CN113247253A - 一种长距离等高地表无人机自主巡检装置 - Google Patents

一种长距离等高地表无人机自主巡检装置 Download PDF

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CN113247253A CN202110302210.6A CN202110302210A CN113247253A CN 113247253 A CN113247253 A CN 113247253A CN 202110302210 A CN202110302210 A CN 202110302210A CN 113247253 A CN113247253 A CN 113247253A
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王海宝
崔小劲
王剑英
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Abstract

本发明属于无人机技术领域，尤其为一种长距离等高地表无人机自主巡检装置，包括无人机本体，所述无人机本体的后表面固定设有四个支撑腿，四个所述支撑腿两两一组，两个所述支撑腿的底面安装有底板，所述无人机本体的前表面四个拐角处均安装有马达；若比对不一致，配合定位模块对无人机本体进行自主巡检，若无人机本体上下飞行的幅度大，可通过无线电高度表实时探测飞行高度，且探测数据精准，配合激光雷达设备实时检测无人机本体与巡检点的距离，双重的检测方式，再次精准数据，飞行姿态矫正器实时检测无人机本体在飞行时，是否偏航，若偏航可将数据反馈至控制器处进行实时矫正，或通过操作中心手动矫正，或调整相关数据。

Description

一种长距离等高地表无人机自主巡检装置
技术领域
本发明属于无人机技术领域，具体涉及一种长距离等高地表无人机自主巡检装置。
背景技术
无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作，无人机按应用领域，无人机可帮助人们进行空中巡检，可分为军用与民用，军用方面，无人机 分为侦察机和靶机，民用方面，无人机+行业应用，是无人机真正的刚需。目前在航拍、 农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、监控传染病、测绘等等领域的应用，大大 的拓展了无人机本身的用途，发达国家也在积极扩展行业应用与发展无人机技术，长距离 等高地表无人机是无人机的一种。
现有的技术存在以下问题：
1、现有的长距离等高地表无人机自主巡检装置，仅仅通过摄像头、定位模块和导航 模块的相互配合实现巡检的目的，若无人机受颠簸而偏行，不具备飞行姿态矫正功能，且 探测飞行高度不够精准；
2、当无人机落地时，因该长距离等高地表无人机自主巡检装置未设有良好的减震功 能，容易造成落地的冲击力大，不利于保护无人机内部的元件，具有一定的局限性；
3、在长距离等高地表无人机自主巡检装置的螺旋桨带动马达快速转动，实现飞行时， 巡检的过程中，可能出现树枝或线缠绕的情况，不利于保护无人机的同时，降低了使用的 安全性。
为解决上述问题，本申请中提出一种长距离等高地表无人机自主巡检装置。
发明内容
为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种长距离等高地表无人机自主巡 检装置，具有飞行姿态矫正功能，探测飞行高度精准，缓冲效果好，防护效果佳，使用安 全性高的特点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种长距离等高地表无人机自主巡检装 置，包括无人机本体，所述无人机本体的后表面固定设有四个支撑腿，四个所述支撑腿两 两一组，两个所述支撑腿的底面安装有底板，所述无人机本体的前表面四个拐角处均安装 有马达，所述马达的外侧壁固定设有螺旋桨，所述无人机本体的后表面中间位置处安装有 摄像头，所述无人机本体的内部固定设有定位模块、导航模块和控制器，所述螺旋桨的外 侧壁粘接固定设有反光板，所述螺旋桨的端面安装有镜子，所述马达的前表面固定设有围 板；
所述底板的后表面开设有滑槽，所述滑槽的内部滑动连接有连接板，所述连接板的前 表面等距开设有多个凹槽，所述凹槽的内部固定连接有第一弹簧，所述第一弹簧的端面通 过滑槽和所述底板固定连接，所述；
所述无人机本体的内部还设有数据对比模块、数据储存模块、无线电高度表、控制器 和飞行姿态矫正器，所述无人机本体的后表面且靠近所述摄像头的一侧安装有激光雷达设 备。
作为本发明一种长距离等高地表无人机自主巡检装置优选的，所述反光板的长度等于 所述螺旋桨的桨叶长度相同。
作为本发明一种长距离等高地表无人机自主巡检装置优选的，所述围板的后表面固定 连接有多个立板，多个所述立板和所述无人机本体固定连接，多个所述立板呈圆形分布。
作为本发明一种长距离等高地表无人机自主巡检装置优选的，所述围板的圆形和所述 马达的圆心处于同一垂直线，且所述围板的直径大于所述螺旋桨的直径。
作为本发明一种长距离等高地表无人机自主巡检装置优选的，所述滑槽的内部安装有 滑杆，所述滑杆的后表面固定设有第二弹簧，所述连接板的前表面等距安装有多个连接筒， 所述滑杆位于所述作为本发明一种长距离等高地表无人机自主巡检装置优选的，多个所述 第一弹簧和多个所述连接筒呈交错分布，且所述连接板的后表面为耐磨材质。
作为本发明一种长距离等高地表无人机自主巡检装置优选的，所述定位模块和所述数 据储存模块信号连接，所述数据储存模块和无线电高度表信号连接。
作为本发明一种长距离等高地表无人机自主巡检装置优选的，所述摄像头和所述激光 雷达设备均与所述控制器信号连接，所述飞行姿态矫正器和所述控制器信号连接。
作为本发明一种长距离等高地表无人机自主巡检装置优选的，所述控制器信号连接有 操作中心。
作为本发明一种长距离等高地表无人机自主巡检装置优选的，所述无人机本体的内部 开设有容腔，所述容腔的内部安装有蓄电池。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、在数据储存模块上设定好飞行路线，摄像头对巡检情况进行拍摄，定位模块对目 的地进行定位，通过导航模块实时导航无人机本体的飞行路线，数据对比模块实时对现飞 行路线和预定飞行路线进行比对，若比对不一致，配合定位模块对无人机本体进行自主巡 检，若无人机本体上下飞行的幅度大，可通过无线电高度表实时探测飞行高度，且探测数 据精准，配合激光雷达设备实时检测无人机本体与巡检点的距离，双重的检测方式，再次 精准数据，飞行姿态矫正器实时检测无人机本体在飞行时，是否偏航，若偏航可将数据反 馈至控制器处进行实时矫正，或通过操作中心手动矫正，或调整相关数据。
2、当无人机本体落地时，底板先落地，底板底面的底面为耐磨材质，即为硅胶材质， 耐摩擦，且柔软，利于增大底板与地面之间的摩擦力，以便提高无人机本体落地时的稳定 性，此时滑槽内部的连接板接触底面，受到冲击力，多个凹槽内的第一弹簧的弹性效果，减缓连接板受到的冲击力，同时，滑杆在连接筒的内部上下滑动，配合第二弹簧的弹性效果，再次强化连接板的缓冲效果，提高减震效果，减缓冲击力，降低冲击力对无人机本体 内部元件的损伤，利于保护器内部元件。
3、在螺旋桨带动马达快速转动实现飞行时，因围板的圆形和马达的圆心处于同一垂 直线，且围板的直径大于螺旋桨的直径，使得围板以螺旋桨转动的圆心为圆心，给予螺旋 桨以隔离保护的效果，呈圆形分别的多个立板形成圆筒状结构，对螺旋桨起到隔离的效果， 且相邻立板之间具有间距，不影响螺旋桨的转速，利于保护螺旋桨和无人机本体，以便提 高使用的安全性。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例 一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中的围板和立板的连接立体图；
图3为本发明中的图的局部立体图；
图4为本发明中的底板和连接板的立体拆分图；
图5为本发明中的滑杆、第二弹簧和连接筒的拆分图；
图6为本发明中的无人机本体内部的模块连接图；
图7为本发明中的操作中心和无人机本体的模块连接图；
图中：1、无人机本体；2、支撑腿；3、底板；4、围板；5、马达；6、螺旋桨；7、 立板；8、反光板；9、镜子；10、摄像头；11、激光雷达设备；12、滑槽；13、连接板； 14、凹槽；15、第一弹簧；16、滑杆；17、第二弹簧；18、连接筒；19、数据对比模块； 20、定位模块；21、导航模块；22、数据储存模块；23、无线电高度表；24、控制器；25、 飞行姿态矫正器；26、操作中心。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地 描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本 发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实 施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案，一种长距离等高地表无人机自主巡检装置： 包括无人机本体1，无人机本体1的后表面固定设有四个支撑腿2，四个支撑腿2两两一组，两个支撑腿2的底面安装有底板3，无人机本体1的前表面四个拐角处均安装有马达 5，马达5的外侧壁固定设有螺旋桨6，无人机本体1的后表面中间位置处安装有摄像头10，无人机本体1的内部固定设有定位模块20、导航模块21和控制器24，螺旋桨6的外 侧壁粘接固定设有反光板8，螺旋桨6的端面安装有镜子9，马达5的前表面固定设有围 板4；
底板3的后表面开设有滑槽12，滑槽12的内部滑动连接有连接板13，连接板13的前表面等距开设有多个凹槽14，凹槽14的内部固定连接有第一弹簧15，第一弹簧15的 端面通过滑槽12和底板3固定连接，；
无人机本体1的内部还设有数据对比模块19、数据储存模块22、无线电高度表23、控制器24和飞行姿态矫正器25，无人机本体1的后表面且靠近摄像头10的一侧安装有激 光雷达设备11。
本实施方案中：在数据储存模块22上设定好飞行路线，摄像头10对巡检情况进行拍 摄，定位模块20对目的地进行定位，通过导航模块21实时导航无人机本体1的飞行路线，数据对比模块19实时对现飞行路线和预定飞行路线进行比对，若比对不一致，配合导航 模块21对无人机本体1进行自主巡检，若无人机本体1上下飞行的幅度大，可通过无线 电高度表23实时探测飞行高度，且探测数据精准，配合激光雷达设备11实时检测无人机 本体1与巡检点的距离，双重的检测方式，再次精准数据，飞行姿态矫正器25实时检测 无人机本体1在飞行时，是否偏航，若偏航可将数据反馈至控制器24处进行实时矫正， 或通过操作中心26手动矫正，或调整相关数据，当无人机本体1落地时，底板3先落地， 底板3底面的底面为耐磨材质，即为硅胶材质，耐摩擦，且柔软，利于增大底板3与地面 之间的摩擦力，以便提高无人机本体1落地时的稳定性，此时滑槽12内部的连接板13接 触底面，受到冲击力，多个凹槽14内的第一弹簧15的弹性效果，减缓连接板13受到的 冲击力，同时，滑杆16在连接筒18的内部上下滑动，配合第二弹簧17的弹性效果，再 次强化连接板13的缓冲效果，提高减震效果，减缓冲击力，降低冲击力对无人机本体1 内部元件的损伤，利于保护器内部元件，在螺旋桨6带动马达5快速转动实现飞行时，因 围板4的圆形和马达5的圆心处于同一垂直线，且围板4的直径大于螺旋桨6的直径，使 得围板4以螺旋桨6转动的圆心为圆心，给予螺旋桨6以隔离保护的效果，呈圆形分别的 多个立板7形成圆筒状结构，对螺旋桨6起到隔离的效果，且相邻立板7之间具有间距， 不影响螺旋桨6的转速，利于保护螺旋桨6和无人机本体1，以便提高使用的安全性。
在一个可选的实施例中，反光板8的长度等于螺旋桨6的桨叶长度相同。
本实施例中：充分利于螺旋桨6外侧壁可利用的空间，配合镜子9扩大驱鸟的范围，确保无人机本体1飞行的稳定性。
在一个可选的实施例中，围板4的后表面固定连接有多个立板7，多个立板7和无人机本体1固定连接，多个立板7呈圆形分布。
本实施例中：多个立板7形成圆筒状，对转动的螺旋桨6起到隔离的作用，且影响螺旋桨6的转动。
在一个可选的实施例中，围板4的圆形和马达5的圆心处于同一垂直线，且围板4的直径大于螺旋桨6的直径。
本实施例中：围板4对螺旋桨6的顶部起到隔离保护的作用，扩大保护面积。
在一个可选的实施例中，滑槽12的内部安装有滑杆16，滑杆16的后表面固定设有第 二弹簧17，连接板13的前表面等距安装有多个连接筒18，滑杆16位于在一个可选的实施例中，多个第一弹簧15和多个连接筒18呈交错分布，且连接板13的后表面为耐磨材 质。
本实施例中：上述结构的配合，利于再次优化底板3的减震效果。
在一个可选的实施例中，定位模块20和数据储存模块22信号连接，数据储存模块22 和无线电高度表23信号连接。
本实施例中：通过数据储存模块22内储存的巡检路线，配合定位模块20对巡检地点 进行定位，无线电高度表23的使用，实时检测飞行高度。
在一个可选的实施例中，摄像头10和激光雷达设备11均与控制器24信号连接，飞行姿态矫正器25和控制器24信号连接。
本实施例中：可通过控制器24控制摄像头10的拍摄角度、开启或关闭等，激光雷达设备11及时检测无人机本体1与巡检地点之间的距离，利于优化检测数据；通过飞行姿 态矫正器25实时监测无人机本体1的飞行姿态。
在一个可选的实施例中，控制器24信号连接有操作中心26。
本实施例中：可通过操作中心26对控制器24的进行手动控制，或查看无人机本体1的飞行状态和巡检情况等。
在一个可选的实施例中，无人机本体1的内部开设有容腔，容腔的内部安装有蓄电池。
本实施例中：蓄电池为无人机本体1内部元件的供电来源，为该装置的用电设备供电。
本发明的工作原理及使用流程：在螺旋桨6带动马达5快速转动，使得无人机本体1实现飞行时，因围板4的圆形和马达5的圆心处于同一垂直线，且围板4的直径大于螺旋 桨6的直径，使得围板4以螺旋桨6转动的圆心为圆心，给予螺旋桨6以隔离保护的效果， 呈圆形分别的多个立板7形成圆筒状结构，对螺旋桨6起到隔离的效果，且相邻立板7之 间具有间距，不影响螺旋桨6的转速，利于保护螺旋桨6和无人机本体1，以便提高使用 的安全性，螺旋桨6外侧壁快速转动的反光板8开始反光，反光板8充分利于螺旋桨6外 侧壁可利用的空间，配合镜子9扩大驱鸟的范围，确保无人机本体1飞行的稳定性，在数 据储存模块22上设定好飞行路线，摄像头10对巡检情况进行拍摄，定位模块20对目的 地进行定位，通过导航模块21实时导航无人机本体1的飞行路线，数据对比模块19实时 对现飞行路线和预定飞行路线进行比对，若比对不一致，配合导航模块21对无人机本体1 进行自主巡检，若无人机本体1上下飞行的幅度大，可通过无线电高度表23实时探测飞 行高度，且探测数据精准，配合激光雷达设备11实时检测无人机本体1与巡检点的距离， 双重的检测方式，再次精准数据，飞行姿态矫正器25实时检测无人机本体1在飞行时， 是否偏航，若偏航可将数据反馈至控制器24处进行实时矫正，或通过操作中心26手动矫 正，或调整相关数据，当无人机本体1落地时，底板3先落地，底板3底面的底面为耐磨 材质，即为硅胶材质，耐摩擦，且柔软，利于增大底板3与地面之间的摩擦力，以便提高 无人机本体1落地时的稳定性，此时滑槽12内部的连接板13接触底面，受到冲击力，多 个凹槽14内的第一弹簧15的弹性效果，减缓连接板13受到的冲击力，同时，滑杆16在 连接筒18的内部上下滑动，配合第二弹簧17的弹性效果，再次强化连接板13的缓冲效 果，提高减震效果，减缓冲击力，利于保护支撑腿2，降低冲击力对无人机本体1内部元 件的损伤，利于保护器内部元件。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽 管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以 对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡 在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种长距离等高地表无人机自主巡检装置，包括无人机本体(1)，所述无人机本体(1)的后表面固定设有四个支撑腿(2)，四个所述支撑腿(2)两两一组，两个所述支撑腿(2)的底面安装有底板(3)，所述无人机本体(1)的前表面四个拐角处均安装有马达(5)，所述马达(5)的外侧壁固定设有螺旋桨(6)，所述无人机本体(1)的后表面中间位置处安装有摄像头(10)，所述无人机本体(1)的内部固定设有定位模块(20)、导航模块(21)和控制器(24)，其特征在于：所述螺旋桨(6)的外侧壁粘接固定设有反光板(8)，所述螺旋桨(6)的端面安装有镜子(9)，所述马达(5)的前表面固定设有围板(4)；
所述底板(3)的后表面开设有滑槽(12)，所述滑槽(12)的内部滑动连接有连接板(13)，所述连接板(13)的前表面等距开设有多个凹槽(14)，所述凹槽(14)的内部固定连接有第一弹簧(15)，所述第一弹簧(15)的端面通过滑槽(12)和所述底板(3)固定连接，所述；
所述无人机本体(1)的内部还设有数据对比模块(19)、数据储存模块(22)、无线电高度表(23)、控制器(24)和飞行姿态矫正器(25)，所述无人机本体(1)的后表面且靠近所述摄像头(10)的一侧安装有激光雷达设备(11)。
2.根据权利要求1所述的长距离等高地表无人机自主巡检装置，其特征在于：所述反光板(8)的长度等于所述螺旋桨(6)的桨叶长度相同。
3.根据权利要求1所述的长距离等高地表无人机自主巡检装置，其特征在于：所述围板(4)的后表面固定连接有多个立板(7)，多个所述立板(7)和所述无人机本体(1)固定连接，多个所述立板(7)呈圆形分布。
4.根据权利要求1所述的长距离等高地表无人机自主巡检装置，其特征在于：所述围板(4)的圆形和所述马达(5)的圆心处于同一垂直线，且所述围板(4)的直径大于所述螺旋桨(6)的直径。
5.根据权利要求1所述的长距离等高地表无人机自主巡检装置，其特征在于：所述滑槽(12)的内部安装有滑杆(16)，所述滑杆(16)的后表面固定设有第二弹簧(17)，所述连接板(13)的前表面等距安装有多个连接筒(18)，所述滑杆(16)位于所述连接筒(18)的内部。
6.根据权利要求5所述的长距离等高地表无人机自主巡检装置，其特征在于：多个所述第一弹簧(15)和多个所述连接筒(18)呈交错分布，且所述连接板(13)的后表面为耐磨材质。
7.根据权利要求1所述的长距离等高地表无人机自主巡检装置，其特征在于：所述定位模块(20)和所述数据储存模块(22)信号连接，所述数据储存模块(22)和无线电高度表(23)信号连接。
8.根据权利要求1所述的长距离等高地表无人机自主巡检装置，其特征在于：所述摄像头(10)和所述激光雷达设备(11)均与所述控制器(24)信号连接，所述飞行姿态矫正器(25)和所述控制器(24)信号连接。
9.根据权利要求1所述的长距离等高地表无人机自主巡检装置，其特征在于：所述控制器(24)信号连接有操作中心(26)。
10.根据权利要求1所述的长距离等高地表无人机自主巡检装置，其特征在于：所述无人机本体(1)的内部开设有容腔，所述容腔的内部安装有蓄电池。
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