基于六轴飞行器盘煤系统的研究

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1、第38卷第5期华电技术V01．38No．52016年5月HuadianTechnologyMav．2016基于六轴飞行器盘煤系统的研究邢亚飞(湖南华电长沙发电有限公司，长沙410000)摘要：六轴飞行器盘煤系统是一种新型的盘煤系统，介绍了该系统的原理、组成和功能，通过实例验证并与斗轮机数据进行了对比，证明该系统应用于火电厂盘煤可大幅节省时间，降低生产成本，减轻劳动强度，实现盘煤工作的自动化、信息化，弥补了旧式盘煤方法的不足。关键词：六轴飞行器；盘煤；航线设定；GPS／JL斗定位；激光盘煤仪中图分类号：TP216文献标志码：B文章编号：1674～1951(2016)05—0004—04该系统是

2、传感器技术、微机电系统控制技术、机0引言械电子技术、计算机技术、材料学和仿生学的融合，煤耗是核算火电厂发电成本的一个重要指以无人机测绘的方式更加科学地完成了盘煤工作，标⋯，为了及时、准确核算火电厂的发电成本，需要充分弥补了旧式盘煤方法的不足。定期盘点煤场燃煤储量，以便了解当前煤耗。该系统由六轴飞行器、盘煤装置以及计算控制传统的盘煤方法主要是人工盘煤，该方法利用终端共同组成，通过操作人员设定好系统的相关参推土机将煤堆先进行压实整形，然后安排人员利用数，可以实现火电厂煤场燃煤储量的盘点工作，将煤皮尺对整形后的煤场煤堆进行人工丈量，根据经验场盘煤工作变得更加自动化、信息化。公式估算煤堆体积，进而得

3、出煤场当前的燃煤储量。初次使用该系统时，通过控制终端给六轴飞行这种传统盘煤方法，人为因素误差大，不够准确，而器设定飞行航线，飞行器按照给定航线绕煤场飞行，开展盘煤工作。盘煤完成后，飞行器自动飞回起飞且耗费大量人力、财力和时间。现行的盘煤方法点，自动降落。整个盘煤过程经一键启动后，无需人还有斗轮机式激光盘煤仪J。这种方法较人工盘为干预，可以自动实现起飞、盘煤、降落等任务，完全煤先进，可以节省不少人力，但由于该盘煤仪是固定实现自动化。盘煤完成后，计算终端对盘煤数据进式的，而且煤堆形状也不尽相同，用斗轮机激光盘煤行分析计算，将盘煤结果输出，在显示屏上显示出煤仪进行盘煤时容易产生死角、盲区，易造成煤

4、场、煤场煤堆的三维图形以及当前煤场燃煤储量。图1为堆形状误判，计算体积时不够精确。而且斗轮机属六轴飞行器盘煤系统结构示意图。于大型机械，每次开启都耗费大量电力，行动不灵敏，盘煤耗时也比较长，既不经济，也不实惠。基于六轴飞行器的新型盘煤系统，能够很好地解决上述问题。该盘煤方法是火电厂实现快速盘煤的一种理想方法，可为火电厂核算发电成本提供科学、准确、客观的依据，提高火电厂燃煤管理水平。1整体功能简述该系统以机电一体化思想为核心，以无人机为载体，依靠差分全球定位系统(GPS)进行准确定位，通过陀螺仪惯性导航系统完成自主导航，凭借激光测距技术实现相对距离的准确测定，最后综合位置、图1盘煤系统结构示意

5、距离数据拟合出煤堆的轮廓曲面，通过积分求得煤2六轴飞行器盘煤系统的组成及工作原理堆体积该系统是以六轴飞行器为平台㈧，上面搭载盘收稿日期：2016—02—15；修回El期：2016—05—02煤装置，由计算控制终端进行控制计算的一套完整第5期邢亚飞：基于六轴飞行器盘煤系统的研究·5·系统，各个部分环环相扣，有机结合，共同完成盘煤一对电机产生相同的升力和相反的扭矩，可以使力工作。矩达到平衡。6个无刷电机中，3个无刷电机逆时针2．1六轴飞行器旋转，另外3个无刷电机顺时针旋转，可以使飞行器无人飞行器越来越成为科研人员的研究热点，平衡飞行时竖直方向上的空气动力扭矩效应达到平上面搭载不同种类的传感器，可

6、以进行相应的科研衡，不会使飞行器绕其中心旋转，从而保证六轴航向试验和替代人类完成一些困难、复杂，甚至危险的任的稳定。务。尤其是多旋翼无人飞行器结构并不复杂，操作2．2盘煤装置简单、灵活，对起飞和降落场地要求不高，可以垂直要完成高空定点测量计算煤堆体积，需要多个起飞和降落，还可实现定点、定高、定时巡航，能够很关键模块配合工作。首先，设计以六轴飞行器作为好地适应复杂地形条件。载体，搭载其余模块进行高空作业。其次，在测量过本设计中采用了多旋翼飞行器中的六旋翼飞行程中，需要获取飞行器的位置数据，因此需要使用器，即六轴飞行器。一般来说飞行器的轴数越多，承GPS定位装置。当飞行器到达定点位置后，需要向载

7、量越大，与四轴飞行器相比J，六轴飞行器具有下测量煤堆高度，因此需要使用测距传感器。即六更大的载重量，而且六轴飞行器在某个轴出现故障轴飞行器上搭载的盘煤装置由激光盘煤仪、GPS／~L时，通过控制器的调节还能继续飞行，从而避免飞行斗双模定位系统及高度计、微机控制中心及数据储器发生事故而损坏上面搭载的贵重仪器、仪表，减少存卡组成。各个模块在微机控制中心的控制下协调经济损失。而四轴飞行器则不同，如果某个轴出现有序地运