[發明專利]一種水沖洗無人機振動抑制方法及裝置

在審

• 申請號: 202110793669.0
• 申請日: 2021-07-12
• 公開（公告）號: CN113446349A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 邸健;鄭丹;王興虎;張晨旭;孫道博;李鯤
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: F16F15/00
• 分類號: F16F15/00;F16F15/02;B64D1/18
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 閆客

本發明公開了一種水沖洗無人機振動抑制方法及裝置，屬于無人機技術領域，包括獲取噴管的振動信息和無人機本體的振動信息，該振動信息包括加速度和角速度；根據噴管的振動信息和無人機本體的振動信息，進行頻域分析，得到目標消振頻點，并生成相應PWM控制信號；根據PWM控制信號調節電機轉速，產生與目標消振點振動頻率相同且相位相反的振動，以消除振動。本發明可有效避免了清洗裝置的振動影響到無人機主體。

技術領域

本發明涉及無人機技術領域，特別涉及一種水沖洗無人機振動抑制方法及裝置。

背景技術

電力工業是經濟的基礎產業，輸電線路是電力系統中不可缺少的一部分。絕緣子是增加爬電距離的特殊絕緣控件，在輸電線路中常常用來固定帶電導體，確保導體與大地之間有足夠的距離和絕緣。作為供電系統最重要的元器件之一，絕緣子長期處于暴露的環境中，在工作過程中大氣中的灰塵顆粒極易附著于絕緣子上，形成污穢層。當遇上霧、雨等特殊天氣時，污穢中包含的電解質溶解在水中，使得絕緣子表面電導增加，引起局部放電現象，極易發生污穢閃絡。絕緣子的污穢閃絡是造成接觸網供電系統產生跳閘故障的核心因素之一，故而保證絕緣子表面清潔干凈是保證電力系統穩定運行的關鍵環節。

在對電力設施進行絕緣維護過程中最常用的方法中，可以通過清掃的方式去除污穢，包括停電清掃和帶電清掃。其中帶電清掃主要有帶電水沖洗、帶電氣吹清掃、帶電機械干清掃，以及近些年發展起來的帶電化學清洗等。其中，通過人工擦拭的方法來清洗絕緣予外表面，操作簡單易行，但需停電作業，工作量巨大且危險系數高。

無人機搭載水箱進行帶電水沖洗具有處理突發能力強、不要求停電作業、對生產運行影響小、成本較低等多方面的優勢。無人機，即沒有飛行員進行駕駛的一種飛機。它的飛行可以通過地面的操作人員或者其他飛行器上的駕駛員實施遠距離控制，也可以由計算機自主進行控制。近年來無人機多用于人工不能執行的危險性任務；如受災地區圖像的實時傳輸和拍攝、救援工具和食品的投遞等。

在絕緣子水沖洗無人機上，相比于其他無人機新增振動主要來自沖洗設備工作時，水泵工作所產生的振動，以及水流經過噴管和噴管自身受到無人機上其他振動源激發導致的振動。當振動量超過允許的范圍，振動會加劇，影響機械零件的工作性能，使機器的零部件產生附加動載荷，減少零件的壽命。甚至對于大型、高速回轉的機械，因動態失穩會造成重大惡性事故。目前在無人機水沖洗領域，對噴水裝置引發的振動問題大多沒有主動抑制，振動會造成結構各個部件之間干涉，這些噪聲會帶入無人機控制回路，影響無人機整體響應，降低無人機使用壽命。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的缺陷，以消除水沖洗無人機作業中清洗裝置的振動對無人機的影響。

為實現以上目的，一方面，本發明采用一種水沖洗無人機振動抑制方法，包括：

獲取噴管的振動信息和無人機本體的振動信息，該振動信息包括加速度和角速度；

根據噴管的振動信息和無人機本體的振動信息，進行頻域分析，得到目標消振頻點，并生成相應PWM控制信號；

根據PWM控制信號調節電機轉速，產生與目標消振點振動頻率相同且相位相反的振動，以消除振動。

進一步地，所述根據噴管的振動信息和無人機本體的振動信息，進行頻域分析，得到目標消振頻點，并生成相應PWM控制信號，包括：

對所述噴管的振動信息進行快速傅里葉變換，對時域信號進行頻域分析，獲取主要振動頻點；

對所述無人機本體的振動信息進行快速傅里葉變換，獲取經濾波后在截止范圍內的中低頻主要振動頻點；

將主要振動頻點和中低頻主要振動頻點的頻譜進行對比，得到公共頻點作為目標消振頻點；

根據目標消振頻點，生成相應的PWM控制信號。