CN220651312U - 一种用于高速公路占道施工的无人机交安设施巡检系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于高速公路占道施工的无人机交安设施巡检系统，本申请的巡检系统的无人机和地面站通讯连接；无人机上设置有RTK模块和拍摄模块，无人机的底部设置有负载平台，负载平台上设置有安装座，安装座的一侧设置有与无人机的控制模块电连接的负载接口；喷漆模块和激光测距模块上均设置有连接座，连接座上设置有负载插口。本申请通过BIM模型对高速公路交安设施布设方案建模，然后确定交安设施的坐标，利用喷漆模块定点喷涂坐标的标记，利用标记指导交安设施布设，通过无人机拍摄巡查图像并BIM模型对比，实现对交安设施的巡检，进而解决了现有技术中高速公路占道施工时的巡检工作通过人员步行巡查或车辆沿线巡查，存在效率低的问题。

Description

一种用于高速公路占道施工的无人机交安设施巡检系统

技术领域

本申请属于巡检系统技术领域，具体涉及一种用于高速公路占道施工的无人机交安设施巡检系统。

背景技术

随着高速公路运营需求的增加，高速公路经常面临养护、改扩建等施工需求，而高速公路施工通常需占用一到多条车道，使得高速公路路段的通行能力降低、安全风险增大。高速公路占道施工时的巡检工作主要依靠人员步行巡查或车辆沿线巡查，不仅效率低，而且由于高速公路车流量大，车速快，人员巡检还存在一定的安全隐患。

实用新型内容

本申请实施例通过提供一种用于高速公路占道施工的无人机交安设施巡检系统，解决了现有技术中高速公路占道施工时的巡检工作主要通过人员步行巡查或车辆沿线巡查，而存在效率低的问题。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种用于高速公路占道施工的无人机交安设施巡检系统，包括无人机、地面站、负载平台、喷漆模块、以及激光测距模块；

所述无人机和所述地面站通讯连接；

所述无人机上设置有RTK模块和拍摄模块，所述拍摄模块通过云台安装于所述无人机的机身上；

所述无人机的底部设置有所述负载平台，所述负载平台上设置有一个以上的安装座，所述安装座的一侧设置有与所述无人机的控制模块电连接的负载接口；

所述喷漆模块和所述激光测距模块上均设置有与所述安装座相配合的连接座，所述连接座上设置有与所述负载接口相配合的负载插口。

在一种可能的实现方式中，所述喷漆模块包括设备舱、限位板、绕绳轮、电机、固定架、高压瓶、滑动块、以及喷出管；

所述设备舱和所述限位板安装于所述连接座的下部，所述限位板竖直设置，所述限位板的底部设置有供漆液通过的通孔；

所述绕绳轮和所述电机设置于所述设备舱内，所述绕绳轮转动安装，所述电机的输出轴连接于所述绕绳轮的转轴，所述绕绳轮上缠绕的绳索伸出所述设备舱的底壁后连接于所述固定架；

所述高压瓶水平安装于所述固定架上，所述高压瓶内设置有油性喷漆，所述滑动块安装于所述高压瓶的瓶口，所述滑动块的中心设置有竖孔，所述限位板穿过所述竖孔，所述高压瓶的出液口和所述喷出管分别设置于所述竖孔的两侧，所述喷出管为弯管，所述喷出管的出口处设置有喷头。

在一种可能的实现方式中，所述喷漆模块还包括透明伞罩，所述透明伞罩包括伞形罩、以及安装于所述伞形罩顶部的水平板；

所述水平板和所述固定架固定连接，所述伞形罩位于所述固定架的上方，所述水平板上设置有供所述限位板和所述绳索穿过的孔。

在一种可能的实现方式中，还包括气囊，所述气囊通过连接绳可拆卸安装于所述无人机的机身上，所述气囊内充装有氦气。

本实用新型实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本实用新型实施例提供了一种用于高速公路占道施工的无人机交安设施巡检系统，采用该巡检系统进行高速公路占道施工时，首先通过BIM模型对高速公路交安设施布设方案建模，利用Revit的坐标功能确定交安设施的坐标，再将坐标输入到无人机中，利用无人机的喷漆模块可以定点喷涂坐标的标记，利用喷涂好的标记指导交安设施布设，从而减少人工测量的工作量。无人机通过喷漆模块喷涂坐标的标记，不仅效率高，而且喷涂限制少，避免了人工喷涂还需携带作业梯架带来的不便、以及部分喷涂点存在喷涂危险性高的问题。然后根据标记布设交安设施，再进行围挡搭建，然后进行施工。无人机还可以将每日巡查的图像上传到大疆司空软件中，与BIM模型进行对比，从而及时发现交安设施的缺失、损坏、位移情况。施工过程中，无人机可以快速巡查人员施工状态、施工进度，特别是在长距离高速公路施工中能够为工作人员提供高效率的巡查工作。因此，该巡检系统能够大大提高巡检效率，避免了人员步行巡查存在一定安全隐患的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的喷漆模块的安装示意图。

图2为本实用新型实施例提供的喷漆模块的工作状态示意图。

图3为本实用新型实施例提供的滑动块和喷出管的配合示意图。

图4为本实用新型实施例提供的气囊的安装示意图。

图5为本实用新型实施例提供的减震起落架的安装示意图。

附图标记：1-无人机；2-负载平台；3-喷漆模块；31-设备舱；32-限位板；321-通孔；33-绕绳轮；34-电机；35-绳索；36-固定架；37-高压瓶；38-滑动块；381-竖孔；39-喷出管；310-透明伞罩；311-伞形罩；312-水平板；4-激光测距模块；5-拍摄模块；6-连接座；7-气囊；8-减震起落架；81-安装筒；82-支腿；83-减震弹簧。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型实施例和简化描述，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实用新型的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

如图1至图5所示，本实用新型实施例提供的用于高速公路占道施工的无人机交安设施巡检系统，包括无人机1、地面站、负载平台2、喷漆模块3、以及激光测距模块4。

无人机1和地面站通讯连接。

无人机1上设置有RTK模块和拍摄模块5，拍摄模块5通过云台安装于无人机1的机身上。

无人机1的底部设置有负载平台2，负载平台2上设置有一个以上的安装座，安装座的一侧设置有与无人机1的控制模块电连接的负载接口。

喷漆模块3和激光测距模块4上均设置有与安装座相配合的连接座6，连接座6上设置有与负载接口相配合的负载插口。

需要说明的是，本实用新型的无人机1可采用DJI Mavic3行业系列型号的无人机1，安装座的负载接口和无人机1的PSDK接口电连接，从而使负载接口和无人机1的控制模块电连接，进而便于工作人员在地面站控制无人机1上加装的各类模块。负载接口和无人机1的控制模块的连接方式和控制方式均为现有技术，本实施例不对此进一步赘述。

RTK模块能够实现无人机1的厘米级定位的需求。激光测距模块不仅可以用于高速公路的模型测绘，还可以精确测量无人机1悬停位置与交安设施的距离，从而及时发现交安设施产生位移的情况，以便安排工作人员重新布设。激光测距模块也可以进行激光扫描，能在低对比度或阴暗的情况下、甚至是夜晚进行工作，这对夜间施工提供了很大帮助。

本实施例中的无人机1还可安装温度湿度检测模块，温度湿度检测模块设置有与安装座相配合的连接座6。温度湿度检测模块可以实时测量现场施工的实际温度和湿度，以及时对高温高湿天气做出警示，为管理人员指挥现场施工提供帮助。

采用该巡检系统进行高速公路占道施工时，首先通过BIM模型对高速公路交安设施布设方案建模，利用Revit的坐标功能确定交安设施的坐标，再将坐标输入到无人机1中，利用无人机1的喷漆模块3可以定点喷涂坐标的标记，利用喷涂好的标记指导交安设施布设，从而减少人工测量的工作量。无人机1通过喷漆模块3喷涂坐标的标记，不仅效率高，而且喷涂限制少，避免了人工喷涂还需携带作业梯架带来的不便、以及部分喷涂点存在喷涂危险性高的问题。然后根据标记布设交安设施，再进行围挡搭建，然后进行施工。施工时，控制无人机1悬停，利用激光测距模块4测量无人机1悬停位置与交安设施的距离，从而及时发现交安设施产生位移的情况，以便安排工作人员重新布设。无人机1还可以将每日巡查的图像上传到大疆司空软件中，与BIM模型进行对比，从而及时发现交安设施的缺失、损坏、位移情况。施工过程中，无人机1可以快速巡查人员施工状态、施工进度，特别是在长距离高速公路施工中能够为工作人员提供高效率的巡查工作。因此，该巡检系统能够大大提高巡检效率，避免了人员步行巡查存在一定安全隐患的问题。

本实施例中，喷漆模块3包括设备舱31、限位板32、绕绳轮33、电机34、固定架36、高压瓶37、滑动块38、以及喷出管39。

设备舱31和限位板32安装于连接座6的下部，限位板32竖直设置，限位板32的底部设置有供漆液通过的通孔321。限位板32的下端设置有限位挡块。

绕绳轮33和电机34设置于设备舱31内，绕绳轮33转动安装，电机34的输出轴连接于绕绳轮33的转轴，绕绳轮33上缠绕的绳索35伸出设备舱31的底壁后连接于固定架36。

高压瓶37水平安装于固定架36上，高压瓶37内设置有油性喷漆，滑动块38安装于高压瓶37的瓶口，滑动块38的中心设置有竖孔381，限位板32穿过竖孔381，高压瓶37的出液口和喷出管39分别设置于竖孔381的两侧，喷出管39为弯管，喷出管39的出口处设置有喷头。

需要说明的是，喷漆模块3使用时，先将其连接座6和负载平台2连接，并将负载插口和负载接口连接，初始状态下高压瓶37的出液口和限位板32抵接，因此漆液无法喷出。控制无人机1飞行至指定地点，使无人机1和该地点保持设定距离，距离大约为50cm左右。然后控制电机34动作，电机34驱动绕绳轮33转动，使绳索35伸长，进而使固定架36和高压瓶37在自身重力的作用下向下移动，直至限位挡块和滑动块38抵接，此时限位板32的通孔321、高压瓶37的出液口和喷出管39的进液口重合，使得漆液从高压瓶37的出液口喷出并经过通孔321和喷出管39后从喷头喷出，从而实现喷漆动作。喷漆完毕后，控制固定架36和高压瓶37上移，进而使高压瓶37的出液口和限位板32抵接，使漆液无法喷出。本实用新型通过电机34驱动，最终使漆液喷出，因此控制方式简单，并且控制漆液喷出时，还能够使喷头远离无人机1，进而减少漆雾对无人机1造成的影响，因此喷漆模块3结构简单，实用性强。

本实施例中，喷漆模块3还包括透明伞罩310，透明伞罩310包括伞形罩311、以及安装于伞形罩311顶部的水平板312。

水平板312和固定架36固定连接，伞形罩311位于固定架36的上方，水平板312上设置有供限位板32和绳索35穿过的孔。

需要说明的是，通过设置透明伞罩310，能够进一步避免漆雾对无人机1造成的影响，同时透明材质的透明伞罩310不会影响拍摄模块5的拍摄、定位。

透明伞罩310向上移动到位后，水平板312上的插块伸入设备舱31底壁的槽体内，从而对透明伞罩310起到一定的固定作用。本实用新型采用整体下移的透明伞罩310和高压瓶37，不但能够使喷头更靠近喷漆地点，还能够在无人机1飞行时使透明伞罩310和高压瓶37更靠近机身，从而提高无人机1操控性能。

本实施例中，还包括气囊7，气囊7通过连接绳可拆卸安装于无人机1的机身上，气囊7内充装有氦气。

需要说明的是，需要无人机1以悬停状态进行长时间监控时，为了减少悬停时无人机1的耗电量，本实施例采用气囊7来平衡无人机1及其上部件的重力，因此无人机1只需提供较少用于平衡机身方位的动力即可实现悬停的目的，因此该方式实用性强，便于推广使用。

本实施例中，还包括减震起落架8，减震起落架8包括多个支撑腿，多个支撑腿和无人机1的多个旋翼一一对应，支撑腿包括安装筒81、支腿82、以及减震弹簧83。

安装筒81的上端连接于无人机1的舵机外罩的下端，支腿82的上端伸缩安装于安装筒81内的下端，减震弹簧83位于安装筒81内，减震弹簧83的上端和安装筒81的顶壁抵接，减震弹簧83的下端和支腿82的上端抵接。

需要说明的是，本实用新型采用的无人机1起落架较短，并且无人机1加装了多个模块，使无人机1下部的体积变大，因此增加减震起落架8能够避免无人机1降落时，无人机1底部设备磕碰受损的问题。同时支撑腿具有减震作用，从而进一步提高无人机1降落时的安全性。

本实施例中，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

Claims (4)

1.一种用于高速公路占道施工的无人机交安设施巡检系统，其特征在于：包括无人机(1)、地面站、负载平台(2)、喷漆模块(3)、以及激光测距模块(4)；

所述无人机(1)和所述地面站通讯连接；

所述无人机(1)上设置有RTK模块和拍摄模块(5)，所述拍摄模块(5)通过云台安装于所述无人机(1)的机身上；

所述无人机(1)的底部设置有所述负载平台(2)，所述负载平台(2)上设置有一个以上的安装座，所述安装座的一侧设置有与所述无人机(1)的控制模块电连接的负载接口；

所述喷漆模块(3)和所述激光测距模块(4)上均设置有与所述安装座相配合的连接座(6)，所述连接座(6)上设置有与所述负载接口相配合的负载插口。

2.根据权利要求1所述的用于高速公路占道施工的无人机交安设施巡检系统，其特征在于：所述喷漆模块(3)包括设备舱(31)、限位板(32)、绕绳轮(33)、电机(34)、固定架(36)、高压瓶(37)、滑动块(38)、以及喷出管(39)；

所述设备舱(31)和所述限位板(32)安装于所述连接座(6)的下部，所述限位板(32)竖直设置，所述限位板(32)的底部设置有供漆液通过的通孔(321)；

所述绕绳轮(33)和所述电机(34)设置于所述设备舱(31)内，所述绕绳轮(33)转动安装，所述电机(34)的输出轴连接于所述绕绳轮(33)的转轴，所述绕绳轮(33)上缠绕的绳索(35)伸出所述设备舱(31)的底壁后连接于所述固定架(36)；

所述高压瓶(37)水平安装于所述固定架(36)上，所述高压瓶(37)内设置有油性喷漆，所述滑动块(38)安装于所述高压瓶(37)的瓶口，所述滑动块(38)的中心设置有竖孔(381)，所述限位板(32)穿过所述竖孔(381)，所述高压瓶(37)的出液口和所述喷出管(39)分别设置于所述竖孔(381)的两侧，所述喷出管(39)为弯管，所述喷出管(39)的出口处设置有喷头。

3.根据权利要求2所述的用于高速公路占道施工的无人机交安设施巡检系统，其特征在于：所述喷漆模块(3)还包括透明伞罩(310)，所述透明伞罩(310)包括伞形罩(311)、以及安装于所述伞形罩(311)顶部的水平板(312)；

所述水平板(312)和所述固定架(36)固定连接，所述伞形罩(311)位于所述固定架(36)的上方，所述水平板(312)上设置有供所述限位板(32)和所述绳索(35)穿过的孔。

4.根据权利要求1所述的用于高速公路占道施工的无人机交安设施巡检系统，其特征在于：还包括气囊(7)，所述气囊(7)通过连接绳可拆卸安装于所述无人机(1)的机身上，所述气囊(7)内充装有氦气。