CN112607044B - 一种桥梁检测用无人机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种桥梁检测用无人机，涉及桥梁检测技术领域，其包括无人机本体，无人机本体的底部上固定安装有伸缩组件，伸缩组件连接有第一旋转组件，第一旋转组件上固定连接有用于采集桥梁检测图像的摄像头，第一旋转组件用于驱动摄像头转动，第一旋转组件与伸缩组件之间连接有第二旋转组件，第二旋转组件用于驱动第一旋转组件转动，伸缩组件用于驱动第一旋转组件和第二旋转组件向远离或靠近无人机本体方向运动；本申请具有扩大无人机使用环境，提高操作安全性的效果。

Description

一种桥梁检测用无人机

技术领域

本申请涉及桥梁检测技术领域，尤其是涉及一种桥梁检测用无人机。

背景技术

目前，桥梁在建造和使用过程中，需要定期的检测和维修，以保证桥梁具有足够的使用寿命和降低安全事故的发生。针对一些具有狭窄空间的桥梁或者一些处于正常使用中、不便于工作人员施工检测的桥梁，常采用无人机对桥梁进行拍摄，工作人员根据拍摄到的图像对桥梁进行分析。

相关技术中设计有一种桥梁检测用无人机，其授权公告号为CN206107590U，包括机架、旋翼、旋翼动力系统以及飞行控制系统，机架中心部位开设中空区，并在中空区以下沉方式安装摄像装置，摄像装置镜头朝上；通过无人机带动摄像装置移动，摄像装置对桥梁底部进行拍摄，检测人员通过摄像图像对桥梁进行检测。

针对上述中的相关技术，发明人认为摄像装置与无人机之间的距离无法进行调节，当利用无人机对桥梁侧面或者狭窄的空间进行检测摄像时，由于无人机本人体积和旋翼的阻挡，无人机无法靠近狭窄空间处进行拍摄，无人机存在与桥梁之间发生碰撞的风险，使用环境有限，因此有待改善。

发明内容

为了便于无人机对狭窄空间内进行摄像检测，缓解无人机与桥梁之间碰撞损坏的现象，使无人机满足更多的使用环境，本申请提供一种桥梁检测用无人机。

本申请提供的一种桥梁检测用无人机采用如下的技术方案：

一种桥梁检测用无人机，包括无人机本体，所述无人机本体的底部上固定安装有伸缩组件，所述伸缩组件连接有第一旋转组件，所述第一旋转组件上固定连接有用于采集桥梁检测图像的摄像头，所述第一旋转组件用于驱动摄像头转动；所述第一旋转组件与伸缩组件之间连接有第二旋转组件，所述第二旋转组件用于驱动第一旋转组件转动；所述伸缩组件用于驱动第一旋转组件和第二旋转组件向远离或靠近无人机本体方向运动。

通过采用上述技术方案，当控制无人机本体对桥梁内狭窄的空间进行检测时，通过伸缩组件带动第一旋转组件和第二旋转组件向远离无人机本体的方向移动，第一旋转组件和第二旋转组件可以带动摄像头对不同方向上进行摄影录像，实现摄像头与无人机本体之间的距离调节，便于摄像头进入狭隘的空间内进行检测，减少了无人机与桥梁之间发生碰撞的风险，同时摄像头的检测范围广，提高了检测精度和检测安全性。

可选的，所述伸缩组件包括伸缩气缸，所述伸缩气缸水平固定设置在无人机本体的底部，所述伸缩气缸远离无人机本体方向的一端与第二旋转组件相互固定连接。

通过采用上述技术方案，利用伸缩气缸带动第二旋转组件向远离或者靠近无人机本体的方向进行伸缩，进而带动摄像头与无人机本体之间的伸缩，伸缩快捷灵敏。

可选的，所述伸缩组件还包括配重块和弹性绳，所述配重块固定设置在伸缩气缸远离摄像头方向的一端；所述弹性绳的一端与伸缩气缸的顶部固定连接，所述弹性绳的另一端与第二旋转组件固定连接。

通过采用上述技术方案，配重块保持了伸缩气缸两侧的平衡性，提高无人机本体在飞行时的稳定性，而当伸缩气缸伸长时，弹性绳随第二旋转组件一同伸长，弹性绳提高了无人机本体在检测时的稳定性。

可选的，所述第二旋转组件包括沿伸缩气缸长度方向设置的第二旋转电机，所述伸缩气缸的活塞杆与第二旋转电机固定连接，所述第二旋转电机的驱动轴与第一旋转组件相互连接，所述弹性绳远离伸缩气缸的一端与第二旋转电机的顶壁固定连接。

通过采用上述技术方案，伸缩气缸带动第二旋转电机伸缩，进而带动第一旋转组件伸缩，需要对摄像头的摄像角度进行改变调节时，通过第二旋转电机驱动第一旋转组件沿第二旋转电机驱动轴的圆周方向转动，进而带动摄像头转动，摄像头可以对无人机本体的上方或者下方进行摄像，扩大了摄像头的检测范围。

可选的，所述第二旋转组件还包括有表面相互贴合的固定板和拆卸板，所述固定板与伸缩气缸活塞杆的端部固定连接，所述拆卸板固定安装在第二旋转电机的底壁上，所述拆卸板朝向固定板方向的一侧上沿其高度方向一体成型设置有燕尾块，所述拆卸板的顶壁上开设有供燕尾块插设的燕尾槽，所述燕尾块与燕尾槽相互适配。

通过采用上述技术方案，通过燕尾槽与燕尾块相互配合，实现拆卸板和固定板之间的快速拆装，进而对第一旋转组件和第二旋转组件与伸缩组件之间进行拆装，达到便于对第一旋转组件和第二旋转组件进行维修的效果，操作方便快捷。

可选的，所述第一旋转组件包括U型板架、第一旋转电机、旋转轴、传动轮和传动带，所述U型板架沿第二旋转电机的长度方向设置，所述第二旋转电机的驱动轴与U型板架固定连接，所述第一旋转电机固定安装在U型板架内，所述旋转轴转动设置在U型板架内，所述第一旋转电机和旋转轴均沿U型板架的宽度方向设置，所述传动轮对称设置有两个，所述第一旋转电机的驱动轴贯穿U型板架与其中一传动轮固定连接，所述旋转轴贯穿U型板架与另一传动轮固定连接，所述传动带张紧设置在两个传动轮的外侧壁上，所述摄像头固定安装在旋转轴上，所述摄像头的长度方向与旋转轴相互垂直。

通过采用上述技术方案，需要对摄像头的摄像方向进行进一步调节扩大时，通过第一旋转电机带动其中一个传动轮转动，传动轮通过传动带带动另一个传动轮转动，进而带动旋转轴在U型板架之间转动，摄像头在旋转轴上可以沿旋转轴的圆周方向转动，U型板架进一步延长了摄像头与无人本体之间的距离，从而进一步提高了无人机的使用范围，第一旋转组件和第二旋转组件在相互垂直的平面上分别驱动摄像头转动，摄像头的检测精度高。

可选的，所述旋转轴远离传动轮的一端贯穿U型板架，所述旋转轴的外侧壁上对称设置有与U型板架侧壁相互贴合的限位环。

通过采用上述技术方案，传动轮在带动旋转轴在U型板架之间转动时，限位环与U型板架的外侧壁相抵，提高了旋转轴在U型板架上的固定效果，进而提高了第一旋转组件工作时的稳定性。

可选的，所述旋转轴上固定设置有照明灯。

通过采用上述技术方案，照明灯对摄像头的摄像方向进行照明，便于工作人员在昏暗的条件下对桥梁进行检测。

可选的，所述U型板架上设置有距离感应器，所述距离感应器通过无线模块连接有报警器，所述报警器设置于无人机本体的控制端；所述距离感应器用于检测U型板架端部与桥梁之间的距离并当距离较近时控制报警器报警。

通过采用上述技术方案，距离感应器对第一旋转组件与桥梁之间的距离进行感应，当距离感应器检测到U型板架与桥梁较近时，通过无线模块控制报警器工作，报警器对无人机本体控制端的操作人员进行报警提示，对操作人员进行警示作用，降低无人机与桥梁发生碰撞的风险，进一步提高了安全性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过设置伸缩气缸、配重块和弹性绳，实现摄像头与无人机本体之间的距离调节，便于摄像头进入狭隘的空间内进行检测，减少了无人机与桥梁之间发生碰撞的风险；

2.通过设置第二旋转电机、U型板架、第一旋转电机、旋转轴、传动轮和传动带，进一步延长了摄像头与无人本体之间的距离，第一旋转组件和第二旋转组件在相互垂直的平面上分别驱动摄像头转动，实现摄像头在不同方向上进行摄像检测，提高了摄像头的检测精度；

3.通过设置距离感应器和报警器，降低无人机与桥梁发生碰撞的风险，提高了操作无人机时的安全性。

附图说明

图1是实施例中一种桥梁检测用无人机的主视图。

图2是用于体现实施例中伸缩组件与第一旋转组件和第二旋转组件之间连接关系的俯视图。

附图标记说明：1、无人机本体；2、伸缩组件；21、伸缩气缸；22、配重块；23、弹性绳；3、第二旋转组件；31、第二旋转电机；32、固定板；33、拆卸板；4、第一旋转组件；41、U型板架；42、第一旋转电机；43、旋转轴；431、限位环；44、传动轮；45、传动带；5、摄像头；6、燕尾块；61、燕尾槽；7、照明灯；8、距离感应器。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种桥梁检测用无人机。参照图1和图2，包括无人机本体1，无人机本体1为现有技术，在次不做赘述，通过遥控器来控制无人机本体1在桥梁的四周飞行。无人机本体1的底部上安装有伸缩组件2，伸缩组件2包括伸缩气缸21，伸缩气缸21通过螺栓固定设置在无人机本体1的底部，伸缩气缸21的活塞杆固定连接有第二旋转组件3，第二旋转组件3连接有第一旋转组件4，第一旋转组件4上固定设置有用于采集桥梁检测图像的摄像头5，摄像头5将摄影图像传输至无人机本体1的控制端，伸缩气缸21用于驱动摄像头5向远离或靠近无人机本体1方向运动，以便于摄像头5对狭隘的空间内进行摄像检测。

参照图1和图2，伸缩组件2还包括配重块22和弹性绳23，配重块22焊接固定设置在伸缩气缸21远离摄像头5方向的一端，以保持无人机本体1飞行时的平衡。弹性绳23的一端与伸缩气缸21相互绑接，弹性绳23的另一端与第二旋转组件3相互连接，当伸缩气缸21伸长时，弹性绳23对第二旋转组件3拉动，提高了无人机本体1检测时的稳定性。

参照图1和图2，第一旋转组件4和第二旋转组件3用于驱动摄像头5在不同方向上转动，第二旋转组件3包括沿伸缩气缸21长度方向设置的第二旋转电机31，弹性绳23远离伸缩气缸21的一端与第二旋转电机31的顶壁相互绑接。伸缩气缸21的活塞杆与第二旋转电机31固定连接，第二旋转电机31的驱动轴与第一旋转组件4相互连接，第二旋转电机31驱动第一旋转组件4转动，进而带动摄像头5转动，对不同方向进行摄像。

参照图1和图2，第二旋转组件3还包括有表面相互贴合的固定板32和拆卸板33，固定板32与伸缩气缸21活塞杆的端部焊接固定，拆卸板33焊接固定安装在第二旋转电机31的底壁上，拆卸板33朝向固定板32方向的一侧上沿其高度方向一体成型设置有燕尾块6，拆卸板33的顶壁上开设有供燕尾块6插设的燕尾槽61，燕尾块6与燕尾槽61相互适配，利用燕尾块6与燕尾槽61相互配合，对拆卸板33与固定板32之间进行拆卸，便于第一旋转组件4和第二旋转组件3与伸缩气缸21之间进行拆装，达到便于检修的效果。

参照图1和图2，第一旋转组件4包括U型板架41、第一旋转电机42、旋转轴43、传动轮44和传动带45，U型板架41沿第二旋转电机31的长度方向设置，第二旋转电机31的驱动轴与U型板架41的底壁焊接固定连接，第一旋转电机42通过螺栓固定安装在U型板架41内，旋转轴43转动设置在U型板架41内，第一旋转电机42和旋转轴43均沿U型板架41的宽度方向设置，传动轮44对称设置有两个，第一旋转电机42的驱动轴贯穿U型板架41与其中一传动轮44的中心处键连接，旋转轴43贯穿U型板架41与另一传动轮44键连接，传动带45张紧设置在两个传动轮44的外侧壁上，第一旋转电机42可以带动其中一传动轮44转动，两个传动轮44之间通过传动带45相互传动，进而带动旋转轴43在U型板架41上转动。

参照图1和图2，摄像头5固定安装在旋转轴43上，摄像头5的长度方向与旋转轴43相互垂直，U型板架41进一步延长了摄像头5与无人机本体1之间的距离，摄像头5在旋转轴43上可以沿旋转轴43的圆周方向转动，进一步提高了无人机的使用范围，第一旋转组件4和第二旋转组件3在相互垂直的平面上分别驱动摄像头5转动，提高了摄像头5的检测精度。

参照图2，旋转轴43远离传动轮44的一端贯穿U型板架41，旋转轴43的外侧壁上对称焊接固定设置有与U型板架41侧壁相互贴合的限位环431，旋转轴43在转动时，限位环431与U型板架41的外侧壁相抵，避免旋转轴43与U型板架41相互脱离，从而提高了第一旋转组件4工作时的稳定性。

参照1和图2，旋转轴43上固定设置有照明灯7，照明灯7的长度方向沿摄像头5长度方向设置，照明灯7对摄像头5的摄像方向进行照明，便于工作人员在昏暗的条件下对桥梁进行检测。

参照1和图2，U型板架41上固定安装有距离感应器8，距离感应器8通过无线模块连接有报警器（图中未示出），报警器设置于无人机本体1的控制端，距离感应器8对U型板架41与桥梁墙体之间的距离进行感应，当距离感应器8检测到U型板架41与桥梁较近时，距离感应器8通过无线模块控制报警器报警，对位于无人机本体1控制端的操作人员进行警示，进一步提高了操作的安全性。

本申请实施例一种桥梁检测用无人机的实施原理为：需要对桥梁的不同位置进行检测时，检测人员通过遥控器来控制无人机本体1飞行，将无人机本体1靠近检测处，然后通过伸缩气缸21将摄像头5向远离无人机本体1方向移动，同时第二旋转电机31带动U型板架41转动，第一旋转电机42带动旋转轴43转动，将摄像头5在不同方向上进行摄像检测，具有便于摄像头5进入狭隘的空间内检测，减少无人机与桥梁之间发生碰撞的风险，同时摄像头5的检测范围广，提高了检测精度和检测安全性的优势。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种桥梁检测用无人机，其特征在于：包括无人机本体(1)，所述无人机本体(1)的底部上固定安装有伸缩组件(2)，所述伸缩组件(2)连接有第一旋转组件(4)，所述第一旋转组件(4)上固定连接有用于采集桥梁检测图像的摄像头(5)，所述第一旋转组件(4)用于驱动摄像头(5)转动；所述第一旋转组件(4)与伸缩组件(2)之间连接有第二旋转组件(3)，所述第二旋转组件(3)用于驱动第一旋转组件(4)转动；所述伸缩组件(2)用于驱动第一旋转组件(4)和第二旋转组件(3)向远离或靠近无人机本体(1)方向运动；所述伸缩组件(2)包括伸缩气缸(21)，所述伸缩气缸(21)水平固定设置在无人机本体(1)的底部，所述伸缩气缸(21)远离无人机本体(1)方向的一端与第二旋转组件(3)相互固定连接，所述伸缩组件(2)还包括配重块(22)和弹性绳(23)，所述配重块(22)固定设置在伸缩气缸(21)远离摄像头(5)方向的一端；所述弹性绳(23)的一端与伸缩气缸(21)的顶部固定连接，所述弹性绳(23)的另一端与第二旋转组件(3)固定连接；所述第二旋转组件(3)包括沿伸缩气缸(21)长度方向设置的第二旋转电机(31)，所述伸缩气缸(21)的活塞杆与第二旋转电机(31)固定连接，所述第二旋转电机(31)的驱动轴与第一旋转组件(4)相互连接，所述弹性绳(23)远离伸缩气缸(21)的一端与第二旋转电机(31)的顶壁固定连接；所述第一旋转组件(4)包括U型板架(41)、第一旋转电机(42)、旋转轴(43)、传动轮(44)和传动带(45)，所述U型板架(41)沿第二旋转电机(31)的长度方向设置，所述第二旋转电机(31)的驱动轴与U型板架(41)固定连接，所述第一旋转电机(42)固定安装在U型板架(41)内，所述旋转轴(43)转动设置在U型板架(41)内，所述第一旋转电机(42)和旋转轴(43)均沿U型板架(41)的宽度方向设置，所述传动轮(44)对称设置有两个，所述第一旋转电机(42)的驱动轴贯穿U型板架(41)与其中一传动轮(44)固定连接，所述旋转轴(43)贯穿U型板架(41)与另一传动轮(44)固定连接，所述传动带(45)张紧设置在两个传动轮(44)的外侧壁上，所述摄像头(5)固定安装在旋转轴(43)上，所述摄像头(5)的长度方向与旋转轴(43)相互垂直。

2.根据权利要求1所述的一种桥梁检测用无人机，其特征在于：所述第二旋转组件(3)还包括有表面相互贴合的固定板(32)和拆卸板(33)，所述固定板(32)与伸缩气缸(21)活塞杆的端部固定连接，所述拆卸板(33)固定安装在第二旋转电机(31)的底壁上，所述拆卸板(33)朝向固定板(32)方向的一侧上沿其高度方向一体成型设置有燕尾块(6)，所述拆卸板(33)的顶壁上开设有供燕尾块(6)插设的燕尾槽(61)，所述燕尾块(6)与燕尾槽(61)相互适配。

3.根据权利要求1所述的一种桥梁检测用无人机，其特征在于：所述旋转轴(43)远离传动轮(44)的一端贯穿U型板架(41)，所述旋转轴(43)的外侧壁上对称设置有与U型板架(41)侧壁相互贴合的限位环(431)。

4.根据权利要求1所述的一种桥梁检测用无人机，其特征在于：所述旋转轴(43)上固定设置有照明灯(7)。

5.根据权利要求1所述的一种桥梁检测用无人机，其特征在于：所述U型板架(41)上设置有距离感应器(8)，所述距离感应器(8)通过无线模块连接有报警器，所述报警器设置于无人机本体(1)的控制端；所述距离感应器(8)用于检测U型板架(41)端部与桥梁之间的距离并当距离较近时控制报警器报警。