系留无人机照明装置
成果类型:: 发明专利,实用新型专利
发布时间: 2025-05-25 17:57:16
在电力行业高速发展的进程中,电力施工规模持续扩大,施工环境愈发复杂。传统应急照明设备在运输便捷性和照射灵活性等方面存在明显短板,已无法适应复杂场景需求,对施工效率与安全性造成严重制约,在此背景下,系留无人机照明装置应运而生。系留无人机照明装置是一种基于系留无人机的空中照明设备,无人机通过系留线缆连接地面供电系统获取电源,能长时间在空中悬停且光源能从上向下提供照明,可用于电网基建施工、夜间抢修、防灾减灾等工况的夜间照明保障装备。无人机照明系统主要由无人机、机载电源、云台、高亮LED灯板、控制器等主要部分组成,通过远程控制器操作,能够独立短时间飞行照明;系留电源系统主要由防感应电系留线、移动电源箱、操作面板等组成,保障长时间给照明无人机供电。这一创新装置有效攻克了 “窗口期” 夜间跨越施工作业可见度低以及传统施工照明设备由下向上照射产生眩光的难题,有力推动了全天候不间断施工作业的实现。实际应用中,作业准备时间从原本的 6 小时大幅缩短至 0.5 小时,施工效率提升 80%,作业人员数量缩减 50%。其创新点颇为显著:一是设计了手自一体化收放线机构,高度集成地面电源、高性能供电线缆和自动收放线装置,不仅轻量便携,还具备强大的保护性;二是能够感知系留线缆放线端的拉力,从而实现系留线缆的自动收放;三是研发出系留电缆自动排线装置,可使收放线有序均匀缠绕,极大地降低了线缆受撞击和折弯的风险。相较于传统地面灯塔照明,系留无人机照明优势突出。设备小巧便携、灵活机动,成功解决了大型照明设备难以快速抵达施工、抢险现场并抵近作业的困境;高空作业时自上而下的光线照射方式不会产生眩光,显著提升了夜间施工的效率与安全性;并且支持多机联动、组合使用,能够满足大面积抢建、多点作业、应急抢险所需的 24 小时不间断照明需求。
在创新设计方面,该装置创新性地采用系留线缆连接地面供电系统的方式。无人机通过系留线缆获取稳定电源,摆脱了传统无人机电池续航的束缚,能够长时间在空中悬停,为长时间作业场景提供持续照明。其光源采用自上而下的照射模式,精准解决了传统照明设备由下向上照射产生眩光的行业难题,为施工人员创造了清晰、无干扰的作业视觉环境。系留无人机照明装置由无人机照明系统与系留电源系统协同构成。无人机照明系统集成了无人机、机载电源、云台、高亮 LED 灯板以及控制器。无人机作为搭载平台,机动性强;机载电源保障设备运行;云台可灵活调整照明角度;高亮 LED 灯板提供高亮度照明,控制器则实现远程操作,使装置能独立进行短时间飞行照明,灵活应对各类突发照明需求。系留电源系统的防感应电系留线,在保障安全供电的同时,减少感应电对设备和人员的潜在威胁;移动电源箱便于运输与现场部署;操作面板设计简洁,方便工作人员控制,确保长时间为照明无人机稳定供电。装置拥有手自一体化收放线机构。这一设计将地面电源、高性能供电线缆和自动收放线装置高度集成,极大地减轻了设备重量,增强了便携性,同时对内部组件起到良好的保护作用。通过感知系留线缆放线端的拉力,装置能够自动控制收放线操作,实现智能化作业,减少人工干预。此外,系留电缆自动排线装置的研发是又一关键突破,它能保证收放线过程中线缆有序均匀缠绕,有效降低线缆在使用过程中受撞击和折弯的风险,延长线缆使用寿命,提升设备整体稳定性。从应用优势来看,其高空作业的照明方式,显著提升了夜间施工的效率与安全性。而且支持多机联动、组合使用,无论是大面积抢建、多点作业,还是应急抢险的 24 小时不间断照明需求,都能轻松满足。
在电力行业,该装置堪称电力施工与维护的得力助手。电力线路大量线路蜿蜒于偏远山区、复杂地形之中。在电网基建施工中,夜间作业不可或缺,系留无人机照明装置能迅速部署,以自上而下的无眩光照明模式,为大面积施工现场营造明亮且清晰的作业环境。施工人员得以精准作业,施工效率大幅提升,有效减少因光线欠佳所导致的施工失误,有力保障工程按时交付。在电力设施夜间抢修环节,其便携、灵活的特性更是展露无遗。大型照明设备难以迅速抵达故障现场,抢修工作常因照明匮乏而陷入僵局。当下,系留无人机照明装置可即刻伴随抢修人员赶赴现场,迅速升空并提供稳定照明,协助抢修人员精准定位故障点,高效开展维修作业,极大地缩短停电时长,降低停电对生产生活造成的不利影响。应急救援领域,系留无人机照明装置更是发挥着关键作用。当地震、洪水等自然灾害突如其来,受灾区域瞬间陷入黑暗,救援工作面临重重困境。该装置能够快速深入灾区,凭借其出色的长时间悬停能力,为废墟救援、道路清障等关键作业提供持续且稳定的照明支持。这使得救援人员即便在夜间也能够安全、高效地开展救援行动。在火灾扑救场景中,复杂多变的火灾现场环境致使地面照明捉襟见肘。而系留无人机照明装置可从空中提供多方位、多角度的照明,助力消防人员清晰洞察火势发展态势,精准规划救援路线,显著提升灭火救援行动的成功率。在众多行业的日常运作中,系留无人机照明装置同样展现出非凡价值。在石油化工、制造业等行业,夜间巡检、设备维修工作频繁开展。此时,该装置可提供无眩光、极为灵活的照明服务,确保工作人员能够精准察觉设备潜在隐患,及时实施维修举措,为安全生产筑牢坚实防线。在建筑施工领域,尤其是高层、超高层建筑物施工过程中,传统照明设备在覆盖高处作业面时力不从心。系留无人机照明装置则可轻松悬停于高处,为高空作业区域输送充足光线,有效规避因照明死角引发的安全事故,有力推动施工进度,保障施工质量。在农业生产方面,当夜间开展大面积农田病虫害监测、灌溉设施维护等作业时,其多机联动模式能够实现大面积照明,为农业生产的精细化管理提供有力支撑。系留无人机照明装置正凭借其独特优势,为各行业发展注入全新活力,创造更为可观的经济与社会效益。
本项目由国网湖北省电力有限公司牵头,联合湖北华中电力科技开发有限责任公司和深圳市光明顶技术有限公司共同研发。项目研究人员来自国网湖北省电力有限公司、湖北华中电力科技开发有限责任公司和深圳市光明顶技术有限公司,由多年从事输电线路施工技术及施工装备研究的技术人员组成。项目研究人员输电线路机械力学基础功底扎实,管理及施工经验丰富,专业配置合理,知识层次高。核心成员:殷建刚是国网公司建设专业领军人才,正高级工程师,长期从事电网建设技术管理工作,具有较强的科研管理能力和较为丰富的工程经验,对本项目的牵头负责能够起到重要的指导和协调作用。核心成员:杨成志是深圳光明顶技术有限公司研发总工,高级工程师,作为系留无人机照明项目的技术总负责人,攻克了持续供电、智能调光和抗干扰通信三大技术难题,该成果在2022年深圳防汛抢险中发挥关键作用,获省部级科技奖励2项,相关方案已在全国14个省市电力应急系统推广应用。
1.经济效益本项目的技术成果已在中国电力行业实现规模化应用,创造了显著的经济价值。通过采用系留无人机照明系统,在同等作业场景下较传统照明设备节省了90%的时间成本,单次作业部署时间从原来的4-6小时缩短至15-30分钟;人力成本降低70%,所需作业人员从传统的8-10人减少至2-3人;设备费用节约50%,避免了大型照明车等高成本设备的投入。据统计,该系统已在国家电网、南方电网等单位的300余个重点工程中应用,累计产生直接和间接经济效益累计达1.5亿元。 2.社会效益在无人机技术方面,研发团队通过不断优化飞行控制系统,让无人机在复杂环境下的飞行稳定性和精准定位能力得到极大提升,这些技术突破为其他领域的无人机应用提供了宝贵借鉴。照明技术领域同样成果丰硕,高亮度、低能耗照明设备的研发,不仅满足了装置自身的需求,还为其他便携式照明产品开拓了新方向。此外,控制系统的创新实现了远程操控、智能调光等功能,有力推动了自动化控制技术的发展。这些技术突破为相关学科的研究注入了新活力,促进了学科之间的交叉融合。在公共安全与应急响应方面,系留无人机照明装置的作用无可替代。当自然灾害如地震、洪水、火灾发生时,电力供应往往中断,传统照明设备瞬间失效。此时,系留无人机照明装置能够迅速部署,为救援队伍提供大面积、高强度的照明,助力救援人员快速定位被困人员,提高救援效率,最大程度减少人员伤亡。在社会治安维护方面,它可用于夜间巡逻、突发事件现场照明等工作,让执法人员能够更清晰地掌控现场局势,有力保障社会的安全稳定。
技术转让方式可以采用多种模式,具体方式如下:1.专利许可,将专利转让给具有生产推广能力的企业,由专业企业生产,并推广至电力、应急和消防等行业应用,以销售额度的5%提取专利使用费用。2.技术入股,将有效专利通过评估价值,再投入到新组建的公司或项目中,以评估价约定股份进行分红。资金需求:初期生产设备及模具等需要500万元,规模扩大再视情增加资金。成果转化方向以行业内已经有影响的专业生产推广公司为主,以保证成果的生产能力、质量控制和推广销售。