遙控飛行器檢修高空天線可行性探討

曹小兵

摘要：運用遙控飛行器對高空天線進行測試、拍照檢查和實時攝像和噴膠密封等簡單的維修技術(shù)，非常實用并且能夠降低成本，保障安全。

關(guān)鍵詞：高空天線檢修 遙控飛行器 定位攝像

由于沒有天線工，吉安八四一臺對于高空天線的檢查、接口密封常規(guī)檢修和天線滲水搶修，只能高價外請廠家來檢修。為此，我們試驗采用遙控飛行器對鐵塔上的天線進行測試、拍照檢查，實時進行攝像和噴膠密封等簡單維修，操作簡單實用，降低了成本，保障了安全播出。

高塔天線檢查對飛行器基本要求

吉安八四一臺的天線安裝在120米的鐵搭上，每月需要進行檢修，包括檢查天線振子是否變形，檢查接頭處是否開裂，檢查緊固件是否銹蝕等情況，每年還要進行一次對接頭處封膠，防止進水。因此，我們采用遙控飛行器攜帶數(shù)碼相機，對天線振子、饋線接頭和緊固件進行拍照和攝像，然后通過照片和視頻清楚檢查這些部件是否正常。由于天線懸掛在高塔上，天線部件的空隙不超過一米，所以對遙控飛行器的外形尺寸、控制穩(wěn)定性等技術(shù)參數(shù)提出了要求：

外形尺寸：L（長）≤500mm，W（寬）≤200mm，H（高）≤300mm；

重量要求：G（總重量）≤1500g；

螺旋槳長：R（半徑長）≤150mm，軸距長L≤350mm；

遙控距離：L>200米；

電池時間：T>30分鐘；

空中定點：垂直精度≤±0.1 m，水平精度≤±0.3 m，可傾斜角>36°，可旋轉(zhuǎn)角180°/s；

可載重量：G>2kg；

承受風(fēng)速：K>10 m/s。

外形尺寸要求是保證遙控飛行器可以進入天線振子的間距空間進行拍照；對遙控距離和電池續(xù)航時間要求是保證飛行器的操控范圍和運行時長；對空中懸停精度等數(shù)據(jù)要求是保障遙控飛行器空中穩(wěn)定，可載重和抗風(fēng)速也是穩(wěn)定性的基本要求。

根據(jù)上述要求，我們選用了大疆Phantom 4 Pro無人機（遙控飛行器），該機具有四旋翼，能夠在狹窄的場地上起飛，空中穩(wěn)定性好。大疆Phantom 4 Pro遙控飛行器基本參數(shù)是：重量（含電池及槳）1388g，軸距350mm，最大上升速度5m/s，最大下降速度4m/s最大飛行時間約30分鐘。大疆Phantom 4 Pro遙控飛行器配有GPS/GLONASS雙模的衛(wèi)星定位模塊。在穩(wěn)定性方面，大疆Phantom 4 Pro遙控飛行器空中懸停，垂直方向精度小于50公分，水平方向小于30公分。

大疆Phantom 4 Pro遙控飛行器可采用Drone Deploy和Site Scan遙控軟件，是成熟的航路導(dǎo)航技術(shù)運用，而且該機配置有碰撞傳感器，能對障礙物進行探測。我們在大疆Phantom 4 Pro遙控飛行器懸掛4k攝像機。

大疆Phantom 4 Pro遙控飛行器滿足了我們的基本要求，我們第一次在中波拉線塔繞行試飛中就成功避免了撞擊拉線的情況。接下來在100米高度的自立塔繞圈飛行，進行空中懸停等都達到預(yù)定的要求。

高塔天線檢查對攝像機的要求

由于空中維修時，需要實時攝像，并且把圖片實時傳回地面的監(jiān)控電腦中，這些就是對攝像機的基本要求，這點數(shù)碼攝像機都能達到。而我們在遙控飛行器上搭載攝像機，并且使用無線傳送模塊把攝像機和筆記本電腦連接起來。我們選用了佳能Utility攝像機。其基本參數(shù)為影像傳感器1英寸，CMOS有效像素2000萬；鏡頭FOV 84° 8.8 mm/24 mm；ISO范圍視頻：100—3200（自動），100—6400（手動）；照片：100—3200（自動），100—12800（手動）；機械快門速度8—1/2000 s，電子快門速度8—1/8000s。

從上述參數(shù)可以看出，佳能Utility攝像機拍攝的照片或視頻完全可以滿足我們的要求，清晰度可以分辨出5毫米的螺絲螺母松動情況，可以完全滿足檢查或勘察天線和鐵塔變化，以及銹蝕、螺絲松動等情況。

密封膠噴射器

在檢查出天線和饋線接頭處開裂時，需要進行重新密封。我們計劃采用遙控飛行器懸掛微型噴霧泵，用噴霧泵噴射液體密封膠進行裂口密封。我們選用東莞市深鵬電子公司生產(chǎn)的P3004微型直流無刷水泵——高性能的微型高壓水泵HSP系列，其主要特點是：有直流12V；壓力超高（11公斤MAX），流量大（7L/MIN），吸程高（1米），低噪音；具備穩(wěn)定自吸功能，不需先加“引水”，自吸速度極快。

該高壓水泵具有過壓、過熱雙自動保護開關(guān)，輸出壓力超出最大壓力時自動停機保護；溫度過高時自動保護。兩種接口可分別接軟、硬管，配有金屬接頭，不易損壞。該高壓水泵具物理特性是耐酸、耐堿、耐腐蝕；泵體與電機分離，工作介質(zhì)不與電機接觸。泵體內(nèi)無機械部件，不存在機械磨損。運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，可以空轉(zhuǎn)，使用壽命極長。

總結(jié)

通過組合，我們采用大疆Phantom 4 Pro無人機攜帶無線攝像機和微型噴射泵，可以進行高鐵天饋系統(tǒng)的全方位檢查和接口密封，完成了發(fā)射天線的日常檢修工作。每年節(jié)省了外請?zhí)炀€工人費用成本近10萬元，不用擔(dān)心高空作業(yè)出現(xiàn)危險情況，既產(chǎn)生了明顯的經(jīng)濟效益，又確保了安全播出。

（作者單位：吉安八四一臺）