作品名稱:3D打印電力巡檢無人機
學校名稱:衢州學院
參賽隊伍:海陸空
參賽學生:鄧沖 林天聰 何繼中
指導老師:仝瑞平
隨著電力企業的進步,電力設施年巡檢作業量日漸繁重,導致巡檢人員線路排查工作強度大、安全系數低。依靠多旋翼無人機巡檢已成為趨勢,但多數無人機為非接觸式巡檢,不具備防水性,且無人機外殼難回收,難處理。基于這些問題,團隊提出的的無人機,其外殼基于3D打印,可降解且超疏水;接觸式即滑輪式巡檢使得續航能力增加,巡檢穩定性增加。
該無人機采用全新的接觸式的滑輪巡檢,設計的滑輪采用了蜂窩結構,3D打印機以15%的填充率填充后,滑輪重僅107g。機身下端有通過舵機帶動的前后滑輪裝置,滑輪裝置上端各設有一個紅外激光傳感器,用來確定落線位置,在降落在線路上后,飛控控制電機轉速,無人機處于怠速狀態,依靠舵機帶動滑輪的轉動在電纜上滑行,有效提高續航能力。
我們采用利用生物質材料(納米纖維素、納米納米幾丁質、木粉材料)作為填料來增強PVDF材料,得到一種高絕緣高強度輕量化的復合材料。利用3D打印技術制備無人機外殼,該外殼相對于普通無人機碳纖維的外殼具有很強的絕緣性,而且加入生物質材料之后,機身強度較只使用PVDF打印成型的試樣有一定的提高。以納米SiO2、 1H,1H,2H,2H-全氟癸基二甲基氯硅烷甲苯為原料,以三乙胺作為酸中和劑,得到了氟化二氧化硅(F-SiO2)后,經過洗滌、離心、干燥超聲分散等工序后,得到超疏水納米材料。將該材料涂敷與無人機外殼,是無人機外殼獲得超疏水性。
3D打印,節省材料,不用剔除邊角料,極大地提高了材料的利用率,不需要通過生產線,從而降低了成本。3D打印能做到較高的精度和很高的復雜程度,可以制造出用傳統方法制造不出來的、過程非常復雜的制件;不需要傳統的刀具、夾具、機床或任何模具,就能直接把計算機上繪制的任何形狀的三維CAD圖形打印成實物產品。