一种用于搭载在无人机上的轻量化电网检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及电网巡检软硬件技术领域，具体涉及一种用于搭载在无人机上的轻量化电网检测装置。


背景技术：

2.无人机拥有空中视野良好，可监测范围广等优势，被广泛地应用于实际的目标检测任务中，由于无人机距离地面较远，任务中频繁出现小型目标检测效果不佳，虚检率和漏检率较高的情况；而无人机的整体重量和其续航时间具有直接关系，如何在不影响无人机续航的情况下，尽可能增加其运算处理的可能性，是目前行业内无法解决的问题，通常的手段是将数据回传至终端进行解析，但是这样往往导致故障或隐患的监测及时性收到影响，如何实时解析实现实时监控，是目前行业内需要解决的问题。巡检过程中产生的海量边缘数据，然而，对于这些海量的边缘数据无法做到快速响应、实时发现与定位风险隐患等问题，目前行业里存在着边缘数据的传输和计算、提高边缘数据感知与风险识别发现与响应困难的难题。如何在无人机巡检场景下提高边缘数据的进一步识别和响应，就亟须研究更加轻量化的边缘智能终端设备应用。
3.为了将现场作业智能边缘终端的应用推广到无人机巡检和变电站视频监控则同时提高作业人员的体验，减少操作负担,需要更加轻量化的边缘计算智能终端设备。现有的装备体积大、能耗高，发热大影响算力，还需要内装蓄电池，增加了无人机的载重重量导致巡航行程缩短，影响巡航检测作业效率，如何提供一种散热性好、整体结构小巧轻便，不影响无人机续航的设备，成了现有技术中待解决的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型提出一种用于搭载在无人机上的轻量化电网检测装置，解决现有无人机巡检装备体积大，能耗高，发热量大，需装备蓄电池，增加了无人机的载重重量导致巡航行程缩短，巡航检测作业效率低的问题。
5.本实用新型的技术方案为：一种用于搭载在无人机上的轻量化电网检测装置，作为无人机小脑安装在无人机上，其特征在于：包括上壳和下壳，下壳用作盒体，上壳用作遮罩盖提供保护和散热，所述上壳呈头部向尾部逐步倾斜上升的外形构造，两侧设有导风斜面，且上壳的前端区域设置有若干片竖向布置的散热鳍片；
6.下壳内置有主板，主板包括：ai算法板安装在主控板上，主控板上设置有扩展接口和通信模组；所述扩展接口包括usb接口、type-c插座、tf内存插口、sim卡卡槽；所述通信模组包括wifi图传模块和4g模块；ai算法板与主控板之间通过通信插槽连接。
7.优选的，所述主控板的背部安装有wifi图传模块、4g模块、sim卡卡槽、tf卡卡槽；主控板的上部安装有和ai算法板连接的通信插槽、交换机芯片、电感、网络变压器、电源元器件、保护单元元器件。
8.优选的，所述主控板上于边缘处设置有若干个连接至4g模块的天线端子接口，若
干个内置fpc天线紧贴上壳的内侧壁安装在上壳内侧的各个方向上，并通过引线与4g模块的天线端子接口连接。
9.优选的，所述ai算法板侧向侧插在横向侧开口形式放置的通信插槽内，并通过固定螺丝固定安装在主控板上；在所述上壳内侧，对应于ai算法板上的芯片所在位置处，设置有第一导热硅脂片，在所述下壳的底面上，相对于wifi图传模块、4g模块的对应位置上设置有第二导热硅脂片，第一导热硅脂片和第二导热硅脂片能将热量快速传递到外壳上。
10.优选的，所述上壳顶部开设有圆孔，圆孔内设置有连接至主控板的带灯电源开关，所述下壳位于扩展接口的部位安装有能覆盖扩展接口区域的防尘挡片。
11.优选的，所述下壳底部设置有若干个预留螺孔，快拆支架底座通过螺丝安装在壳体底部的预留螺孔内，快拆支架通过若干螺丝固定在无人机背部的预留螺丝孔上，快拆支架底座能够顺快拆支架上的滑槽推入固定安装或拔出拆除。
12.优选的，所述上壳的尾部侧面上开设有圆孔、圆孔用于安装连接至主控板的带灯电源开关；所述散热鳍片以插装的方式安装在上壳顶部前端处。
13.优选的，所述主控板、ai算法板的边缘处通过若干颗螺钉进行安装，其中，用于安装固定主控板和下壳之间的螺钉上，还套有防水环。
14.本实用新型的工作原理和有益效果为：在硬件方面，通过紧凑的结构设计、去内置电源的设计、去外置天线使用内置天线的设计等手段进行硬件架构的创新，能够以最轻的重量和最小的体积适配安装在无人机上，调用无人机的供电运行轻量化的处理芯片，在保障不影响无人机巡检的常规续航的前提下，能够实时处理图像数据，满足无人机巡检应用场景，实现无人机巡检的视频监控巡检作业。
附图说明
15.图1为本实用新型一种用于搭载在无人机上的轻量化电网检测装置作为无人机小脑安装在无人机上的使用状态示意图；
16.图2为本实用新型一种用于搭载在无人机上的轻量化电网检测装置的主要构成结构示意图；
17.图3为本实用新型一种用于搭载在无人机上的轻量化电网检测装置的结构爆炸图；
18.图4为本实用新型无人机小脑的主控板的正面结构立体图；
19.图5为本实用新型无人机小脑的主控板的底面结构立体图；
20.图6为本实用新型无人机小脑的主控板和ai算法板的连接结构示意图；
21.图7为本实用新型无人机小脑的内置fpc天线的结构安装立体图；
22.图8为本实用新型无人机小脑的内置fpc天线的安装效果示意图；
23.图9为本实用新型无人机小脑的结构剖面图；
24.图10为本实用新型无人机小脑底部安装快拆支架底座的示意图；
25.图11为在无人机顶部安装快拆支架的结构示意图；
26.图12为快拆快装本实用新型的无人机小脑的操作示意图；
27.图13为本实用新型的使用状态立体图；
28.图14为实施例2中本实用新型的结构构成示意图；
29.图中，1-上壳，2-下壳，3-主控板，4-ai算法板，31-usb接口，32-type-c插座，33-tf内存插口，34-sim卡卡槽，35-wifi图传模块，36-4g模块，37-通信插槽，38-tf卡卡槽，310-交换机芯片，311-电感，312-网络变压器，313-电源元器件，314-保护单元元器件，315-天线端子接口，39-内置fpc天线，416-第一导热硅脂片，316-第二导热硅脂片，11-导风斜面，12-散热鳍片，13-带灯电源开关，14-防尘挡片，21-快拆支架底座，22-快拆支架，23-螺钉，24-防水环，25-圆孔。
具体实施方式
30.本实用新型的具体实施方式为：如图1-图14所示，实施例1：一种用于搭载在无人机上的轻量化电网检测装置，作为无人机小脑安装在无人机上，包括：上壳1和下壳2，上壳1用作遮罩盖提供保护和散热，下壳2用作盒体，内置主控板3和ai算法板4，ai算法板4安装在主控板3上，主控板3上设置有扩展接口和通信模组；所述扩展接口包括usb接口31、type-c插座32、tf内存插口33、sim卡卡槽34；所述通信模组包括wifi图传模块35和4g模块；所述主控板3接入无人机上的扩展插口，能获取无人机上的电源和无人机摄像头获取的图像数据，利用无人机提供的电源为主控板3和ai算法板4上的模块供电，并将图像数据传输至ai算法板4；ai算法板4与主控板3之间通过通信插槽连接，ai算法板4能读取图像数据，并对图像数据进行处理分析，输出处理结果并传输至通信模组或存储在内存卡内。现有技术中，用于图像识别和处理的ai算法板4已有多种，属于现有技术，本实施例中不对ai算法板4、算法芯片的具体运算过程、方法做出更多的描述。上壳1和下壳2能够合盖成一体结构，主控板3和ai算法板4成叠放结构放置在上下壳2内，使用时将数据线接入无人机扩展插口和type-c插座32，不仅接入无人机电源，还能获取无人机自带的摄像头的图像数据，即可实现对无人机小脑的供电和图像传输，主控板3用于对整个无人机小脑的数据传输、元器件的连接和操控，wifi图传模块35和4g模块分别用于无线数据通信传输，实时无线传输应用远距离图传的无线图像采集与传输系统，wifi模块远距离图传模块进行图像采集，通过tcp协议将采集到的图像通过tcp协议传送到相关设备。图像传输稳定，能够实现实时无线图像传。sim卡卡槽34内置通讯卡，能够接入4g网络实现数据的传输，ai算法板4则用于对数据图像进行处理分析识别，并输出处理结果和识别结果等数据；具体结构如下：
31.所述主控板3的背部安装有wifi图传模块35、4g模块、sim卡卡槽34、tf卡卡槽38；主控板3的上部安装有和ai算法板4连接的通信插槽、交换机芯片310、电感311、网络变压器312、电源元器件313、保护单元元器件314。交换机芯片310是一种用于电(光)信号转发的网络设备的集成芯片，主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流控。电感311在电路中主要起到滤波、振荡、延迟、陷波等作用，还有筛选信号、过滤噪声、稳定电流及抑制电磁波干扰等作用。网络变压器312在以太网设备中的作用主要有信号传输、阻抗匹配、波形修复、信号杂波抑制和高电压隔离等作用。电源元器件313、保护单元元器件314主要是对于主控板3进行供电和保护。
32.具体地，所述主控板3上于边缘处设置有若干个连接至4g模块的天线端子接口315，若干个内置fpc天线39紧贴上壳1的内侧壁安装在上壳1内侧的各个方向上，并通过引线与4g模块的天线端子接口315、所述wifi图传模块35连接。这样的天线布置结构能够保证信号的强度和远距离传输稳定性。
33.进一步的，所述ai算法板4侧向侧插在横向侧开口形式放置的通信插槽内，并通过固定螺丝固定安装在主控板3上；在所述上壳1内侧，对应于ai算法板4上的芯片所在位置处，设置有第一导热硅脂片416，在所述下壳2的底面上，相对于wifi图传模块35、4g模块的对应位置上设置有第二导热硅脂片316，第一导热硅脂片416和第二导热硅脂片316能将热量快速传递到外壳上。热硅脂片能够快速对元器件进行散热传递，能够快速的传递到外壳上进行散热，所述上壳1呈头部向尾部逐步倾斜上升的外形构造，两侧设有导风斜面11，能够更好的降低飞行风阻；且上壳1的前端区域设置有若干片竖向布置的散热鳍片12。散热鳍片12的下方即是第一导热硅脂片416，从而实现快速的对ai算法板4上的芯片进行散热；另一方面，热硅脂片还能起到一定的防振效果；
34.上壳1顶部开设有圆孔25，圆孔25内设置有连接至主控板3的带灯电源开关13，在接通电源数据线的情况下，按压带灯电源开关13，能够快速启动无人机小脑实现对无人机的数据连接，同时其灯件会常亮表示处于开机状态，所述下壳2位于扩展接口的部位安装有能覆盖扩展接口区域的防尘挡片14，能对usb接口31、type-c插座32进行日常的防尘防水。
35.具体地，所述下壳2底部设置有若干个预留螺孔，快拆支架底座21通过螺丝安装在壳体底部的预留螺孔内，快拆支架22通过若干螺丝固定在无人机背部的预留螺丝孔上，快拆支架底座21能够顺快拆支架22上的滑槽推入固定安装或拔出拆除。安装好快拆支架22在无人机顶部，快拆支架底座21安装在无人机小脑底盘后，即可实现快速的对接安装，需要安装时，顺着快拆支架22两侧开槽的开口，将对应的快拆支架底座21的卡条插入开槽内拉到底即可完成固定，必要时配合锁销，放置其滑出，实现快装快拆，便于收纳和使用时安装。
36.实施例2，如图14所示，上壳1的尾部侧面上开设有圆孔25、圆孔25用于安装连接至主控板3的带灯电源开关13；所述散热鳍片12以插装的方式安装在上壳顶部前端处。安装在侧面的电源开关，能提高开关与壳体之间缝隙的防水性能，必要时在该缝隙内可以套装防水圈，散热鳍片12单独加工生产，后期单独装配在上壳1体上。
37.具体地，主控板3、ai算法板4的边缘处通过若干颗螺钉23进行安装，其中，用于安装固定主控板3和下壳2之间的螺钉23上，还套有防水环24。螺栓会有开孔，为了进一步提高设备的密封性能，在螺栓与壳体上的开孔之间，通过防水环24的设置，可以进一步提高设备的防水性、防尘性，整体结构又牢固稳定。
38.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：
1.一种用于搭载在无人机上的轻量化电网检测装置，作为无人机小脑安装在无人机上，其特征在于：包括上壳(1)和下壳(2)，下壳(2)用作盒体，上壳(1)用作遮罩盖提供保护和散热，所述上壳(1)呈头部向尾部逐步倾斜上升的外形构造，两侧设有导风斜面(11)，且上壳(1)的前端区域设置有若干片竖向布置的散热鳍片(12)；下壳(2)内置有主板，主板包括：ai算法板(4)安装在主控板(3)上，主控板(3)上设置有扩展接口和通信模组；所述扩展接口包括usb接口(31)、type-c插座(32)、tf内存插口(33)、sim卡卡槽(34)；所述通信模组包括wifi图传模块(35)和4g模块；ai算法板(4)与主控板(3)之间通过通信插槽连接。2.根据权利要求1所述的一种用于搭载在无人机上的轻量化电网检测装置，其特征在于：所述主控板(3)的背部安装有wifi图传模块(35)、4g模块、sim卡卡槽(34)、tf卡卡槽(38)；主控板(3)的上部安装有和ai算法板(4)连接的通信插槽、交换机芯片(310)、电感(311)、网络变压器(312)、电源元器件(313)、保护单元元器件(314)。3.根据权利要求2所述的一种用于搭载在无人机上的轻量化电网检测装置，其特征在于：所述主控板(3)上于边缘处设置有若干个连接至4g模块的天线端子接口(315)，若干个内置fpc天线(39)紧贴上壳(1)的内侧壁安装在上壳(1)内侧的各个方向上，并通过引线与4g模块的天线端子接口(315)连接。4.根据权利要求2所述的一种用于搭载在无人机上的轻量化电网检测装置，其特征在于：所述ai算法板(4)侧向侧插在横向侧开口形式放置的通信插槽内，并通过固定螺丝固定安装在主控板(3)上；在所述上壳(1)内侧，对应于ai算法板(4)上的芯片所在位置处，设置有第一导热硅脂片(416)，在所述下壳(2)的底面上，相对于wifi图传模块(35)、4g模块的对应位置上设置有第二导热硅脂片(316)，第一导热硅脂片(416)和第二导热硅脂片(316)能将热量快速传递到外壳上。5.根据权利要求1所述的一种用于搭载在无人机上的轻量化电网检测装置，其特征在于：所述上壳(1)顶部开设有圆孔(25)，圆孔(25)内设置有连接至主控板(3)的带灯电源开关(13)，所述下壳(2)位于扩展接口的部位安装有能覆盖扩展接口区域的防尘挡片(14)。6.根据权利要求1所述的一种用于搭载在无人机上的轻量化电网检测装置，其特征在于：所述下壳(2)底部设置有若干个预留螺孔，快拆支架底座(21)通过螺丝安装在壳体底部的预留螺孔内，快拆支架(22)通过若干螺丝固定在无人机背部的预留螺丝孔上，快拆支架底座(21)能够顺快拆支架(22)上的滑槽推入固定安装或拔出拆除。7.根据权利要求1所述的一种用于搭载在无人机上的轻量化电网检测装置，其特征在于：所述上壳(1)的尾部侧面上开设有圆孔(25)、圆孔(25)用于安装连接至主控板(3)的带灯电源开关(13)；所述散热鳍片(12)以插装的方式安装在上壳(1)顶部前端处。8.根据权利要求1所述的一种用于搭载在无人机上的轻量化电网检测装置，其特征在于：所述主控板(3)、ai算法板(4)的边缘处通过若干颗螺钉(23)进行安装，其中，用于安装固定主控板(3)和下壳(2)之间的螺钉(23)上，还套有防水环(24)。

技术总结
本实用新型公开了一种用于搭载在无人机上的轻量化电网检测装置，主要应用于电网巡检软硬件技术领域，含上壳和下壳，下壳用作盒体，上壳用作遮罩盖提供保护和散热，所述上壳呈头部向尾部逐步倾斜上升的外形构造，两侧设有导风斜面，且上壳的前端区域设置有若干片竖向布置的散热鳍片；下壳内置有主板。应用本实用新型一种用于搭载在无人机上的轻量化电网检测装置，能够以最轻的重量和最小的体积适配安装在无人机上，调用无人机的供电运行轻量化的处理芯片，在保障不影响无人机巡检的常规续航的前提下，能够实时处理图像数据，满足无人机巡检应用场景，实现无人机巡检的视频监控巡检作业。业。业。


技术研发人员：常荣 杨传旭 万洪强 李松霖 杨扬 张楠川 皇剑 和志成 雷亚兰 杨永旭 孙云星 赵华 刘婉媛 佘盈江
受保护的技术使用者：云南电网有限责任公司玉溪供电局
技术研发日：2023.03.07
技术公布日：2023/10/20