CN205998127U - 一种桥梁检测用的飞行机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于桥梁养护检测设备技术领域，具体涉及一种桥梁检测用的飞行机器人，包括机体，机体上设有提供升力的桨叶组件，所述机体上安装有工业相机和超声波传感器；所述机体转动配合一轮轴，所述轮轴的两端各紧配一轮子。该飞行机器人能潜入桥梁底部，贴近桥底并保持距离恒定，通过工业相机采集桥梁底部病害信息；该飞行机器人具有较高等级的抗风能力，在外界存在严重的扰动的情况下仍能完成桥梁底部的图像及视频信息的高质量采集；该飞行机器人仅需操作人员在地面控制即可实现桥梁的检测，降低劳动强度和成本。

Description

一种桥梁检测用的飞行机器人

技术领域

本实用新型属于桥梁养护检测设备技术领域，具体涉及一种桥梁检测用的飞行机器人。

背景技术

桥梁检测是高速公路养护、市政桥梁养护、高铁桥梁养护等领域非常重要的一项工作任务，传统的桥梁检测方法是工作人员通过望远镜等辅助设备进行肉眼观测，但是由于工作人员与桥梁底面的距离有时会很远，所以这种检测方法可靠性较差，而且对于河谷较深的地段是无法实现的，现在较少被采用。目前国内外常用的桥梁安全检查方法是利用吊篮式或桁架式桥梁检测车上由支架支撑并可伸入桥底的工作平台搭载检测人员，随着检测车在桥梁上的行驶让检测人员在工作平台上进行近距离的肉眼观测、数码相机拍照、钢卷尺测量、人工记录等方式，上述对于桥梁底部的检查方法存在病害观测难、成本高、效率低等问题。

申请号为201521115217.3的中国实用新型专利公开了一种基于四翼无人机的桥梁检测系统，包括四翼无人机，四翼无人机包括旋转叶片，旋转叶片设置有导流圈；四翼无人机上设置有摄像头、通信模块和单片机，单片机与安装在四翼无人机上的加速度传感器和超声波检测模块连接；通信模块分别与摄像头、单片机和高频无线传输模块连接；以及用于为系统提供电源的电源。该专利在四翼无人机上搭载摄像头、单片机以及各种用于检测桥梁的传感器，可以在四翼无人机飞行或者定点过程中采集高清图片、视频等数据资料，并通过单片机的处理将采集到的信号经由通信模块发送给地面接收端；地面通过终端接收到数据资料后可以为专业工程人员提供决策依据并辅助决策。但该专利只是说明了四旋翼无人机能应用于桥梁检测领域，没有公开四旋翼无人机的具体结构，缺乏实际指导意义；而且这种四翼无人机难以保证在检测桥梁时的平稳性。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种桥梁检测用的飞行机器人。

为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种桥梁检测用的飞行机器人，包括机体，机体上设有提供升力的桨叶组件，所述机体上安装有工业相机和超声波传感器；所述机体转动配合一轮轴，所述轮轴的两端各紧配一轮子。

优选的，所述机体上设有控制器，控制器与所述工业相机、超声波传感器相联而进行信号传输。

优选的，所述控制器包括飞行控制单元和图像传输单元，飞行控制单元与所述超声波传感器连接，图像传输单元与所述工业相机连接。

优选的，所述机体上设有一个或多个摄像头，摄像头与所述图像传输单元连接，通过采集行进方向的图像和视频信息，并将其通过无线传输单元传输至地面操控人员，可实时监控飞机的运动情况。

优选的，所述机体上设有三轴增稳云台，三轴增稳云台上设置所述工业相机，使飞行机器人在飞行过程或者外部扰动较大的情况下，仍然能够确保工业相机处于一个稳定的状态，从而确保高质量的图像与视频数据采集。

优选的，所述机体的下方设有电源吊舱，电源吊舱内设置一电源，为飞行机器人的运行提供电力支持。

优选的，所述机体上设有光源，光源与所述电源电连接，通过地面遥控装置控制光源的打开或关闭，从而实现桥梁底部在低照度情况下的表面病害图像与视频的采集，有助于图像后期处理与分析。

优选的，所述机体周向均匀分布有多个机臂，每个机臂远离机体的一端设有所述的桨叶组件，桨叶组件包括电机和旋转桨叶，电机安装于机臂上，电机与所述电源电连接，电机的电机轴与旋转桨叶连动。

优选的，所述工业相机选用高清工业相机，通过采集桥梁的高清图像和视频信息，并将其通过无线传输单元传输至地面作业人员，可实时观测桥梁底部表面病害情况。

优选的，所述机体的四周设置多个所述的超声波传感器，通过超声波传感器判断周围是否有障碍物，从而进行障碍物的自动规避。

本实用新型与现有技术相比，有益效果是：本实用新型桥梁检测用的飞行机器人能够从桥面起飞后，潜入桥梁底部，并与桥梁底部保持恒定距离飞行、悬停等操作，从而使得所搭载的工业相机能够对与桥底表面的实时图像高清传输以及表面病害的图像数据采集；桥梁检测单位无需租赁高昂的桥梁检测车，降低检测成本；飞行机器人只需要一名操控人员及一名作业人员，智能飞行机器人从桥上人行道起飞，开展作业，因此也不会阻塞交通；检测人员也无需下到桥梁底部，降低劳动强度，保障了检测人员的人身安全；工业相机能将图像信息及视频信息保存至存储卡中，有利于问题的追述以及后续更进一步的分析处理。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的桥梁检测用的飞行机器人的结构示意图。

图2是本实用新型实施例1的桥梁检测用的飞行机器人的结构侧视图。

图3是本实用新型实施例1的桥梁检测用的飞行机器人的结构俯视图。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步描述说明。

实施例1：

如图1-3所示，本实施例桥梁检测用的飞行机器人，包括机体3、控制器、高清工业相机6、超声波传感器5、轮轴8、两轮子1、电源吊舱10，机体3内安装控制器，控制器包括飞行控制单元和图像传输单元，飞行控制单元与超声波传感器5连接进行距离信号的传输，三个超声波传感器5分别安装于机体3的上方、前方和后方；图像传输单元与高清工业相机6连接，高清工业相机6采用三轴增稳云台4固定，三轴增稳云台4安装于机体3的上方，使飞行机器人在飞行过程或者外部扰动较大的情况下，仍然能够确保高清工业相机6处于一个稳定的状态，从而确保高质量的图像与视频数据采集。机体3的下方设有电源吊舱10，电源吊舱10内放置电源，电源为飞行机器人的运行提供能量。

机体3周向均匀分布有四个机臂11，每个机臂远离机体3的一端设有桨叶组件，桨叶组件包括电机12和螺旋桨叶9，电机12安装于机臂11上，电机12与飞行控制单元电连接，飞行控制单元与电源电连接，电机12的电机轴与螺旋桨叶9连动。轮轴8通过轴承支座2转动式配合于机体3上，轴承支座2安装于机体3的两侧，轮轴8的两端延伸至螺旋桨叶9之外，轮轴8的两端分别与两轮子1紧配固定，轮子1由轮圈1-1和三根辐条1-2组成，三根辐条1-2的一端共同连接于轮圈的轴心上，另一端沿轮圈均匀分布且固定连接于轮圈1-1上，三根辐条1-2以轮圈轴心为交点，相邻的辐条之间的角度为120度；轮轴8的端部紧配于轮圈的轴心位置。轮子1的半径大于螺旋桨叶9的末端离轮轴8的最远距离，两轮结构的设计能使飞行机器人在待测平面上进行滚动，使得飞行平台始终与待测平面保持恒定的距离，并且避免螺旋桨叶碰到其他障碍物；另外飞行机器人与桥梁底部始终保持两点接触，提高了飞行机器人的整体抗风等级。

机体3的四周还设有四个摄像头，摄像头与图像传输单元连接进行图片或视频信号的传输，通过采集行进方向的图像或视频信息，并将其通过无线传输单元传输至地面操控人员，可实时监控飞机的运动情况。

机体3上还设有光源7，光源7与电源电连接，光源与高清工业相机安装于机体的同一侧，通过地面遥控装置控制光源7的打开或关闭，从而实现桥梁底部在低照度情况下的表面病害图像与视频的采集，有助于图像后期处理与分析。

本实施例将高清工业相机安装于三轴增稳云台上，使飞行机器人在飞行过程或者外部扰动较大的情况下，仍然能够确保工业相机处于一个稳定的状态，从而确保高质量的图像与视频数据采集。

实施例2：

本实施例与实施例1的不同之处在于：机体的头部安装一个摄像头，机体的四周都安装超声波传感器，通过摄像头和周围的超声波传感器探测飞行路线附近是否有障碍物，从而进行障碍物的自动规避，其它结构参照实施例1。

实施例3：

本实施例与实施例1的不同之处在于：机体的上下前后左右都安装摄像头，机体的四周都安装超声波传感器，通过摄像头和周围的超声波传感器探测飞行路线附近是否有障碍物，从而进行障碍物的自动规避，其它结构参照实施例1。

实施例4：

本实施例与实施例1的不同之处在于：机体周向均匀分布有三个机臂，每个机臂远离机体的一端设有桨叶组件，桨叶组件包括电机和螺旋桨叶，其它结构参照实施例1。

实施例5：

本实施例与实施例1的不同之处在于：机体的中部安装有一个机臂，机臂远离机体的一端设有桨叶组件，桨叶组件包括电机和螺旋桨叶，其它结构参照实施例1。

以上对本实用新型的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本实用新型提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种桥梁检测用的飞行机器人，包括机体，机体上设有提供升力的桨叶组件，其特征在于，所述机体上安装有工业相机和超声波传感器；所述机体转动配合一轮轴，所述轮轴的两端各紧配一轮子。

2.根据权利要求1所述桥梁检测用的飞行机器人，其特征在于，所述机体上设有控制器，控制器与所述工业相机、超声波传感器相联而进行信号传输。

3.根据权利要求2所述桥梁检测用的飞行机器人，其特征在于，所述控制器包括飞行控制单元和图像传输单元，飞行控制单元与所述超声波传感器连接，图像传输单元与所述工业相机连接。

4.根据权利要求3所述桥梁检测用的飞行机器人，其特征在于，所述机体上设有一个或多个摄像头，摄像头与所述图像传输单元连接。

5.根据权利要求1或2所述桥梁检测用的飞行机器人，其特征在于，所述机体上设有三轴增稳云台，三轴增稳云台上设置所述工业相机。

6.根据权利要求1或2或4所述桥梁检测用的飞行机器人，其特征在于，所述机体的下方设有电源吊舱，电源吊舱内设置一电源。

7.根据权利要求6所述桥梁检测用的飞行机器人，其特征在于，所述机体上设有光源，光源与所述电源电连接。

8.根据权利要求6所述桥梁检测用的飞行机器人，其特征在于，所述机体周向均匀分布有多个机臂，每个机臂远离机体的一端设有所述的桨叶组件，桨叶组件包括电机和旋转桨叶，电机安装于机臂上，电机与所述电源电连接，电机的电机轴与旋转桨叶连动。

9.根据权利要求1或2或3所述桥梁检测用的飞行机器人，其特征在于，所述工业相机选用高清工业相机。

10.根据权利要求1或2或3所述桥梁检测用的飞行机器人，其特征在于，所述机体的四周设置多个所述的超声波传感器。