本發(fā)明涉及輸電架空線路的電力用輸電架的運(yùn)輸和組塔，具體是利用無人機(jī)模塊化運(yùn)輸兼吊裝的組塔施工方法。
背景技術(shù)：
1、輸電線路是通過變壓器將發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能升壓后，再經(jīng)斷路器等控制設(shè)備接入，其結(jié)構(gòu)形式主要有架空輸電線路和電纜線路。在森林公園、自然保護(hù)區(qū)等特殊復(fù)雜地理環(huán)境下，架空輸電線路因植被保護(hù)和修路難度大而被廣泛使用，主要通過搭建塔架實(shí)現(xiàn)線路運(yùn)輸。目前，架空輸電線路的施工多采用地面人工組裝后，借助吊車和人工安裝的方式，存在諸多問題，如施工效率低下、程序繁瑣復(fù)雜，難以實(shí)現(xiàn)模塊化、快速安裝施工，無法形成系統(tǒng)化、模塊化、智能化的局面。
2、傳統(tǒng)輸電架空線路在高山峻嶺的物質(zhì)運(yùn)輸經(jīng)歷了四個(gè)階段。第一代為馬幫運(yùn)輸或人力運(yùn)輸，這種原始方式工期長、風(fēng)險(xiǎn)高，難以滿足現(xiàn)代建設(shè)需求。第二代是索道運(yùn)輸，需砍伐樹木建設(shè)索道，不僅工期長、費(fèi)用高，且適應(yīng)條件受限。第三代為履帶車運(yùn)輸，同樣需要砍伐樹木建設(shè)運(yùn)輸?shù)缆?，?dǎo)致工期長、費(fèi)用高，植被破壞嚴(yán)重。第四代是直升機(jī)運(yùn)輸，雖然效率較高，但費(fèi)用昂貴。
3、在高山峻嶺的組塔施工方面，傳統(tǒng)方法主要有抱桿組塔和吊車組塔。抱桿組塔需現(xiàn)場組裝，用抱桿起吊，施工效率低下，安全性低。吊車組塔同樣需現(xiàn)場組裝，用吊機(jī)起吊，還需大面積修路上山，對環(huán)境破壞極大。這些傳統(tǒng)鐵塔運(yùn)輸施工方法存在工作量大、環(huán)境破壞嚴(yán)重、安全風(fēng)險(xiǎn)高、流程復(fù)雜、效率低下的缺陷，難以適應(yīng)地形，無法形成運(yùn)輸施工一體化、模塊化局面。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明提供一種安全高效、集運(yùn)輸施工一體化的組塔施工方法。
2、本發(fā)明所述的利用無人機(jī)模塊化運(yùn)輸兼吊裝的組塔施工方法，包括以下步驟：
3、s1、在無人機(jī)起飛場地預(yù)先將塔材組裝成若干個(gè)構(gòu)成塔身的框架結(jié)構(gòu)；
4、s2、將塔身的框架結(jié)構(gòu)經(jīng)吊索連接至無人機(jī)，由無人機(jī)進(jìn)行運(yùn)輸；
5、s3、運(yùn)用無人機(jī)將塔身最底部的框架結(jié)構(gòu)運(yùn)送至指定安裝位置，并進(jìn)行固定安裝；
6、s4、在塔身最底部框架內(nèi)部設(shè)置可隨塔身組高高度上升的抱桿就位裝置，抱桿就位裝置包括豎直置于塔身內(nèi)的桿體，桿體頂部設(shè)有“y”型分叉桿用于支撐導(dǎo)向吊索，分叉桿上裝有滑軌，且分叉桿與桿體間設(shè)有緩沖機(jī)構(gòu)；
7、s5、借助無人機(jī)將塔身框架結(jié)構(gòu)掛點(diǎn)懸停至抱桿頂部分叉桿處，釋放吊索至分叉桿上，在滑軌導(dǎo)向下滑至居中就位，隨后經(jīng)緩沖機(jī)構(gòu)緩慢下降使得兩個(gè)需要對接安裝框架結(jié)構(gòu)緩慢就位進(jìn)行固定安裝，實(shí)現(xiàn)塔身精準(zhǔn)就位安裝。
8、所述的利用無人機(jī)模塊化運(yùn)輸兼吊裝的組塔施工方法，在無人機(jī)起飛場地預(yù)先將塔材組裝成若干框架結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了模塊化組裝，使得塔材在組裝階段就能形成相對完整、穩(wěn)定的單元，減少了在施工現(xiàn)場的組裝工作量，相比傳統(tǒng)的人工搬運(yùn)或大型機(jī)械運(yùn)輸，無人機(jī)具有更高的靈活性和機(jī)動性，能夠快速穿梭于復(fù)雜地形，不受地面條件限制，大大縮短了運(yùn)輸時(shí)間，從而加快了整體施工進(jìn)度；同時(shí)借助無人機(jī)將塔身框架結(jié)構(gòu)掛點(diǎn)懸停至抱桿頂部分叉桿處，能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)定位，釋放吊索至分叉桿上，在滑軌導(dǎo)向下滑至居中就位，隨后經(jīng)緩沖機(jī)構(gòu)緩慢升降至原位，確保了塔身框架結(jié)構(gòu)能夠精確安裝到位，避免了傳統(tǒng)施工中因定位不準(zhǔn)確導(dǎo)致的反復(fù)調(diào)整和修正，節(jié)省了大量時(shí)間，進(jìn)一步提高了施工效率，而且抱桿就位裝置中的緩沖機(jī)構(gòu)能夠在塔身框架結(jié)構(gòu)安裝過程中起到緩沖作用，避免了因吊索突然受力或釋放而產(chǎn)生的沖擊力對塔身結(jié)構(gòu)和安裝設(shè)備造成損壞，其中緩沖機(jī)構(gòu)不僅能在無人機(jī)將塔身框架結(jié)構(gòu)放置于抱桿就位裝置時(shí)起到緩沖作用，還能在對接安裝兩個(gè)框架結(jié)構(gòu)并將其就位固定時(shí)，實(shí)現(xiàn)框架結(jié)構(gòu)的緩慢下降，從而更精準(zhǔn)地完成就位。本發(fā)明通過無人機(jī)運(yùn)輸和抱桿就位裝置輔助安裝，減少了人員在高空的作業(yè)時(shí)間，降低了因人員操作失誤或設(shè)備故障導(dǎo)致的高空墜落事故發(fā)生的概率，保障了施工人員的人身安全，與傳統(tǒng)的索道運(yùn)輸、履帶車運(yùn)輸或直升機(jī)運(yùn)輸相比，無人機(jī)的購置和維護(hù)成本相對較低，模塊化組裝和無人機(jī)運(yùn)輸?shù)姆绞綔p少了施工現(xiàn)場的人員需求，特別是在一些偏遠(yuǎn)山區(qū)或交通不便的地區(qū)施工時(shí)，人員的交通、住宿等成本較高，通過采用本發(fā)明的施工方法，能夠有效減少施工人員數(shù)量，進(jìn)而降低人力成本支出，實(shí)現(xiàn)施工成本的有效控制。
9、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，還包括以下步驟：完成其中一段塔身的框架結(jié)構(gòu)安裝后，提升抱桿就位裝置的高度，接著重復(fù)步驟s5組裝下一段塔身的框架結(jié)構(gòu)，直至完成塔身全部安裝。
10、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，在步驟s5中，將塔身的框架結(jié)構(gòu)平穩(wěn)放置在抱桿就位裝置上后，無人機(jī)通過自動脫鉤裝置釋放吊索，隨后返回起飛場地，準(zhǔn)備進(jìn)行下一個(gè)塔身的框架結(jié)構(gòu)起吊作業(yè)。
11、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟s2中，在無人機(jī)上設(shè)置用于吊裝塔身的框架結(jié)構(gòu)的掛載裝置，所述掛載裝置包括固定機(jī)構(gòu)、動滑輪組以及繞過動滑輪組的絞線機(jī)構(gòu)，固定機(jī)構(gòu)與無人機(jī)底部固定，并連接下方的絞線機(jī)構(gòu)；絞線機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動電機(jī)、絞線盤、機(jī)架和絞繩，由絞繩繞過動滑輪組，通過驅(qū)動電機(jī)控制絞線盤正反轉(zhuǎn)動來收放絞繩。
12、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，掛載裝置還內(nèi)置安裝有用于控制動滑輪組降落速度的松緊機(jī)構(gòu)。
13、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，還包括以下步驟：根據(jù)復(fù)雜環(huán)境運(yùn)輸工況的ai分析，建立適合復(fù)雜施工環(huán)境中的飛行控制系統(tǒng)。
14、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，建立飛行控制系統(tǒng)以調(diào)整飛行姿態(tài)的具體步驟為：利用傳感器測量無人機(jī)的飛行狀態(tài)，其飛行狀態(tài)包括三軸滾轉(zhuǎn)角速率、三軸加速度，然后通過姿態(tài)解算函數(shù)根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)解算出無人機(jī)當(dāng)前飛行姿態(tài)，通過控制律解算裝置將計(jì)算出的飛行姿態(tài)與預(yù)設(shè)的飛行命令進(jìn)行對比，根據(jù)對比結(jié)果，控制律解算裝置輸出相應(yīng)的控制信號，控制信號傳遞給伺服舵機(jī)，驅(qū)動操作舵面進(jìn)行調(diào)整，操作舵面的調(diào)整產(chǎn)生空氣動力和力矩，從而穩(wěn)定并控制無人機(jī)的飛行狀態(tài)，確保其按照預(yù)設(shè)命令飛行。
1.一種利用無人機(jī)模塊化運(yùn)輸兼吊裝的組塔施工方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用無人機(jī)模塊化運(yùn)輸兼吊裝的組塔施工方法，其特征在于，還包括以下步驟：完成其中一段塔身的框架結(jié)構(gòu)安裝后，提升抱桿就位裝置的高度，接著重復(fù)步驟s5組裝下一段塔身的框架結(jié)構(gòu)，直至完成塔身全部安裝。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用無人機(jī)模塊化運(yùn)輸兼吊裝的組塔施工方法，其特征在于，在步驟s5中，將塔身的框架結(jié)構(gòu)平穩(wěn)放置在抱桿就位裝置上后，無人機(jī)通過自動脫鉤裝置釋放吊索，隨后返回起飛場地，準(zhǔn)備進(jìn)行下一個(gè)塔身的框架結(jié)構(gòu)起吊作業(yè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用無人機(jī)模塊化運(yùn)輸兼吊裝的組塔施工方法，其特征在于，步驟s2中，在無人機(jī)上設(shè)置用于吊裝塔身的框架結(jié)構(gòu)的掛載裝置，所述掛載裝置包括固定機(jī)構(gòu)、動滑輪組以及繞過動滑輪組的絞線機(jī)構(gòu)，固定機(jī)構(gòu)與無人機(jī)底部固定，并連接下方的絞線機(jī)構(gòu)；絞線機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動電機(jī)、絞線盤、機(jī)架和絞繩，由絞繩繞過動滑輪組，通過驅(qū)動電機(jī)控制絞線盤正反轉(zhuǎn)動來收放絞繩。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用無人機(jī)模塊化運(yùn)輸兼吊裝的組塔施工方法，其特征在于，掛載裝置還內(nèi)置安裝有用于控制動滑輪組降落速度的松緊機(jī)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用無人機(jī)模塊化運(yùn)輸兼吊裝的組塔施工方法，其特征在于，還包括以下步驟：根據(jù)復(fù)雜環(huán)境運(yùn)輸工況的ai分析，建立適合復(fù)雜施工環(huán)境中的飛行控制系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6述的利用無人機(jī)模塊化運(yùn)輸兼吊裝的組塔施工方法，其特征在于，建立飛行控制系統(tǒng)以調(diào)整飛行姿態(tài)的具體步驟為：利用傳感器測量無人機(jī)的飛行狀態(tài)，其飛行狀態(tài)包括三軸滾轉(zhuǎn)角速率、三軸加速度，然后通過姿態(tài)解算函數(shù)根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)解算出無人機(jī)當(dāng)前飛行姿態(tài)，通過控制律解算裝置將計(jì)算出的飛行姿態(tài)與預(yù)設(shè)的飛行命令進(jìn)行對比，根據(jù)對比結(jié)果，控制律解算裝置輸出相應(yīng)的控制信號，控制信號傳遞給伺服舵機(jī)，驅(qū)動操作舵面進(jìn)行調(diào)整，操作舵面的調(diào)整產(chǎn)生空氣動力和力矩，從而穩(wěn)定并控制無人機(jī)的飛行狀態(tài)，確保其按照預(yù)設(shè)命令飛行。