1. 研究目的与意义(文献综述)
架空输电线路一般长达几公里到几百公里。在这样狭长的范围内,线路设备长期露置在大自然的环境中运行,遭受各种气候条件的侵袭;此外,还受有其它的外力破坏。所有这些因素都随时地危及线路的安全运行。因此线路出现故障的机会较多,而且一旦发生故障,需要较长时间才能修复送电,会造成程度不同的损失。为了保证线路的安全运行,在线路运行过程中,必须贯彻安全第一,预防为主的方针,加强线路的巡视和检查,随时发现设备的缺陷和危及线路安全运行的因素,以便及时检修消除隐患,并制定安全措施。
无人机具有高灵活性的优点,已经在侦查、勘测、救援等领域发挥重要作用。同样,在输电线路巡检领域,无人机正在我国各地越来越广泛的投入使用。但受限于其负重能力,无人机搭载电池容量有限,续航能力不足成为限制巡检无人机巡线效率的瓶颈问题。如何实现巡检无人机户外连续工作,对于提高无人机巡线效率有着至关重要的作用。
随着时代以及科学技术的迅速发展,人们开始不断探索与优化能量传输的方式。nikola tesla的无线电力输送设想是无线充电技术的前身, 通过电磁波进行无线电力输送, 可以使产品设计趋于简便化、小型化。近年来,大量研究者专心于如何将无线充电技术应用于无人机上,以期解决无人机续航问题。吴题等人通过对现有无线能量传输的方法进行对比,并结合无人机运行特性提出基于激光的无人机定向能量传输的方法,为提升无人机续航作业能力提供可行的建议与参考;石玉等人设计的充电无人机通过在无人机上搭载lora 无线通信模块和无线充电模块, 对物联网节点实现无线充电;马秀娟等人针对无人机有线充电不便利、需要人工干预的问题,采用磁耦合谐振式无线充电技术,设计一种无人机无线充电系统。从中不难看出,无线充电技术对于解决无人机续航能力问题很有帮助,但目前的研究鲜有针对输电线路巡检无人机本身出发的解决方案。输电线路距离地面较高,而输电线路本身对于无人机而言就是一个取之不尽用之不竭的能量来源,我们可以从输电线路中取电,再运用无线充电技术,因地制宜地解决输电线路巡检无人机的续航问题。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 设计的基本内容
架空输电线路一般长达几公里到几百公里。在这样狭长的范围内,线路设备长期露置在大自然的环境中运行,遭受各种气候条件的侵袭;此外,还受有其它的外力破坏。所有这些因素都随时地危及线路的安全运行,加强线路的巡视和检查非常必要。而无人机因其高灵活性,正在我国各地越来越广泛的投入使用。但受限于其负重能力,无人机搭载电池容量有限,续航能力不足成为限制巡检无人机巡线效率的瓶颈问题。如何实现巡检无人机户外连续工作,对于提高无人机巡线效率有着至关重要的作用。近年来,大量研究者专心于如何将无线充电技术应用于无人机上,以期解决无人机续航问题,但目前的研究鲜有针对输电线路巡检无人机本身出发的解决方案。输电线路距离地面较高,而输电线路本身对于无人机而言就是一个取之不尽用之不竭的能量来源,我们可以从输电线路中取电,再运用无线充电技术,因地制宜地解决输电线路巡检无人机的续航问题。基于此,本次设计拟研制一种基于输电线路感应取电方式的巡检无人机充电续航平台,主要研究内容包括:
1.进行基于无线能量传输的线路巡检无人机的续航平台的需求特性调研
3. 研究计划与安排
| 周次 | 毕业设计内容 |
| 第1-2周 | 撰写并完成开题报告 |
| 第3周 | 撰写毕业设计论文目录,需要获得指导老师认可 |
| 第4周 | 对输电线路感应取电电源方案进行设计 |
| 第5周 | 对无线充电发射端进行设计 |
| 第6周 | 对巡检无人机搭载的无线充电接收端进行设计 |
| 第7-8周 | 根据理论,采用MATLAB/simulink搭建模型进行仿真验证 |
| 第9-10周 | 仿真结果优劣进行具体分析,提出改进思路和办法,针对研究目标、内容进一步细化毕业设计内容; |
| 第11-14周 | 根据论文目录撰写正文,内容层次清楚,格式规范; |
| 第15周 | 修改、完善论文; |
| 第16周 | 打印论文,准备答辩。 |
4. 参考文献(12篇以上)
[1]金昭,夏国华,王澜,郑璇. 基于优化电力巡检无人机降落定位精度的研究[j].机电信息,2019,(32):26-27.
[2]吴题,郄宏伟.无人机无线定向能量传输方法初探[j].科技风,2019,(23):5 18.
[3]马秀娟,武帅,蔡春伟,秦沐,杨子.应用于无人机的无线充电技术研究[j].电机与控制学报,2019,23(08):1-9.
