上的飞行状态；
[0069]自动飞行时，地面控制人员可通过地面控制模块4预设无人直升机模块1的对地飞行高度和飞行方向等轨迹参数，远程控制无人直升机模块1的飞行状态；并通过无人直升机模块1上的GPS单元和视频采集单元实时监测远程控制过程中无人直升机模块1的运动坐标和周围环境信息；】
[0070]在无人直升机飞行至超高树竹旁边时，地面控制模块4发送削剪指令给无人直升机模块1 ;【超高树竹是指架空输电线路通道内树竹顶端与上方导线之间的空气间隙不满足输电线路运行规程要求的树竹；输电线路运行规程中规定了不同电压等级的导线与树竹之间的最小垂直距离要求；】
[0071]无人直升机模块1收到地面控制模块4的削剪指令后，通过数据线将启动油锯的指令传送至油锯模块3 ;
[0072]油锯模块3收到无人直升机模块1发送的启动油锯的指令后，对超高树竹的顶端进行削剪；
[0073]通过激光测距单元测量被削剪的树竹顶端与上方导线之间的空气间隙的距离，当距离达到对应电压等级输电线路运行规程要求时，机上控制单元将削剪完成的信号发送至地面控制模块4并继续向前削剪；
[0074]地面控制模块4接收到削剪完成的信号后，发送停止削剪和返航指令给无人直升机模块1 ;
[0075]无人直升机模块1接收到停止削剪和返航指令后，按照指令返航并通过数据线将停止削剪的指令传送至油锯模块3 ;
[0076]油锯模块3收到停止削剪的指令后，停止工作。
[0077]远程控制时，地面控制人员通过视频采集单元确定超高树竹的位置；地面遥控时，地面控制人员通过手持测距仪确定超高树竹的位置。
[0078]无人直升机模块1设有与机上控制单元相连的燃油监测单元，实时监测无人直升机模块1的剩余燃油量；在监测到燃油不足时，燃油监测单元发送信号给机上控制单元，机上控制单元控制无人直升机模块1自动返航；
[0079]油锯模块3设有与油锯控制单元相连的油量监测单元，实时监测油锯模块3的剩余燃油量，在监测到在燃油不足时，油量监测单元发送信号给油锯控制单元，油锯控制单元控制油锯模块3停止工作，并通过数据线将燃油不足的信息反馈给无人直升机模块1，无人直升机模块1收到该信息后自动返航。
[0080]远程控制时，地面控制模块4预设飞行轨迹和飞行高度及油锯启动、停止条件实现架空输电线路通道内超高树竹顶端削剪的自动控制。
[0081]实施例1:
[0082]参见图1，该实施例的无人直升机模块1和油锯模块3均采用93号汽油作为燃料，无人直升机模块1采用武汉易瓦特公司生产的EWZ1-B型无人直升机；连接构架2采用市售Q235镀锌角钢焊接；油锯模块3采用市售剑兴JX-4302型；地面控制模块4采用与无人直升机模块1配套的地面系统。所述无人直升机模块1、连接构架2、油锯模块3和地面控制模块4按上述技术方案，参照附图1所示连接，其中无人直升机模块1的机上控制系统通过数据线连接油锯模块3的控制系统，无人直升机模块1的机身底部通过连接构架2吊接油锯模块3，地面控制模块4通过公共移动通信网络与无人直升机模块1进行通信。
[0083]上述结构的一种架空输电线路通道内树竹自动削剪系统及方法经试制试用，被证明效果良好，安全可靠，完全达到设计要求。
【主权项】
1.一种架空输电线路通道内树竹自动削剪系统，其特征在于，包括无人直升机模块(I)、油锯模块(3)和地面控制模块(4); 所述无人直升机模块(I)包括机身、激光测距单元和机上控制单元；所述激光测距单元与机上控制单元相连； 所述油锯模块(3)包括油锯主体及油锯控制单元；所述无人直升机模块(I)的机身的底部通过连接构架(2)吊接油锯模块(3)，所述无人直升机模块(I)的机上控制单元通过数据线连接油锯模块(3)的油锯控制单元； 所述地面控制模块(4)通过无线通信网络与无人直升机模块(I)的机上控制单元通信连接； 所述地面控制模块(4)用于远程控制或地面遥控无人直升机模块(I)的飞行状态和油锯模块(3)的工作状态。2.根据权利要求1所述的架空输电线路通道内树竹自动削剪系统，其特征在于，所述无人直升机模块(I)还包括GPS单元和视频采集单元，所述GPS单元和视频采集单元均与机上控制单元相连。3.根据权利要求1所述的架空输电线路通道内树竹自动削剪系统，其特征在于，所述无人直升机模块(I)还包括与机上控制单元相连的雷达单元，用于实时监测无人直升机模块(I)与周围结构物的距离。4.根据权利要求1所述的架空输电线路通道内树竹自动削剪系统，其特征在于，所述无人直升机模块(I)还包括与机上控制单元相连的燃油监测单元，用于实时监测无人直升机模块(I)的剩余燃油量； 所述油锯模块(3)还包括与油锯控制单元相连的油量监测单元，用于实时监测油锯模块(3)的剩余燃油量。5.根据权利要求1所述的架空输电线路通道内树竹自动削剪系统，其特征在于，所述无人直升机模块(I)采用EWZl-B型无人直升机。 所述连接构架(2)采用Q235镀锌角钢焊接。 所述地面控制模块(4)采用与无人直升机模块(I)配套的地面系统。6.根据权利要求1所述的架空输电线路通道内树竹自动削剪系统，其特征在于，所述无线通信网络为2G、3G或4G通信网络。7.—种架空输电线路通道内树竹自动削剪方法，其特征在于，采用权利要求2?6中任一项所述的架空输电线路通道内树竹自动削剪系统，自动削剪方法包括以下步骤: 地面控制模块(4)发送飞行指令给无人直升机模块(I); 无人直升机模块(I)收到地面控制模块(4)的飞行指令后，根据指令飞行； 在无人直升机飞行至超高树竹旁边时，地面控制模块(4)发送削剪指令给无人直升机丰旲块(I); 无人直升机模块(I)收到地面控制模块(4)的削剪指令后，通过数据线将启动油锯的指令传送至油锯模块(3); 油锯模块(3)收到无人直升机模块(I)发送的启动油锯的指令后，对超高树竹的顶端进行削剪； 通过激光测距单元测量被削剪的树竹的顶端与上方导线之间的空气间隙的距离，当距离达到对应电压等级输电线路运行规程要求时，机上控制单元将削剪完成的信号发送至地面控制模块(4)并继续向前削剪； 地面控制模块(4)接收到削剪完成的信号后，发送停止削剪和返航指令给无人直升机丰旲块(I); 无人直升机模块(I)接收到停止削剪和返航指令后，按照指令返航并通过数据线将停止削剪的指令传送至油锯模块(3);油锯模块(3)收到停止削剪的指令后，停止工作。8.根据权利要求7所述的架空输电线路通道内树竹自动削剪方法，其特征在于，远程控制时，地面控制人员通过视频采集单元确定超高树竹的位置；地面遥控时，地面控制人员通过手持测距仪确定超高树竹的位置。9.根据权利要求7所述的架空输电线路通道内树竹自动削剪方法，其特征在于，无人直升机模块(I)设有与机上控制单元相连的燃油监测单元，实时监测无人直升机模块(I)的剩余燃油量；在监测到燃油不足时，燃油监测单元发送信号给机上控制单元，机上控制单元控制无人直升机模块(I)自动返航； 油锯模块(3)设有与油锯控制单元相连的油量监测单元，实时监测油锯模块(3)的剩余燃油量，在监测到在燃油不足时，油量监测单元发送信号给油锯控制单元，油锯控制单元控制油锯模块(3)停止工作，并通过数据线将燃油不足的信息反馈给无人直升机模块(1)，无人直升机模块(I)收到该信息后自动返航。10.根据权利要求7所述的架空输电线路通道内树竹自动削剪方法，其特征在于，远程控制时，地面控制模块(4)预设飞行轨迹和飞行高度及油锯启动、停止条件实现架空输电线路通道内超高树竹顶端削剪的自动控制。
【专利摘要】本发明公开了一种架空输电线路通道内树竹自动削剪系统及方法，系统包括无人直升机模块、油锯模块和地面控制模块；无人直升机模块包括激光测距单元和机上控制单元；激光测距单元与机上控制单元相连；油锯模块包括油锯主体及油锯控制单元；无人直升机模块的机身底部通过连接构架吊接油锯模块，无人直升机模块的机上控制单元通过数据线连接油锯模块的油锯控制单元；所述地面控制模块通过无线通信网络与无人直升机模块的机上控制单元通信连接；所述地面控制模块用于远程控制无人直升机模块的飞行状态和油锯模块的工作状态。本发明可以大幅降低架空输电线路运行维护人员的工作量、缩短砍伐周期、节省线路运维经费。
【IPC分类】G05D1/12
【公开号】CN104898700
【申请号】CN201510279013
【发明人】巢亚锋, 黄福勇, 王成, 王峰, 周卫华
【申请人】国家电网公司, 国网湖南省电力公司, 国网湖南省电力公司电力科学研究院
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月27日
最新回复(0)