CN115571341B - 一种无人机巡检装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机巡检装置，属于无人机技术领域，为了解决现有无人机的机体会遮挡摄像头的拍摄角度的问题，所述无人机巡检装置包括依次连接的机体（1）、位置调节机构（7）和云台（4），位置调节机构（7）能够使云台（4）沿前后方向或左右方向移动，云台（4）上安装有摄像头（5）。所述无人机巡检装置包括位置调节机构，位置调节机构能够使云台和摄像头沿前后方向或左右方向移动，从而尽量避免机体遮挡摄像头，影响摄像头进行拍摄的情况发生，进而提高了无人机实用性以及扩大了无人机适用范围的作用。

Description

一种无人机巡检装置

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体的是一种无人机巡检装置。

背景技术

在电力系统中，为了保证变电站能够正常运行，需要定期对变电站的线路进行巡检，随着科学技术的进步，在进行巡检时，常使用带有摄像头的无人机对架设在高处的变电站线路进行巡检。

现有技术中，使用无人机时，需要将摄像头安装在具有角度调节功能的云台上使用，但是由于摄像头通常安装在无人机机体的下方，无人机的机体会遮挡摄像头的拍摄角度，因此摄像头只能从上向下俯视进行拍摄，导致摄像头难以拍摄到线路下方的画面，从而对线路状态进行检查。

发明内容

为了解决上述无人机的机体会遮挡摄像头的拍摄角度的问题，本发明提供了一种无人机巡检装置，所述无人机巡检装置包括位置调节机构，位置调节机构能够使云台和摄像头沿前后方向或左右方向移动，从而尽量避免机体遮挡摄像头，影响摄像头进行拍摄的情况发生，进而提高了无人机实用性以及扩大了无人机适用范围的作用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种无人机巡检装置，包括依次连接的机体、位置调节机构和云台，位置调节机构能够使云台沿前后方向或左右方向移动，云台上安装有摄像头。

本发明的有益效果是：

1、当摄像头移动到适宜的位置后，就能够借助云台调节摄像头的角度，使摄像头能够对线路下方的画面进行拍摄，通过设置调节结构，达到能够对摄像头的位置进行调节，从而尽量避免机体遮挡摄像头，影响摄像头进行拍摄的情况发生，进而提高了无人机实用性以及扩大了无人机适用范围的作用。

2、通过设置限位机构，达到对云台的移动路径进行限制，尽量避免云台发生转动，从而使摄像头能够更平稳地进行拍摄的作用。

3、可以方便使用者掌握无人机的位置，同时中央处理模块还能够控制伸缩模块运作，伸缩模块会带动云台和摄像头前后移动，角度调节模块能够对摄像模块的拍摄角度进行调节，拍摄模块能让使用者能够看到飞行画面，从而方便使用者能够借助视觉导航操控无人机。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明所述无人机巡检装置的俯视立体结构示意图。

图2是本发明所述无人机巡检装置的仰视立体结构示意图。

图3是云台处的立体结构示意图。

图4是图3中A部位的放大示意图。

图5是云台架的前侧立体示意图。

图6是云台架的后侧立体示意图。

图7是螺杆部位的立体示意图。

图8是内滑板的立体示意图。

图9是限位管部位的立体示意图。

图10是本发明所述无人机巡检装置的控制系统的示意图。

附图标记说明如下：

1、机体；2、电机；3、螺旋桨；4、云台；5、摄像头；6、支腿；7、位置调节机构；8、限位机构；

701、伸缩杆架；702、电动伸缩杆；703、云台架；704、内滑板；705、让位槽；706、连接块；707、下夹块；708、上夹块；709、螺杆；710、手柄；711、圆环；712、卡块；713、定距框；714、条形孔；715、侧滑块；

81、导向滑道；82、圆滑块；83、上转轴；84、限位管；85、限位条；86、防脱杆；87、防脱块；88、前转轴；

7021、伸缩杆；7022、缸筒；

7091、小径配合段；

7131、滑槽。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种无人机巡检装置，包括依次连接的机体1、位置调节机构7和云台4，位置调节机构7能够使云台4沿前后方向或左右方向移动，云台4上安装有摄像头5，如图1和图2所示。

机体1的周围有四条架臂，四条架臂安装有四个电机2，电机2的输出端固定连接有螺旋桨3，机体1的下表面安装有两个支腿6，位置调节机构7能够使云台4和摄像头5沿前后方向或左右方向移动，从而尽量避免机体1遮挡摄像头5，影响摄像头5进行拍摄的情况发生，进而提高了无人机实用性以及扩大了无人机适用范围的作用。

优选，位置调节机构7和云台4均位于机体1的下方，云台4为凹字型框架结构，云台4的开口朝前，摄像头5的镜头朝向前方，云台4和位置调节机构7前后设置，位置调节机构7能够使云台4沿前后方向移动。位置调节机构7可以有多种实现方式，任何能够使云台4沿前后方向移动的现有机构均可以采用。云台4上设有角度调节机构，所述角度调节机构能够调节摄像头5的拍摄角度。

在本实施例中，位置调节机构7含有依次连接的云台架703、电动伸缩杆702和伸缩杆架701，云台4与云台架703连接，电动伸缩杆702含有内外套设的伸缩杆7021和缸筒7022，伸缩杆7021能够沿前后方向伸缩，缸筒7022与伸缩杆架701连接固定，伸缩杆架701与机体1的下表面连接固定，如图3所示。

在本实施例中，云台架703的作用在于连接云台4和电动伸缩杆702，云台架703呈直立的矩形管状结构，云台架703含有依次连接的前侧壁、左侧壁、后侧壁和右侧壁，云台架703内匹配的套设有内滑板704，内滑板704能够相当于云台架703上下滑动。

在本实施例中，云台架703的前侧壁固定连接有上夹块708，上夹块708的前端向下弯曲，内滑板704的前侧固定连接有下夹块707，下夹块707的前端向上弯曲，上夹块708与下夹块707上下间隔设置，上夹块708和下夹块707能够夹持固定云台4，如图3至图6所示。

在本实施例中，云台架703的后侧设置有螺杆709和防脱机构，螺杆709沿前后方向延伸，螺杆709穿过云台架703的后侧壁，螺杆709与云台架703的后侧壁螺纹连接，螺杆709的前端能够与内滑板704抵接，螺杆709的后端设有手柄710，所述防脱机构能够防止螺杆709脱离云台架703。

在本实施例中，所述防脱机构含有圆环711、卡块712和定距框713，螺杆709上设有小径配合段7091，圆环711匹配的套设于小径配合段7091外，定距框713的前端与云台架703的后侧壁连接固定，定距框713内设有滑槽7131，滑槽7131沿前后方向延伸，卡块712的上端与圆环711连接固定，卡块712的下端匹配地位于滑槽7131内，螺杆709只能相对于圆环711转动而不相对于圆环711前后移动，滑槽7131的长度小于螺杆709的前端到圆环711的距离，如图6和图7所示。

定距框713位于螺杆709的下方，螺杆709与滑槽7131上下平行设置，卡块712的下端只能在滑槽7131内前后滑动，卡块712不能脱离滑槽7131，圆环711、卡块712和定距框713从上向下依次连接固定，则螺杆709不能脱离云台架703。螺杆709的后端设有手柄710，手柄710为聚丙烯材质，圆环711可以含有左右对称是两个半环，两个半环可以通过螺钉连接，圆环711和卡块712也可以通过螺钉连接。通过旋拧螺杆709可以使内滑板704相对于云台架703固定，从而实现上夹块708和下夹块707夹持固定云台4。

在本实施例中，云台架703的左侧壁和右侧壁内均设有条形孔714，条形孔714沿上下方向延伸，内滑板704的左右两侧均固定连接有侧滑块715，侧滑块715匹配的位于条形孔714内。云台架703的前侧壁设有让位槽705，让位槽705沿上下方向延伸，下夹块707通过连接块706与内滑板704固定连接，连接块706匹配的位于让位槽705内，如图6和图8所示。

在本实施例中，所述无人机巡检装置还包括限位机构8，限位机构8位于机体1的下方，限位机构8含有左右设置的两个限位条85，位置调节机构7位于两个限位条85之间，限位条85呈长条形结构，限位条85沿前后方向延伸，限位条85外匹配的套设有限位管84，限位管84为矩形管状结构，限位条85的前端通过前转轴88与云台4连接，限位管84的上方连接有上转轴83，前转轴88和上转轴83均为直立状态，限位条85能够绕前转轴88转动，限位管84能够绕上转轴83转动，限位管84能够相对于限位条85沿限位条85的延伸方向移动，限位条85的后端固定有防脱杆86，防脱杆86呈直立状态，防脱杆86高度大于限位管84的高度，防脱杆86能够防止限位条85脱离限位管84。

在本实施例中，限位机构8还含有导向滑道81，导向滑道81固定于机体1的下方，导向滑道81与机体1的下表面连接固定，导向滑道81的开口朝下，导向滑道81的断面呈T型，导向滑道81沿左右方向延伸，上转轴83的上端固定有圆滑块82，圆滑块82匹配的位于导向滑道81内，上转轴83的上端与圆滑块82连接固定，上转轴83的轴线与圆滑块82的轴线重合。

圆滑块82、上转轴83和限位管84从上向下依次连接固定为一体，圆滑块82也能够绕上转轴83转动，圆滑块82能够沿导向滑道81左右滑动，导向滑道81的两端设有防脱块87，两个圆滑块82位于两个防脱块87之间，防脱块87能够防止圆滑块82脱离导向滑道81，如图3和图9所示。通过设置限位机构8，达到对云台4的移动路径进行限制，尽量避免云台4发生转动，从而使摄像头5能够更平稳地进行拍摄的作用。

在本实施例中，所述机体1内设有中央处理模块，所述中央处理模块的输出端电性连接有导航模块，所述导航模块的输出端电性连接有姿态调节模块，所述姿态调节模块的输出端电性连接有GPS定位模块，所述GPS定位模块的输出端与所述中央处理模块的输入端电性连接，所述中央处理模块的总线连接有信号收发模块，所述中央处理模块的输出端依次电性连接有伸缩模块、角度调节模块和摄像模块，所述中央处理模块能够控制无人机巡检装置，如图10所示。

下面介绍所述无人机巡检装置的工作过程，如图1至图10所示。

当需要对变电站线路进行巡检时，先将云台4放置在云台架703的前侧壁，同时使云台4位于下夹块707和上夹块708之间，下夹块707和上夹块708可以夹持不同尺寸的云台4，下夹块707和上夹块708夹紧云台4后，接着正向转动手柄710，螺杆709向前移动，云台4与云台架703连接固定。

当需要更换云台4时，反向转动手柄710，螺杆709向后移动，下夹块707和上夹块708之间的距离可以调节，所述防脱机构能够防止螺杆709脱离云台架703。

然后启动电机2，电机2的输出端会带动螺旋桨3旋转，此时螺旋桨3会借助空气产生升力带动电机2向上移动，电机2移动会带动机体1移动，从而达到起飞的目的，当需要对线路下方进行拍摄时，启动电动伸缩杆702，电动伸缩杆702的输出端会带动云台架703向前移动，云台架703移动会带动云台4同步向前移动，云台4移动会带动摄像头5同步向前移动，当摄像头5移动到适宜的位置后，就能够借助云台4上的角度调节机构调节摄像头5的角度，使摄像头5能够对线路下方的画面进行拍摄。

当云台4向远离伸缩杆架701的方向移动（向前移动）时，云台4移动会带动两个限位条85移动，此时两个限位条85会同时转动，限位条85转动会带动两个限位管84向彼此靠近的方向移动，限位管84达到限制限位条85滑动路径，从而尽量防止云台4旋转的作用，上转轴83借助限位管84移动会带动圆滑块82沿导向滑道81的内壁滑动，此时导向滑道81达到限制圆滑块82滑动路径从而限制限位管84滑动路径的作用，在此过程中，限位条85还会沿限位管84的延伸方向滑动，限位条85滑动会带动防脱杆86滑动，当防脱杆86与限位管84接触后，防脱杆86达到阻止限位条85继续滑动，从而限制云台4的移动距离的作用，当云台4向靠近伸缩杆架701的方向移动（向后移动）时，云台4移动会使两个限位管84向彼此远离的方向滑动，上转轴83借助限位管84滑动会带动圆滑块82滑动，此时两个防脱块87达到尽量防止圆滑块82从导向滑道81的内壁滑出的作用。

信号收发模块能够接收指定频率的电磁信号并将电磁信号传输给中央处理模块，中央处理模块能够对电磁信号进行分析，然后将分析后的数据传输给导航模块，导航模块能够对无人机的飞行路径进行智能规划，使无人机按照路径对变电站线路进行巡检，在无人机飞行的过程中，姿态调节模块会对无人机的姿态进行控制，GPS模块能够借助卫星定位机体1的位置，并将位置信息反馈给中央处理模块，中央处理模块会将位置信息转换成电磁信号传输给信号收发模块，信号收发模块会将包含无人机位置信息的电磁信号发出，从而方便使用者掌握无人机的位置，同时中央处理模块还能够控制伸缩模块运作，伸缩模块可以控制电动伸缩杆702伸缩，伸缩模块会带动角度调节模块运作，角度调节模块可以控制角度调节机构，角度调节模块能够对摄像模块（摄像头5）的拍摄角度进行调节，拍摄模块能让使用者能够看到飞行画面，从而方便使用者能够借助视觉导航操控无人机。

为了便于理解和描述，本发明中采用了绝对位置关系与以X、Y、Z轴为坐标轴的空间直角坐标系相结合的方式进行了表述，如无特别说明，其中的方位词 “上”与图1中Z轴的“+”方向相对应，方位词 “下”与图1中Z轴的“-”方向相对应，方位词 “左”与图1中X轴的“-”方向相对应，方位词 “右”与图1中X轴的“+”方向相对应，方位词 “前”与图1中Y轴的“+”方向相对应，方位词 “后”与图1中Y轴的“-”方向相对应，本发明采用了阅读者或使用者的观察视角进行描述，但上述方位词不能理解或解释为是对本发明保护范围的限定。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案、技术方案与技术方案、实施例与实施例之间均可以自由组合使用。

Claims (8)

1.一种无人机巡检装置，其特征在于，所述无人机巡检装置包括依次连接的机体（1）、位置调节机构（7）和云台（4），位置调节机构（7）能够使云台（4）沿前后方向移动，云台（4）上安装有摄像头（5）；

位置调节机构（7）和云台（4）均位于机体（1）的下方，云台（4）和位置调节机构（7）前后设置；

所述无人机巡检装置还包括限位机构（8），限位机构（8）位于机体（1）的下方，限位机构（8）含有左右设置的两个限位条（85），位置调节机构（7）位于两个限位条（85）之间，限位条（85）沿前后方向延伸，限位条（85）外套设有限位管（84），限位条（85）的前端通过前转轴（88）与云台（4）连接，限位管（84）的上方连接有上转轴（83），前转轴（88）和上转轴（83）均为直立状态，限位条（85）能够绕前转轴（88）转动，限位管（84）能够绕上转轴（83）转动，限位管（84）能够相对于限位条（85）沿限位条（85）的延伸方向移动，限位条（85）的后端固定有防脱杆（86），防脱杆（86）能够防止限位条（85）脱离限位管（84）。

2.根据权利要求1所述的无人机巡检装置，其特征在于，位置调节机构（7）含有依次连接的云台架（703）、电动伸缩杆（702）和伸缩杆架（701），云台（4）与云台架（703）连接，电动伸缩杆（702）含有内外套设的伸缩杆（7021）和缸筒（7022），伸缩杆（7021）能够沿前后方向伸缩，伸缩杆架（701）与机体（1）连接。

3.根据权利要求2所述的无人机巡检装置，其特征在于，云台架（703）呈直立的矩形管状结构，云台架（703）内套设有内滑板（704），内滑板（704）能够相当于云台架（703）上下滑动，云台架（703）的前侧壁固定连接有上夹块（708），内滑板（704）的前侧固定连接有下夹块（707），上夹块（708）与下夹块（707）上下间隔设置，上夹块（708）和下夹块（707）能够夹持固定云台（4）。

4.根据权利要求3所述的无人机巡检装置，其特征在于，云台架（703）的后侧设置有螺杆（709）和防脱机构，螺杆（709）沿前后方向延伸，螺杆（709）穿过云台架（703）的后侧壁，螺杆（709）与云台架（703）的后侧壁螺纹连接，螺杆（709）的前端能够与内滑板（704）抵接，螺杆（709）的后端设有手柄（710），所述防脱机构能够防止螺杆（709）脱离云台架（703）。

5.根据权利要求4所述的无人机巡检装置，其特征在于，所述防脱机构含有圆环（711）、卡块（712）和定距框（713），螺杆（709）上设有小径配合段（7091），圆环（711）匹配的套设于小径配合段（7091）外，定距框（713）的前端与云台架（703）的后侧壁连接固定，定距框（713）内设有滑槽（7131），滑槽（7131）沿前后方向延伸，卡块（712）的一端与圆环（711）连接固定，卡块（712）的另一端位于滑槽（7131）内，螺杆（709）只能相对于圆环（711）转动而不相对于圆环（711）前后移动，滑槽（7131）的长度小于螺杆（709）的前端到圆环（711）的距离。

6.根据权利要求3所述的无人机巡检装置，其特征在于，云台架（703）的左侧壁和右侧壁内均设有条形孔（714），条形孔（714）沿上下方向延伸，内滑板（704）的左右两侧均固定连接有侧滑块（715），侧滑块（715）位于条形孔（714）内；云台架（703）的前侧壁设有让位槽（705），让位槽（705）沿上下方向延伸，下夹块（707）通过连接块（706）与内滑板（704）固定连接，连接块（706）位于让位槽（705）内。

7.根据权利要求1所述的无人机巡检装置，其特征在于，限位机构（8）还含有导向滑道（81），导向滑道（81）固定于机体（1）的下方，导向滑道（81）的开口朝下，导向滑道（81）沿左右方向延伸，上转轴（83）的上端固定有圆滑块（82），圆滑块（82）位于导向滑道（81）内，圆滑块（82）能够沿导向滑道（81）滑动，导向滑道（81）的两端设有防脱块（87），防脱块（87）能够防止圆滑块（82）脱离导向滑道（81）。

8.根据权利要求1所述的无人机巡检装置，其特征在于，所述机体（1）内设有中央处理模块，所述中央处理模块的输出端电性连接有导航模块，所述导航模块的输出端电性连接有姿态调节模块，所述姿态调节模块的输出端电性连接有GPS定位模块，所述GPS定位模块的输出端与所述中央处理模块的输入端电性连接，所述中央处理模块的总线连接有信号收发模块，所述中央处理模块的输出端依次电性连接有伸缩模块、角度调节模块和摄像模块，所述中央处理模块能够控制无人机巡检装置。

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