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      一種應(yīng)用于輸電線路的仿生電子驅(qū)鳥器的制作方法

      文檔序號:11471721閱讀:371來源:國知局
      一種應(yīng)用于輸電線路的仿生電子驅(qū)鳥器的制造方法與工藝

      本實用新型涉及一種應(yīng)用于輸電線路的仿生電子驅(qū)鳥器。



      背景技術(shù):

      隨著國家電網(wǎng)建設(shè)的飛速發(fā)展,輸電線路的規(guī)模日益擴大。輸電容量、輸電距離、輸電形式、輸電技術(shù)都得到了迅速地發(fā)展。在人類文明的發(fā)展過程中,人們對環(huán)境的發(fā)展越來越重視,環(huán)境保護意識越來越強,人類與環(huán)境關(guān)系也逐步朝著和諧的方向發(fā)展,我國生態(tài)環(huán)境得以不斷地改善。在此過程中,鳥類的繁衍逐漸加快,鳥類的數(shù)量逐步增多。但是隨之而來的鳥類頻繁活動卻時刻威脅著電網(wǎng)的安全。鳥類對于人類的益處是眾所周知的,但是鳥類活動季節(jié)卻對高壓輸電塔基、輸電線路造成了重大的損失。輸電線路鳥害是經(jīng)常發(fā)生的事故之一,占事故總數(shù)25%。架空輸電線路大多運行在荒山野外,它覆蓋面廣,生態(tài)環(huán)境又變化無常,無疑要受到鳥類活動對它的影響。

      我國輸電架空線路大多運行在野外,鳥類停歇和鳥糞積累造成的短路以及鳥啄造成的電路故障頻繁發(fā)生,電能損害極其嚴重。

      現(xiàn)在國內(nèi)外用于輸電線路的驅(qū)鳥器主要有風(fēng)力反光驅(qū)鳥器、防鳥刺等。

      風(fēng)力反光驅(qū)鳥器靠風(fēng)的吹動和鏡片反射太陽光驅(qū)鳥,當(dāng)處于無風(fēng)天氣、陰天或夜晚時,驅(qū)鳥效果極差。因此在多雨地區(qū)和無風(fēng)地區(qū)幾乎沒有效果,不能主動探測鳥類,鳥類易適應(yīng)。

      防鳥刺驅(qū)鳥方式單一,不能主動探測和驅(qū)離鳥類,鳥類易習(xí)慣,長時間應(yīng)用驅(qū)鳥效果不佳。防鳥刺焊接在橫擔(dān)上,工作人員維修輸電線路時需拆除,嚴重影響檢修電路工作效率。

      此外,也可以直接用超聲波驅(qū)趕鳥類。但是這種驅(qū)鳥方式功耗大,只能間斷工作,一般為每隔幾分鐘工作一次利用強聲波驅(qū)鳥,多用于果園驅(qū)鳥,不適宜用于輸電設(shè)備。



      技術(shù)實現(xiàn)要素:

      本實用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種應(yīng)用于輸電線路的仿生電子驅(qū)鳥器。

      為了達成上述目的,本實用新型采用如下技術(shù)方案:

      一種應(yīng)用于輸電線路的仿生電子驅(qū)鳥器,包括:

      用以模擬鳥類軀干的殼體;

      超聲波探頭,設(shè)于殼體的表面,與設(shè)于殼體內(nèi)的控制器連接,用以將探測的超聲波信號傳輸給控制器;

      驅(qū)動裝置,設(shè)于殼體的內(nèi)部,以可被控制器觸發(fā)制動的方式與控制器連接;

      凸輪,設(shè)于殼體的內(nèi)部,具有突出部,且與驅(qū)動裝置傳動連接;

      兩振動板,以可沿固定軸轉(zhuǎn)動的方式至少部分的設(shè)置于殼體內(nèi)部的兩側(cè),固定軸設(shè)于殼體的內(nèi)部,振動板的部分部位可被轉(zhuǎn)動至該區(qū)域的凸輪的突出部撥動,振動板上連接有仿生翼,殼體的兩側(cè)設(shè)有供仿生翼擺動的開口部;

      復(fù)位彈簧,其一端與振動板連接,另一端與殼體固定連接,用以使振動板回復(fù)至平衡位置;

      電源,與控制器及驅(qū)動裝置連接。

      采用超聲波發(fā)射接收,利用時間差計算距離,當(dāng)有鳥類靠近到一定閥值時(該閥值可調(diào)),超聲波探測到鳥類后反射回來,接收頭接收到超聲波信號。經(jīng)放大檢波整形后,由單片機處理,支配驅(qū)動裝置驅(qū)動電路動作,達到驅(qū)趕鳥類的作用。當(dāng)物體或鳥類離開后,動作即停止工作,電路處于超聲波發(fā)射待機狀態(tài)。

      驅(qū)動裝置帶動凸輪,凸輪撥動兩只搖臂向下運動,之后搖臂在復(fù)位彈簧的作用下復(fù)位,從而搖臂做上下往復(fù)運動,模擬鳥類翅膀擺動。以此利用鳥類的領(lǐng)地意識,通過機械臂的上下擺動來模擬鳥類翅膀擺動,達到很好的驅(qū)鳥效果。

      固定軸設(shè)于凸輪的外側(cè),振動板的內(nèi)端部位可被轉(zhuǎn)動至該區(qū)域的凸輪的突出部撥動。內(nèi)部空間的結(jié)構(gòu)設(shè)計更加合理,空間利用率高。

      進一步的,驅(qū)動裝置為減速電機,電機的工作電壓為2.5V-12V,最大電流為0.8A。利用減速電機可變換仿生翼模擬翅膀的擺動頻率,避免了鳥類對驅(qū)鳥器的適應(yīng),保障了驅(qū)鳥效果的持續(xù)性,而且功耗較低。

      進一步的,仿生翼模擬兇禽的翅膀,由仿生翅膀葉片組成,仿生翅膀葉片下部為金屬支撐架,上部為印刷翅膀的塑料葉片,與振動板用鉚釘連接??梢愿玫倪_到恐嚇驅(qū)趕鳥類的目的。

      進一步的,電源為鋰離子電池,在仿生翼的上表面設(shè)有若干相互并聯(lián)的太陽能板,太陽能板為鋰離子電池進行充電控制。電路采用太陽能充電,并實現(xiàn)自續(xù)航,不用其他方式充電,即可完成供電需求。太陽能板位于兩側(cè)翅膀上,通過擺動可以有效的除去積灰,保障能源供應(yīng)正常。

      進一步的,殼體的表面設(shè)有雨滴傳感器,雨滴傳感器與控制器連接。利用雨水導(dǎo)電的原理,利用單片機IO口配合驅(qū)動電路,即可實現(xiàn)雨水的檢測。由于鳥類在雨雪天時較少活動,因此雨雪天自動停止工作,以降低功耗。

      進一步的,殼體的表面設(shè)有多個LED燈,LED燈與控制器連接。多色高亮LED燈光交替爆閃,以達到恐嚇驅(qū)趕鳥類的目的。

      進一步的,殼體的內(nèi)部設(shè)有揚聲器,揚聲器與控制器連接。揚聲器通過發(fā)出仿生學(xué)上鳥類天敵的聲音,驅(qū)散鳥類??稍趦?nèi)部存儲多種不同的天敵或尖銳聲音隨機播放,以避免鳥類對驅(qū)鳥器的適應(yīng)性,保障了驅(qū)鳥效果的持續(xù)性。

      進一步的,殼體的表面設(shè)有光敏電阻,光敏電阻與控制器連接。光敏電阻根據(jù)光線區(qū)分白天和夜晚,在白天和夜晚采用不同的驅(qū)鳥策略,以節(jié)約功耗。

      進一步的,殼體上用于固定的一面設(shè)有磁鐵,可以直接吸附在鐵質(zhì)裝置上,安裝方便,維護成本低。

      與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實用新型具有以下有益效果:

      仿生翼動作驅(qū)鳥,功耗低,驅(qū)鳥效果好。

      超聲波檢測鳥類靠近,閾值可調(diào)節(jié)。

      根據(jù)仿生學(xué)模仿多種鳥類天敵聲音,隨機播放。

      多色高亮LED交替爆閃,驅(qū)散鳥類。

      太陽能自續(xù)航充電。

      雨雪天檢測,自動停止工作,以降低功耗。

      白天和夜晚采用不同的驅(qū)鳥策略,以節(jié)約功耗。

      附圖說明

      圖1為本實用新型實施例一驅(qū)鳥器的結(jié)構(gòu)示意圖;

      圖2為本實用新型實施例一驅(qū)鳥器的俯視圖;

      圖3為本實用新型實施例一超聲波探頭電路圖;

      圖4為本實用新型實施例一供電系統(tǒng)電路圖;

      圖5為本實用新型實施例一雨滴傳感器電路圖;

      圖6a為本實用新型實施例一LED電路圖;

      圖7為本實用新型實施例一揚聲器電路圖;

      圖8為本實用新型實施例一光敏電阻的電路圖;

      圖9為本實用新型實施例一集成驅(qū)動芯片集成電路圖;

      圖10為本實用新型實施例一工作流程圖;

      圖11為本實用新型實施例一單片機電路圖;

      圖12為本實用新型實施例一裝配圖。

      圖中:1、殼體,2、電機,3、凸輪,4、振動片,5、固定軸,6仿生翼,7、超聲波探頭,8、光敏傳感器,9、光伏板,10、雨滴傳感器,11、LED。

      具體實施方式

      為了更好的了解本實用新型的技術(shù)方案,下面結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。

      實施例一:

      為減少或杜絕鳥害故障的發(fā)生,提高輸電線路的安全運行水平,申請人設(shè)計了一套具有一定智能性,集仿生機械、聲、光于一體的防鳥害裝置——應(yīng)用于輸電線路的太陽能仿生電子驅(qū)鳥器,通過模擬鳥類翅膀的擺動、聲頻裝置的威懾作用、光電裝置的刺激使該防鳥害裝置能達到理想的、持久的防鳥效果而又不傷害到鳥類的生命。

      一種應(yīng)用于輸電線路的仿生電子驅(qū)鳥器,包括用以模擬鳥類軀干的殼體1,殼體1的表面設(shè)有超聲波探頭7,該超聲波探頭7與設(shè)于殼體1內(nèi)部的控制器連接,用以將探測的超聲波信號傳輸給控制器。殼體1內(nèi)還設(shè)有驅(qū)動裝置,其以可被控制器觸發(fā)制動的方式與控制器連接;在殼體1的內(nèi)部還設(shè)有與驅(qū)動裝置傳動連接的凸輪3,以及兩振動板,振動板以可沿固定軸5轉(zhuǎn)動的方式設(shè)置于殼體1內(nèi)部的兩側(cè),其中固定軸5設(shè)于殼體1的內(nèi)部,振動板的部分部位可被轉(zhuǎn)動至該區(qū)域的凸輪3的突出部撥動,振動板上設(shè)有模擬翅膀的仿生翼6。在殼體1的兩側(cè)設(shè)有供振動板擺動的開口部。在振動板上設(shè)有復(fù)位彈簧,復(fù)位彈簧的另一端連接在殼體1上,復(fù)位彈簧可以使被凸輪3撥動的振動片4回復(fù)到平衡位置。驅(qū)鳥器上還設(shè)有為控制器及驅(qū)動裝置供電的電源。

      驅(qū)動裝置優(yōu)選使用減速電機2,電機2的工作電壓為2.5V-12V,最大電流為0.8A。利用減速電機2可變換仿生翼6模擬翅膀的擺動頻率,避免了鳥類對驅(qū)鳥器的適應(yīng),保障了驅(qū)鳥效果的持續(xù)性,而且功耗較低。

      與減速電機2傳動連接的凸輪3可以為一個,且固定軸5設(shè)在凸輪3的外側(cè),此時兩個振動板的內(nèi)端部位可被同一個凸輪3的突出部撥動。

      值得一提的是,也可以是兩個凸輪3串聯(lián),固定軸5也可以設(shè)置在凸輪3的外側(cè),此時只要保證兩個凸輪3的突出部在轉(zhuǎn)動到振動片4區(qū)域時能分別撥動兩個振動片4即可。

      超聲波探頭7采用中周變壓器驅(qū)動一體超聲波收發(fā)探測頭,其電路圖如圖3所示,由單片機產(chǎn)生40Khz的TTL脈沖信號輸出,通過三極管Q2和中周變壓器進行功率放大,在變壓器副線圈上將電壓放大10倍,這是加在換能器上的正弦電壓幅值約為100V。以此信號驅(qū)動超聲波發(fā)射。在變壓器原線圈上串聯(lián)了限流電阻R29,副線圈上R31進行阻抗匹配,在副線圈導(dǎo)通是,由于加載換能器上的電壓很大,接地的兩個反向并聯(lián)的二極管對后面接收電路的前置放大電路輸入端進行鉗位。

      在振動片4上安裝仿生翼6,仿生翼6模擬兇禽的翅膀,由仿生翅膀葉片組成,可以更好的達到恐嚇驅(qū)趕鳥類的目的。

      在每個仿生翼6的上表面,設(shè)有3-5塊光伏板9,優(yōu)選使用4塊。光伏板9的使用數(shù)量可以根據(jù)翅膀的大小和用電需求進行調(diào)整。電源采用18650鋰離子電池3.7V 3400毫安時,鋰離子電池和光伏板9共同構(gòu)成供電系統(tǒng)的電路圖,如圖4所示。采用多光伏板9并聯(lián)和TP4056為鋰離子電池進行充電。

      殼體1的表面設(shè)有雨滴傳感器10,雨滴傳感器10與控制器連接。采用雨滴傳感器10,利用雨水導(dǎo)電的原理,利用單片機IO口配合驅(qū)動電路,即可實現(xiàn)雨水的檢測。雨滴傳感器10的電路圖如圖5所示。

      殼體1的表面設(shè)有多個與控制器連接的LED燈11燈。采用一體化自動閃爍LED燈11,其電路圖如圖6a-圖6d所示。

      殼體1的內(nèi)部設(shè)有與控制器電連接的內(nèi)置揚聲器,采用LM386音頻公放驅(qū)動揚聲器,播放多種仿生聲音,其電路圖如圖7所示。

      殼體1的表面設(shè)有與控制器電連接的光敏電阻8,光敏電阻8的電路圖如圖8所示。

      在殼體1上用于固定的一面設(shè)有磁鐵,可以直接吸附在鐵質(zhì)裝置上,安裝方便,維護成本低。

      優(yōu)選的,振動片4伸出至殼體1的外側(cè),仿生翼6直接連接至振動片4上,方便連接。

      采用集成驅(qū)動芯片L9110S集成電路,配合單片機PWM輸出可以實現(xiàn)驅(qū)動小電機2以及小電機2調(diào)速??梢詫崿F(xiàn)電機2工作電壓在2.5v-12V之間,最大工作電流0.8A的電機2驅(qū)動。配合直流減速馬達帶動凸輪變速轉(zhuǎn)動。集成驅(qū)動芯片L9110S集成電路圖如圖9所示。

      采用STM32系列32位單片機,該單片機功耗低,可以工作在待機模式,等待鳥類檢測時喚醒,且方案成熟,資料多,采用固件庫,易編程。

      開機發(fā)射40khz超聲波,當(dāng)有鳥類靠近時,超聲波探測到鳥類后反射回來,接收頭接收到超聲波信號。經(jīng)放大檢波整形后,由單片機處理,支配電機2驅(qū)動電路和聲音電路以及燈光閃爍動作。達到驅(qū)趕鳥類的作用。當(dāng)物體或鳥類離開后,聲音和動作即停止工作。電路處于超聲波發(fā)射待機狀態(tài)。

      使用MDK開發(fā)環(huán)境,進行C語言編程,并將程序燒錄進入單片機。并測試了不同控制策略下的功耗,如下表所示。

      采用超聲波發(fā)射接收聲波,利用時間差計算距離,當(dāng)鳥類靠近到一定閾值時,進行聲光報警,發(fā)出仿生學(xué)上鳥類天敵的聲音(可在內(nèi)部存儲數(shù)十種不同的天敵聲音隨機播放),紅藍高亮度LED燈11燈光交替爆閃,電機2動作,帶動仿生翼6上下翻動,以達到恐嚇驅(qū)趕鳥類的目的。電路采用太陽能充電,實現(xiàn)自續(xù)航。根據(jù)亮度區(qū)分白天和夜晚,采用不同的驅(qū)鳥策略以節(jié)約能耗(夜晚電機2不工作,靠閃光和聲音驅(qū)鳥)。雨天不工作,以降低功耗。工作流程圖如圖10所示。

      該驅(qū)鳥裝置是利用單片機設(shè)計,集成多普勒雷達探測鳥類靠近技術(shù)、太陽能電池充電技術(shù)、模擬鳥類翅膀擺動領(lǐng)地意識、模擬鳥類天敵聲音驅(qū)鳥、夜晚頻閃強光驅(qū)鳥等技術(shù)制造的一種超低功耗的智能驅(qū)鳥裝置。

      利用鳥類的領(lǐng)地意識,通過機械臂擺動和仿生兇禽葉片模擬鳥類翅膀擺動,達到很好的驅(qū)鳥效果。

      仿生翅膀擺動、可變換聲音和高亮閃光多種方式結(jié)合,驅(qū)鳥效果更好,可變換的擺動頻率和聲音也避免了鳥類對驅(qū)鳥器的適應(yīng),保障了驅(qū)鳥效果的持續(xù)性。

      本實用信息安裝方便,維護成本低。產(chǎn)品底部有磁鐵,可以直接吸附在鐵質(zhì)裝置上。產(chǎn)品防水性好,四塊太陽能板位于兩側(cè)翅膀上,通過擺動可以有效的除去積灰保障能源供應(yīng)正常。

      值得說明的是,振動片4可以完全設(shè)在殼體1的內(nèi)部,仿生翼6以伸入至殼體1內(nèi)的方式與振動片4連接,仍在本申請的保護范圍之內(nèi)。

      本產(chǎn)品為超聲波檢測鳥類靠近,通過仿生翅膀擺動、可變換聲音和高亮閃光驅(qū)鳥。也可通過低能耗超聲波檢測鳥類靠近,高能耗超聲波驅(qū)鳥,但整體能耗依然較高。

      以上描述僅為本申請的較佳實施例以及對所運用技術(shù)原理的說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解,本申請中所涉及的實用新型范圍,并不限于上述技術(shù)特征的特定組合而成的技術(shù)方案,同時也應(yīng)涵蓋在不脫離實用新型構(gòu)思的情況下,由上述技術(shù)特征或其等同特征進行任意組合而形成的其它技術(shù)方案。例如上述特征與本申請中公開的(但不限于)具有類似功能的技術(shù)特征進行互相替換而形成的技術(shù)方案。

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