CN115806070B - 一种应用于水利工程的智能巡检系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于水利工程巡检技术领域，尤其是涉及一种应用于水利工程的智能巡检系统及方法，包括：无人机结构、摄像结构和打捞结构，无人机结构包括机体以及多根固定连接在机体侧壁上的横杆，所述横杆远离机体的一端固定连接有微型电机，所述微型电机的输出轴固定套接有旋转叶片，所述机体内设置有用于控制微型电机的控制器，所述机体的下端固定连接有两根竖直的支杆，且支杆的下端固定固定连接有水平的弧形板。本发明能够及时发现并清理水面上的漂浮物，并且通过调节组件的使用能够顺利的进行承载斗的捕捞工作，并且漂浮物在重力的作用下会进入至储料箱内储存。

Description

一种应用于水利工程的智能巡检系统及方法

技术领域

本发明涉及水利工程巡检技术领域，尤其涉及一种应用于水利工程的智能巡检系统及方法。

背景技术

智慧水利工程是重要的民生工程，也是智慧城市的重要组成部分，其中水环境保护是智慧水利工程中重要的一项民生工程，然而现有的水库或河流的水体中经常会有漂浮物出现，这些漂浮物要么是人类丢弃的垃圾，要么是树木的枝叶、随水流漂浮的水生植物等有机物，随着这些漂浮物在水体中浸泡的时间推移，会产生腐烂，对水体造成污染，严重影响水质。

现有针对漂浮物的通常处理方法是通过打捞船进行定期打捞，但会耗费大量的人力和物力，往往是人们通过观察发现具有较多的漂浮物时才开启打捞船进行打捞，对于水面上漂浮较少漂浮物时，无法做到及时打捞，严重影响水质，为此，我们提出一种应用于水利工程的智能巡检系统及方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种应用于水利工程的智能巡检系统及方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种应用于水利工程的智能巡检系统，包括：无人机结构、摄像结构和打捞结构，无人机结构包括机体以及多根固定连接在机体侧壁上的横杆，所述横杆远离机体的一端固定连接有微型电机，所述微型电机的输出轴固定套接有旋转叶片，所述机体内设置有用于控制微型电机的控制器，所述机体的下端固定连接有两根竖直的支杆，且支杆的下端固定固定连接有水平的弧形板，所述弧形板的下端设置有与地面接触的支撑组件；摄像结构包括固定连接在机体下端中央的条形板，且条形板对应设置于两根支杆之间，所述条形板的下端开设有条形槽，所述条形槽内转动连接有往复丝杠，其中一根所述支杆的侧壁上设置有与往复丝杠连接的驱动组件，所述条形槽内的往复丝杠外螺纹连接有活动块，所述活动块的左右侧壁上均固定连接有竖直的U形支杆，且两个U形支杆之间转动连接有摄像装置，其中一个所述U形支杆的侧壁上固定连接有用于驱动摄像装置转动的第一电机；打捞结构包括分别固定连接在两个弧形板侧壁上的Z形板，所述Z形板的下端滑动连接有竖直的U形架，且两个U形架之间固定连接有同一块横板，所述横板下侧的两个U形架之间转动连接有横轴，所述横轴的外侧连接有用于打捞漂浮物的承载组件，且承载组件的一侧设置有用于收集漂浮物的储料组件，所述横板的上端设置有用于驱动承载组件转向的调节组件。

在上述的应用于水利工程的智能巡检系统中，所述支撑组件包括多根固定连接在弧形板下端的倾斜杆，且多根倾斜杆的下端固定连接有同一根水平的支撑杆。

在上述的应用于水利工程的智能巡检系统中，所述驱动组件包括固定套接在支杆外侧壁上的壳体，所述壳体内固定连接有第二电机，所述第二电机的输出端与往复丝杠固定连接，且第二电机与外部的控制器电性连接。

在上述的应用于水利工程的智能巡检系统中，所述活动块的前后侧壁上均固定连接有竖直的L形杆，所述条形板的外侧壁上开设有与L形杆相对的滑槽，所述L形杆的侧壁上转动连接有与滑槽内壁接触的滚轮。

在上述的应用于水利工程的智能巡检系统中，所述Z形板的上端固定连接有矩形筒管，所述U形架滑动连接在矩形筒管内侧，所述Z形板的外侧壁上螺纹连接有用于固定U形架的紧固螺栓。

在上述的应用于水利工程的智能巡检系统中，所述承载组件包括两个固定套接在横轴外侧壁上的连接件，且两个连接件的下端固定连接有同一个承载斗，所述承载斗的下端面采用钢丝网制成，所述储料组件对应设置于承载斗的一侧并与其连通设置。

在上述的应用于水利工程的智能巡检系统中，所述储料组件包括固定连接在承载斗侧壁上的储料箱，所述储料箱的一端与承载斗连通设置，且储料箱的另一端转动连接有两个旋转门，所述储料箱与承载斗连通的一侧内壁上转动连接有进料挡板，所述承载斗内底壁上设置有与进料挡板下端接触的限位槽，且进料挡板仅能够朝向储料箱内侧旋转。

在上述的应用于水利工程的智能巡检系统中，所述调节组件包括固定连接在横板上端的U形台架，所述U形台架的外侧壁上固定连接有第三电机，所述第三电机的驱动轴延伸至U形台架的槽口内并固定连接有第一绕线辊，所述承载斗的上端固定连接有龙门支架，所述龙门支架的上端转动连接有第二绕线辊，所述第一绕线辊和第二绕线辊上连接有同一根钢丝绳，所述横板的侧壁上设置有与钢丝绳连接的导向单元。

在上述的应用于水利工程的智能巡检系统中，所述导向单元包括固定连接在横板侧壁上的支撑件，所述支撑件的侧壁上设置有用于输送钢丝绳的导向辊，所述第三电机与外部的控制器电性连接，所述承载斗在打捞漂浮物后在重力的作用下进入至储料箱内，且进料挡板对储料箱内的漂浮物起到阻隔封闭的作用。

一种应用于水利工程的智能巡检方法，包括以下步骤：

S1、控制无人机结构飞行至需要巡检的水域，通过控制第二电机能够对往复丝杠进行启停，并实现摄像装置的往复移动，通过启动第一电机能够调节摄像装置的转向，进一步提高摄像装置使用的范围，对水域情况进行巡检；

S2、在巡检过程中通过承载组件能够对巡检水域上的漂浮物进行捕捞，并且钢丝网的底面设计能够排出液体，具体的，控制第三电机使得钢丝绳在第一绕线辊和第二绕线辊之间收紧或者释放，进而使得承载斗对漂浮物进行捞捕；

S3、漂浮物在捞捕后受重力的作用进入至储料箱内能够对其进行保存，且进料挡板对储料箱内的漂浮物起到阻隔封闭的作用，避免漂浮物掉落的情况以便于后续的集中清理。

与现有技术相比，本应用于水利工程的智能巡检系统及方法的优点在于：

1、本发明通过控制第二电机能够对往复丝杠进行启停，并实现摄像装置的往复移动，相对增加摄像装置的使用范围，并且通过启动第一电机能够调节摄像装置的转向，进一步提高摄像装置使用的范围，有助于对水域区域范围内的巡查工作；

2、本发明中的承载斗在打捞漂浮物后在重力的作用下进入至储料箱内，且进料挡板对储料箱内的漂浮物起到阻隔封闭的作用，通过调节组件的使用能够顺利的进行承载斗的捕捞工作，并且漂浮物在重力的作用下会进入至储料箱内储存，能够及时发现并清理水面上的漂浮物，相对增加了清理的储量并便于后续的集中清理。

附图说明

图1为本发明提出的一种应用于水利工程的智能巡检系统及方法的正面示意图；

图2为本发明提出的一种应用于水利工程的智能巡检系统及方法的背面示意图；

图3为本发明提出的一种应用于水利工程的智能巡检系统及方法的仰视示意图；

图4为本发明提出的一种应用于水利工程的智能巡检系统及方法的侧面示意图；

图5为图3中A处局部放大图；

图6为图4中B处局部放大图；

图7为本发明提出的一种应用于水利工程的智能巡检系统及方法的打捞结构示意图；

图8为本发明提出的一种应用于水利工程的智能巡检系统及方法的承载斗俯视结构图。

图中，100无人机结构、101机体、102横杆、103微型电机、104旋转叶片、105支杆、106弧形板、107倾斜杆、108支撑杆、200摄像结构、201条形板、202往复丝杠、203活动块、204U形支杆、205摄像装置、206第一电机、207壳体、208第二电机、209L形杆、210滚轮、300打捞结构、301Z形板、302U形架、303横板、304横轴、305连接件、306承载斗、307储料箱、308旋转门、309进料挡板、310U形台架、311第三电机、312第一绕线辊、313龙门支架、314第二绕线辊、315导向辊。

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。

参照图1-图8，一种应用于水利工程的智能巡检系统，包括：无人机结构100、摄像结构200和打捞结构300，无人机结构100包括机体101以及多根固定连接在机体101侧壁上的横杆102，横杆102远离机体101的一端固定连接有微型电机103，微型电机103的输出轴固定套接有旋转叶片104，机体101内设置有用于控制微型电机103的控制器，机体101的下端固定连接有两根竖直的支杆105，且支杆105的下端固定固定连接有水平的弧形板106，弧形板106的下端设置有与地面接触的支撑组件，支撑组件包括多根固定连接在弧形板106下端的倾斜杆107，且多根倾斜杆107的下端固定连接有同一根水平的支撑杆108，在支撑组件的使用下能够保证无人机结构落地状态的稳定。

其中，摄像结构200包括固定连接在机体101下端中央的条形板201，且条形板201对应设置于两根支杆105之间，条形板201的下端开设有条形槽，条形槽内转动连接有往复丝杠202，其中一根支杆105的侧壁上设置有与往复丝杠202连接的驱动组件，驱动组件包括固定套接在支杆105外侧壁上的壳体207，壳体207内固定连接有第二电机208，第二电机208的输出端与往复丝杠202固定连接，且第二电机208与外部的控制器电性连接，通过控制第二电机208能够对往复丝杠202进行启停，并实现摄像装置205的往复移动，相对增加摄像装置的使用范围。

进一步的，条形槽内的往复丝杠202外螺纹连接有活动块203，活动块203的左右侧壁上均固定连接有竖直的U形支杆204，且两个U形支杆204之间转动连接有摄像装置205，其中一个U形支杆204的侧壁上固定连接有用于驱动摄像装置205转动的第一电机206，活动块203的前后侧壁上均固定连接有竖直的L形杆209，条形板201的外侧壁上开设有与L形杆209相对的滑槽，L形杆209的侧壁上转动连接有与滑槽内壁接触的滚轮210，提高摄像装置205在往复移动过程中的稳定性，通过启动第一电机206能够调节摄像装置的转向，进一步提高摄像装置205使用的范围。

其中，打捞结构300包括分别固定连接在两个弧形板106侧壁上的Z形板301，Z形板301的下端滑动连接有竖直的U形架302，Z形板301的上端固定连接有矩形筒管，U形架302滑动连接在矩形筒管内侧，Z形板301的外侧壁上螺纹连接有用于固定U形架302的紧固螺栓，便于对U形架302的使用位置进行调节和固定，且两个U形架302之间固定连接有同一块横板303，横板303下侧的两个U形架302之间转动连接有横轴304，横轴304的外侧连接有用于打捞漂浮物的承载组件，承载组件包括两个固定套接在横轴304外侧壁上的连接件305，且两个连接件305的下端固定连接有同一个承载斗306，承载斗306的下端面采用钢丝网制成，储料组件对应设置于承载斗306的一侧并与其连通设置，通过承载组件能够对巡检水域上的漂浮物进行捕捞，并且钢丝网的底面设计能够排出液体。

进一步的，承载组件的一侧设置有用于收集漂浮物的储料组件，储料组件包括固定连接在承载斗306侧壁上的储料箱307，储料箱307的一端与承载斗306连通设置，且储料箱307的另一端转动连接有两个旋转门308，储料箱307与承载斗306连通的一侧内壁上转动连接有进料挡板309，承载斗306内底壁上设置有与进料挡板309下端接触的限位槽，且进料挡板309仅能够朝向储料箱307内侧旋转，通过设置储料组件，能够提高承载组件的容量，并且将漂浮物输送至储料组件内能够对其进行保存，避免漂浮物掉落的情况。

其中，横板303的上端设置有用于驱动承载组件转向的调节组件，调节组件包括固定连接在横板303上端的U形台架310，U形台架310的外侧壁上固定连接有第三电机311，第三电机311的驱动轴延伸至U形台架310的槽口内并固定连接有第一绕线辊312，承载斗306的上端固定连接有龙门支架313，龙门支架313的上端转动连接有第二绕线辊314，第一绕线辊312和第二绕线辊314上连接有同一根钢丝绳，横板303的侧壁上设置有与钢丝绳连接的导向单元，导向单元包括固定连接在横板303侧壁上的支撑件，支撑件的侧壁上设置有用于输送钢丝绳的导向辊315，第三电机311与外部的控制器电性连接，承载斗306在打捞漂浮物后在重力的作用下进入至储料箱307内，且进料挡板309对储料箱307内的漂浮物起到阻隔封闭的作用，通过调节组件的使用能够顺利的进行承载斗306的捕捞工作，并且漂浮物在重力的作用下会进入至储料箱307内储存，以便于后续的集中清理。

一种应用于水利工程的智能巡检方法，包括以下步骤：

S1、控制无人机结构飞行至需要巡检的水域，通过控制第二电机208能够对往复丝杠202进行启停，并实现摄像装置205的往复移动，通过启动第一电机206能够调节摄像装置的转向，进一步提高摄像装置205使用的范围，对水域情况进行巡检；

S2、在巡检过程中通过承载组件能够对巡检水域上的漂浮物进行捕捞，并且钢丝网的底面设计能够排出液体，具体的，控制第三电机311使得钢丝绳在第一绕线辊312和第二绕线辊314之间收紧或者释放，进而使得承载斗306对漂浮物进行捞捕；

S3、漂浮物在捞捕后受重力的作用进入至储料箱307内能够对其进行保存，且进料挡板309对储料箱307内的漂浮物起到阻隔封闭的作用，避免漂浮物掉落的情况以便于后续的集中清理。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种应用于水利工程的智能巡检系统，其特征在于，包括：

无人机结构（100），其包括机体（101）以及多根固定连接在机体（101）侧壁上的横杆（102），所述横杆（102）远离机体（101）的一端固定连接有微型电机（103），所述微型电机（103）的输出轴固定套接有旋转叶片（104），所述机体（101）内设置有用于控制微型电机（103）的控制器，所述机体（101）的下端固定连接有两根竖直的支杆（105），且支杆（105）的下端固定连接有水平的弧形板（106），所述弧形板（106）的下端设置有与地面接触的支撑组件；

摄像结构（200），其包括固定连接在机体（101）下端中央的条形板（201），且条形板（201）对应设置于两根支杆（105）之间，所述条形板（201）的下端开设有条形槽，所述条形槽内转动连接有往复丝杠（202），其中一根所述支杆（105）的侧壁上设置有与往复丝杠（202）连接的驱动组件，所述条形槽内的往复丝杠（202）外螺纹连接有活动块（203），所述活动块（203）的左右侧壁上均固定连接有竖直的U形支杆（204），且两个U形支杆（204）之间转动连接有摄像装置（205），其中一个所述U形支杆（204）的侧壁上固定连接有用于驱动摄像装置（205）转动的第一电机（206）；

打捞结构（300），其包括分别固定连接在两个弧形板（106）侧壁上的Z形板（301），所述Z形板（301）的下端滑动连接有竖直的U形架（302），且两个U形架（302）之间固定连接有同一块横板（303），所述横板（303）下侧的两个U形架（302）之间转动连接有横轴（304），所述横轴（304）的外侧连接有用于打捞漂浮物的承载组件，且承载组件的一侧设置有用于收集漂浮物的储料组件，所述承载组件包括两个固定套接在横轴（304）外侧壁上的连接件（305），且两个连接件（305）的下端固定连接有同一个承载斗（306），所述承载斗（306）的下端面采用钢丝网制成，所述储料组件对应设置于承载斗（306）的一侧并与其连通设置，所述储料组件包括固定连接在承载斗（306）侧壁上的储料箱（307），所述储料箱（307）的一端与承载斗（306）连通设置，且储料箱（307）的另一端转动连接有两个旋转门（308），所述储料箱（307）与承载斗（306）连通的一侧内壁上转动连接有进料挡板（309），所述承载斗（306）内底壁上设置有与进料挡板（309）下端接触的限位槽，且进料挡板（309）仅能够朝向储料箱（307）内侧旋转；

所述横板（303）的上端设置有用于驱动承载组件转向的调节组件，所述Z形板（301）的上端固定连接有矩形筒管，所述U形架（302）滑动连接在矩形筒管内侧，所述Z形板（301）的外侧壁上螺纹连接有用于固定U形架（302）的紧固螺栓，所述调节组件包括固定连接在横板（303）上端的U形台架（310），所述U形台架（310）的外侧壁上固定连接有第三电机（311），所述第三电机（311）的驱动轴延伸至U形台架（310）的槽口内并固定连接有第一绕线辊（312），所述承载斗（306）的上端固定连接有龙门支架（313），所述龙门支架（313）的上端转动连接有第二绕线辊（314），所述第一绕线辊（312）和第二绕线辊（314）上连接有同一根钢丝绳，所述横板（303）的侧壁上设置有与钢丝绳连接的导向单元，所述导向单元包括固定连接在横板（303）侧壁上的支撑件，所述支撑件的侧壁上设置有用于输送钢丝绳的导向辊（315），所述第三电机（311）与外部的控制器电性连接，所述承载斗（306）在打捞漂浮物后在重力的作用下进入至储料箱（307）内，且进料挡板（309）对储料箱（307）内的漂浮物起到阻隔封闭的作用。

2.根据权利要求1所述的一种应用于水利工程的智能巡检系统，其特征在于，所述支撑组件包括多根固定连接在弧形板（106）下端的倾斜杆（107），且多根倾斜杆（107）的下端固定连接有同一根水平的支撑杆（108）。

3.根据权利要求2所述的一种应用于水利工程的智能巡检系统，其特征在于，所述驱动组件包括固定套接在支杆（105）外侧壁上的壳体（207），所述壳体（207）内固定连接有第二电机（208），所述第二电机（208）的输出端与往复丝杠（202）固定连接，且第二电机（208）与外部的控制器电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种应用于水利工程的智能巡检系统，其特征在于，所述活动块（203）的前后侧壁上均固定连接有竖直的L形杆（209），所述条形板（201）的外侧壁上开设有与L形杆（209）相对的滑槽，所述L形杆（209）的侧壁上转动连接有与滑槽内壁接触的滚轮（210）。

5.一种应用于水利工程的智能巡检方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、控制无人机结构飞行至需要巡检的水域，通过控制第二电机（208）能够对往复丝杠（202）进行启停，并实现摄像装置（205）的往复移动，通过启动第一电机（206）能够调节摄像装置的转向，进一步提高摄像装置（205）使用的范围，对水域情况进行巡检；

S2、在巡检过程中通过承载组件能够对巡检水域上的漂浮物进行捕捞，并且钢丝网的底面设计能够排出液体，具体的，控制第三电机（311）使得钢丝绳在第一绕线辊（312）和第二绕线辊（314）之间收紧或者释放，进而使得承载斗（306）对漂浮物进行捞捕；

S3、漂浮物在捞捕后受重力的作用进入至储料箱（307）内能够对其进行保存，且进料挡板（309）对储料箱（307）内的漂浮物起到阻隔封闭的作用，避免漂浮物掉落的情况以便于后续的集中清理。