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(kuò)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(hù)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(yán)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(yán)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(dá)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(dá)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(dá)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(jìn)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(jìn)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_(dá)到恐嚇驅(qū)趕鳥類的目的。

進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(dá)到恐嚇驅(qū)趕鳥類的目的。

進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(hù)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(jìn)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(dá)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(dá)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(jìn)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(jìn)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(hù)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(dá)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(dá)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(jìn)行C語言編程，并將程序燒錄進(jìn)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(jìn)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(lán)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(dá)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(dá)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(dá)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(hù)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(hù)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(jìn)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(jìn)行互相替換而形成的技術(shù)方案。