CN106628143A - 一种智能优化航迹的巡检无人机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能优化航迹的巡检无人机，包括机身，所述机身的内部设有机舱，机舱的内部安装有智能飞行控制器、数据链传输系统和导航系统；机身的边缘设有四根向外伸出的机臂，机臂的末端安装有无刷电机，无刷电机上安装有旋翼；所述机身的底部安装有用于对机舱进行支撑的支撑杆，在机身的下表面上安装有载荷装置，载荷装置上装有载荷。本发明中的无人机地形适应能力强，可完成勘测任务多，拍摄无死角，智能化操作，续航能力强。

Description

一种智能优化航迹的巡检无人机
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，具体是一种智能优化航迹的巡检无人机。
背景技术
电网输电线路分布点多、面积广，所处地形复杂，自然环境恶劣，电力线及杆塔附件长期暴露在野外，必须及时对其修复或更换。传统的人工巡检方法不仅工作量大而且条件艰苦，特别是对山区和跨越大江大河的输电线路的巡检，以及在冰灾、水灾、地震、滑坡、夜晚期间巡线检查，所花时间长、人力成本高、困难大、风险高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能优化航迹的巡检无人机，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种智能优化航迹的巡检无人机，包括机身，所述机身的内部设有机舱，机舱的内部安装有智能飞行控制器、数据链传输系统和导航系统；机身的边缘设有四根向外伸出的机臂，机臂的末端安装有无刷电机，无刷电机上安装有旋翼；所述机身的底部安装有用于对机舱进行支撑的支撑杆，在机身的下表面上安装有载荷装置，载荷装置上装有载荷。
作为本发明进一步的方案：所述机臂与相邻机臂之间的夹角为90度。
作为本发明进一步的方案：所述智能飞行控制器包括ARM控制模块，所述数据链传输系统包括数据传输设定模块，所述导航系统包括GPS导航装置，所述机舱的内部还设有电池、姿态控制模块和补偿姿态控制模块，在姿态控制模块的一侧设有补偿处理模块。
作为本发明再进一步的方案：所述ARM控制模块与姿态控制模块、补偿姿态控制模块、补偿处理模块以及数据传输设定模块连接。
作为本发明再进一步的方案：所述补偿处理模块为伺服动作设备。
作为本发明再进一步的方案：所述电池为锂聚合物电池。
作为本发明进一步的方案：所述载荷装置通过载荷挂架安装在机身上，载荷挂架的下侧设有旋转轴，旋转轴的一侧安装有轴承挂架，轴承挂架上安装有载荷转轴，载荷转轴上设有能够转动的具有多个载荷支撑叶的安装架，在每一个载荷支撑叶分别对应安装有摄像机、红外感应仪器和照相机。
作为本发明进一步的方案：所述无刷电机包括电机机芯和电机壳，电机机芯的输出端连接旋翼转轴，旋翼安装在旋翼转轴上。
与现有技术相比，本发明中的无人机地形适应能力强，可完成勘测任务多，拍摄无死角，智能化操作，续航能力强。
附图说明
图1为智能优化航迹的巡检无人机的结构示意图。
图2为智能优化航迹的巡检无人机中机舱内部的结构示意图。
图3为智能优化航迹的巡检无人机中智能飞行控制器的原理框图。
图4为智能优化航迹的巡检无人机中自动更换荷载装置的结构示意图。
图5为智能优化航迹的巡检无人机中旋翼结构的结构示意图。
图6为智能优化航迹的巡检无人机中旋翼的结构示意图。
图7为智能优化航迹的巡检无人机中ARM控制模块的结构示意图。
图8为智能优化航迹的巡检无人机中机身的结构示意图。
图中：1-机身、2-智能飞行控制器、3-数据链传输系统、4-导航系统、5-旋翼、6-无刷电机、7-支撑杆、8-载荷装置、9-载荷、10-ARM控制模块、11-补偿姿态控制模块、12-姿态控制模块、13-电池、14-GPS导航装置、15-伺服动作设备、16-数据传输设定模块、17-载荷挂架、18-旋转轴、19-摄像机、20-载荷转轴、21-轴承挂架、22-红外感应仪器、23-载荷支撑叶、24-照相机、25-旋翼转轴、26-电机机芯、27-电机壳。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
请参阅图1-8，一种智能优化航迹的巡检无人机，包括机身1，所述机身1的内部设有机舱，机舱的内部安装有智能飞行控制器2、数据链传输系统3和导航系统4；机身1的边缘设有四根向外伸出的机臂，机臂的末端安装有无刷电机6，无刷电机6上安装有旋翼5；所述机身1的底部安装有用于对机舱进行支撑的支撑杆7，在机身1的下表面上安装有载荷装置8，载荷装置8上装有载荷9。
所述机臂与相邻机臂之间的夹角为90度。
所述智能飞行控制器2包括ARM控制模块10，所述数据链传输系统3包括数据传输设定模块16，所述导航系统4包括GPS导航装置14，所述机舱的内部还设有电池13、姿态控制模块12和补偿姿态控制模块11，在姿态控制模块12的一侧设有补偿处理模块。采用内置GPS定位导航系统可免去巡检时失踪的风险，将损失降到最低
所述ARM控制模块11与姿态控制模块12、补偿姿态控制模块11、补偿处理模块以及数据传输设定模块16连接。
所述补偿处理模块为伺服动作设备15。智能飞行控制器由ARM控制模块、姿态控制模块、补偿姿态控制模块和伺服作动设备组成，为电网巡检工作特制，根据地形、天气、工作需要，自动调节飞行姿态，并优化飞行轨迹，保证在电网地形复杂的地方选择最优化线路工。
ARM控制模块安装在无人机体内，姿态控制模块安装在无人机体的几何中心上，以姿态控制模块为中心的4个位置，等距离设置补偿姿态控制模块；所述的补偿姿态控制模块包括加速度计；还包括姿态控制数据补偿处理模块。数据传输设定模块与ARM控制模块连接，同时还可以设定巡检无人机与控制终端之间的传输方式，以达到更好的实时监控，对巡检无人机的姿态控制更加及时有效。该智能飞控器具有对巡检无人机的航线控制进行补偿处理，减少误差，得到更高精度的姿态控制数据，航线控制准确性更高，信号接收更好，结构简单，航迹更优化。
所述电池13为锂聚合物电池。动力系统采用锂聚合物电池驱动无刷电机，续航能力较强，满足巡检工作需要。
所述载荷装置8通过载荷挂架17安装在机身1上，载荷挂架17的下侧设有旋转轴18，旋转轴18的一侧安装有轴承挂架21，轴承挂架21上安装有载荷转轴20，载荷转轴20上设有能够转动的具有多个载荷支撑叶23的安装架，在每一个载荷支撑叶23上分别对应安装有摄像机19、红外感应仪器22和照相机24。根据电网任务需要，搭载多种载荷；如照相机、摄像机、红外感应仪等勘测设备，实现自动更换，并且可以360度旋转，无视角巡检。
所述无刷电机6包括电机机芯26和电机壳27，电机机芯26的输出端连接旋翼转轴25，旋翼5安装在旋翼转轴25上。
本无人机的创新点主要有智能飞行控制器，自动更换载荷装置。智能飞行控制器为电网巡检工作特制，根据地形、天气、工作需要，自动调节飞行姿态，优化飞行轨迹，保证在电网地形复杂的地方选择最优化线路工作；为了智能化巡检工作需要，设有自动更换载荷装置，搭载多种勘测设备，实现自动更换勘测设备，并且360度旋转，实现无死角拍摄；使用自动驾驶仪全自主执行全部命令，地面站执行远程控制，通过指令遥控、控制载荷等功能。
智能巡检无人机由机身、智能飞行控制器、勘测设备、导航系统、数据链传输系统和动力系统组成；智能飞行控制器由ARM控制模块、姿态控制模块、传感器和伺服作动设备组成，为电网巡检工作特制，根据地形、天气、工作需要，自动调节飞行姿态，并优化飞行轨迹，保证在电网地形复杂的地方选择最优化线路工作；自动更换载荷装置，根据电网任务需要，搭载多种载荷；如照相机、摄像机、红外感应仪等勘测设备，实现自动更换，并且可以360度旋转，无视角巡检；采用内置GPS定位导航系统可免去巡检时失踪的风险，将损失降到最低；动力系统采用锂聚合物电池驱动无刷电机，续航能力较强，满足巡检工作需要；使用智能驾驶仪全自主执行全部命令，包括起飞、爬升、航线飞行和着陆，能自由悬停。地面站执行任务规划、实时采集和现实、远程控制；通过指令上行链路进行遥控或操控遥飞行中更改航线、控制载荷等功能；本无人机地形适应能力强，可完成勘测任务多，拍摄无死角，智能化操作，续航能力强。
巡检无人机在工作的时候，由姿态控制模块检测提供的数据作为主要的姿态数据，以距离设置补偿姿态控制模块检测提供的姿态控制数据作为补偿数据姿态数据，ARM控制模块接收数据后结合两者得到更加准确、精度更高的姿态控制数据，输出控制信号，对巡检无人机的航迹进行优化。
本发明中的无人机地形适应能力强，可完成勘测任务多，拍摄无死角，智能化操作，续航能力强。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (8)

1.一种智能优化航迹的巡检无人机，其特征在于，包括机身，所述机身的内部设有机舱，机舱的内部安装有智能飞行控制器、数据链传输系统和导航系统；机身的边缘设有四根向外伸出的机臂，机臂的末端安装有无刷电机，无刷电机上安装有旋翼；所述机身的底部安装有用于对机舱进行支撑的支撑杆，在机身的下表面上安装有载荷装置，载荷装置上装有载荷。
2.根据权利要求1所述的智能优化航迹的巡检无人机，其特征在于，所述机臂与相邻机臂之间的夹角为90度。
3.根据权利要求1所述的智能优化航迹的巡检无人机，其特征在于，所述智能飞行控制器包括ARM控制模块，所述数据链传输系统包括数据传输设定模块，所述导航系统包括GPS导航装置，所述机舱的内部还设有电池、姿态控制模块和补偿姿态控制模块，在姿态控制模块的一侧设有补偿处理模块。
4.根据权利要求3所述的智能优化航迹的巡检无人机，其特征在于，所述ARM控制模块与姿态控制模块、补偿姿态控制模块、补偿处理模块以及数据传输设定模块连接。
5.根据权利要求4所述的智能优化航迹的巡检无人机，其特征在于，所述补偿处理模块为伺服动作设备。
6.根据权利要求3所述的智能优化航迹的巡检无人机，其特征在于，所述电池为锂聚合物电池。
7.根据权利要求1所述的智能优化航迹的巡检无人机，其特征在于，所述载荷装置通过载荷挂架安装在机身上，载荷挂架的下侧设有旋转轴，旋转轴的一侧安装有轴承挂架，轴承挂架上安装有载荷转轴，载荷转轴上设有能够转动的具有多个载荷支撑叶的安装架，在每一个载荷支撑叶分别对应安装有摄像机、红外感应仪器和照相机。
8.根据权利要求1所述的智能优化航迹的巡检无人机，其特征在于，所述无刷电机包括电机机芯和电机壳，电机机芯的输出端连接旋翼转轴，旋翼安装在旋翼转轴上。
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