CN108216503B - 一种用于水下桥梁墩柱和大坝的无人机检测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于水下桥梁墩柱和大坝的无人机检测系统，包括船体、电动机、螺旋桨、通讯天线、电池盒、蓄电池、控制盒、集成电路板、浮体、传感器、安装座、安装板、坠体、稳定杆、转动扇叶、透水口、转动电机、机械臂、摄像头、接线盒、连接杆、稳定板、过水孔和轴承。本发明的坠体为半球形且坠体底面的曲率大于坠体顶面的曲率，使得坠体底面的流速远大于坠体顶面的流速，利用该压强差对坠体施加一向下的作用力，该作用力使坠体产生下坠的趋势，该趋势迫使坠体稳定在指定的位置上，轴承上对称固定有多个转动扇叶且转动扇叶可绕着轴承自由转动，转动扇叶可在水流的冲击下转动，将水流的冲击力化解。

Description

一种用于水下桥梁墩柱和大坝的无人机检测系统
技术领域
本发明属于机械设备领域，涉及一种检测工具，具体为一种用于水下桥梁墩柱和大坝的无人机检测系统。
背景技术
水库大坝工程、桥梁工程中的重要结构绝大部分由混凝土构件组成，在长期的使用过程中，由于风浪、腐蚀、水力冲刷以及温度应力等外部原因的侵扰、材料性能的改变以及施工条件的限制等诸多因素的影响，水下混凝土结构不可避免地会出不同的问题，为了详细的了解大坝和桥梁等结构所处的水下环境，通常需要对大坝和桥梁所处深水处的环境进行详细的了解，所以就需要对水下环境进行测量。
现有的测量方式有在线测量与人工测量两种方式，传统的在线测量是将测量设备固定于一点，定时进行测量，并将测量数据通过有线或无线的形式传输回地面。这样做存在着测范围小，投入成本大，难维护等问题，而传统的人工测量方法是人工乘船到指定测量水域或测量点，进行人工测量和记录，上岸再完成数据整理和报告，这样做存在着效率低、安全性差、人为因素干扰测量值的准确性等缺点。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种用于水下桥梁墩柱和大坝的无人机检测系统。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种用于水下桥梁墩柱和大坝的无人机检测系统，包括船体、电动机、螺旋桨、通讯天线、电池盒、蓄电池、控制盒、集成电路板、浮体、传感器、安装座、安装板、坠体、稳定杆、转动扇叶、透水口、转动电机、机械臂、摄像头、接线盒、连接杆、稳定板、过水孔和轴承；所述船体的后端固定有电动机，所述电动机上安装有螺旋桨，所述船体的前端固定有通讯天线，所述通讯天线和集成电路板电连接在一起，所述船体上固定有电池盒，所述电池盒内安装有蓄电池，所述电池盒后部的船体上固定有控制盒，所述控制盒内安装有集成电路板，所述集成电路板上有可进行控制和系统工作的嵌入式处理芯片，所述蓄电池和集成电路板电连接在一起，所述船体底部对称固定有两个中空的浮体，所述船体底部的中部固定有板状的稳定板且稳定板前端为弧形，所述安装板中部固定有接线盒，所述连接杆的一端固定在船体底部且另一端固定在接线盒上，所述集成电路板和接线盒电连接在一起，所述接线盒两边的安装板上留有两个长方形的透水口，所述安装板底部安装有稳定杆，所述稳定杆上安装有轴承，所述轴承上对称固定有多个转动扇叶且转动扇叶可绕着轴承自由转动，所述转动扇叶上设置有过水孔，所述稳定杆底部安装有坠体，所述坠体为半球形且坠体底面的曲率大于坠体顶面的曲率，所述安装板的前端固定有转动电机，所述转动电机上固定有机械臂，所述机械臂可在转动电机的带动下进行转动，所述机械臂前端处固定有摄像头，所述接线盒和摄像头电连接在一起，所述安装板的后端设置有安装座，所述安装座内安装有传感器，所述接线盒和传感器电连接在一起。
进一步的，为了使得坠体底面的流速远大于坠体顶面的流速，所述坠体为半球形且坠体底面的曲率大于坠体顶面的曲率。
进一步的，为了使得转动扇叶可在水流的冲击下转动，所述轴承上对称固定有多个转动扇叶且转动扇叶可绕着轴承自由转动。
进一步的，为了大幅提高了该无人测量机在不同水动力环境下的适用能力，所述船体底部对称固定有两个中空的浮体。
进一步的，为了使得稳定板可以劈开水流，所述船体底部的中部固定有板状的稳定板且稳定板前端为弧形。
进一步的，为了带动摄像头始终垂直与混凝土表面的姿态进行定点检测或巡探，所述机械臂可在转动电机的带动下进行转动。
进一步的，为了可以将检测到的数据和拍摄到的图像通过通讯天线传送出去，所述集成电路板上有可进行控制和系统工作的嵌入式处理芯片。
进一步的，为了降低安装板在入水时受到的阻力，所述安装板上设置有两个长方形的透水口。
与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：
该无人机检测系统结构连接紧凑，使用简单，设计合理，坠体为半球形且坠体底面的曲率大于坠体顶面的曲率，使得坠体底面的流速远大于坠体顶面的流速，利用该压强差对坠体施加一向下的作用力，该作用力使坠体产生下坠的趋势，该趋势迫使坠体稳定在指定的位置上，以克服水流对坠体的冲击，轴承上对称固定有多个转动扇叶且转动扇叶可绕着轴承自由转动，转动扇叶可在水流的冲击下转动，将水流的冲击力化解，降低水流的冲击，使其保持稳定，船体底部对称固定有两个中空的浮体，大幅提高了该无人测量机在不同水动力环境下的适用能力，提高了无人测量机的综合运行效率，船体底部的中部固定有板状的稳定板且稳定板前端为弧形，在船体行进时，稳定板可以劈开水流，从而便于船体的行进，机械臂可在转动电机的带动下进行转动，带动摄像头始终垂直与混凝土表面的姿态进行定点检测或巡探，拍摄出水工混凝土表面的视频图像，集成电路板上有可进行控制和系统工作的嵌入式处理芯片，可以将检测到的数据和拍摄到的图像通过通讯天线传送出去，安装板上设置有两个长方形的透水口，降低安装板在入水时受到的阻力，使得安装板在放置到水下时更加的方便。
附图说明
图1为本发明整体结构分解示意图；
图2为本发明船体底部结构示意图；
图3为本发明坠体结构示意图；
图4为本发明整体结构示意图；
图中：1、船体，2、电动机，3、螺旋桨，4、通讯天线，5、电池盒，6、蓄电池，7、控制盒，8、集成电路板，9、浮体，10、传感器，11、安装座，12、安装板，13、坠体，14、稳定杆，15、转动扇叶，16、透水口，17、转动电机，18、机械臂，19、摄像头，20、接线盒，21、连接杆，22、稳定板，23、过水孔，24、轴承。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
请参阅图1-4，一种用于水下桥梁墩柱和大坝的无人机检测系统，包括船体1、电动机2、螺旋桨3、通讯天线4、电池盒5、蓄电池6、控制盒7、集成电路板8、浮体9、传感器10、安装座11、安装板12、坠体13、稳定杆14、转动扇叶15、透水口16、转动电机17、机械臂18、摄像头19、接线盒20、连接杆21、稳定板22、过水孔23和轴承24；船体1的后端固定有电动机2，电动机2上安装有螺旋桨3，船体1的前端固定有通讯天线4，通讯天线4和集成电路板8电连接在一起，船体1上固定有电池盒5，电池盒5内安装有蓄电池6，电池盒5后部的船体1上固定有控制盒7，控制盒7内安装有集成电路板8，集成电路板8上有可进行控制和系统工作的嵌入式处理芯片，蓄电池6和集成电路板8电连接在一起，船体1底部对称固定有两个中空的浮体9，船体1底部的中部固定有板状的稳定板22且稳定板22前端为弧形，安装板12中部固定有接线盒20，连接杆21的一端固定在船体1底部且另一端固定在接线盒20上，集成电路板8和接线盒20电连接在一起，接线盒20两边的安装板12上留有两个长方形的透水口16，安装板12底部安装有稳定杆14，稳定杆14上安装有轴承24，轴承24上对称固定有多个转动扇叶15且转动扇叶15可绕着轴承24自由转动，转动扇叶15上设置有过水孔23，稳定杆14底部安装有坠体13，坠体13为半球形且坠体13底面的曲率大于坠体13顶面的曲率，安装板12的前端固定有转动电机17，转动电机17上固定有机械臂18，机械臂18可在转动电机17的带动下进行转动，机械臂18前端处固定有摄像头19，接线盒20和摄像头19电连接在一起，安装板12的后端设置有安装座11，安装座11内安装有传感器10，接线盒20和传感器10电连接在一起。
作为本发明的一种技术优化方案：坠体13为半球形且坠体13底面的曲率大于坠体13顶面的曲率；轴承24上对称固定有多个转动扇叶15且转动扇叶15可绕着轴承24自由转动；船体1底部对称固定有两个中空的浮体9；船体1底部的中部固定有板状的稳定板22且稳定板22前端为弧形；机械臂18可在转动电机17的带动下进行转动；集成电路板8上有可进行控制和系统工作的嵌入式处理芯片；安装板12上设置有两个长方形的透水口16。
本发明在使用时，首先将整个装置放置在水里，使得船体处于水面以上让安装板处于水面以下，然后遥控该装置到达桥梁深水基础和和大坝水下等需要测量的位置处，遥控机械臂使其转动，让摄像头始终垂直与混凝土表面的姿态进行定点检测或巡探，拍摄出水工混凝土表面的视频图像，然后通过通讯天线将测量到的数据和拍摄到的图片视频传输到手持设备上。
本发明并不限于上文描述的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本发明的技术方案，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域的普通技术人员在本发明的启示下还可做出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于水下桥梁墩柱和大坝的无人机检测系统，包括船体(1)、电动机(2)、螺旋桨(3)、电池盒(5)、蓄电池(6)、控制盒(7)、传感器(10)、安装座(11)、安装板(12)、摄像头(19)，其特征在于，还包括通讯天线(4)、集成电路板(8)、浮体(9)、坠体(13)、稳定杆(14)、转动扇叶(15)、透水口(16)、转动电机(17)、机械臂(18)、接线盒(20)、连接杆(21)、稳定板(22)、过水孔(23)和轴承(24)；所述船体(1)的后端固定有电动机(2)，所述电动机(2)上安装有螺旋桨(3)，所述船体(1)的前端固定有通讯天线(4)，所述通讯天线(4)和集成电路板(8)电连接，所述船体(1)上固定有电池盒(5)，所述电池盒(5)内安装有蓄电池(6)，电池盒(5)后部的船体(1)上固定有控制盒(7)，所述控制盒(7)内安装有集成电路板(8)，所述蓄电池(6)和集成电路板(8)电连接，船体(1)底部安装有浮体(9)，船体(1)底部中央安装有稳定板(22)，所述安装板(12)中部固定有接线盒(20)，所述连接杆(21)的一端固定在船体(1)底部，另一端固定于接线盒(20)；所述集成电路板(8)和接线盒(20)电连接，所述接线盒(20)两边的安装板(12)上留有透水口(16)，所述安装板(12)底部安装有稳定杆(14)，稳定杆(14)上安装有轴承(24)，所述轴承(24)上安装有转动扇叶(15)，所述转动扇叶(15)上设置有过水孔(23)，所述稳定杆(14)底部安装有坠体(13)，安装板(12)的前端固定有转动电机(17)，所述转动电机(17)上固定有机械臂(18)，机械臂(18)前端处固定有摄像头(19)，接线盒(20)和摄像头(19)电连接，所述安装板(12)的后端设置有安装座(11)，安装座(11)内安装有传感器(10)，所述接线盒(20)和传感器(10)电连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于水下桥梁墩柱和大坝的无人机检测系统，其特征在于：所述坠体(13)为半球形且坠体(13)底面的曲率大于坠体(13)顶面的曲率。
3.根据权利要求1所述的一种用于水下桥梁墩柱和大坝的无人机检测系统，其特征在于：所述轴承(24)上对称固定有至少三个转动扇叶(15)且转动扇叶(15)可绕轴承(24)自由转动。
4.根据权利要求3所述的一种用于水下桥梁墩柱和大坝的无人机检测系统，其特征在于：所述浮体(9)为中空结构。
5.根据权利要求1所述的一种用于水下桥梁墩柱和大坝的无人机检测系统，其特征在于：所述稳定板(22)前端为弧形结构。
6.根据权利要求1所述的一种用于水下桥梁墩柱和大坝的无人机检测系统，其特征在于：所述机械臂(18)可在转动电机(17)的带动下进行转动。
7.根据权利要求1所述的一种用于水下桥梁墩柱和大坝的无人机检测系统，其特征在于：所述集成电路板(8)上安装有进行控制和系统工作的嵌入式处理芯片。
8.根据权利要求1所述的一种用于水下桥梁墩柱和大坝的无人机检测系统，其特征在于：透水口(16)为长方形结构。
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