CN107044915A - 一种有线无人机检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有线无人机检测装置，包括旋翼无人机、导电线、导向装置和电源设备，所述的旋翼无人机上设有分别与其正负电极联接的取电环，其套装在固定导电线的导向装置上，并与导电线相接，所述取电环按所连接的旋翼无人机的正负极分别通过相接的导电线与电源设备的电源输出端联接；所述导向装置两端分别与桥墩固定，旋翼无人机可沿着导向装置前后来回运动，也能沿着正负导电线左右，上下在一定范围内运行。克服自然风对旋翼无人机的影响，并彻底的改变了无人机对电池的依赖，且能满足大型桥梁，建筑大工作量、长工作时的检测要求。

Description

一种有线无人机检测装置

技术领域

本发明涉及桥梁检测技术领域，尤其是涉及一种有线无人机检测装置。

背景技术

目前国内对于桥梁外部检测，特别是在高铁大桥，高速公路大桥，斜拉索，悬索，吊杆等结构的大型桥梁主要通过人工或检测车进行外部检测，由于地理形态以及桥梁自身结构的原因，仍无法对此类大型桥梁进行全面抵近观察检测。而旋翼无人机（以下简称无人机）因其具有飞行稳定，操作简单方便，价格低廉，便于加装各种功能设备等优点而广泛应用于各行业，如进行航拍，适时监控，化学喷洒等，将无人机应用于桥梁检测就显得尤为迫切和重要，而无人机同样存在使用的缺陷，其应用需在天气晴朗无风的自然环境下，通过卫星导航精确定位、惯性导航或手动精准操控予以实现，一旦失去了此类必备条件，尤其是自然环境不满足的条件下，无人机将无法实现正常的飞行，并容易失控而坠落毁坏。因此，将无人机应用于桥梁以及大型建筑的外部检测的技术障碍主要在于在：第一，高速公路，高铁，大桥都修建在大海，江湖，河流，沟壑，峡谷或平原地带，桥梁下风力大且风向乱，无人机抗风能力极差，一般只能选择无风晴朗自然环境才适合飞行；第二，桥梁下无人机要近距离抵近观察各部位，因梁体的遮挡或屏蔽无人机接收的卫星信号较弱而导致飞行失控；若釆用一惯性导航无人机又不能根据检测需要随意改变航向及离被测部位的距离，仅依靠飞手的经验难以应对桥梁底面复杂的结构，且视距太远了不易于飞手观测操控，有毁机风险；第三，无人机都是采用可充电电池供电或燃油提供动力，而电池容量及油箱容积与重量又是制约无人机飞行时间长短的重要因素，因此无人机实际工作时间都很短，一般只续航10—30分钟，而桥梁检测的工作量巨大，工作时间长且需要较为细致的进行观察检测，其续航时间相对于检测工作无异于杯水车薪，因此亟待设计出一种利用无人机应用于桥梁观察检测的装置。

发明内容

为了克服上述所存在的技术缺陷，本发明的目的在于提供一种应用于位于复杂的地理形态和特殊建筑结构的桥梁建筑物的，具有无限续航能力却结构简单易于实现的便于抵近观察的桥体的有线无人机检测装置。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

本技术方案为一种有线无人机桥体检测装置，包括旋翼无人机、导电线、导向装置和电源设备，所述的旋翼无人机上设有分别与其正负电极联接的取电环，所述取电环套装在固定导电线的导向装置上，并与导电线相接，所述取电环按所连接的旋翼无人机的正负极分别通过相接的导电线与电源设备的电源输出端联接；所述导向装置两端分别与桥墩固定，旋翼无人机可沿着导向装置前后来回运动，也能沿着导电线左右，上下在一定范围内运行，并通过加装摄像头及无线网络对大桥底面或桥墩各部位采集桥的视屏数据供检测方分析处理。

本技术方案的原理为：通过设置导向装置引导并定位旋翼无人机的飞行路线，降低桥梁下部风力以及信号屏蔽等不利因素对无人机操控的影响；改进旋翼无人机，增加取电环，通过取电环与导电线的实时接触，利用导电线连接的外部电源对无人机提供续航所需的电力保障；由于导向装置可以灵活固定在桥底两侧的桥墩上，根据需要调整无人机与检测面的观测距离，保证观察检测的准确性。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构简单，易于实现，能有效的避免了地形、天气以及桥梁自身结构对于旋翼无人机进行观察检测作业的影响，大为降低了操控的局限和难度，有利于提高桥梁等建筑物外部检测的精确度，且能满足大型桥梁建筑大工作量、长工作时的检测要求。

本方案为其他优化与优选方式还包括：

1、所述通过导电线分别与电源设备电源正负极输出端联接的取电环成轴对称设置，且每组均不少于2个，以保证旋翼无人机在导向装置上的平稳性，同时每组设置多个取电环，以增加取电的节点，保证取电环与导电线的接触。

2、所述通过导电线分别与电源设备电源的同一电极输出端联接的取电环等距布置，以保证旋翼无人机在导向装置上着力点分布的均匀性，进一步提高运行的平稳性。

3、所述取电环的孔心轴向与旋翼无人机直线前进或后退方向相平行，使取电环的环孔孔向与旋翼无人机前进或后退方向保持一致，减少取电环与导向装置间的摩擦，保持旋翼无人机飞行流畅。

4、所述取电环截面成“L”形，电连接端和环体分设于两端，提高取电环与旋翼无人机机身的接触面积，便于取电环于旋翼无人机内的安装稳固性。

5、所述的取电环的电连接端与旋翼无人机的输入电极连接处通过绝缘胶套封装，避免潮湿环境下旋翼无人机内的线路短路而发生故障。

6、所述的取电环电连接端为环状结构，有利于取电环与旋翼无人机输入线路便捷连接安装，提高连接的可靠性。

7、所述的导向装置包括定滑轮组,所述定滑轮组为2组,每组各有2个定滑轮与闭合的导向线连接而成,所述导电线固定在导向线上，而取电环套装在导向线上并与导电线相接，使导向装置结构简单化，且易于组装成型，尤其方便于旋翼无人机无限制巡航与操控。

8、所定滑轮组对称布置于桥梁面的底部横轴或纵轴的两侧的桥墩顶部，便于对桥梁面底部进行抵近观察检测和表面状况的数据采集。

9、所述定滑轮的轮轴通过传动轴与电动机连接，便于实现对导向绳运动方向的控制，有利于旋翼无人机进一步提高观察检测的准确性。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的俯视结构示意图；

图3是取电环结构示意图。

图中标记：旋翼无人机1、导电线2、导向装置3、电源设备4、取电环5、桥墩6、桥梁面7、定滑轮组8、定滑轮9、导向线10。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1，如图1至图3所示，本发明为一种有线无人机检测装置，包括旋翼无人机1、导电线2、导向装置3和电源设备4，所述的旋翼无人机1上设有取电环5，所述取电环按照正负极关系，各自与旋翼无人机1内的动力输出设备正负电极联接。所述取电环5套装在固定导电线2的导向装置3上，并与导电线2相接，所述取电环5按所连接的旋翼无人机1的正负极关分别通过相接的导电线2与电源设备4的电源输出端联接，其中，导电线2至少为2根，分别与电源设备4的正负极连接，形成了由旋翼无人机1的正极-取电环-导电线-电源设备正极-电源设备负极-导电线-取电环-旋翼无人机1的负极的闭合回路。

使用本装置对桥梁进行检测数据采集时，先将旋翼无人机1取电环5穿套在导向装置3上，保持固定在导向装置3上的导电线2与取电环5相接，并将导电线2与电源设备4的电极连接，再将导向装置3两端临时固定在桥墩6上，使导向装置3与待检测的桥梁面7平行，然后启动旋翼无人机1，利用其上装置的采集图像的无线设备对桥梁面7进行数据采集，由取电环5经过导电线2获取电源设备4提供的电源输出，以保持旋翼无人机1具有充足的续航时间，完成工作量巨大的桥梁面监测数据收集，同时由于取电环5套穿在导向装置3上，通过导向装置3规制了旋翼无人机1的飞行轨迹，即便在风力大且风向乱的自然条件下，旋翼无人机1的飞行不会受到影响而脱离预定的飞行轨迹，亦不会出现受自然力至失控而坠毁的风险，操控人员只需要考虑如何旋翼无人机1的飞行速度以达到可靠的数据采集即可。

实施例2，如图1至图3所示，在实施例1的基础上，对取电环5的设置数量进行优化设计，通过导电线分别与电源设备电源正负极输出端联接的取电环成轴对称设置，且每组均不少于2个，以保证旋翼无人机在导向装置上的平稳性，同时每组设置多个取电环，以增加取电的节点，保证取电环与导电线的接触。

实施例3，如图1至图3所示，在实施例2的基础上，对取电环5设置位置和距离进一步进行优化设计，所述通过导电线分别与电源设备电源的同一电极输出端联接的取电环等距布置，以保证旋翼无人机在导向装置上着力点分布的均匀性，进一步提高运行的平稳性。

实施例4，如图1至图3所示，在实施例1的基础上，对取电环5环孔方向进行优化设计、所述取电环的孔心轴向与旋翼无人机直线前进或后退方向相平行，使取电环的环孔孔向与与旋翼无人机前进或后退方向保持一致，减少取电环与导向装置间的摩擦，保持旋翼无人机运行流畅。

实施例5，如图1至图3所示，在实施例1的基础上，对取电环5的形状结构进行优化设计，所述取电环截面成“L”形，电连接端和环体分设于两端，提高取电环与旋翼无人机机身的接触面积，便于取电环于旋翼无人机内的安装稳固性。

实施例6，如图1至图3所示，在实施例5的基础上，对取电环5在旋翼无人机1内的电连接保护进行优化设计，所述的取电环的电连接端与旋翼无人机的输入电极连接处通过绝缘胶套封装，避免潮湿环境下旋翼无人机内的线路短路而发生故障。

实施例7，如图1至图3所示，在实施例6的基础上，对取电环5的电连接端的形状结构进行优化设计，所述的取电环电连接端为环状结构，有利于取电环与旋翼无人机输入线路便捷连接安装。

实施例8，如图1至图3所示，在实施例1的基础上对导向装置的结构进行优选设计，所述的导向装置包括定滑轮组8,所述定滑轮组为2组,每组各有2个定滑轮9与闭合的导向线10连接而成,所述导电线2固定在导向线10上，而取电环5套装在导向线10上并与导电线2相接，使导向装置结构简单化，且易于组装成型，尤其方便于旋翼无人机无限制巡航与操控。

实施例9，在实施例8的基础上，对定滑轮组8的安装位置进行优选设计，所述定滑轮组8对称布置于桥梁面7的底部横轴或纵轴的两侧的桥墩6顶部，便于对桥梁面底部进行抵近观察检测和表面状况的数据采集。

实施例10，在实施例8的基础上，对定滑轮组8的定滑轮9进行优化设计，所述定滑轮9的轮轴通过传动轴与电动机连接，便于实现对导向绳运动方向的控制，有利于旋翼无人机进一步提高观察检测的准确性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种有线无人机检测装置，包括旋翼无人机，其特征在于：本装置还包括导电线、导向装置和电源设备，所述的旋翼无人机上设有分别与其正负电极联接的取电环，所述取电环套装在固定导电线的导向装置上，其内沿与导电线相接，所述取电环按所连接的旋翼无人机的正负极分别通过相接的导电线与电源设备的电源输出端联接。

2.根据权利要求1所述的一种有线无人机检测装置，其特征在于：所述通过导电线分别与电源设备电源正负极输出端联接的取电环成轴对称设置，且每组均不少于2个。

3.根据权利要求2所述的一种有线无人机检测装置，其特征在于：所述通过导电线分别与电源设备电源的同一电极输出端联接的取电环等距布置。

4.根据权利要求1所述的一种有线无人机检测装置，其特征在于：所述取电环的孔心轴向与旋翼无人机直线前进或后退方向相平行。

5.根据权利要求1所述的一种有线无人机检测装置，其特征在于：所述取电环截面成“L”形，电连接端和环体分设于两端。

6.根据权利要求5所述的一种有线无人机检测装置，其特征在于：所述的取电环的电连接端与旋翼无人机的输入电极连接处通过绝缘胶套封装。

7.根据权利要求6所述的一种有线无人机检测装置，其特征在于：所述的取电环电连接端为环状结构。

8.根据权利要求1所述的一种有线无人机检测装置，其特征在于：所述的导向装置包括定滑轮组,所述定滑轮组为2组,每组各有2个定滑轮与闭合的导向线连接而成,所述导电线固定在导向线上，而取电环套装在导向线上并与导电线相接。

9.根据权利要求8所述的一种有线无人机检测装置，其特征在于：所定滑轮组对称布置于桥梁面的底部横轴或纵轴的两侧的桥墩顶部。

10.根据权利要求8所述的一种有线无人机检测装置，其特征在于：所述定滑轮的轮轴通过传动轴与电动机连接。