CN113928561A - 一种具有防撞能力的钢箱梁自动巡检无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有防撞能力的钢箱梁自动巡检无人机，包括：无人机主体，该无人机主体包括支撑架、设置在支撑架上的电机、与电机连接的螺旋桨及与电机电连的飞控；本发明在使用的过程中，可以通过舵机驱动拍照摄像头转动，记录无人机在钢梁箱内部进行过程中各个部位的图像信息，减少巡查过程中的工作强度，同时布置在无人机外侧的防撞壳，可以防止无人机在巡查的过程中，发生碰撞，而导致无人机坠毁。
Description
技术领域
本发明属于机械工程技术领域，尤其是涉及一种具有防撞能力的钢箱梁自动巡检无人机。
背景技术
钢板箱形梁，其形状大致为一个长方体的箱子，故又称为钢箱梁，其是大跨径桥梁常用的结构形式，其具有用钢量少，抗扭刚度大，抗风性能好等特点。目前钢箱梁巡检是对大桥管理的重要工作之一，其主要是针对钢箱梁裂缝、是否存在钢箱梁涂装锈蚀、渗水、顶板发霉、U肋及横隔板变形等各类病害问题进行检查。其中对钢箱梁进行巡检的时候，主要是对钢箱梁裂缝检查，需要定期对钢箱梁原有的裂缝进行复查，观察原有裂缝的发展情况等。
对钢箱梁巡检时，主要是依靠巡查人员进入到钢箱梁内部，人工对钢箱梁内部进行拍照，记录。在该过程中巡查人员工作强度大，而且巡检的效率低。
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足，提供一种具有防撞能力的钢箱梁自动巡检无人机。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种具有防撞能力的钢箱梁自动巡检无人机，包括：
无人机主体，该无人机主体包括支撑架、设置在支撑架上的电机、与电机连接的螺旋桨及与电机电连的飞控；
电池组，设置在支撑架上，与飞控电连；
防撞部件，设置在支撑架上，用于保护无人机主体；
视觉摄像头，设置在无人机主体上，拍摄钢箱梁内部结构；
拍照摄像头，设置在无人机主体上，拍摄钢箱梁内部照片；
舵机，与拍照摄像头相关联以驱动拍照摄像头转动；
激光测距传感器，设置在防撞部件上，用于测量防撞部件与障碍物的距离；
其中，所述防撞部件包括围绕着所述无人机外侧的并与支撑架相连的防撞壳，且所述防撞壳包括布置在所述无人机主体上半部分的第一防撞壳和布置在所述无人机主体下半部分的第二防撞壳，所述第一防撞壳和所述第二防撞壳均为弧形设置。
本发明在使用的过程中，可以通过舵机驱动拍照摄像头转动，记录无人机在钢梁箱内部行进过程中各个部位的图像信息，减少巡查过程中的工作强度，同时布置在无人机外侧的防撞壳，可在无人机与钢梁箱发生轻微碰撞时提供弹性形变抵抗冲击，以此来保护无人机内部，而视觉摄像头还可以进一步识别无人机主体在进行过程中的障碍信息，以自动控制无人机主体避开障碍物；激光测距传感器可以测量无人机主体和周边障碍物的距离，以进一步帮助无人机主体规避障碍物；其中防撞壳设置为弧形，可以进一步对无人机主体的行进过程中发生的碰撞进行缓冲，以进一步防止无人机因为碰撞而坠毁。
可选的，所述第一防撞壳包括弧形设置的第一防撞梁，所述第二防撞壳包括弧形设置的第二防撞梁，所述第一防撞梁和所述第二防撞梁的前端通过第一连接头相连，所述第一防撞梁的后端和所述第二防撞梁的后端通过第二连接头相连。
可选的，所述防撞部件还包括沿着所述无人机主体前后方向的中轴线布置的中心轴，所述第一防撞梁前端至所述第一防撞梁后端的长度大于所述中心轴前端至所述中心轴后端的长度，所述第二防撞梁前端至所述第二防撞梁后端的长度大于所述中心轴前端至所述中心轴后端的长度。
可选的，所述第一防撞梁上设有与所述中心轴前端相连的第一连接梁和与所述中心轴后端相连的第二连接梁；所述第二防撞梁上设有与中心轴前端相连的第三连接梁和与所述中心轴后端相连的第四连接梁；所述第一连接梁和所述第三连接梁通过第一接头相连，所述第二连接梁和第四连接梁通过第二接头相连；所述第一、第二、第三以及第四连接梁均为弧形设置。
可选的，所述第一连接头的侧壁向外延伸形成有多个第一固定叉，所述第二连接头的侧壁向外延伸形成有多个第二固定叉；多个所述第一固定叉分别与所述第一防撞梁和所述第二防撞梁的前端相连，多个所述第二固定叉分别与所述第二防撞梁和所述第二防撞梁的后端相连。
可选的，所述视觉摄像头设于所述第一连接头上，所述舵机设于所述中心轴的前端，所述拍照摄像头设于所述第一连接头和所述舵机之间。
可选的，还包括与舵机相连的相机本体，拍照摄像头至少具有两个，两个拍照摄像头对称设于所述相机本体的上底面和下底面。
可选的，所述第一防撞壳和所述第二防撞壳至少设有两个，且两个所述第一防撞壳以经过中心轴的轴线的垂面相对称，两个所述第二防撞壳以经过中心轴的轴线的垂面相对称；其中，位于所述无人机本体其中一侧的第一防撞壳和所述第二防撞壳通过第一连杆相连，位于所述无人机本体另一侧的第一防撞壳和所述第二防撞壳通过第二连杆相连，两个所述第一防撞壳之间通过第三连杆相连，两个所述第二防撞壳之间通过第四连杆相连；所述第一、第二、第三及第四连杆上均设有所述激光测距传感器。
可选的，所述防撞壳上还设有多组杆体组件，所述杆体组件包括第一杆体和第二杆体，所述第一杆体的其中一端与所述中心轴相连，另一端与所述第一防撞梁相连，所述第二杆体的其中一端与所述中心轴相连，另一端与所述第二防撞壳相连。
可选的，以所述中心轴的中轴线与所述中心轴两个端面的交点之间的距离作为L1，以所述第一连接头远离所述中心轴的端面与所述中心轴的中轴线的交点至所述第二连接头远离所述中心轴的端面与所述中心轴的中轴线的交点之间的距离作为L2，则L1：L2＝0.526～0.546：1.0。
可选的，所述第一防撞梁为弧形，所述第一防撞梁其中一端至另一端的弧长作为L3则L2：L3＝0.358～0.378:1.0。
可选的，所述第一连接梁其中一端至另一端的直线距离作为L4，则L4：L1＝0.421～0.441：1.0。
可选的，所述第一连接梁为弧形，所述第一连接梁其中一端至另一端的弧长作为L5，则L4：L5＝0.95～1.15：1.0。
可选的，以所述第一连杆的中轴线与所述第一连杆两个端面的交点之间的距离作为L6，以所述第三连杆的中轴线与所述第三连杆两个端面的交点之间的距离作为L7，则L6：L7＝0.570～0.590：1.0。
可选的，所述杆体组件还包括第一纵向连接杆和第二纵向连接杆，所述第一纵向连接杆与第一防撞壳相连，所述第二纵向连接杆与第二防撞壳相连，且设所述第一纵向连接杆和第二纵向连接杆的长度相等；以所述第一纵向连接杆的中轴线与所述第一纵向连接杆两个端面的交点之间的距离作为L8，则L8：L7＝0.967～0.987：1.0。
综上所述，本发明在使用的过程中，可以通过舵机驱动拍照摄像头转动，记录无人机在钢梁箱内部行进过程中各个部位的图像信息，减少巡查过程中的工作强度，同时布置在无人机外侧的防撞壳，可在无人机与钢梁箱发生轻微碰撞时提供弹性形变抵抗冲击，以此来保护无人机内部，而视觉摄像头还可以进一步识别无人机主体在进行过程中的障碍信息，以自动控制无人机主体避开障碍物；激光测距传感器可以测量无人机主体和周边障碍物的距离，以进一步帮助无人机主体规避障碍物；其中防撞壳设置为弧形，可以进一步对无人机主体的行进过程中发生的碰撞进行缓冲，以进一步防止无人机因为碰撞而坠毁。
附图说明
图1为本发明无人机从左前方由上向下观察的立体图。
图2为本发明无人机从右前方由上向下观察的立体图。
图3为图1中无人机的俯视图。
图4为图1中无人机的仰视图。
图5为图1中无人机的前视图。
图6为图1中无人机的后视图。
图7为图1中无人机的俯视图。
图8为图1中无人机的左视图。
图9为图1中无人机的俯视图。
具体实施方式
为了使本领域人员更好的理解本发明的方案，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、完整的描述。在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
图1是表示本发明的无人机10在未工作状态下，从左前方从上到下的立体图。图2是表示无人机在未工作的状态下，从右前方从上到下的立体图。图3是从无人机10的顶部向无人机10的底部方向观察的示意图。图4是从无人机10的底部向无人机10的顶部方向观察的示意图。图5是从无人机的前端向无人机的后端方向观察的示意图。图6是从无人机的后端向无人机的前端观察的示意图。图7是从无人机10的顶部向无人机10的底部方向观察的示意图，并在图中标注了L1、L2、L3、L4、L5的尺寸。图8是从无人机的左端向无人机的右端观察的示意图，并标注了L6的尺寸。图9是从无人机的顶端向无人机的底端观察的示意图，并标注了L7和L8的尺寸。
参考图1-图6中示出的无人机10，该无人机10具有无人机主体20、防撞部件30、视觉摄像头40、拍照摄像头50及舵机60。其中无人机主体20在人为控制下或事先预设好的程序控制下起飞到钢箱梁当中，其中视觉摄像头40位于无人机10的最前方并实时向后台传输拍摄到的视频，从而便于操作人员实时调整无人机主体20的飞行路径，减少无人机10碰撞到钢箱梁内钢梁的几率，同时通过视频直观检查桥梁是否有缝隙。拍照摄像头50位于无人机10的前端，且位于视觉摄像头40的后方。舵机位于拍照摄像头50的后方，并且舵机60在工作时驱动拍照摄像头50转动三百六十度，由此拍照摄像头50可以拍摄上、下、左、右四个方向的画面，从而检测桥梁是否有缝隙，由此保障桥梁箱的安全。
一并参考图1-图5，无人机主体20作为整个无人机10的动力源，实现无人机10可沿着钢箱梁内部飞行，从而视觉摄像头40可以拍摄到钢箱梁内部的情况。同时无人机主体20也可悬停在钢箱梁内部的某一个区域，进而拍照摄像头50拍摄钢箱梁内部的照片，便于后台检查并分析拍摄到的钢箱梁的裂缝。无人机主体20具有支撑架21、电机22、螺旋桨23、电池组24及飞控25，其中支撑架21作为无人机主体20的主要架体，用以支撑构成无人机主体20的其他部件。支撑架21具有大致为菱形的支撑中部21a及从支撑中部21a的四个角沿着大致为水平方向延伸而形成的支部21b。其中支撑中部21a的边缘大致为三分之一大小圆的弧形边21a1。四个支架21b在水平面上大致为沿着圆周方向等间距排列。其中支架21b远离支撑中部21a的端部大致为圆形，电机22安装在支架21b上。
另外，电机22用来带动螺旋桨23高速旋转，螺旋桨23形成的气流升起整个无人机10，电机22通过螺栓固定在支架21b的端部上，且电机22的输出轴朝向上方，螺旋桨23套在电机22的输出轴上，并在电机22的输出轴上螺入螺母，螺母压住螺旋桨23的中部，从而限制螺旋桨23在随电机22的输出轴同步转动下螺旋桨23正常工作，保障无人机主体20运行时的稳定性。
参考图3，飞控25一般包括传感器、机载计算机及伺服作动设备三大部分，实现的功能主要有稳定无人机10的姿态及控制无人机10、无人机10的任务设备管理和应急控制三大类。支撑架21的支撑中部21a上钻有螺孔，用螺钉将飞控25固定到支撑中部21a，而且飞控25在位于支撑架21的上端面以上，由此无人机10升空时，保持无人机10平衡。同时飞控25上信息传递用的电线沿着支架21b的上端面布置，然后和电机22连接，由此飞控25控制电机22的转速等。
参考图1和图4，电池组24给飞控25和电机22提供飞行用的电力，同时也给视觉摄像头40及拍照摄像头50提供电力，以此维持无人机10在钢箱梁内部平稳工作。在支撑架21的下端面以下通过螺栓固定有电池固定架21c，电池固定架21c具有四个通过螺钉和支撑中部21a连接的垂杆21c1及与垂杆21c1的下端连接的支板21c2，支板21c2和垂杆21c1连接后构成放置电池组24的空间。电池固定架21c支撑并保护电池组24，提高电池组24的使用寿命及无人机10的安全性。电池组24为锂电池，电池组24可拆固定到电池固定架21c上，且支板21c2对电池组24实现支撑。电池组24和飞控25相对应设置，位于四个螺旋桨23所形成的升力的中间，保持无人机10工作时，维持无人机10不会发生偏移。
一并参考图1，防撞部件30对无人机主体20进行保护以免除无人机主体20在钢箱梁内飞行时碰撞到钢箱梁内壁而受到损伤。其中防撞部件30包括柱形的中心轴31及围绕在中心轴外的防撞壳，中心轴31的长度略大于支撑架的长度，且中心轴31沿着无人机主体20前后方向的中轴线布置，并固定到无人机主体20的背部。中心轴31用以支撑防撞壳，以此对中心轴31进行固定。
另外，防撞壳罩在无人机主体20外，形成无人机主体20的保护层来保护无人机主体20，维持无人机主体20正常工作。防撞壳具有两个大致在无人机10上半部分的第一防撞壳321及两个大致在无人机10的下半部分的第二防撞壳322，其中两个第一防撞壳321以经过中心轴31的轴线的垂面相对称。同时，两个第二防撞壳322以经过中心轴31的轴线的垂面相对称。
参考图1、图4及图5，在无人机上半部分的两个第一防撞壳321中的一个位于无人机10的左上方，另一个位于无人机10的右上方。该第一防撞壳321包括第一防撞梁321a、第一连接梁321b及第二连接梁321c。第一防撞梁321a大致为弧形的弹性塑料件，并且第一防撞梁321a的前端到后端的长度大于中心轴31的长度，并且第一防撞梁321a的前端位于中心轴31前端的前方。第一防撞梁321a的后端位于中心轴31后端的后方。由此第一防撞梁321a对无人机主体20形成的保护范围大。无人机10靠近钢箱梁内壁与钢箱梁内壁接触后发生弹性的形变，从而弹开无人机10至远离钢箱梁内壁。当然在其他实施例中，第一防撞梁321a也可以是刚性材质。
参考图1，在靠近第一防撞梁321a前端处部分朝向中心轴31的前端方向延伸形成弯曲的第一连接梁321b，第一连接梁321b靠近中心轴31的端部通过螺钉和中心轴31前端的第一接头31a固定，从而斜支撑第一防撞梁321a。另外，在靠近第一防撞梁321a后端处部分朝向中心轴31的后端方向延伸形成弯曲的第二连接梁321c，第二连接梁321c靠近中心轴31的端部通过螺钉和中心轴31后端的第二接头31b固定，以二连接梁斜321c支撑第一防撞梁321a的后端，以此加强第一防撞梁321a强度及弹性。第一防撞梁321a碰撞到钢箱梁内部后第一连接梁321b及第二连接梁321c弹性形变，推动无人机10远离钢箱梁内壁。
参考图1及图4-图5，分别位于无人机10左下方及无人机10右下方的第二防撞壳322，其包括第二防撞梁322a、第三连接梁322b及第四连接梁322c。第二防撞梁322a大致为弧形的弹性塑料件，并且第二防撞梁322a的前端到后端的长度大于中心轴31的长度，并且第二防撞梁322a的前端位于中心轴31前端的前方。第二防撞梁322a的后端位于中心轴31后端的后方。由此第二防撞梁322a对无人机主体20形成的保护范围大。无人机10靠近钢箱梁内壁与钢箱梁内壁接触后发生弹性的形变，从而弹开无人机10至远离钢箱梁内壁。当然在其他实施例中，第二防撞梁322a也可以是刚性材质。
参考图1，在靠近第二防撞梁322a前端处部分朝向中心轴31的前端方向延伸形成弯曲的第三连接梁322b，第三连接梁322b靠近中心轴31的端部通过螺钉和中心轴31前端的第一接头31a固定，从而斜支撑第二防撞梁322a。另外，在靠近第二防撞梁322a后端处部分朝向中心轴31的后端方向延伸形成弯曲的第四连接梁322c，第四连接梁322c靠近中心轴31的端部通过螺钉和中心轴31后端的第二接头31b固定，以二连接梁斜321c支撑第二防撞梁322a的后端，以此加强第二防撞梁322a强度及弹性。第二防撞梁322a碰撞到钢箱梁内部后第三连接梁322b及第四连接梁322c弹性形变，推动无人机10远离钢箱梁内壁。
一并参考图1和图2，在第二防撞梁322a上靠近第三连接梁322b处具有中轴线和垂线相平行的脚垫322a1，脚垫322a1靠近第二防撞梁322a的上部的截面的面积小于远离第二防撞梁322a的下端部的截面的面积，从而增大了脚垫与地面的接触面积，在无人机降落时起到了缓冲作用。
参考图1和图4-图5，第一接头31a具有套在中心轴31的套筒部分及由套筒部分的侧壁局部向外延伸形成四个大致为Y形的第一连接叉311a,第一连接叉311a沿着中心轴31的圆周方向排列。靠近中心轴31前端的第一连接梁321b和第三连接梁322b分别对应的插入到第一连接叉311a中并通过螺钉固定。第一连接叉311a夹住第一连接梁321b和第三连接梁322b的端部以增大接触面积，提高连接牢固性。
另外，第二接头31b具有套在中心轴31的套筒形状的部分及由该部分的侧壁局部向外延伸形成四个大致为Y形的第二连接叉311b,第二连接叉311b沿着中心轴31的圆周方向排列。靠近中心轴31前端的第二连接梁321c和第四连接梁322c分别对应的插入到第二连接叉33a中并通过螺钉固定。
参考图1，靠近中心轴31前端的第一防撞梁321a及第二防撞梁322a的端部通过第一连接头35相连接。第一连接头35的中间为圆筒形，并且从第一连接头35的侧壁局部向外延伸形成四个大致为Y形的第一固定叉35a。在无人机10的前端的第一防撞梁321a及第二防撞梁322a插入到第一固定叉35a中，然后再通过螺钉固定。
一并参考图1，靠近中心轴31后端的第一防撞梁321a及第二防撞梁322a的端部通过第二连接头36连接。第二连接头36的形状与第一连接头35的形状相一致，由此第二连接头36的侧壁延伸形成四个大致为Y形的第二固定叉36a，在无人机10的后端的第一防撞梁321a及第二防撞梁322a插入到第二固定叉36a中，然后再通过螺钉固定。
参考图4和图5，位于无人机10左侧第一防撞梁321a的中部及第二防撞梁322a的中部通过第一连杆37a连接，第一连接杆37a加固第一、第二防撞梁，维持无人机10飞行时左侧的第一、第二防撞梁不晃动，保持无人机飞行稳定。无人机10右侧第一防撞梁321a的中部及第二防撞梁322a的中部通过第二连接杆37b连接，第二连杆37b加固了第一、第二防撞梁，保持无人机10飞行时右侧的第一、第二防撞梁不晃动，维持无人机飞行稳定。另外，第一连杆37a的上端和第二连杆37b的上端通过第三连杆37c连接。第一连杆37a的下端和第二连杆37b的下端通过第四连杆37d连接，由此支撑并固定第一防撞梁321a和第二防撞梁322a的位置不发生移动。
参考图1，加强防撞部件整体强度，在靠近无人机10前端和靠近无人后端分别有一组加固杆组件，该加固杆组件包括第一加固杆39a、第二加固杆39b、第三加固杆39c及第四加固杆39d，第一加固杆39a连接位于无人机10左侧的第一防撞梁321a和第二防撞梁322a，第二加固杆39b则连接无人机右侧的第一防撞梁321a和第二防撞梁322a。第三加固杆39c则的两头分别连接两个第一防撞梁321a，第四加固杆39d则连接两个第二防撞梁322a。加固杆组件维持防撞部件30的前后端不晃动，强化防撞部件30的结构。
另外，靠近无人机10的中部处设置有两组由八根杆体组成杆体组件，其杆体组件40，杆体组件包括两根第一杆体40a和两根第二杆体40b，其中一根第一杆体40a的一端和中心轴31相连，另一端与两根中的其中一根第一防撞梁321a相连，另一根第一杆体40a的一端和中心轴31相连，另一端与另一根防撞梁321a相连，并且两根第一杆体40a形成之间形成一定的夹角，以形成“V”字形。
其中一根第二杆体40b的一端和中心轴31相连，另一端与两根中的其中一根第二防撞梁322a相连；另一根第二杆体40b的一端和中心轴31相连，另一端与另一根第二防撞梁322a相连，并且两根第二连接杆40b形成之间形成一定的夹角，以形成“V”字形。
杆体组件40还包括第一纵向连接杆40c和第二纵向连接杆40d，两根第一杆体40a分别与第一防撞梁321a相连，以形成两个第一连接处，其中第一纵向连接杆40c的首尾两端分别与上述第一连接处与两根第一防撞梁321a相连。
两根第二杆体40b分别与第二防撞梁321b相连，以形成两个连接处，其中第二纵向连接杆40d的首尾两端分别于上述第二连接处与两根第二防撞梁322a相连。
参考图1-3，在第一连接杆37a和第二连接杆37b的上端分别设置有激光测距传感器70，同样的，在第三连接杆37c的中间设置有激光测距传感器70，第四连接杆37d的中间设置有激光测距传感器70。所述激光测距传感器70固定于无人机上下左右前后六个面提供避障保持安全距离作用。
防撞壳对无人机主体能够起到很好的保护作用，但是在巡查工作中，不难发现防撞壳如果太小，仅仅贴着无人机主体布置，则在发生碰撞时，难以提供良好的缓冲效果，如果防撞壳设计的过大，则会导致无人机在钢梁箱中移动受限。为此本发明还提供了更为详尽的尺寸，在该尺寸下，能够保证无人机主体在无人机处于较高飞行速率的情况下，发生碰撞时，对无人机主体起到相应的保护作用。
参考图7-9，具体的，以中心轴31的中轴线与中心轴31两个端面的交点之间的距离作为L1(中心轴的长度)，
以第一连接头35远离中心轴31的端面与中心轴31的中轴线的交点至第二连接头36远离中心轴31的端面与中心轴31的中轴线的交点之间的距离作为L2,(本发明的纵向长度)，则L1：L2＝0.526～0.546，在本实施例中为0.536。
第一防撞梁321a其中一端至另一端的弧长作为L3(防撞壳的弧长)，则L2：L3＝0.358～0.378，在本实施例中为L2：L3＝0.368。
第一连接梁321b其中一端至另一端的直线距离作为L4(连接梁一端与防撞壳的连接点至连接梁另一端与中心轴的连接点之间的距离)，则L4：L1＝0.421～0.441：1.0，在本实施例中为L4：L1＝0.431：1.0。
第一连接梁321b其中一端至另一端的弧长作为L5(连接梁的弧长)，则L4：L5＝0.95～1.15：1.0，在本实施例中L4：L5＝1.05：1.0。
进而在上述结构下，防撞壳的弧度设计恰好能够在有着良好弹性和防撞效果的情况下，降低整个设备的整体的长度和宽度。
而防撞梁在防撞壳上的连接位置和弧长也是固定的，在这一位置下，防撞梁能够提供良好支撑效果的情况下，不会对防撞壳的弹性造成影响。
以第一连杆37a的中轴线与第一连杆37a两个端面的交点之间的距离作为L6，以第三连杆37c的中轴线与第三连杆37a两个端面的交点之间的距离作为L7，则L6：L7＝0.570～0.590：1.0，在本实施例中，L6：L7＝0.580：1.0。在该比例下，整个装置的整体高度和宽度将会确定，在该比例下，可以在尽量降低整个装置高度的情况下，保证无人机本体上方的保护，同时这一比例下，也能够保证在受到来自于上方的碰撞时，通过倾斜设置的防撞壳，对无人机主体10进行保护。
以第一纵向连接杆40c的中轴线与第一纵向连接杆40c两个端面的交点之间的距离作为L8，则L8：L7＝0.967～0.987：1.0,在本实施例中L8：L7＝0.977：1.0。
在整个防撞部件30的中间部位还需要设置相应的支撑装置，其中杆体组件40起到对防撞部件30中间部分进行支撑的效果。而L8：L7＝0.977，可以让杆体组件40布置在第三连杆37c的两侧适当的位置，以对防撞部件30靠近中间的位置进行良好的支撑。
一并参考图1，舵机60安装在中心轴31前端的端部，舵机60的动力输出轴与拍照摄像头50相连，具体的拍照摄像头50布置在相机本体上501上，上述相机本体501的侧面与舵机60的动力输出轴相连，拍照摄像头50具有两个，对称安装于相机本体501上，分别位于相机本体501的上底面和下底面，进而无人机在飞行的过程中，可以同时拍摄两个相反方向的具体情况。
视觉摄像头40布置在拍照摄像头50的前端，进而拍照摄像头50布置在视觉摄像头40和舵机60之间。具体的，视觉摄像头40布置在连接第一防撞梁321a和第二防撞梁322a前端的第一连接头35上，第一连接头35的前端通过螺钉安装有视觉摄像头，视觉摄像头拍摄实时视频给后台。所述拍照摄像头50为对称安装，依靠舵机驱动可360旋转，分别用于拍摄上下左右四个方向的图像及视频
此无人机工作原理为：在桥的钢箱梁中来回巡检拍照，在桥梁首端起飞后依靠激光测距传感器保证各方向安全距离，匀速向钢箱梁的末端飞行并同时拍下钢箱梁内部上下的照片，当无人机飞至钢箱梁末端时所述拍照摄像头旋转90°拍摄钢箱梁左右照片，同时无人机往首端匀速飞行。当一个循环结束后无人机在钢箱梁首端降落并向后台回传数据供工作人员分析。
显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
Claims (15)
1.一种具有防撞能力的钢箱梁自动巡检无人机，其特征在于，包括：
无人机主体，该无人机主体包括支撑架、设置在支撑架上的电机、与电机连接的螺旋桨及与电机电连的飞控；
电池组，设置在支撑架上，与飞控电连；
防撞部件，设置在支撑架上，用于保护无人机主体；
视觉摄像头，设置在无人机主体上，拍摄钢箱梁内部结构；
拍照摄像头，设置在无人机主体上，拍摄钢箱梁内部照片；
舵机，与拍照摄像头相关联以驱动拍照摄像头转动；
激光测距传感器，设置在防撞部件上，用于测量防撞部件与障碍物的距离；
其中，所述防撞部件包括围绕着所述无人机外侧的并与支撑架相连的防撞壳，且所述防撞壳包括布置在所述无人机主体上半部分的第一防撞壳和布置在所述无人机主体下半部分的第二防撞壳，所述第一防撞壳和所述第二防撞壳均为弧形设置。
2.根据权利要求1所述的一种具有防撞能力的钢箱梁自动巡检无人机，其特征在于，所述第一防撞壳包括弧形设置的第一防撞梁，所述第二防撞壳包括弧形设置的第二防撞梁，所述第一防撞梁和所述第二防撞梁的前端通过第一连接头相连，所述第一防撞梁的后端和所述第二防撞梁的后端通过第二连接头相连。
3.根据权利要求2所述的一种具有防撞能力的钢箱梁自动巡检无人机，其特征在于，所述防撞部件还包括沿着所述无人机主体前后方向的中轴线布置的中心轴，所述第一防撞梁前端至所述第一防撞梁后端的长度大于所述中心轴前端至所述中心轴后端的长度，所述第二防撞梁前端至所述第二防撞梁后端的长度大于所述中心轴前端至所述中心轴后端的长度。
4.根据权利要求3所述的一种具有防撞能力的钢箱梁自动巡检无人机，其特征在于，所述第一防撞梁上设有与所述中心轴前端相连的第一连接梁和与所述中心轴后端相连的第二连接梁；所述第二防撞梁上设有与中心轴前端相连的第三连接梁和与所述中心轴后端相连的第四连接梁；所述第一连接梁和所述第三连接梁通过第一接头相连，所述第二连接梁和第四连接梁通过第二接头相连；所述第一、第二、第三以及第四连接梁均为弧形设置。
5.根据权利要求4所述的一种具有防撞能力的钢箱梁自动巡检无人机，其特征在于，所述第一连接头的侧壁向外延伸形成有多个第一固定叉，所述第二连接头的侧壁向外延伸形成有多个第二固定叉；多个所述第一固定叉分别与所述第一防撞梁和所述第二防撞梁的前端相连，多个所述第二固定叉分别与所述第二防撞梁和所述第二防撞梁的后端相连。
6.根据权利要求5所述的一种具有防撞能力的钢箱梁自动巡检无人机，其特征在于，所述视觉摄像头设于所述第一连接头上，所述舵机设于所述中心轴的前端，所述拍照摄像头设于所述第一连接头和所述舵机之间。
7.根据权利要求6所述的一种具有防撞能力的钢箱梁自动巡检无人机，其特征在于，还包括与舵机相连的相机本体，拍照摄像头至少具有两个，两个拍照摄像头对称设于所述相机本体的上底面和下底面。
8.根据权利要求5所述的一种具有防撞能力的钢箱梁自动巡检无人机，其特征在于，所述第一防撞壳和所述第二防撞壳至少设有两个，且两个所述第一防撞壳以经过中心轴的轴线的垂面相对称，两个所述第二防撞壳以经过中心轴的轴线的垂面相对称；其中，位于所述无人机本体其中一侧的第一防撞壳和所述第二防撞壳通过第一连杆相连，位于所述无人机本体另一侧的第一防撞壳和所述第二防撞壳通过第二连杆相连，两个所述第一防撞壳之间通过第三连杆相连，两个所述第二防撞壳之间通过第四连杆相连；所述第一、第二、第三及第四连杆上均设有所述激光测距传感器。
9.根据权利要求8所述的一种具有防撞能力的钢箱梁自动巡检无人机，其特征在于，所述防撞壳上还设有多组杆体组件，所述杆体组件包括第一杆体和第二杆体，所述第一杆体的其中一端与所述中心轴相连，另一端与所述第一防撞壳相连，所述第二杆体的其中一端与所述中心轴相连，另一端与所述第二防撞壳相连。
10.根据权利要求8所述的一种具有防撞能力的钢箱梁自动巡检无人机，其特征在于，以所述中心轴的中轴线与所述中心轴两个端面的交点之间的距离作为L1，以所述第一连接头远离所述中心轴的端面与所述中心轴的中轴线的交点至所述第二连接头远离所述中心轴的端面与所述中心轴的中轴线的交点之间的距离作为L2，则L1：L2＝0.526～0.546：1.0。
11.根据权利要求10所述的一种具有防撞能力的钢箱梁自动巡检无人机，其特征在于，所述第一防撞梁为弧形，所述第一防撞梁其中一端至另一端的弧长作为L3则L2：L3＝0.358～0.378:1.0。
12.根据权利要求10所述的一种具有防撞能力的钢箱梁自动巡检无人机，其特征在于，所述第一连接梁其中一端至另一端的直线距离作为L4，则L4：L1＝0.421～0.441：1.0。
13.根据权利要求12所述的一种具有防撞能力的钢箱梁自动巡检无人机，其特征在于，所述第一连接梁为弧形，所述第一连接梁其中一端至另一端的弧长作为L5，则L4：L5＝0.95～1.15：1.0。
14.根据权利要求13所述的一种具有防撞能力的钢箱梁自动巡检无人机，其特征在于，以所述第一连杆的中轴线与所述第一连杆两个端面的交点之间的距离作为L6，以所述第三连杆的中轴线与所述第三连杆两个端面的交点之间的距离作为L7，则L6：L7＝0.570～0.590：1.0。
15.根据权利要求9所述的一种具有防撞能力的钢箱梁自动巡检无人机，其特征在于，所述杆体组件还包括第一纵向连接杆和第二纵向连接杆，所述第一纵向连接杆与第一防撞壳相连，所述第二纵向连接杆与第二防撞壳相连，且设所述第一纵向连接杆和第二纵向连接杆的长度相等；以所述第一纵向连接杆的中轴线与所述第一纵向连接杆两个端面的交点之间的距离作为L8，则L8：L7＝0.967～0.987：1.0。
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