摘要：国家对全面规范无人机巡检管理出台了相应的管理条例和方法。南网超高压曲靖局开展无人机日常巡视作业，提高了输电线路维护的工作效率，无人机的维护同时也成为公司管理的重要内容之一。本文设计了两种无人机快速存放背包，有效免除云台与飞行器的多次拆分和组装，延长云台相机的使用寿命，减轻工作人员必须携带原装笨重箱体作业的负担，节约存放时间，带来轻便执勤之利。
关键词：无人机；云台；管理方法；快速存放背包
一、前言
随着国家《民用无人机空中交通管理办法》和《使用民用无人驾驶航空器系统开展通用航空经营活动管理暂行办法》的相继出台，全面规范巡检无人机精细化管理，成了保证输电线路巡检作业正常进行的重要举措。
目前曲靖局开展日常巡视作业无人机机型主要包括大疆“Inspire”和“精灵”系列无人机，由于“Inspire”原配运输箱体采用拆分式装箱，班组人员出差时每次开展现场作业时需临时组装云台相机，作业后需重新拆下相机放回专用保管箱内，不利于机巡作业的高效开展。同时，云台相机在不断拆装过程中，可能会由于接触芯片受损从而导致云台相机失效无法正常工作。
此外，大疆“Inspire”系列无人机在现场作业过程中有时涉及需携带无人机步行进入山地作业，由于大疆“Inspire”系列原配无人机箱是整机装箱（即是把所有配件装在一个大箱子内），内置飞行器主体、遥控器2个、云台相机（1台）及包装盒、锂电池1块（外出作业时不够用）、充电器、电源线、各类连接线、桨叶、内存卡、读卡器等等，机箱（参数840mm×571mm×324mm）体积较大。作业人员无法长时间远距离携带，不便于选择合理地形开展相关无人机作业，作业效率较低。因此，需要根据实际需要，设计一种无人机快速存放背包，既能保证大疆“Inspire”和“精灵”系列无人机的灵活存取，又能解决云台相机不用来回拆装困扰，提高无人机使用寿命，方便工作人员随身携带，提高工作效率。
二、无人机快速存放背包的总体设计目标
研制一种无人机快速存放背包，结合无人机带云台相机尺寸定制模型，在防撞背包箱内用防震、保护材料（珍珠棉）规划内部空间，可以紧凑放置无人机、云台相机、遥控器等必备品，存取方便，携带方便。采用化整为零的思路，分解大疆“Inspire”和“精灵”系列无人机原配机箱的捆绑式包装，把原配机箱内容拆分为：①无人机快速存放背包、②无人机配件存放背包，结合公司设计的③间隔式锂电池保护箱。变大体积机箱为便携式背包，缩小了无人机存放的机箱体积，大大提高了无人机执勤巡检灵活性。根据实际经验和设计目标，提出如表1所示的设计要求。
表1 无人机快速存放背包总体设计要求
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三、无人机快速存放背包的设计细节
（一）背包材料特点
背包采用塑形胶板+双层软质海绵+EVA珍珠棉内胆构成。背包包身底座内部为双层软质海绵作填充物，四周用塑型胶板防震固定圈保护，底部放置塑形胶板，内胆EVA珍珠棉成型，只为更好的保护您的器材不受损坏。无人机快速存放背包优良特性表现在：①良好的外观形体，除便捷性能外，可免除云台相机存放时拆机；②具有较大的温度容忍度，可在-40~ 60℃的温度范围内连续使用，内胆EVA珍珠棉在-40℃时仍能表现出很好的韧性；③精选高档涤沦原料比其他面料达到更好的防水性、防震性、耐污性，使用过程中可以免清洗。④无人机快速存放背包大容量内部空间利用，足以快速出勤执行巡检任务。
（二）背包结构及布局设计
开展日常巡视作业距公司有一定的距离，且很多时候需要步行或进入山地完成巡检作业任务，携带原配整机箱体十分不便。为了提高工作效率，根据表1所示的无人机结构及设计要求，运用人体工程学原理设计。
大疆“精灵”系列背包内部EVA珍珠棉内胆成型结构布局（见图1），中心位置放置飞行器整机、桨叶和遥控器。A位可放置紧急执行任务电池，B位放置数据线，C位放置电源线，D位可放置平板显示器等，基本可解决快速巡检任务。
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图1 大疆“精灵”系列背包内胆布局结构
因为大疆“Inspire”系列无人机云台相机离飞行器有一定的距离，因此在大疆“精灵”系列背包布局基础上再次改进。
背包内胆分上下两层。在飞行器下部设计一定厚度成型EVA珍珠棉，给云台相机预留位置。如图2（a）四个圆，是飞行器站脚的位置，根据Inspire系列飞行器站脚打开时会有加筋拉杆，所以，站脚圆孔外侧成型EVA珍珠棉设计有相应的内弧斜面。放入背包时，打开飞行器四个站脚，不但可以稳定机身，对云台也有一定的保护作用，不会因为机身重力或者外部撞击损害云台相机。
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图2（a）珍珠棉下层 （b）珍珠棉上层 （C）大疆无人机Inspire 2
如图2（b）所示，A处放置飞行器、B处放置遥控器、C处放置电源线或者数据线、D处可放置锂电池块。其余附件，可放置在背包两侧的网袋里。整个设计紧凑，保证背包轻便。如图2（C）是大疆无人机Inspire 2水平放置时的实物图。
（三）无人机快速存放背包精细化设计亮点
（1）人体工程学设计理念
人体工程（Human Engineering），也称人类工程学、人体工学、人间工学或工效学（Ergonomics）。是第二次世界大战后发展起来的新学科。无人机快速存放背包应用人体工程学设计理念，在保证设计目标达成的基础上，使背包能够很好地根据人体体型和各个部位特征，把背包重力均匀分布而保持腰部腰椎、肩部的正常走线，具有舒适透气，抗震减压的作用，有效缓解长时间背负带来的疲劳和腰肩部酸痛，根据人体学原理与背部运动学肌肉结构，在背包上设计蜂窝网状散热背垫，使背负更加散热透气，更加舒适。贴心设计充分呈现人性化用户体验，以达到轻松完成巡检任务的效果。
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图3 无人机快速存放背包Inspire系列实物图
（2）精选优质复合材料卡扣加固
卡扣在背包设计中应用有三处：①在双拉链结合处设计了卡扣；②在飞行器放入背包后弹性保险带用卡扣固定；③背包腰部设计有安全防掉卡扣。双拉链卡扣的用作是在背包主体与背包依靠拉链盖合起来时起到扣紧、加固作用。防止倒置、倾斜或侧放时背包拉链自开，避免飞行器、遥控器、锂电池洒落在外的情况发生。背包腰部卡扣是固定背包和工作人员的背部紧贴，有利于工作人员更好的活动以及攀爬，防止作业过程中出现背包脱落而摔坏包内无人机。快速存放背包卡扣精选优质复合材料制作，采用流线型设计，使用方便、卡扣自如，一按即开、再按即卡。精选优质复合材料卡扣哑光色泽从外观上满足视觉舒适，操作简单、抗寒耐用、卡扣锁定能力强，能有效防止意外情况发生。
（3）其他设计细节
①舒适防震把手。把手握感舒适透气，不费劲不勒手，底部设计有蜂窝网状弹性海绵，耐磨性与承载能力强；②采用高档透明标签挡板。可插入无人机识别标签，对无人机的型号、电池数量等作简单标记。有效防止多个背包一起放置时发生混乱，提高无人机领取和管理的工作效率；③采用优质合金拉链更顺滑流畅。优质合金拉链耐磨抗压、经久耐用、不生锈，经得起严寒酷暑的考验。④弹性海绵双肩带，抗震减压。再加上蜂窝网背负系统，散热透气，稳定防滑。⑤腰带采用蜂窝网状结构设计，填有抗震弹性海绵，把重力分散，保护左右两侧腰部，有效地减轻背负疲劳。
四、小结
本文设计了两种无人机快速存取背包，采用化整为零的思路，分解大疆“Inspire”和“精灵”系列无人机原配机箱的捆绑式包装，免除云台每次来回拆装的繁琐，快速存取，对云台有很好的保护作用。期待能在同行中推广无人机管理经验，提高工作人员的工作效率，延长无人机及云台的使用寿命。
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论文作者:李新1,熊细涛2,叶凡3,赵宪忱4,许强5,黄唐含
论文发表刊物:《电力设备》2019年第19期
论文发表时间:2020/1/15
标签：无人机论文; 背包论文; 作业论文; 快速论文; 飞行器论文; 相机论文; 系列论文; 《电力设备》2019年第19期论文;