CN110065642A - 一种城市高架桥检测无人机 - Google Patents

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李自然
王伟
王�琦
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENTS OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D47/00—Equipment not otherwise provided for
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    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
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    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
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    • B64U2101/00—UAVs specially adapted for particular uses or applications
    • B64U2101/30—UAVs specially adapted for particular uses or applications for imaging, photography or videography

Abstract

本发明公开一种城市高架桥检测无人机，包括：机架，所述机架在三维内六个面上均设有辅助轮；机翼，包括多个设置在机架上水平位置的水平机翼以及多个设置在机架上垂直位置的垂直机翼，均通过机翼电机与机架连接；旋转标记系统，包括旋转标记装置和旋转摄像装置；控制系统，包括控制器、GPS模块、无线传输模块、图像传输模块、数据存储模块。首先，本发明无人机在陆空转换时以及飞行方向变化时，机身稳定，不会发生倾斜，可以更加稳定的拍摄或者录制，标记时也更为精确；其次，本发明无人机不仅可以检测桥面，还可以吸附在桥体侧面以及底部进行检测标记；再而，本无人机的框架式机架结构对无人机的机翼以及其他电子仪器起到很好的保护作用。

Description

一种城市高架桥检测无人机
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，尤其是涉及一种城市高架桥检测无人机。
背景技术
近年来我国城市高架桥建设力度日益加大，但是随着使用年限的不断增加，城市高架桥定会出现一定的问题，为了保障人民出行的安全，避免安全隐患的发生，高架桥检测显得尤为重要。传统的人工检测既浪费时间又会带来一定的危险。
随着近年来无人机技术的飞速发展，无人机被运用到航空拍摄、森林火灾、海上巡逻等很多方面，因此我们可以用先进的无人机检测技术代替传统的人工检测，以提高工作效率，并降低危险事故的发生。
申请号为201820115922.0的中国专利公开了一种桥梁表面检测无人机，虽然能够进行桥梁检测，但是如果遇到强气流，进行陆空转换的时候，容易发生炸机的危险。
申请号为201810339322.7的中国专利公开了一种桥梁检修无人机，此无人机在检测到故障后，会对其进行标记，以方便检修人员检修。但是由于标记的状态是处于空中飞行，所以会出现一定的误差，而且对桥梁的底部进行标记相对来讲比较困难。
发明内容
发明目的：为了克服背景技术的不足，本发明公开了一种依附在墙壁上移动，用于检测城市高架桥桥墩、桥梁底部的城市高架桥检测无人机。
技术方案：本发明所述的城市高架桥检测无人机，包括：
机架，所述机架在三维内六个面上均设有辅助轮；
机翼，包括多个设置在机架上水平位置的水平机翼以及多个设置在机架上垂直位置的垂直机翼，均通过机翼电机与机架连接；
旋转标记系统，包括旋转标记装置和旋转摄像装置；
控制系统，包括控制器、GPS模块、无线传输模块、图像传输模块、数据存储模块。
该机架在水平机翼和垂直机翼的作用下可以在水平方向和垂直方向进行运动，同时保证机架本身不倾斜，通过设置在每个面上的辅助轮，使得该机架的任意面都可以贴在墙体或者路面上，通过旋转标记系统对桥体表面进行检测并标记。
进一步的，所述机架为正方体支架结构，所述辅助轮设置在正方体支架的每一个角上，使得机架的每个面均可以依靠辅助轮行驶。
进一步的，所述水平机翼分布于机架的一个水平面上，所述垂直机翼分布于机架的一个侧面上，均通过机翼电机与所处平面上的支架连接。
其中，所述机翼电机与所连接的支架之间设置供机翼电机在所处平面内翻转的转轴。必要时可以通过机翼电机的翻转实现机架的反方向运行。
进一步的，所述旋转标记装置包括标记头、伸缩杆以及标记舵机，所述标记头设置于伸缩杆的一端，所述伸缩杆的另一端通过标记舵机与机架连接。
同时，在所述伸缩杆上设有压力检测模块。
当机架贴在待测面上，可以控制伸缩杆带动标记头向待测面靠近进行标记，压力检测模块可以保证当标记头触碰到待测面时，伸缩杆立刻停止伸长。
进一步的，所述旋转摄像装置摄像头和摄像舵机，所述摄像头通过摄像舵机与机架连接。
进一步的，所述控制系统还包括陀螺仪模块和加速度计模块，陀螺仪模块用来测量机架在单位时间内角度的变化量，加速度计模块用来测量机架在x轴、y轴、z轴方向的加速度。
有益效果：与现有技术相比，本发明的优点为：首先，本发明无人机在陆空转换时以及飞行方向变化时，机身稳定，不会发生倾斜，可以更加稳定的拍摄或者录制，标记时也更为精确；其次，本发明无人机不仅可以检测桥面，还可以吸附在桥体侧面以及底部进行检测标记；再而，本无人机的框架式机架结构对无人机的机翼以及其他电子仪器起到很好的保护作用。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是本发明的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
如图1图2所示的城市高架桥检测无人机，包括：
机架1，所述机架1在三维内六个面上均设有辅助轮101；具体的：
所述机架1为正方体支架结构，所述辅助轮101设置在正方体支架的每一个角上，使得机架1的每个面均可以依靠辅助轮101行驶。该辅助轮101可以为从动轮结构，在机翼的带动下行驶，也可以设置成主动轮结构，每只轮子均采用电机驱动控制，可以在机翼停止时进行行驶。
机翼，包括多个设置在机架1上水平位置的水平机翼201以及多个设置在机架1上垂直位置的垂直机翼202，均通过机翼电机203与机架1连接；
所述水平机翼201有四个，均设置在机架1的下水平面上，该水平面设置对角线支架，四个水平机翼201在支架上均匀布设，所述垂直机翼202同样设有四个，均匀分布在机架1的一个侧面上的支架上。水平机翼201和垂直机翼202与支架均通过机翼电机203连接驱动，同时所述机翼电机203与支架的连接端采用转轴连接，使得机翼电机203可以通过转轴转动，实现在平面内翻转，形成相反方向的驱动飞行，应变不时之需。
旋转标记系统，包括旋转标记装置和旋转摄像装置；
所述旋转标记装置包括标记头301、伸缩杆302以及标记舵机303，所述标记头301设置于伸缩杆302的一端，所述伸缩杆302的另一端通过标记舵机303与机架1连接。所述伸缩杆302上设有压力检测模块。所述旋转摄像装置摄像头304和摄像舵机305，所述摄像头304通过摄像舵机305与机架1连接。使用时，当机架1飞行贴至待测面，通过摄像舵机305调整摄像头304的角度，对待测面进行拍摄并检测，需要标记时，则通过标记舵机303调整伸缩杆302朝向，并伸长，至标记头301到待测面，压力检测模块使得伸缩杆302在顶到待测面时停止伸长。
控制系统，包括控制器、GPS模块、无线传输模块、图像传输模块、数据存储模块、陀螺仪模块和加速度计模块。GPS模块可以全天候的提供位置和速度信息，无人机与地面站之间就是通过无线传输模块XBee-PRo进行通信，图像传输模块可以实时的把图像或者是视频传到手机上，陀螺仪模块用来测量在单位时间内角度的变化量，加速度计模块用来测量飞行器在x轴、y轴、z轴方向的加速度。
使用时，无人机先是通过水平面上的四个水平机翼201旋转产生负压，垂直面上的四个垂直机翼202起辅助作用，而后升空作业。如果想贴在垂直的高架桥桥墩上进行作业，则降低水平机翼201的旋转速度，加大垂直机翼202的旋转速度，使其能够贴在垂直的桥墩上进行检测，检测到损坏处后，使其停留在原地，然后通过遥控器操纵伸缩杆302让其伸长，来对损坏处进行标记，标记完成后，让伸缩杆回收，这种标记方式相对于在空中飞行的状态下标记会更加精确。桥墩检测完成后，则加大水平机翼的旋转速度，降低垂直机翼的旋转速度，使其能够紧贴在高架桥桥梁的底部，并让摄像头旋转90度，对桥梁的底部进行检测，如果检测到损坏处，令伸缩杆也旋转90度，然后对桥梁的底部进行标记，然后令伸缩杆回收。在检测结束后，让无人机自主返航。

Claims (8)

1.一种城市高架桥检测无人机，其特征在于包括：
机架(1)，所述机架(1)在三维内六个面上均设有辅助轮(101)；
机翼，包括多个设置在机架(1)上水平位置的水平机翼(201)以及多个设置在机架(1)上垂直位置的垂直机翼(202)，均通过机翼电机(203)与机架(1)连接；
旋转标记系统，包括旋转标记装置和旋转摄像装置；
控制系统，包括控制器、GPS模块、无线传输模块、图像传输模块、数据存储模块。
2.根据权利要求1所述的城市高架桥检测无人机，其特征在于：所述机架(1)为正方体支架结构，所述辅助轮(101)设置在正方体支架的每一个角上，使得机架(1)的每个面均可以依靠辅助轮(101)行驶。
3.根据权利要求1所述的城市高架桥检测无人机，其特征在于：所述水平机翼(201)分布于机架(1)的一个水平面上，所述垂直机翼(202)分布于机架(1)的一个侧面上，均通过机翼电机(203)与所处平面上的支架连接。
4.根据权利要求3所述的城市高架桥检测无人机，其特征在于：所述机翼电机(203)与所连接的支架之间设置供机翼电机(203)在所处平面内翻转的转轴。
5.根据权利要求1所述的城市高架桥检测无人机，其特征在于：所述旋转标记装置包括标记头(301)、伸缩杆(302)以及标记舵机(303)，所述标记头(301)设置于伸缩杆(302)的一端，所述伸缩杆(302)的另一端通过标记舵机(303)与机架(1)连接。
6.根据权利要求5所述的城市高架桥检测无人机，其特征在于：所述伸缩杆(302)上设有压力检测模块。
7.根据权利要求1所述的城市高架桥检测无人机，其特征在于：所述旋转摄像装置摄像头(304)和摄像舵机(305)，所述摄像头(304)通过摄像舵机(305)与机架(1)连接。
8.根据权利要求1所述的城市高架桥检测无人机，其特征在于：所述控制系统还包括陀螺仪模块和加速度计模块。
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