CN112357078B - 一种无人机进行土石堤坝异常渗流区巡测作业的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土石堤坝异常渗流区无人机空中巡测无人机及方法，所述无人机包含独立工作的动力系统和旋翼系统，非接触式充电起落装置以及安全气囊，动力系统和旋翼系统均使用热红外特性较小且机械效率和安全性较高的涵道风扇，独立为无人机提供升力和推力，非接触式充电起落装置内设与地面充电平台相适配的电磁互感线圈，自动为无人机快速充电，安全气囊为高压氦气瓶驱动弹出，可重复利用。本发明使得无人机可用于土石堤坝及堰塞体异常渗流区巡测，使无人机兼具垂直起飞、悬停、极速飞行之间的功能，同时可以实现超长续航、大载重和坠机保护。

Description

一种无人机进行土石堤坝异常渗流区巡测作业的方法

技术领域

本发明涉及一种无人机巡测作业的方法，尤其涉及一种无人机进行土石堤坝异常渗流区巡测作业的方法

背景技术

水库大坝和堤防工程绝大部分为土石材质，近年来随着全球气候变化的影响，极端天气频现，土石堤坝渗漏病害突出，堰塞湖灾害多发。在国内，2020年6～7月，全国范围内多处堤坝出现重大险情；2018年10月，金沙江形成堰塞湖，紧急转移群众一万余名；2018年8月，湖北东方山水库因渗漏发生重大险情；2016年7月，长江一级支流举水河局部堤防因渗漏和管涌造成溃决。此类险情将给社会造成严重的生命财产威胁，特别是在经济高度发展，文明成果大量积累的现代社会，土石堤坝一旦失事，将导致难以估量的损失。

土石堤坝渗漏具有时空随机性、隐蔽性、初始量级较小等特征，及时发现、准确识别隐患是保障土石堤坝安全的关键。然而，目前渗漏病害的发现、识别及处置手段，仍以既有经验、常规设备为主，巡查监测预警装备存在诸多短板，如：渗流异常巡查盲区大、精度不够、效率低，渗漏进口、通道难以精准定位等，缺乏完善的险情快速识别、精准定位手段，不能快速发现险情，甚至遗漏险情，极大制约了风险管控能力和抢险救灾成效。

利用无人机搭载感测设备进行巡测，具有直观快速、覆盖面广等特点，近年来已在水利工程中有所应用。基于机载机器视觉系统的无人机，有望应用于土石堤坝渗漏病害巡测中。然而，目前主要面临以下问题：

首先，现有无人机有固定翼和旋翼无人机两种。其中，旋翼无人机飞行速度较慢，不仅难以满足汛期土石堤坝应急巡测对无人机快速到达现场的需求，也难以完成长达数十千米的超长堤防工程巡测。固定翼无人机，具有飞行速度快的特点，但其不能垂直起飞，发射升空需要借助地面滑跑或特殊弹射装置，也难以实现空中定点悬停，操控性较差。而对于土石堤坝渗漏病害巡测，往往需要无人机在任意场地起飞，并且特别要求在巡测过程中接近重点关注部位以及执行悬停成像。

再者，不少堤防工程穿过城区。无人机飞行过程中一旦坠机，一方面将造成无人机自身及其搭载的巡测设备的损坏，另一方面则可能伤人毁物，故需特别考虑无人机坠机保护问题。

此外，现有民用无人机续航能力普遍较低，抗强对流能力和防水功能均较差，难以实现恶劣天气条件下远距离长航时飞行和全天候土石堤坝巡测。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术的缺陷，本发明提供一种无人机进行土石堤坝异常渗流区巡测作业的方法，可满足无人机任意场地随时起飞，迅速到达作业现场，远距离长航时飞行的要求。

技术方案：本发明的中所使用的无人机，包含机身、动力系统、旋翼系统、尾翼、非接触充电起落装置、坠机保护装置、数据采集系统和飞行控制导航系统。所述动力系统、旋翼系统、尾翼、非接触充电起落装置、坠机保护装置、飞行控制导航系统和数据采集系统均集成在机身上，其中动力系统提供无人机向前飞行的推力，旋翼系统提供无人机飞行所必须的升力，飞行时动力系统与旋翼系统独立工作。

所述动力系统为电力动力系统，由前推涵道风扇、锂聚合物电池和电子调速器组成，三者相互之间电连接。所述前推涵道风扇个数为两个，水平对称布置于机尾，与机身水平固定连接，由无刷电动机驱动，专为机身提供水平向前的推力。在飞行过程中始终保持转速相同，转向相反。

所述旋翼系统包括升降涵道风扇和电子调速器并与动力系统共用电池电源，但不与动力系统共用电子调速器端口。所述升降涵道风扇个数为三个，其中两个主涵道对称布置于机身上，与机身固定连接，为无人机提供所需的竖向升力，两主涵道可差速旋转，实现无人机横滚运动。调节涵道布置于机身头部，用于控制无人机的俯仰运动。

所述动力系统和旋翼系统所用涵道内壁均镀有低发射率涂层，降低发动机热辐射扩散，减少搭载平台本身对数据采集系统的干扰。

所述非接触充电起落装置布置在机身腹部，为前三点式可收放起落架，对称布置的位于机身后方的两个起落架收放方向为沿翼展方向，位于头部中轴线上的起落架收放方式为沿翼弦方向。所述起落架兼具为无人机电池充电头的功能，与地面露天充电平台配套使用，采用电磁互感技术充电。

所述起落架包括橇管、弹簧油液空气减震器和收放作动器。所述橇管与弹簧油液空气减震器固定连接，弹簧油液空气减震器通过转轴与机身铰接，收放作动器固定在机舱内，由直流电动机作为驱动力源，通过齿轮旋转实现起落架收放。

所述橇管内，固定设置有与地面露天充电平台相适配的互感线圈。所述互感线圈与无人机电池电源电连接。橇管采用绝缘材料制成，起到封装互感线圈的目的，在任何天气条件下，均能正常充电。所述三个起落架橇管内均含有互感线圈，可同时为无人机电池充电，提高充电效率。通过与地面充电平台配套使用，实现无人机自动快速充电，实现无人机超长距离续航和全天候服役。

所述弹簧油液空气减震器由弹簧、卡簧、活塞杆、密封圈、外筒、制动活门、油液和冷却空气组成，综合利用弹簧的减隔震作用和油液空气的减震作用，使得减震器实现多级延迟平缓减震，提高减震性能。所述弹簧套设在活塞杆上，并固定连接所述卡簧，所述卡簧固定在所述活塞杆一端。所述活塞杆另一端伸入所述外筒并与外筒通过密封圈滑动连接。

所述坠机保护装置由独立电源、布置于机身三个顶角处的弹性安全气囊、分别与所述弹性安全气囊直连的储气瓶以及分别控制储气瓶制动门的电磁阀组成。所述独立电源与所述电磁阀电连接，为坠机保护装置专用电源。所述三个弹性安全气囊具有相同的力学性能，且构造相同。所述电磁阀相互之间电连接，并受同一个开关控制，在动作时同时打开储气瓶的制动门直接为各自气囊充气，气囊从机舱内部顶开圆形盖板，垂直于机身平面向上弹出。三个气囊充气条件相同，从而为无人机提供相等的浮力，保证机身姿态平稳。所述储气瓶为易耗品，采用便携式设计，每当启动坠机保护后需更换。所述弹性安全气囊弹出后可再次折叠复位，重复使用。

所述储气瓶内的压缩气体为氦气，设计标准为在标准空气浓度下，本发明坠机保护装置所提供的空气浮力等于无人机自重。

所述数据采集系统，布置于机身下侧舱内，与机身通过云台机械连接，为垂直收放式设计。用于采集汛期土石堤坝的图像信息，并通过无线传输方式实时发送至地面基站进行处理和分析，结合地理信息系统，可实现土石堤坝异常渗漏区的探测、定位、风险评估等。所述数据采集系统至少包含红外热像仪，还可包含微波辐射计、机载孔径雷达、CCD像机中的一种或多种。

本发明所提供的无人机所涉及的所有线缆插头和带电装置均执行IPX7防水封装，保证无人机可在雨天作业，并在坠入水中回收后依然能正常使用。

本发明提供的土石堤坝渗漏病害应急巡测无人机的作业方法包括以下流程：

1)起飞前检查。

2)操控无人机垂直升空至预定飞行高度。根据飞行路线规划，操控旋翼系统使无人机垂直升空至预定飞行高度，并收起起落架，此过程中仅旋翼系统工作。

3)极速飞行至作业现场。无人机垂到达预定飞行高度后，旋翼系统保持机体稳定，操控动力系统为无人机提供前推力，使无人机以极速飞行模式飞往预定作业现场。

4)巡测作业。无人机到达预定作业现场后，切换极速飞行模式至作业模式，从机舱内放下数据采集装备，采集土石堤坝红外热像图、可见光影像和激光雷达扫描图像等数据，并将所采集数据储存至机载存储卡以及通过无线方式将数据实时传输至地面基站。作业过程中根据需要检测进行漫游、悬停和接近操作。

5)状态判断：在无人机升空至着陆的全过程内，对无人机进行电量判断和飞行安全判断。当电量不足总电量的5％时，操控无人机降落至巡测沿线上距此前位置最近的充电平台充电。当无人机姿态失控，或意外坠落，开启坠机保护装置，并放下起落架，使无人机平稳慢速降落。

6)回收无人机。无人机回收分为正常回收和异常回收两种情况。在无人机作业完成的情况下，可以极速模式返航至出发基站或指定基站，到达基站上空后垂直降落，由地面工作人员进行回收。在无人机异常坠落的情况下，需工作人员根据导航信息，赶到坠机地点将其回收。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：本发明提供的无人机进行土石堤坝异常渗流区巡测作业的方法，综合了固定翼和多旋翼无人机的优点，可在任意场地起飞，快速到达作业现场，并可在巡测过程中接近堤坝重点关注部位以及执行悬停，具有较小的红外特征和较高的安全性能，可在任意天气条件下非接触自动快速充电，具有超强的续航能力，特别适用于土石堤坝和堰塞坝汛期应急巡测，对保障土石堤坝工程安全和防汛减灾具有重要的社会意义和应用价值。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2是本发明的无人机俯视图；

图3是本发明的非接触充电起落装置结构示意图；

图4是本发明的弹簧油液空气减震器结构示意图；

图5是本发明的无人机非接触充电示意图；

图6是本发明的坠机保护装置打开状态示意图；

图7是本发明的坠机保护装置逻辑和物理布局示意图；

图8是本发明的无人机作业流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

如图1所示，本发明中用于土石堤坝异常渗漏区应急巡测的无人机，总体构型为三角翼型，由机身1、动力系统2、旋翼系统3、尾翼4、非接触充电起落装置5、坠机保护装置6、飞行控制导航系统8和数据采集系统7组成。所述动力系统、旋翼系统、尾翼、非接触充电起落装置、坠机保护装置、飞行控制导航系统和数据采集系统均集成在机身上，其中动力系统提供无人机向前飞行的推力，旋翼系统提供无人机飞行所必须的升力，飞行时动力系统与旋翼系统独立工作，互不相干。

如图2所示，机身1的平面投影近似为等腰三角形，采用流线型设计，厚度分布为中部厚度大，越往边缘厚度越小的连续渐变厚度。

动力系统2为电力动力系统，由前推涵道风扇、锂聚合物电池和电子调速器组成，三者相互之间电连接。如图1和图2所示，前推涵道风扇个数为两个，即21和22，水平对称布置于机尾，与机身水平固定连接，由无刷电动机驱动，为机身提供水平向前的推力。在飞行过程中，前推涵道风扇21和22始终保持转速相同，转向相反，从而消除转动力矩对机身的偏航作用。动力系统不提供差速转向功能，以使操控更加简单，系统更加稳定。与燃料类动力系统相比，电力动力系统具有结构简单、重量轻和噪声小等优势，更重要的是其具有较小的红外特征。涵道风扇螺旋桨叶尖受涵道壁限制，一方面可减小冲击噪声和诱导阻力，另一方面，涵道壁还可将螺旋桨滑流转换为推力，从而较孤立螺旋桨获得更高的机械效率。并且，旋翼安置在涵道内部，对操作者和周围环境具有无与伦比的安全性。此外，涵道风扇受大风天气的影响较小。机身顶面上开有与所述前推涵道风扇形状适配并相连通的通气孔11和12，以保证气流连续性。

所述旋翼系统3包括升降涵道风扇和电子调速器并与动力系统共用电池电源，但不与动力系统共用电子调速器端口，即动力系统与旋翼系统独立工作，互不干扰。如图2所示，升降涵道风扇个数为三个，分别为两个主涵道风扇，即31和32，以及调节涵道风扇33。其中主涵道风扇31和32对称布置于机身1上，与机身固定连接。主涵道风扇电连接电子调速器的不同通道，提供无人机所需的竖向升力，两涵道风扇可差速旋转，从而实现无人机横滚运动。调节涵道风扇33布置于机身头部，电连接所述电子调速器和电池电源，用于控制无人机的俯仰运动。所述升降涵道内壁均镀有低发射率涂层，将旋翼系统环扩，从而降低发动机热辐射扩散，减少搭载平台本身对数据采集系统的干扰。

所述尾翼4的个数为一个，布置在机身中轴线尾部，包括单块式垂直安定面和方向舵。所述方向舵由无刷直流电动机驱动，与无刷直流电动机通过齿轮机械连接。无刷直流电动机固定连接在机舱内部，与电子调速器和电池电源电连接。方向舵用于实现无人机偏航运动。

所述非接触充电起落装置5布置在机身1下腹部，为前三点式可收放起落架，包括起落架，其中对称布置的位于机身后方的起落架的收放方向为沿翼展方向，位于头部中轴线上的起落架收放方式为沿翼弦方向。起落架兼具作为无人机电池充电头的功能，与地面露天充电平台配套使用，采用电磁互感技术充电。图3给出了可充电起落架的构造，包括橇管501、弹簧油液空气减震器502和收放作动器503。橇管与弹簧油液空气减震器固定连接，弹簧油液空气减震器通过转轴504与机身铰接，收放作动器固定在机舱内，由直流电动机作为驱动力源，通过齿轮旋转实现起落架收放。如图4和图5所示，所述橇管501内，固定设置有互感线圈5011，互感线圈5011与布置在地面的露天充电平台00上的互感线圈01通过电磁互感技术实现电能传输。所述互感线圈5011与无人机电池电源电连接。所述橇管采用绝缘材料制成，起到封装互感线圈的目的，在任何天气条件下，均能正常充电。如图5所示，充电时起落架处于打开状态，无人机停放于指定位置，即橇管内所互感线圈5011被充电平台00上的互感线圈01所环绕。所述起落架的橇管内均含有互感线圈5011，可同时为无人机电池充电，提高充电效率。通过与地面充电平台配套使用，实现无人机自动快速充电，

所述弹簧油液空气减震器502的构造如图4所示，具体包括弹簧5021、卡簧5022、活塞杆5023、密封圈5024、外筒5025、制动活门5026、油液5027和冷却空气5028。所述弹簧套设在活塞杆上，并固定连接所述卡簧，所述卡簧固定在所述活塞杆一端。所述活塞杆另一端伸入所述外筒并与外筒通过密封圈滑动连接。本发明所提供的弹簧油液空气减震器，综合利用弹簧的减隔震作用和油液空气的减震作用，使得减震器实现多级延迟平缓减震，提高减震性能。

如图6和图7所示，所述坠机保护装置6由独立电源60，布置于机身三个顶角处的第一弹性安全气囊(61)、第二弹性安全气囊(62)和第三弹性安全气囊(63)、分别与第一弹性安全气囊、第二弹性安全气囊、第三弹性安全气囊直连的第一储气瓶(611)、第二储气瓶(621)、第三储气瓶(631)以及分别控制第一储气瓶、第二储气瓶、第三储气瓶制动门的第一电磁阀(612)、第二电磁阀(622)、第三电磁阀(632)。独立电源60为坠机保护装置专用电源，独立电源与第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀电连接，第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀相互之间电连接。所述第一弹性安全气囊、第二弹性安全气囊、第三弹性安全气囊具有相同的力学性能，即应力应变曲线相同，且构造相同。第一电磁阀(612)、第二电磁阀(622)、第三电磁阀(632)相互之间电连接，并受同一个开关控制，在动作时同时打开第一储气瓶(611)、第二储气瓶(621)、第三储气瓶(631)的制动门为各自安全气囊充气，气囊从内部顶开圆形盖板，向上弹出。三个气囊充气条件相同，从而为无人机提供相等的浮力，保证机身姿态平稳。通过采用每个储气瓶分别直接连接一个弹性安全气囊，在动作时直接对所对应的弹性安全气囊充气的方式，可避免集中送气因充气太慢导致气囊无法弹出或充气不均的问题。所述储气瓶为易耗品，采用便携式设计，每当启动坠机保护后需更换。所述弹性安全气囊弹出后可再次折叠复位，重复使用。

标准空气浓度下，本发明的坠机保护装置所提供的浮力等于无人机自重，所用气体为氦气。

通过采用采用与机身荷载特性相协调的三个相同弹性安全气囊，使无人机发生故障时稳定缓慢下落，避免无人机自身损坏或伤及地面的人和物，并且即使无人机坠入河湖中依然布置于沉入水中，依然可顺利回收。

所述数据采集系统7，布置于机身下侧舱内，与机身通过云台机械连接，为垂直收放式设计。用于采集汛期土石堤坝的图像信息，并通过无线传输方式实时发送至地面基站进行处理和分析，结合地理信息系统，可实现土石堤坝异常渗漏区的探测、定位、风险评估等。所述数据采集系统至少包含红外热像仪，还可包含微波辐射计、机载孔径雷达、CCD像机中的一种或多种。

需要说明的是，本发明所提供的无人机所涉及的所有线缆插头和带电装置均执行IPX7防水封装，保证无人机可在雨天作业，并在坠入水中回收后依然能正常使用。此外，涵道风扇对强对流空气的抗干扰能力较强，加之机体的连续光滑曲线构造，使得本发明所提供的无人机可在6级风力环境下正常使用。

如图8所示，本发明提供的土石堤坝渗漏病害应急巡测无人机的作业方法包括以下流程：

1、起飞前检查

每次起飞前需对无人机进行整机检查，具体包括确定各设备是否完好，配件安装是否正确；确定电池电量是否充足；飞控系统和信号连接是否正常；各参数显示是否正确等。

2、操控无人机垂直升空至预定飞行高度

飞前检查后，根据飞行路线规划，操控旋翼系统使无人机垂直升空至预定飞行高度，并收起起落架，此过程中仅旋翼系统工作，动力系统不提供前推动力。

3、极速飞行至作业现场

无人机垂到达预定飞行高度后，旋翼系统保持机体稳定，操控动力系统为无人机提供前推力，使无人机以极速飞行模式飞往预定作业现场。

4、巡测作业

无人机到达预定作业现场后，切换极速飞行模式至作业模式，从机舱内放下数据采集装备，采集土石堤坝红外热像图、可见光影像和激光雷达扫描图像等数据，并将所采集数据储存至机载存储卡以及通过无线方式将数据实时传输至地面基站。作业过程中根据需要检测进行漫游、悬停和接近操作。

5、状态判断

状态判断贯穿无人机升空至着陆的全过程，包括电量判断和飞行安全判断。当电量不足总电量的5％时，操控无人机降落至巡测沿线上距此前位置最近的充电平台，放下起落架为无人机充电。充电完成后根据作业任务完成情况，回收无人机或继续作业。当无人机姿态失控，或意外坠落，开启坠机保护装置，并放下起落架，使无人机平稳慢速降落。

6、回收无人机

无人机回收分为正常回收和异常回收两种情况。在无人机作业完成的情况下，可以极速模式返航至出发基站或指定基站，到达基站上空后垂直降落，由地面工作人员进行回收。在无人机异常坠落的情况下，需工作人员根据导航信息，赶到坠机地点将其回收。

本发明提供的土石堤坝渗漏病害应急巡测无人机及作业方法，解决了恶劣天气条件下，远距离超长土石堤坝和堰塞坝应急巡测的装备问题，对保障土石堤坝工程安全和防汛减灾具有重要的社会意义和应用价值。

Claims (9)

1.一种无人机进行土石堤坝异常渗流区巡测作业的方法，其特征在于，所述无人机包含机身(1)，以及提供推力的动力系统(2)、提供升力的旋翼系统(3)、尾翼(4)、非接触充电起落装置(5)、坠机保护装置(6)、数据采集系统(7)、飞行控制导航系统(8)以及电源；所述动力系统(2)、旋翼系统(3)、尾翼(4)、非接触充电起落装置(5)、坠机保护装置(6)、数据采集系统(7)和飞行控制导航系统(8)均集成在机身上，飞行时动力系统与旋翼系统独立工作；所述方法包括如下步骤：

S1起飞前检查；

S2操控无人机垂直升空至预定飞行高度：根据飞行路线规划，操控旋翼系统使无人机垂直升空至预定飞行高度，并收起起落架，此过程中仅旋翼系统工作，

S3极速飞行至作业现场：无人机到达预定飞行高度后，旋翼系统保持机体稳定，操控动力系统为无人机提供前推力，使无人机以极速飞行模式飞往预定作业现场；

S4巡测作业：无人机到达预定作业现场后，切换至作业模式，从机舱内放下数据采集装备，采集数据，并将所采集数据储存至机载存储卡以及通过无线方式将数据实时传输至地面基站；

S5状态判断：状态判断贯穿无人机升空至着陆的全过程，包括电量判断和飞行安全判断，当电量不足总电量的5％时，操控无人机降落至巡测沿线上距此前位置最近的充电平台充电，当无人机姿态失控，或意外坠落，开启坠机保护装置，并放下起落架，使无人机平稳慢速降落；

S6回收无人机：无人机回收分为正常回收和异常回收两种情况，在无人机作业完成的情况下，以极速模式返航至出发基站或指定基站，到达基站上空后垂直降落，由地面工作人员进行回收；在无人机异常坠落的情况下，工作人员根据导航信息，赶到坠机地点将其回收。

2.根据权利要求1所述的一种无人机进行土石堤坝异常渗流区巡测作业的方法，其特征在于，所述动力系统(2)由前推涵道风扇、锂聚合物电池和电子调速器组成，三者之间电连接；前推涵道风扇水平对称布置于机尾，与机身水平固定连接，由无刷电动机驱动，在飞行过程中始终保持转速相同，转向相反。

3.根据权利要求1所述的一种无人机进行土石堤坝异常渗流区巡测作业的方法，其特征在于，所述旋翼系统包含主涵道风扇和调节涵道风扇(33)，两个主涵道风扇对称布置于机身(1)上，与机身固定连接，主涵道风扇电连接动力系统的电子调速器，与前推涵道风扇连接电子调速器的不同通道，调节涵道风扇(33)布置于机身头部。

4.根据权利要求2所述的一种无人机进行土石堤坝异常渗流区巡测作业的方法，其特征在于，所述动力系统(2)和旋翼系统(3)所用涵道内壁均镀有低发射率涂层；尾翼(4)由单块式垂直安定面和方向舵组成，固定连接在机身中轴线尾部；机身顶面上开有与前推涵道风扇相适配且用于保证气流连续性的通气孔。

5.根据权利要求1所述的一种无人机进行土石堤坝异常渗流区巡测作业的方法，其特征在于，所述非接触充电起落装置(5)包括三点式可收放起落架，起落架包括橇管(501)、弹簧油液空气减震器(502)和收放作动器(503)，橇管与弹簧油液空气减震器固定连接，弹簧油液空气减震器通过转轴与机身铰接，收放作动器固定在机舱内，由直流电动机作为动力源，驱动齿轮旋转完成起落架收放，橇管内固定设置有与地面露天充电平台相适配，用于为无人机充电的互感线圈(5011)，互感线圈(5011)与无人机电池电源电连接，橇管采用绝缘材料制成。

6.根据权利要求5所述的一种无人机进行土石堤坝异常渗流区巡测作业的方法，其特征在于，所述弹簧油液空气减震器，由弹簧(5021)、卡簧(5022)、活塞杆(5023)、密封圈(5024)、外筒(5025)、制动活门(5026)、油液(5027)和冷却空气(5028)组成，弹簧(5021)套设在活塞杆(5023)上，并与卡簧(5022)固定连接，卡簧(5022)固定在活塞杆(5023)上，活塞杆(5023)另一端伸入外筒(5025)并与外筒通过密封圈(5024)滑动连接。

7.根据权利要求1所述的一种无人机进行土石堤坝异常渗流区巡测作业的方法，其特征在于，所述坠机保护装置(6)包含独立电源(60)、布置于机身俯视平面三个顶角处的第一弹性安全气囊(61)、第二弹性安全气囊(62)和第三弹性安全气囊(63)、分别与第一弹性安全气囊、第二弹性安全气囊、第三弹性安全气囊直连的第一储气瓶(611)、第二储气瓶(621)、第三储气瓶(631)以及分别控制第一储气瓶、第二储气瓶、第三储气瓶制动门的第一电磁阀(612)、第二电磁阀(622)、第三电磁阀(632)，独立电源(60)与第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀电连接；所述第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀相互之间电连接，并受同一个开关控制，在动作时同时打开储气瓶的制动门直接为各自气囊充气，气囊从机舱内部顶开圆形盖板，垂直于机身平面向上弹出；所述第一弹性安全气囊、第二弹性安全气囊、第三弹性安全气囊弹出后可再次折叠复位；所述第一储气瓶、第二储气瓶、第三储气瓶内的压缩气体为氦气。

8.根据权利要求1所述的一种无人机进行土石堤坝异常渗流区巡测作业的方法，其特征在于，所述数据采集系统包含红外热像仪，以及微波辐射计、机载孔径雷达、CCD像机中的一种或几种；数据采集系统布置于机身下侧舱内，与机身通过云台机械连接且具有用于将数据发送至地面基站的无线通讯装置。

9.根据权利要求1所述的一种无人机进行土石堤坝异常渗流区巡测作业的方法，其特征在于，无人机上的带电装置用于连接各装置的线缆插头均执行IPX7防水封装。

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