CN109976283A - 一种基于无人机组网的巨型船段巡检测绘装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种基于无人机组网的巨型船段巡检测绘装置,包括无人机模块、仓储回收模块、控制台模块和集成拖箱模块;非工作时间时,所述无人机模块放置在所述仓储回收模块中,所述无人机模块、所述仓储回收模块和所述控制台模块都布置在所述集成拖箱模块中;工作时间内,所述无人机模块、所述仓储回收模块和所述控制台模块从所述集成拖箱模块中取出;所述无人机模块用于逐段采集巨型船段的表面状况,并将所述表面状况数据传输给所述控制台模块;所述控制台模块用于控制所述无人机模块,并根据所述表面状况绘制所述巨型船段的质量图像。本发可以逐段自动对巨型船段质量扫描,降低检测过程中的劳力耗费,提高检测效率,且整体布局精简。
Description
技术领域
本发明涉及船舶制造自动化测绘巡检领域,尤其涉及一种基于无人机组网的巨型船段巡检测绘装置。
背景技术
随着中国航运和蓝海计划的推进,急切需求装备大型船舰来执行远航任务,这对船体制造周期提出更高的要求。对于大型船舶主流采用分段建造的方式,然后对船段进行合拢装配。因此对船体进行测绘巡检,能够及时发现加工中的瑕疵,及时补正,有利保证船体最终的总体质量。
现有技术对于巨型船体质量监测,往往采用人力进行排查巡检,肉眼的方式不仅降低船舶后期制造的精度,也无法保证船舶制造的质量,加工工期被拖长。另外,人员在高空对船段巡检,也存在安全隐患。
无人机组网是指该装置通过布置一系列无人机,在空中进行通讯组网,所形成的包络空间能够囊括整个巨型船体。无人机不需要外围的设备就可以自行升空到500米以内的任意高度,能够在巨型船体周围空域进行灵活运动。通过组网技术和中继站方案,能够将无人机对船体的扫描结果反馈给控制中心,从而在终端复现船体的实际制造质量,及时排查质量问题。无人机能够适应一定的恶劣的环境,续航较长,无人机组网装置具有高效率、高可靠性和高精确度的特点。
因此,本领域的技术人员致力于开发一种基于无人机组网的巨型船段巡检测绘装置,实现对巨型船体进行大范围尺寸的逐段巡检,将船段的加工质量问题绘制质量图像,无需人为逐段分区排查,提高工作效率。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷,本发明所要解决的技术问题是如何通过合理的设计,提供一种能够对巨型船体进行大范围尺寸的逐段巡检,将船段的加工质量问题绘制质量图像,无需人为逐段分区排查,提高工作效率的基于无人机组网的巨型船段巡检测绘装置。
为实现上述目的,本发明提供了一种基于无人机组网的巨型船段巡检测绘装置,包括无人机模块、仓储回收模块、控制台模块和集成拖箱模块;非工作时间时,所述无人机模块放置在所述仓储回收模块中,所述无人机模块、所述仓储回收模块和所述控制台模块都布置在所述集成拖箱模块中;工作时间内,所述无人机模块、所述仓储回收模块和所述控制台模块从所述集成拖箱模块中取出,所述无人机模块用于逐段采集巨型船段的表面状况,并将所述表面状况数据传输给所述控制台模块;所述控制台模块用于控制所述无人机模块,并根据所述表面状况绘制所述巨型船段的质量图像。
进一步的,所述无人机模块包括若干一号无人机、扫描相机、电池包;所述扫描相机固定在所述一号无人机通过下端的固定架上;所述电池包安装在所述一号无人机对应的卡槽内,为所述一号无人机或所述扫描相机提供电源;所述工作时间内,若干所述一号无人机分布在待巡检巨型船段船体的前后左右上下表面。
进一步的,所述无人机模块包括若干所述二号无人机,所述二号无人机搭载局部无线信号中继站,用于覆盖所述控制台模块对于所述一号无人机控制信号差的区域。
进一步的,所述仓储回收模块包括缓冲着陆网、基体盒、托架、底板和充电转接口,所述托架安装在所述基体盒内部的滑槽上,所述底板与所述托架固定连接;所述缓冲着陆网与所述基底盒相连;所述无人机模块完成任务后,通过所述缓冲着陆网回收在所述底板上;所述充电转接口安装在所述基底盒上,所述无人机模块通过所述充电转接口对所述无人机模块接驳完成充电。
进一步的,所述底板与所述托架的固定连接方式为法兰连接、螺纹连接或者焊接连接的任一种。
进一步的,所述控制台模块包括安装基座、控制器、显示屏、操作平台和折叠信号天线;所述折叠信号天线安装在所述安装基座的顶端,用来与所述无人机模块通信;所述控制器通过螺栓固定布置在所述安装基座的下部;所述显示屏内嵌在所述安装基座上,所述显示屏相对于所述安装基座的夹角能够调整;所述操作平台内设置有鼠标和键盘,用于与所述显示屏或所述控制器交互操作。
进一步的,所述控制台模块还包括遮阳板,所述遮阳板安装在所述安装基座上,位于所述显示屏的上方。
进一步的,所述集成拖箱模块包括电源管理系统、拉杆手提组合件、箱体槽,所述箱体槽被用于收纳所述仓储回收模块、所述控制台模块和所述电源管理系统;所述电源管理系统为所述控制台模块、所述仓储回收模块和所述无人机模块提供电量;所述拉杆手提组合件安装在所述箱体槽侧面,用于提供手提或拉杆的紧握部位。
进一步的,所述集成拖箱模块底部安装滑轮。
进一步的,所述集成拖箱模块还包括若干连接锁紧扣,所述连接锁紧安装于所述箱体槽的侧面,用于在非工作时间时锁紧所述箱体槽。
与现有技术相比,本发明提供的一种基于无人机组网的巨型船段巡检测绘装置,通过无人机模块组网协同运动,基于无人机上的扫描测量设备进行回传数据融合,可以高效地对巨型船段的质量进行分段实时巡检评估。本发明灵巧轻便,不需要预先在船厂进行基础设施建设,只需要将巡检装置搬运到现场,即可对船段进行检测作业。当质量巡检完毕后,收回无人机和配套装置,可以快速迁移到其他地方进行作业。机动性强,灵活操作,整体装置布局精简,人员操作安全性高。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明,以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明一个较佳实施例的系统结构图;
图2是图1所示较佳实施例的装置应用示意图;
图3是本发明另一个较佳实施例的集成拖箱模块的开箱图;
图4是图3所示较佳实施例的集成拖箱模块的闭箱图。
其中,1-无人机模块,2-仓储回收模块,3-控制台模块,4-集成拖箱模块,5-一号无人机,6-扫描相机,7-电池包,8-二号无人机,9-缓冲着陆网,10-基体盒,11-托架,12-底板,13-充电转接口,14-安装基座,15-控制器,16-显示屏,17-鼠标,18-键盘,19-遮阳板,20-操作平台,21-折叠信号天线,22-电源管理系统,23-拉杆手提组合件,24-滑轮,25-一号箱体槽,26-连接锁紧扣。
具体实施方式
以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例,使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现,本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
在附图中,结构相同的部件以相同数字标号表示,各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的,本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰,附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。
实施例一
如图1所示是本发明一个较佳实施例的系统结构图,包括无人机模块1、仓储回收模块2、控制台模块3和集成拖箱模块4。非工作时间,无人机模块1安放在仓储回收模块2中;仓储回收模块2和控制台模块3一起布置在集成拖箱模块4中。工作时间内,无人机模块1、仓储回收模块2和控制台模块3从集成拖箱模块4中取出,无人机模块1用于逐段采集巨型船段的表面状况,并将表面状况数据传输给控制台模块3;控制台模块3用于控制无人机模块1,并根据表面状况绘制所述巨型船段的质量图像。
图2为图1所述实施例用于巨型船段巡检测绘的示意图,包括无人机模块1和船体;无人机模块1的若干无人机通过无线方式组网,与控制台模块3实时通讯,对船体进行大范围尺寸的巡检,将船段的加工质量问题及时反馈给现场工程师,无需人为进行逐段分区域地排查,降低了工作人员的劳动强度,提高了工作效率。
实施例二
图3所示是本发明另一较佳实施例的集成拖箱模块4的开箱示意图,集成拖箱模块4内收纳了无人机模块1。
无人机模块1包括若干一号无人机5、扫描相机6;一号无人机5通过机体下端的固定架与搭载的扫描相机6连接,扫描相机6用于拍摄巨型船段的表面状况;考虑到船段扫描一般需要多组一号无人机5按控制策略配合作业,且采集过程不宜中断,为防止一号无人机5失电造成碰撞或坠落事故,或因为电量不足而强迫作业停止的情况,而扫描数据应一次完成,防止间断后重新拍摄图像与间断前采集的数据有比例或角度差异,而影响工程师判断船段的质量问题,优选地,配置电池包7用于为一号无人机5提供进一步续航电源。扫描相机6可以配置无线模块直接发送给控制台模块3,也可以与一号无人机5进行通信,通过一号无人机5与控制台模块3的信道输送数据,以提高传输数据的可靠性及灵活性。
考虑到船段一般数十米及数百米,而无线信号受距离及船段形状影响,可能导致一号无人机5在部分飞行区域有信号盲区,接收不到控制信号。为防止此问题出现,优选地,无人机模块还包括二号无人机8(附图标记8指示的为二号无人机8折叠后示意图);二号无人机8搭载局部无线信号中继站,对信号差的区域增加机动热点信号,实现各一号无人机5之间,各二号无人机8之间,一号无人机5和二号无人机8之间,一号无人机5、二号无人机8和控制台模块3之间的通讯顺畅,进行全方位的信号覆盖,保证了通信的质量。对应地,二号无人机8也可以配置电池包7,电池包7安装于一号无人机5和二号无人机8的卡槽里。
考虑部分巨型船段体积大,船体弧面宽,船身高,而一号无人机5受空气及风速影响,实际飞行路径与规划路径可能有差异,通过增加一号无人机5的飞行路径并不能保证采集质量。因此,对单个船体的前后左右(根据巡检需要选择是否包括上下表面)表面均布置若干一号无人机5和二号无人机8;一号无人机5升空后对巨型船段进行有次序地扫描。
实施例三
集成拖箱模块4还包括了如图3所示的仓储回收模块2的结构组成。
为优化批量无人机模块1的回收及储藏过程,仓储回收模块2包括缓冲着陆网9、基体盒10、托架11、底板12、充电转接口13。缓冲着陆网9用于安全捕捉一号无人机5或二号无人机8,防止多架一号无人机5或二号无人机8返回时停靠地点不足而坠落受损。托架11安装在基体盒10内部的滑槽上,底板12与托架11固定,一号无人机5或二号无人机8完成任务后回收折叠好后,布置在底板12;托架11沿所述滑槽移出或收入仓储回收模块2。为保证托架11与底板12的频繁收取移动而发生松动,优选地,底板12与托架11的固定连接方式为法兰连接、螺纹连接或者焊接连接的任一种。为减短批量无人机模块1的充电时间,提高本装置的作业效率,优选地,仓储回收模块还包含若干充电转接口13,以实现对的一号无人机5或二号无人机8批量同时充电。
如图3所示,托架11及底板12可以多套配置,以尽量提高无人机模块1的容纳数量,适应各种作业规模的船舶巡检测绘。
实施例四
集成拖箱模块4还包括了如图3所示的控制台模块3的结构组成。
如图3所示,控制台模块3包括安装基座14、控制器15、显示屏16、鼠标17、键盘18、操作平台20和折叠信号天线21。显示屏16内嵌在安装基座14上,显示屏16相对于安装基座14的夹角可以调整,以适应不同光线或角度下的屏幕观看效果。操作平台20放置有鼠标17和键盘18。控制器15布置在基体盒10的下部,通过螺栓固定,折叠信号天线21安装在安装基座14的顶端,用于与无人机模块1进行通讯。在安装基座14还可以预留有可以折叠的遮阳板19,遮阳板19位于显示屏16的上方,用于遮挡户外强光。
实施例五
图3所示为集成拖箱模块4的开箱示意图,图4所示为集成拖箱模块4闭箱图。
当作业完毕后,为快速迁移到其他地方进行作业,提升整体装置的布局精简性,集成拖箱模块4包括如图3所示的电源管理系统22、拉杆手提组合件23和箱体槽25。箱体槽25被用于收纳仓储回收模块2、控制台模块3和电源管理系统22;电源管理系统22为控制台模块2、仓储回收模块3和无人机模块1提供统一方便的电源接口;电源管理系统22还可以包括一定容量的蓄电池,用以外接电源不方便的作业场所,提升装置的应用场景。拉杆手提组合件23安装在箱体槽25侧面,用于提供手提或拉杆的紧握部位,便于手提或者拉杆搬运。
考虑到一号无人机5或二号无人机8的数量较多,为进一步提高收纳或作业启动效率,优选地,箱体槽25包括一号箱体槽、二号箱体槽和三号箱体槽;一号箱体槽用于布置仓储回收模块2,二号箱体槽用于安装控制台模块3,三号箱体槽用于布置电源管理系统22。
考虑到装置整体重量较重,移动不便或较为费力,优选地,集成拖箱模块4底部布置有滑轮24,用于辅助拖动搬运。
为防止集成拖箱模块4在移动或运输过程中箱体打开,使得仓储回收模块2里的无人机模块1或控制台模块3掉出;优选地,集成拖箱模块4布置若干连接锁紧扣26,位于箱体槽25的侧面,用于在非工作时间时锁箱体槽25内部收纳的仓储回收模块4、控制台模块3和电源管理系统22。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解,本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此,凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于无人机组网的巨型船段巡检测绘装置,其特征在于,包括无人机模块、仓储回收模块、控制台模块和集成拖箱模块;非工作时间时,所述无人机模块放置在所述仓储回收模块中,所述无人机模块、所述仓储回收模块和所述控制台模块都布置在所述集成拖箱模块中;工作时间内,所述无人机模块、所述仓储回收模块和所述控制台模块从所述集成拖箱模块中取出;所述无人机模块用于逐段采集巨型船段的表面状况,并将所述表面状况数据传输给所述控制台模块;所述控制台模块用于控制所述无人机模块,并根据所述表面状况绘制所述巨型船段的质量图像。
2.如权利要求1所述的基于无人机组网的巨型船段巡检测绘装置,其特征在于,所述无人机模块包括若干一号无人机、扫描相机、电池包;所述扫描相机固定在所述一号无人机通过下端的固定架上;所述电池包安装在所述一号无人机对应的卡槽内,为所述一号无人机或所述扫描相机提供电源;所述工作时间内,若干所述一号无人机分布在待巡检巨型船段船体的前后左右上下表面。
3.如权利要求2所述的基于无人机组网的巨型船段巡检测绘装置,其特征在于,所述无人机模块包括若干所述二号无人机,所述二号无人机搭载局部无线信号中继站,用于覆盖所述控制台模块对于所述一号无人机控制信号差的区域。
4.如权利要求1所述的基于无人机组网的巨型船段巡检测绘装置,其特征在于,所述仓储回收模块包括缓冲着陆网、基体盒、托架、底板和充电转接口,所述托架安装在所述基体盒内部的滑槽上,所述底板与所述托架固定连接;所述缓冲着陆网与所述基底盒相连;所述无人机模块完成任务后,通过所述缓冲着陆网回收在所述底板上;所述充电转接口安装在所述基底盒上,所述无人机模块通过所述充电转接口对所述无人机模块接驳完成充电。
5.如权利要求4所述的基于无人机组网的巨型船段巡检测绘装置,其特征在于,所述底板与所述托架的固定连接方式为法兰连接、螺纹连接或者焊接连接的任一种。
6.如权利要求1所述的基于无人机组网的巨型船段巡检测绘装置,其特征在于,所述控制台模块包括安装基座、控制器、显示屏、操作平台和折叠信号天线;所述折叠信号天线安装在所述安装基座的顶端,用来与所述无人机模块通信;所述控制器通过螺栓固定布置在所述安装基座的下部;所述显示屏内嵌在所述安装基座上,所述显示屏相对于所述安装基座的夹角能够调整;所述操作平台内设置有鼠标和键盘,用于与所述显示屏或所述控制器交互操作。
7.如权利要求6所述的基于无人机组网的巨型船段巡检测绘装置,其特征在于,所述控制台模块还包括遮阳板,所述遮阳板安装于所述安装基座,位于所述显示屏的上方。
8.如权利要求1所述的基于无人机组网的巨型船段巡检测绘装置,其特征在于,所述集成拖箱模块包括电源管理系统、拉杆手提组合件、箱体槽,所述箱体槽被用于收纳所述仓储回收模块、所述控制台模块和所述电源管理系统;所述电源管理系统为所述控制台模块、所述仓储回收模块和所述无人机模块提供电量;所述拉杆手提组合件安装在所述箱体槽侧面,用于提供手提或拉杆的紧握部位。
9.如权利要求8所述的基于无人机组网的巨型船段巡检测绘装置,其特征在于,所述集成拖箱模块底部还安装滑轮。
10.如权利要求9所述的基于无人机组网的巨型船段巡检测绘装置,其特征在于,所述集成拖箱模块还包括若干连接锁紧扣,所述连接锁紧扣安装于于所述箱体槽的侧面,用于在非工作时间时锁紧所述箱体槽。
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CN111452988A (zh) * | 2020-01-09 | 2020-07-28 | 国网内蒙古东部电力有限公司呼伦贝尔供电公司 | 一种基于泛在电力物联网的无人机多机协同智能巡检系统及方法 |
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CN109976283B (zh) | 2022-03-15 |
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