CN211107993U - 一种用于桥梁检测的水下无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于桥梁检测的水下无人机，涉及桥梁检测设备领域，旨在解决水下无人机无法清理桥梁桩基上的杂物的问题，其技术方案要点是包括机身，机身一端设有主摄像装置，机身内部设有控制模块、蓄电池组、驱动器、传动轴和配重仓，传动轴连接有螺旋桨，机身上端设有通讯模块，通讯模块上设有电缆连接插口，机身下端设有第一动力缸，第一动力缸连接有第一刀具板，第一刀具板上设有若干第一刀片，机身下端还设有第二动力缸和第三动力缸，第二动力缸连接有第二刀具板，第二刀具板上设有若干第二刀片，第三动力缸连接有拉扯件；具有的技术效果是通过第一刀片、第二刀片和拉扯件将杂物清离桥梁桩基，进而保证无人机检测到的数据的完整性。

Description

一种用于桥梁检测的水下无人机

技术领域

本实用新型涉及桥梁检测设备的技术领域，尤其是涉及一种用于桥梁检测的水下无人机。

背景技术

桥梁检测是对桥梁结构完好度、桥梁承载能力的一种检测。操作人员通过检测数据对桥梁做出桥梁使用安全的评估和桥梁的修复规划，桥梁检测关乎着桥梁的使用安全性。在检测时，不仅需要对桥梁的水上结构进行检测，位于水下的桥梁部件同样需要检测，如水下桩基混凝土的脱落、裂纹、露筋等情况。由于人工进行水下检测难度较大，通常使用水下无人机进行高效检测。

现有公告号为CN207580130U的中国实用新型专利，公开了一种用于桥梁检测的水下无人机，包括耐压壳体，耐压壳体顶部设有数据通讯模块，数据通讯模块上设有电缆连接插口和工作指示灯，耐压壳体头部设有防缠挂钩，耐压壳体尾部设有尾螺旋桨，耐压壳体内部设有蓄电池组和位于蓄电池组两侧的信息处理器与动力装置，信息处理器连接有信号解码器和红外摄像头，蓄电池组侧边设有配重仓。尾螺旋桨用于移动无人机，配重仓中放置有加重块，进而使无人机能够在水中悬浮，红外摄像头进行拍摄并将数据传给信号解码器，最后储存在信息处理器中，操作人员将拍摄到的数据进行收集整理，进而对桥梁的整体情况作出判断。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：水下的桥梁桩基上容易缠绕水草、渔网等杂物，进而将桩基进行遮挡，造成无人机无法拍摄到被遮挡住的桩基的情况，使获得的检测数据不完整。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于桥梁检测的水下无人机，其优点是能够将桩基上的杂物清理掉，使无人机拍摄到的信息完整、全面，保证数据的准确性。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：一种用于桥梁检测的水下无人机，包括机身，机身一端设有主摄像装置，机身内部设有控制模块，控制模块远离主摄像装置的一侧设有蓄电池组，蓄电池组远离控制模块的一侧设有驱动器和与驱动器连接的传动轴，蓄电池组两侧均设有配重仓，传动轴连接有螺旋桨，机身上端设有通讯模块，通讯模块上设有电缆连接插口，所述机身下端连接有第一动力缸，所述第一动力缸中设有第一活塞杆，所述第一活塞杆的端头连接有第一刀具板，所述第一刀具板上固定连接有若干第一刀片。

通过采用上述技术方案，操作人员通过向控制模块发送控制指令，使控制模块控制第一动力缸带动第一活塞杆做伸缩运动。当操作人员从主摄像装置拍摄到的影像中发现有渔网、水草、塑料袋等杂物缠绕在桥梁桩基上时，通过控制第一动力缸，使第一动力缸中的第一活塞杆做伸展运动，将第一刀具板上的第一刀片与杂物抵接，进而对杂物进行裁切，直到将杂物切断，使杂物脱离桥梁桩基，从而保证主摄像装置拍摄到的桥梁桩基信息完整、全面，提高数据准确性，提高检测质量。

本实用新型进一步设置为：所述机身下端连接有第二动力缸，所述第二动力缸中设有第二活塞杆，所述第二活塞杆的端头连接有第二刀具板，所述第二刀具板上固定连接有若干长度方向与第一刀片长度方向垂直的第二刀片。

通过采用上述技术方案，第二刀片的长度方向与第一刀片的长度方向垂直，若第一刀片竖直设置在第一刀具板上，则第二刀片水平设置在第二刀具板上。操作人员选择一种最容易将杂物切断的刀片，从而将杂物清离桥梁桩基，避免使用第一刀片切割杂物时，无法将杂物清离桥梁桩基或无法将杂物快速清离桥梁桩基，耗时耗力。例如缠绕在桥梁桩基上的水草的长度方向与第一刀片的长度方向平行，使用第一刀片将无法快速将水草清离桥梁桩基，使用第二刀片效率更高。第二刀片提高无人机清理杂物的效率，也使无人机能够适应不同情况的杂物，使无人机清理杂物的功能更完善。

本实用新型进一步设置为：所述机身下端设有位于第一动力缸和第二动力缸之间的第三动力缸，所述第三动力缸中设有第三活塞杆，所述第三活塞杆上连接有拉扯板，所述拉扯板的纵截面呈直角梯形，所述拉扯板的纵截面的直角边位于拉扯板的上端，直角梯形最长的边位于远离活塞杆的一侧。

通过采用上述技术方案，遇到不适合切割的杂物或不易切断的杂物时，如体积较大的塑料，操作人员通过控制第三动力缸，带动拉扯板运动，进而使拉扯板下端插入到杂物与桥梁桩基之间，再通过第三动力缸带动拉扯板向远离桥梁桩基的方向运动，进而将杂物从桥梁桩基上剥离，使桥梁桩基外周面暴露在主摄像装置前，从而使操作人员获取到桥梁桩基的完整信息，保证检测到的数据的准确性。拉扯板进一步完善无人机处理桥梁桩基上的杂物的能力，提高无人机清理杂物的效率。

本实用新型进一步设置为：所述拉扯板连接第三活塞杆的侧面上固定连接有若干限位柱。

通过采用上述技术方案，限位柱有助于拉扯板将杂物从桥梁桩基上剥离，当拉扯板的下端插入到杂物与桥梁桩基之间的缝隙中后，无人机持续下降，使限位柱与杂物抵接，进而将杂物限位在拉扯板上，保证拉扯板一次性将杂物剥离桥梁桩基。进而提高无人机清理杂物的效率。

本实用新型进一步设置为：所述第一活塞杆与第一刀具板铰接，所述第二活塞杆与第二刀具板铰接。

通过采用上述技术方案，铰接便于第一刀片和第二刀片与杂物抵接时，能适应杂物的不规则形状，进而使第一刀片或第二刀片将杂物裁断。避免杂物上存在第一刀片或第二刀片切割不到的地方，使杂物无法脱离桥梁桩基，影响检测结果。操作人员通过不断调整第一刀片或第二刀片与杂物的抵接位置，进而保证杂物被完全裁断，从而脱离桥梁桩基。铰接也使第一刀片和第二刀片更适应桥梁桩基外周面的形状，使第一刀片或第二刀片与桥梁桩基外周面抵接时，不会过于生硬，使第一刀片或第二刀片的刀刃损坏。延长第一刀片和第二刀片的使用寿命。

本实用新型进一步设置为：所述第一活塞杆和第二活塞杆远离第三活塞杆的一侧均设有与机身下端连接的收纳件，所述收纳件整体呈“L”形，所述收纳件上连接有用于吸附第一刀具板和第二刀具板的磁性件。

通过采用上述技术方案，当第一活塞杆带动第一刀具板向靠近第一动力缸的方向运动时，第一刀具板下端与收纳件抵接，进而被磁性件吸附，从而使第一刀具板上端转动，随着第一活塞杆的收缩，第一刀具板转动到水平方向，使第一刀片位于第一刀具板和机身之间。同理，第二刀具板跟随第二活塞杆收缩运动时，与收纳件抵接，进而被磁性件吸附，使第二刀具板转动到水平状态，第二刀片位于第二刀具板和机身之间。从而使第一刀片和第二刀片不易划伤操作人员，提高无人机的使用安全性。

本实用新型进一步设置为：所述机身设有主摄像装置的一端连接有照明装置。

通过采用上述技术方案，照明装置起到照明作用，使主摄像装置拍摄桥梁桩基时，影像更清晰，操作人员从影像中获取的信息更准确，进一步提高无人机检测的质量。

本实用新型进一步设置为：所述机身下端设有副摄像装置。

通过采用上述技术方案，副摄像装置用于拍摄无人机下方画面，防止河水中有石头等杂物，操作人员在不知情的情况下使无人机与石头等坚硬物质碰撞，损坏无人机。副摄像装置使操作人员得知无人机距离河底的距离，有助于操作人员判断拍摄到的桥梁桩基的位置与河底之间的距离，副摄像装置进一步完善监测数据的信息。

综上所述，本实用新型的有益技术效果为：

1、无人机下端设置的第一动力缸、第一刀具板和第一刀片便于将缠绕在桥梁桩基上的杂物裁断，进而使杂物脱离桥梁桩基，使无人机拍摄到的桥梁桩基更完整，操作人员得到的数据更准确，检测质量高；

2、第二刀具板和拉扯件进一步提高无人机清离杂物的能力，使无人机能够清理桥梁桩基上不同类型的杂物，从而保证无人机拍摄到的桥梁桩基信息完整；

3、通过照明装置和副摄像装置使无人机拍摄到的影像更清晰，且操作人员从副摄像装置拍摄的影像中易判断出主摄像装置拍摄的桥梁桩基位置，使操作人员得到的数据更全面、准确；

4、 第一刀具板和第二刀具板使用完毕后，处在相对安全的位置，不易对操作人员造成危险，无人机的安全性能高。

附图说明

图1是本实用新型实施例示出的无人机整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例示出的无人机内部结构示意图；

图3是本实用新型实施例示出的无人机下端结构示意图；

图4是本实用新型实施例示出的图3的A处放大视图。

图中，1、机身；110、收纳件；120、磁性件；130、照明装置；140、密封机盖；2、主摄像装置；3、控制模块；310、信息处理器；320、信号解码器；4、蓄电池组；5、驱动器；510、传动轴；6、螺旋桨；7、配重仓；8、通讯模块；810、电缆连接插口；9、第一动力缸；910、第一活塞杆；920、第一刀具板；930、第一刀片；10、第二动力缸；101、第二活塞杆；102、第二刀具板；103、第二刀片；11、第三动力缸；111、第三活塞杆；112、拉扯板；113、限位柱；12、副摄像装置。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1，为本实用新型公开的一种用于桥梁检测的水下无人机，包括机身1，机身1上端可拆卸连接有密封机盖140。密封机盖140上端设有通讯模块8，通讯模块8用于接收通讯主机发射出的信号，进而将信号传输给无人机中的控制系统。通讯主机位于操作人员附近，操作人员通过通讯主机和通讯模块8实现远程控制无人机，也通过通讯主机和通讯模块8得到无人机拍摄到的影像。通讯模块8中设有电缆连接插口810，电缆连接插口810用于插接电缆，进而将通讯模块8和其他设备相连接。

参照图2，机身1内部设有蓄电池组4，蓄电池组4的一侧设有控制模块3，蓄电池组4为控制模块3提供电能。控制模块3包括信息处理器310和信号解码器320。控制模块3远离蓄电池组4的一端设有主摄像装置2，主摄像装置2的摄像头与机身1插接连接，主摄像装置2与控制模块3电性连接，信息处理器310用于控制主摄像装置2的开启与关闭，主摄像装置2将拍摄到的影像传输给信号解码器320，信号解码器320将影像数据解码转换后传输给信息处理器310，信息处理器310再将接收到的数据进行存储，随后将信息传输给通讯模块8（标于图1），由通讯模块8（标于图1）将影像传输给位于操作人员附近的通讯主机，进而使操作人员实时对无人机拍摄到的影像进行观察、记录。

参照图2，主摄像装置2两侧设有照明装置130，照明装置130与控制模块3电性连接，控制模块3控制照明装置130的开启和关闭。当操作人员看不清楚无人机拍摄的影像时，通过控制模块3开启照明装置130，照明装置130将主摄像装置2的摄像头前方的水域照亮，便于操作人员观察无人机拍摄到的影像。

参照图2，蓄电池组4两端设有配重仓7，配重仓7用于放置重量块。操作人员通过向配重仓7中放置重量块，使无人机悬浮在水中。通过改变重量块的总质量，来改变无人机在水中悬浮的深度。蓄电池组4远离控制模块3的一侧设有副摄像装置12，副摄像装置12与控制模块3电性连接，控制模块3控制副摄像装置12的开启与关闭。副摄像装置12的摄像头插接连接在机身1下表面，进而对无人机下方进行拍摄，便于操作人员观察无人机位于水中的深度，也便于操作人员发现水中的石块等杂物，防止操作人员下潜无人机时，使无人机撞击在石块或河底底面上，造成无人机损坏。此外，副摄像装置12拍摄到的无人机下方影像，便于操作人员判断无人机在水中所处的位置，进而便于操作人员判断无人机拍摄到的桥梁桩基在水中的所处深度。使操作人员获得的检测数据更准确、完整。

参照图2，副摄像装置12远离蓄电池组4的一侧设有驱动器5，驱动器5设为转动电机，驱动器5与控制模块3电性连接，控制模块3控制驱动器5的开启、关闭、转速和转动方向。驱动器5上连接有传动轴510，传动轴510与机身1通过密封轴承转动连接，传动轴510位于机身1外部的端头上连接有螺旋桨6。启动驱动器5，驱动器5带动传动轴510转动，进而使螺旋桨6转动。螺旋桨6用于移动位于水中的无人机。

参照图3和图4，机身1下端连接有第一动力缸9，第一动力缸9与控制模块3电性连接，第一动力缸9设为防水油缸，第一动力缸9中设有第一活塞杆910，第一活塞杆910远离第一动力缸9的一端铰接有第一刀具板920。第一刀具板920只能向上转动，当第一刀具板920以铰接处为转动轴心转动到与第一活塞杆910长度方向垂直的位置时，第一刀具板920不能再继续向下转动。第一刀具板920远离第一活塞杆910的侧面上固定连接有若干水平设置的第一刀片930，当操作人员通过影像观察到桥梁桩基上缠绕有水草、渔网等杂物时，杂物遮挡了桥梁桩基的部分结构，进而使操作人员无法从影像中获取到桥梁桩基的真实情况。操作人员通过控制第一动力缸9，使第一活塞杆910带动第一刀具板920向远离第一动力缸9的方向运动，随后调整无人机的位置，使第一刀片930与杂物抵接，进而将杂物裁断。杂物被裁断后跟随河水运动，进而从桥梁桩基上脱离，使无人机能够对桥梁桩基进行充分拍摄，保证检测数据的完整性和准确性。

参照图3和图4，第一动力缸9的一侧设有与机身1连接的第二动力缸10，第二动力缸10与控制模块3电性连接，第二动力缸10设为防水油缸，第二动力缸10中设有第二活塞管，第二活塞杆101的一端铰接有第二刀具板102，第二刀具板102远离第二活塞杆101的侧面上固定连接有若干竖直设置的第二刀片103。第二刀具板102只能向上转动，当第二刀具板102以铰接处为转动轴心转动到与第二活塞杆101长度方向垂直的位置时，第二刀具板102无法再继续向下转动。当操作人员发现桥梁桩基上的杂物使用第一刀片930无法切割或切割效率较低时，通过控制第二动力缸10，进而使用第二刀片103对杂物进行切割，使杂物脱离桥梁桩基。比如缠绕在桥梁桩基上的杂物为塑料膜时，使用第一刀片930是无法将塑料膜从桥梁桩基上切断的，进而使用第二刀片103进行切割，效率更高。第二刀片103提高无人机清理杂物的能力，使无人机能够清理的杂物种类增多，进而保证无人机拍摄的桥梁桩基上不易挂有杂物，操作人员得到的检测数据更完整、准确。

参照图3和图4，第一动力缸9和第二动力缸10之间设有与机身1连接的第三动力缸11，第三动力缸11与控制模块3电性连接，第三动力缸11设为防水油缸。第三动力缸11中设有第三活塞杆111，第三活塞杆111的端头上连接有拉扯板112，拉扯板112连接有第三活塞杆111的侧面上固定连接有若干限位柱113。拉扯板112的纵截面呈直角梯形，且梯形的直角边位于拉扯板112的上端，梯形长度最长的边位于远离第三活塞杆111的一端。当操作人员发现缠绕在桥梁桩基上的杂物不适合用切刀裁切时，启动第三动力缸11，进而使第三活塞杆111带动拉扯板112向远离第三动力缸11的方向运动，随后调整无人机的位置，将拉扯板112抵接在桥梁桩基外周面上，再下移无人机，使拉扯板112插接在杂物和桥梁桩基外周面之间，由于拉扯板112下端设为斜面，因此拉扯板112更易插接到杂物和桥梁桩基外周面之间的空隙中。继续下移无人机，杂物与限位柱113抵接，随后水平移动无人机，使限位柱113将杂物卡接，进而使杂物脱离桥梁桩基，便于无人机对桥梁桩基进行拍摄。限位柱113设为圆锥形，使限位柱113更易卡接在杂物中。若杂物一直卡接在限位柱113上，操作人员通过调整无人机的朝向，使杂物受到河水的冲击，脱离限位柱113随着河水运动，进而远离无人机。

参照图4，第一活塞杆910和第二活塞杆101远离第三活塞杆111的一侧均设有与机身1固定连接的收纳件110，收纳件110整体呈“L”形，收纳件110竖直设置的板与机身1连接，水平设置的板所处高度低于第一活塞杆910和第二活塞杆101所处高度。收纳件110水平设置的板的上表面连接有磁性件120。当操作人员将第一活塞杆910或第二活塞杆101收缩到第一动力缸9或第二动力缸10中时，第一刀具板920或第二刀具板102的下端与收纳件110抵接，并被磁性件120吸附，进而使第一刀具板920或第二刀具板102以铰接处为转动轴心向上转动，使第一刀片930位于第一刀具板920和机身1之间，使第二刀片103位于第二刀具板102和机身1之间。保证操作人员在接触无人机时，不易被第一刀片930和第二刀片103损伤，提高无人机的使用安全性。当操作人员控制第一活塞杆910或第二活塞杆101向远离第一动力缸9的方向运动时，第一刀具板920或第二刀具板102的下端因被磁性件120吸附，进而以铰接处为转动轴心向下转动，直到第一刀具板920或第二刀具板102转动到竖直方向无法再继续转动后，跟随第一活塞杆910或第二活塞杆101运动。磁性件120保证第一刀具板920或第二刀具板102使用完毕后不易伤人，也使第一刀具板920或第二刀具板102将要使用时，第一刀具板920或第二刀具板102能够竖直设置，便于切割杂物。

本实施例的实施原理为：操作人员通过通讯主机控制无人机的移动和动作。当操作人员发现桥梁桩基上缠绕有杂物时，根据杂物的类型和杂物缠绕的方式，选择一种清理方式，进而控制第一动力缸9、第二动力缸10和第三动力缸11中的一个，使第一刀片930或第二刀片103或拉扯件将桥梁桩基上的杂物清离桥梁桩基，保证主摄像装置2能够将桥梁桩基的情况充分拍摄下来，供操作人员参考并记录数据。

当操作人员觉得主摄像装置2拍摄到的影像亮度较低，影响判断时，操作人员通过通讯主机控制控制模块3将照明装置130开启，进而将主摄像装置2前方的水域照亮，使主摄像装置2拍摄到的画面更清晰，保证操作人员获取的数据准确。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于桥梁检测的水下无人机，包括机身(1)，机身(1)一端设有主摄像装置(2)，机身(1)内部设有控制模块(3)，控制模块(3)远离主摄像装置(2)的一侧设有蓄电池组(4)，蓄电池组(4)远离控制模块(3)的一侧设有驱动器(5)和与驱动器(5)连接的传动轴(510)，蓄电池组(4)两侧均设有配重仓(7)，传动轴(510)连接有螺旋桨(6)，机身(1)上端设有通讯模块(8)，通讯模块(8)上设有电缆连接插口(810)，其特征在于：所述机身(1)下端连接有第一动力缸(9)，所述第一动力缸(9)中设有第一活塞杆(910)，所述第一活塞杆(910)的端头连接有第一刀具板(920)，所述第一刀具板(920)上固定连接有若干第一刀片(930)。

2.根据权利要求1所述的一种用于桥梁检测的水下无人机，其特征在于：所述机身(1)下端连接有第二动力缸(10)，所述第二动力缸(10)中设有第二活塞杆(101)，所述第二活塞杆(101)的端头连接有第二刀具板(102)，所述第二刀具板(102)上固定连接有若干长度方向与第一刀片(930)长度方向垂直的第二刀片(103)。

3.根据权利要求2所述的一种用于桥梁检测的水下无人机，其特征在于：所述机身(1)下端设有位于第一动力缸(9)和第二动力缸(10)之间的第三动力缸(11)，所述第三动力缸(11)中设有第三活塞杆(111)，所述第三活塞杆(111)上连接有拉扯板(112)，所述拉扯板(112)的纵截面呈直角梯形，所述拉扯板(112)的纵截面的直角边位于拉扯板(112)的上端，直角梯形最长的边位于远离活塞杆的一侧。

4.根据权利要求3所述的一种用于桥梁检测的水下无人机，其特征在于：所述拉扯板(112)连接第三活塞杆(111)的侧面上固定连接有若干限位柱(113)。

5.根据权利要求2所述的一种用于桥梁检测的水下无人机，其特征在于：所述第一活塞杆(910)与第一刀具板(920)铰接，所述第二活塞杆(101)与第二刀具板(102)铰接。

6.根据权利要求5所述的一种用于桥梁检测的水下无人机，其特征在于：所述第一活塞杆(910)和第二活塞杆(101)远离第三活塞杆(111)的一侧均设有与机身(1)下端连接的收纳件(110)，所述收纳件(110)整体呈“L”形，所述收纳件(110)上连接有用于吸附第一刀具板(920)和第二刀具板(102)的磁性件(120)。

7.根据权利要求1所述的一种用于桥梁检测的水下无人机，其特征在于：所述机身(1)设有主摄像装置(2)的一端连接有照明装置(130)。

8.根据权利要求1所述的一种用于桥梁检测的水下无人机，其特征在于：所述机身(1)下端设有副摄像装置(12)。

Images