多旋翼無人機(jī)主要由動(dòng)力系統(tǒng)、主體結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)、輔助設(shè)備組成，具體如圖5所示。
圖5 多旋翼無人機(jī)的組成
在多旋翼無人機(jī)的研究方面，關(guān)鍵技術(shù)為：1、數(shù)學(xué)模型的建立;2、能源供給系統(tǒng);3、飛行控制算法;4、自主導(dǎo)航智能飛行。針對工業(yè)化應(yīng)用領(lǐng)域，多旋翼無人機(jī)應(yīng)該主要考慮的是：1、安全性;2、穩(wěn)定性;3、維護(hù)及擴(kuò)展性;4、工作效率;、負(fù)載。
表 各類無人機(jī)的特點(diǎn)
3.無人機(jī)風(fēng)電葉片巡檢
隨著無人機(jī)技術(shù)的發(fā)展，無人機(jī)開始在國內(nèi)應(yīng)用到包括農(nóng)業(yè)、電力石油、檢災(zāi)、林業(yè)、氣象、國土資源、警用、海洋水利、測繪、城市規(guī)劃等多個(gè)行業(yè)，特別是農(nóng)林植保和電力巡線兩個(gè)領(lǐng)域，無人機(jī)應(yīng)用進(jìn)入了快速發(fā)展期。
2001年開始國網(wǎng)公司開始應(yīng)用直升機(jī)進(jìn)行電力巡線。2012年國家能源局頒布了《DLT288-2012架空輸電線路直升機(jī)巡視技術(shù)導(dǎo)則》。2013年3月，國家電網(wǎng)公司出臺(tái)《國家電網(wǎng)公司輸電線路直升機(jī)、無人機(jī)和人工協(xié)同巡檢模式試點(diǎn)工作方案》，明確要求在2015年建立直升機(jī)、無人機(jī)和人工巡檢相互協(xié)同的新型巡檢模式。2014年6月，中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)標(biāo)準(zhǔn)化中心對外發(fā)布名為《架空輸電線路無人機(jī)巡檢作業(yè)技術(shù)導(dǎo)則》的電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)草案，公開征求意見。
3.1葉片故障種類
風(fēng)力發(fā)電葉片一般安裝于偏遠(yuǎn)的地區(qū)，運(yùn)行環(huán)境惡劣，如較大的風(fēng)沙侵襲，-30益至50益的循環(huán)溫差，以及強(qiáng)紫外光的老化等，在運(yùn)行過程中
現(xiàn)場葉片的主要故障種類如下：雷擊損傷院雖然葉片有防雷系統(tǒng)，但根據(jù)國內(nèi)外統(tǒng)計(jì)每年遭遇雷擊的葉片有10%左右。雷擊將導(dǎo)致葉片損傷，嚴(yán)重時(shí)直接造成葉片的報(bào)廢，不可恢復(fù)。
葉片結(jié)冰院在南方濕度較大的地區(qū)，冬季容易結(jié)冰，比如云貴冬季的時(shí)候冰凍現(xiàn)象非常頻繁，冰凍之后整體機(jī)組載荷會(huì)急速上升。
前緣腐蝕院 前緣腐蝕一般發(fā)生在沿海的風(fēng)電機(jī)組。前緣腐蝕不僅使機(jī)組的效率急劇降低，同時(shí)會(huì)造成葉片的振動(dòng)和載荷增加。
整體結(jié)構(gòu)失效院整體結(jié)構(gòu)失效的表現(xiàn)形式為葉片折斷。原因大部分是由于葉片主梁的制造工藝缺陷造成，也有雷擊和設(shè)計(jì)原因造成的。
葉尖排水孔堵塞院葉片受污染后，葉尖排水孔會(huì)堵塞影響葉片排水，而且會(huì)造成葉片的噪音。
邊緣開裂
涂層脫落
螺栓斷裂掉落院葉根螺栓斷裂導(dǎo)致葉片掉落損毀。
3.2葉片故障巡檢方式
針對風(fēng)電機(jī)組葉片的故障形式，現(xiàn)在現(xiàn)場葉片故障巡檢方式主要為目測檢查，形式上主要分為高倍望遠(yuǎn)鏡檢查、高空繞行下降目測檢查(“蜘蛛人”)、葉片維修平臺(tái)檢查。
目測檢查是對葉片表面故障最直接、有效的檢測方法。對于非表面故障，目測檢測并不能提供太多幫助。對于較小對表面損傷，用高倍望遠(yuǎn)鏡檢查不容易發(fā)現(xiàn)故障。蜘蛛人和葉片維修平臺(tái)檢查是比較徹底的表面檢查，缺點(diǎn)是檢測時(shí)間長、費(fèi)用高、效率低，不適合進(jìn)行日常巡檢。
應(yīng)用無人機(jī)對風(fēng)電機(jī)組葉片進(jìn)行檢測已經(jīng)在國外開展起來。德國的Inspec原Tools及Height等多家公司都開發(fā)了相應(yīng)的無人機(jī)檢測系統(tǒng)，都是基于現(xiàn)在流行的多旋翼飛行器所研發(fā)的無人機(jī)檢測平臺(tái)。
3.3無人機(jī)葉片巡檢特點(diǎn)
分布式巡檢。
風(fēng)力發(fā)電是一種分布式發(fā)電，機(jī)組在風(fēng)電場呈離散分布，無人機(jī)對風(fēng)電機(jī)組葉片監(jiān)測不需要連續(xù)進(jìn)行，所以對無人機(jī)的單次續(xù)航時(shí)間要求不高。
立體式觀測
對葉片的觀測涉及到迎風(fēng)面、背風(fēng)面、葉片前緣、葉片后緣，由于葉片薄厚不均，而且葉片表面為曲面，在觀測時(shí)需進(jìn)行立體式觀測，由此對無人機(jī)的操控有一定要求，觀測時(shí)間將增長。
