CN111452960A - 一种基于无人机注浆的危岩加固方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种基于无人机注浆的危岩加固方法及装置，包括：机身装置、机翼装置、蓄浆装置、注浆装置、供浆装置和遥控装置，其主要特征是：通过遥控装置人为控制协调各个装置工作，使无人机能够悬停在危岩旁边，并源源不断地向危岩注浆。本发明的实施例提供一种基于无人机注浆的危岩加固方法及装置的示意图，本发明实施例能够有效缓解现有危岩加固的危险，难度大，资源耗费大的现状，具有较大的经济效应和社会效应。

Description

一种基于无人机注浆的危岩加固方法及装置
技术领域
本发明是一种基于无人机注浆的危岩加固方法及装置，涉及无人机技术应用等相关领域。
背景技术
危岩是一种常见的地质灾害，近年来随着经济的发展和城市的扩张，人类的生存空间不断扩展，危岩对人类的威胁越来越大，有些危岩是在悬崖峭壁上，工人是很难施工的，攀爬上去存在很大的危险，并且施工需要很大的人力和物力，因此，开发一种安全可靠高效的危岩加固方法和装置具有较大的经济效应和社会效应。
注浆加固危岩是把浆液注入到岩层缝隙中，使其扩散、凝结、固化对危岩起到补强作用，并且浆液凝固后封闭了裂隙阻止了水渗入岩体对岩体的弱化作用。
现在，无人机技术迅猛发展，无人机运用在摄像、拍照、运输物质、洒水等领域，并取得了较大成功，本发明提出一种基于无人机注浆的危岩加固方法及装置，可将这种方法及装置发展成一种新型的危岩加固途径。
发明内容
本发明目的在于提供一种基于无人机注浆的危岩加固方法及装置，有效缓解现有危岩加固的危险，难度大，资源耗费大的情况。
为了达到上述目的，本发明提供一种基于无人机注浆的危岩加固方法及装置，包括：机身装置、机翼装置、蓄浆装置、注浆装置、供浆装置和遥控装置，其主要特征是：通过遥控装置人为控制协调各个装置工作，使无人机能够悬停在危岩旁边，并源源不断地向危岩注浆。
本发明进一步设置为：所述机身装置包括：脚架，机身表面一侧有测距仪、充电插口，前侧有摄像头、聚光灯，内部安装电池、控制单元、电量提示器和充电芯片，所述脚架下端与储浆箱底部的纵向距离大概为40mm，所述测距仪使用导线与控制单元相连，所述充电插口使用导线与充电芯片和电量提示器相连，所述摄像头通过导线与控制单元相连，所述聚光灯通过导线与电池和控制单元相连，所述电池使用导线与充电芯片和电量提示器相连，所述控制单元通过无线通信与遥控装置相连，所述电量提示器通过导线与控制单元连接。
本发明进一步设置为：所述机翼装置包括：机翼支架、4个螺旋桨、电动机、螺旋桨护壁，所述机翼支架与机身相连，所述螺旋桨安装在电动机上，所述电动机通过导线与电池相接，所述螺旋桨护壁安装在螺旋桨外围。
本发明进一步设置为：所述蓄浆装置包括：储浆箱、进浆口、出浆口和浆量测量仪，所述储浆箱安装在机身下方，所述进浆口在储浆箱两侧对称布置，所述出浆口在储浆箱前侧底部，所述浆量测量仪安装在储浆箱右上角并通过导线与控制单元相接。
本发明进一步设置为：所述注浆装置包括：注浆泵、注浆管、阀、喷头，所述注浆泵安装在出浆口出并通过导线与控制单元连接，所述注浆管与注浆泵相连，所述阀安装在注浆管中并使用导线与控制单元相接，所述喷头与注浆管连接。
本发明进一步设置为：所述供浆装置包括：供浆车、车控单元、供浆泵、输浆管，所述供浆车装有可施工使用的浆体，所述车控单元安装在车头内并通过无线通信与遥控装置连接，所述供浆泵安装在供浆车后侧并通过导线与车控单元相连，所述输浆管向供浆泵的上侧延伸。
本发明进一步设置为：所述遥控装置包括：指示灯单元、音响单元、操作单元和监视器，所述指示灯单元包括：电量指示灯、浆量指示灯和距离提示灯，所述音响单元可以当电量不足或者储浆箱浆量达到一定量等情况时发出声音信号，所述操作单元包括：注浆泵操作键、供浆泵操作键、阀操作键、聚光灯开关、飞行操作单元，可以进行打开灯光，遥控无人机飞行等操作，所述监视器可以显示摄像头拍摄的图像。
附图说明
图1为本发明示意图；
图2为本发明无人机装置结构示意图；
图3为本发明无人机机身装置内部横截图；
图4为本发明蓄浆装置示意图；
图5为本发明注浆装置一分为二示意图；
图6为本发明车控单元示意图；
图7为本发明遥控装置示意图；
附图标记：
10：机身装置11：摄像头12：聚光灯13：充电插口14：测距仪15：脚架16：控制单元17：电量提示器18：电池19：充电芯片
20：机翼装置21：电动机22：螺旋桨护壁23：螺旋桨24：机翼支架
30：蓄浆装置31：储浆箱32：出浆口33：进浆口34：浆量测量仪
40：注浆装置41：喷头42：注浆泵43：阀44：注浆管
50：供浆装置51：供浆车52：输浆管53：供浆泵54：车控单元
60：遥控装置61：注浆泵操作键62：音响单元63：供浆泵操作键64：监视器65：电量指示灯66：浆量指示灯67：距离提示灯68：阀操作键69：聚光灯开关70：飞行操作单元
具体实施方式
为了使本发明更加清楚明白，以下结合附图对本发明进行进一步详细说明。
如附图1至7所示的一种基于无人机注浆的危岩加固装置，包括：机身装置(10)、机翼装置(20)、蓄浆装置(30)、注浆装置(40)、供浆装置(50)和遥控装置(60)，其主要特征是：通过遥控装置(60)人为控制协调各个装置工作，使无人机能够悬停在危岩旁边，通过监视器(64)观察危岩缝隙，并源源不断地向危岩注浆。
进一步说明，所述机身装置(10)包括：脚架(15)，机身表面一侧有测距仪(14)、充电插口(13)，前侧有摄像头(11)、聚光灯(12)，内部安装电池(18)、控制单元(16)、电量提示器(17)和充电芯片(19)，所述脚架(15)下端与储浆箱(31)底部的纵向距离大概为40mm，当无人机落地时，脚架(15)会支撑起无人机，所述测距仪(14)使用导线与控制单元(16)相连，无人机在飞行中当与障碍物达到一定距离时，测距仪(14)会把信号传送给控制单元(16)，控制单元(16)通过无线通将信号传到遥控装置(60)，遥控装置(60)上的距离提示灯(67)会亮红色，音响单元(62)会发出声音信号；所述电量提示器(17)通过导线与控制单元(16)连接，所述充电插口(13)使用导线与充电芯片(19)和电量提示器(17)相连，所述电池(18)使用导线与充电芯片(19)和电量提示器(17)相连，当无人机在充电或者飞行中电量不足时，电量提示器(17)会把信号传给控制单元(16)，控制单元(16)再传给遥控装置(60)，遥控装置(60)的电量指示灯(65)和音响单元(62)会传递出信号，以使用户察觉，所述摄像头(11)可以观察到周围的环境，把图像信息传到控制单元(16)，控制单元(16)再传到遥控装置(60)，在监视器(64)中可以显示图像，方便操作，所述聚光灯(12)通过导线与电池(18)和控制单元(16)相连，通过遥控装置(60)可以打开灯光，提供在光线不足环境下操作的条件，所述控制单元(16)通过无线通信与遥控装置(60)相连，可以把信息传送到遥控装置(60)内，遥控装置(60)也可以把操作信息传给控制单元(16)，控制单元(16)再控制各个部件发挥功能。
进一步说明，所述机翼装置(20)包括：机翼支架(24)、4个螺旋桨(23)、电动机(21)、螺旋桨护壁(22)，所述机翼支架(24)与机身相连，所述螺旋桨(23)安装在电动机(21)上，所述电动机(21)通过导线与电池(18)相接，通过电池(18)输出的电能转化成螺旋桨(23)旋转的机械能，所述螺旋桨护壁(22)安装在螺旋桨外围，以防万一螺旋桨(23)撞到障碍物，如：岩体，有一个保护的装置。
进一步说明，所述蓄浆装置(30)包括：储浆箱(31)、进浆口(33)、出浆口(32)和浆量测量仪(34)，所述储浆箱(31)安装在机身下方，可以拆卸，方便使用后可以清洗储浆箱里的浆液，所述进浆口(33)在储浆箱(31)两侧对称布置，所述出浆口(32)在储浆箱(31)前侧底部，所述浆量测量仪(34)安装在储浆箱(31)右上角并通过导线与控制单元(16)相接，当因为供浆量不断增加，而注浆量相对较少，造成储浆箱(31)的浆液超过一定量时，浆量测量仪(34)将信号传给控制单元(16)，控制单元(16)再传到遥控装置(60)，遥控装置(60)上的浆量指示灯(34)和音响单元(62)会发出信号，以使用户察觉。
进一步说明，所述注浆装置(40)包括：注浆泵(42)、注浆管(44)、阀(43)、喷头(41)，所述注浆泵(42)安装在出浆口(32)出并通过导线与控制单元(16)连接，注浆泵(42)可以将储浆箱(31)内的浆液施加一个压力，把浆液送到注浆管(44)中，所述注浆管(44)与注浆泵(42)相连，所述阀(43)安装在注浆管(44)中并使用导线与控制单元(16)相接，可以通过控制阀(43)的打开程度，让浆液以不同浆量和压力输送出去，可以根据无人机相对危岩缝隙的相对距离，控制阀门，让浆液准确地注入危岩缝隙中。
进一步说明，所述供浆装置(50)包括：供浆车(51)、车控单元(54)、供浆泵(53)、输浆管(52)，所述供浆车(51)装有可施工使用的浆体，所述车控单元(54)安装在车头内并通过无线通信与遥控装置(60)连接，车控单元(54)与遥控装置(60)可以相互传递信息，所述供浆泵(53)安装在供浆车(51)后侧并通过导线与车控单元(54)相连，遥控装置(60)可以通过向车控单元(54)发送信号，车控单元(54)打开供浆泵(53)，把浆液进行输送，所述输浆管(52)向供浆泵(53)的上侧延伸，把浆液输送到储浆箱(31)，并且输浆管(52)是可拆卸的，方便使用之后清洗内部残留的浆液。
进一步说明，所述遥控装置(60)包括：指示灯单元、音响单元(62)、操作单元和监视器(64)，所述指示灯单元包括：电量指示灯(65)、浆量指示灯(66)和距离提示灯(67)，所述音响单元(62)可以当电量不足或者储浆箱(31)浆量达到一定量等情况时出声音信号，所述操作单元包括：注浆泵操作键(61)、供浆泵操作键(62)、阀操作键(68)、聚光灯开关(69)、飞行操作单元(70)，可以进行打开灯光，遥控无人机飞行等操作，所述监视器(64)可以显示摄像头(11)拍摄的图像。指示灯单元、音响单元(62)和监视器(64)是根据无人机的状态把信息传送到遥控装置(60)中，遥控装置(60)是人为对装置发出信号指令，让无人机去执行。
使用时：供浆装置保证有足够的浆液，无人机的电池保证有足够的电量，在肉眼能观察到危岩的地方，人为通过遥控装置让无人机启动飞行，当无人机距离障碍物一定距离时，测距仪把信号转给控制单元，控制单元再把信号传递到遥控装置，然后人为控制调整无人机飞行，避免撞到障碍物，遥控者通过监视器观察无人机周围环境，发现危岩缝隙时，调整无人机和缝隙的相对距离，然后人为遥控打开供浆泵，使供浆装置的浆液输送到储浆箱中，再人为遥控打开注浆泵，并协调遥控阀的打开程度使浆液能注入危岩缝隙内，如果储浆箱的浆液量达到一定量时，浆量测量仪会将信号经过控制单元传给遥控装置，遥控装置的浆量指示灯会变红色，音响单元会发出声音，遥控者察觉后可以人为遥控协调注浆泵、供浆泵和阀，如减少供浆泵的功率，减少供浆，当电池电量低于一定量时，电量提示器会把信号传给控制单元，控制单元再传给遥控装置，遥控装置的电量指示灯和音响单元会传递出信号，以使遥控者察觉，可以采用换电池、换一台装置或者充电等办法，在光线不足环境工作时，可以人为遥控打开聚光灯，以便监视器可以观察到危岩缝隙，方便操作，工作结束时，开启返航模式，人为遥控无人机安全落地，此时测距仪不会因为无人机落地而发出信号。
在本发明所提供的装置，仅仅是示意性的，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的示意，在不脱离本发明的精神和原理的情况下，对实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种基于无人机注浆的危岩加固方法及装置，包括：机身装置(10)、机翼装置(20)、蓄浆装置(30)、注浆装置(40)、供浆装置(50)和遥控装置(60)，其主要特征是：通过遥控装置(60)人为控制协调各个装置工作，使无人机能够悬停在危岩旁边，并源源不断地向危岩注浆。
2.根据权利要求1所述的加固方法及装置，其特征在于，所述机身装置(10)包括：脚架(15)，机身表面一侧有测距仪(14)、充电插口(13)，前侧有摄像头(11)、聚光灯(12)，内部安装电池(18)、控制单元(16)、电量提示器(17)和充电芯片(19)，所述脚架(15)下端与储浆箱(31)底部的纵向距离大概为40mm，所述测距仪(14)使用导线与控制单元(16)相连，所述充电插口(13)使用导线与充电芯片(19)和电量提示器(17)相连，所述摄像头(11)通过导线与控制单元(16)相连，所述聚光灯(12)通过导线与电池(18)和控制单元(16)相连，所述电池(18)使用导线与充电芯片(19)和电量提示器(17)相连，所述控制单元(16)通过无线通信与遥控装置(60)相连，所述电量提示器(17)通过导线与控制单元(16)连接。
3.根据权利要求1所述的加固方法及装置，其特征在于，所述机翼装置(20)包括：机翼支架(24)、4个螺旋桨(23)、电动机(21)、螺旋桨护壁(22)，所述机翼支架(24)与机身相连，所述螺旋桨(23)安装在电动机(21)上，所述电动机(21)通过导线与电池(18)相接，所述螺旋桨护壁(22)安装在螺旋桨(23)外围。
4.根据权利要求1所述的加固方法及装置，其特征在于，所述蓄浆装置(30)包括：储浆箱(31)、进浆口(33)、出浆口(32)和浆量测量仪(34)，所述储浆箱(31)安装在机身下方，所述进浆口(33)在储浆箱(31)两侧对称布置，所述出浆口(32)在储浆箱(31)前侧底部，所述浆量测量仪(34)安装在储浆箱(31)右上角并通过导线与控制单元(16)相接。
5.根据权利要求1所述的加固方法及装置，其特征在于，所述注浆装置(40)包括：注浆泵(42)、注浆管(44)、阀(43)、喷头(41)，所述注浆泵(42)安装在出浆口出(32)并通过导线与控制单元(16)连接，所述注浆管(44)与注浆泵(42)相连，所述阀(43)安装在注浆管(44)中并使用导线与控制单元(16)相接，所述喷头(41)与注浆管(44)连接。
6.根据权利要求1所述的加固方法及装置，其特征在于，所述供浆装置(50)包括：供浆车(51)、车控单元(54)、供浆泵(53)、输浆管(52)，所述供浆车(51)装有可施工使用的浆体，所述车控单元(54)安装在车头内并通过无线通信与遥控装置(60)连接，所述供浆泵(53)安装在供浆车(51)后侧并通过导线与车控单元(54)相连，所述输浆管(52)向供浆泵(53)的上侧延伸。
7.根据权利要求1所述的加固方法及装置，其特征在于，所述遥控装置(60)包括：指示灯单元、音响单元(62)、操作单元和监视器(64)，所述指示灯单元包括：电量指示灯(65)、浆量指示灯(66)和距离提示灯(67)，所述音响单元(62)可以当电量不足或者储浆箱(31)浆量达到一定量等情况时发出声音信号，所述操作单元包括：注浆泵操作键(61)、供浆泵操作键(63)、阀操作键(68)、聚光灯开关(69)、飞行操作单元(70)，可以进行打开灯光，遥控无人机飞行等操作，所述监视器(64)可以显示摄像头(11)拍摄的图像。
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