CN110609087B - 一种多面接触式飞行巡检探伤无人机及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多面接触式飞行巡检探伤无人机及其工作方法，无人机包括无人机本体，无人机本体包括机体、动力组件，动力组件设置在机体外侧且机体与动力组件相连接；所述机体顶端通过三轴支架固定连接测量组件，机体底端通过倾斜限制组件连接外框组件；所述外框组件上连接有超声波探伤组件；其工作方法包括以下步骤：S1、将无人机的数据传输模块与地面控制站相连接；S2、控制无人机逐渐贴合墙面；S3、控制无人机进行移动，同时保持矩形柱框架的倾斜角度不变；S4、通过超声波探伤组件进行墙面探伤操作；S5、通过测量组件组价对墙面进行巡检拍摄；S6、巡检探伤操作完成后，地面站控制站通过数据传输模块控制无人机返回地面即可。
Description
技术领域
本发明涉及无人机领域，尤其涉及一种多面接触式飞行巡检探伤无人机及其工作方法。
背景技术
近年来无人机的应用已经深入各行各业，无论是在消费级的航拍娱乐或者专业级的影视摄影领域，都已广为人知。而无人机的应用市场最为广泛的领域却鲜有人晓，例如地理测绘、电力巡检、农业植保、安保巡查等等。随着科技发展和技术进步，无人机在各个应用领域的应用也逐渐深入。但对于巡检领域，现阶段无人机无法随意进行接触式飞行，也极难进行近距离接触式探伤检测，接触式飞行是无人机可以对于不同的墙面，或顶面进行贴合的飞行，并可以自由移动以及脱离接触，其与贴墙机器属于不同的技术领域和不同的设备概念，贴墙机器是吸附于墙面进行移动的设备，不可脱离墙面。所以能接触式飞行的无人机对无人机新领域的应用有着极大的帮助。
发明内容
本发明目的是针对上述问题，提供一种可以接触式飞行的多面接触式飞行巡检探伤无人机及其工作方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种多面接触式飞行巡检探伤无人机，包括无人机本体，所述无人机本体包括机体、动力组件，动力组件设置在机体外侧且机体与动力组件相连接；所述机体顶端通过三轴支架固定连接测量组件，所述机体底端通过倾斜限制组件连接外框组件；所述外框组件上连接有超声波探伤组件；所述倾斜限制组件包括固定板、十字万向轴、倾斜限位板、连接管；固定板与机体底端固定连接，固定板通过十字万向轴与连接管的一端固定连接，连接管的另一端与外框组件固定连接，倾斜限位板固定连接在机体底端，倾斜限位板套接在连接管外侧且倾斜限位板与连接管外侧壁之间设置有倾斜间隙；所述外框组件包括矩形柱框架、万向轮，无人机本体设置在矩形柱框架内，矩形柱框架中心位置与连接管的一端固定连接，矩形柱框架外侧每一平面的四个端角均连接有万向轮。
进一步的，所述动力组件包括电机座、动力电机、螺旋桨，电机座通过机臂固定连接在机体侧面，电机座上固定连接动力电机，动力电机的输出轴与螺旋桨连接。
进一步的，所述测量组件包括高亮照明灯、高清摄像机、激光测距仪，高亮照明灯、高清摄像机、激光测距仪均固定连接在三轴支架顶端。
进一步的，所述超声波探伤组件包括探伤底座、旋转电机、超声波探头，探伤底座固定连接在矩形柱框架上，探伤底座固定连接旋转电机，旋转电机的输出轴与超声波探头相连接。
进一步的，所述矩形柱框架由碳纤维管、中部连接件、转角连接件组装而成。
进一步的，所述矩形柱框架底端设置有重力配重块。
进一步的，所述机体内设置有无人机控制器，无人机控制器与动力电机、旋转电机电性连接。
进一步的，所述机体内还设置有数据传输模块，无人机控制器、超声波探头、高亮照明灯、高清摄像机、激光测距仪均与数据传输模块线路连接，数据传输模块与对无人机进行控制的地面控制站无线连接。
一种多面接触式飞行巡检探伤无人机的工作方法，包括以下步骤：
S1、启动无人机并通过数据传输模块与地面控制站相连接；
S2、控制动力电机启动，螺旋桨带动无人机以慢速飞向墙面直到矩形柱框架外侧的万向轮贴合墙面；当遇到倾斜墙面时，矩形柱框架在十字万向轴的作用下产生倾斜，使得矩形柱框架中一个外侧面的万向轮均与墙面相接触；
S3、控制无人机在墙面上依照巡检路线进行移动，同时保持矩形柱框架的倾斜角度不变；
S4、通过超声波探伤组件进行墙面探伤操作，并将探伤数据通过数据传输模块传递给地面控制站；
S5、通过测量组件组价对墙面进行巡检拍摄，并将拍摄数据通过数据传输模块传递给地面控制站；
S6、巡检探伤操作完成后，地面站控制站通过数据传输模块控制无人机返回地面即可。
与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：
本发明通过在无人机本体通过倾斜限制组件连接外框组件的设计，使得在无人机本体行驶遇到倾斜墙面时，矩形柱框架一条棱上的万向轮会先与墙面相接触，而无人机继续向着墙面行驶，直到矩形柱框架的一个面上的万向轮均与墙面相接触，此时改变无人机本体的行驶方向，矩形柱框架保持该倾斜角度不变，从而使得矩形柱框架一个面上的万向轮与墙面保持接触，其保持了无人机中探伤组件与墙面的距离不变，方便了接下来的巡检探伤操作，并且万向轮在墙面上行驶可以减少一定的行驶摩擦力，从而降低了无人机的动力消耗；另一方面，无人机本体设置在矩形柱框架内，避免了无人机本体行驶时碰撞到墙面上的状况发生，有效延长了本发明的使用寿命，并且本发明综合了无人机的空间自由的机动性和接触式设备的近距离稳定性的特点，开拓了无人机应用的新领域。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图；
图2为动力组件的放大结构图；
图3为测量组件的放大结构图；
图4为倾斜限制组件的放大结构图；
图5为外框组件的放大结构图；
图6为超声波探伤组件的放大结构图。
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。基于本发明中的实施例，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，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
如图1至图6所示，一种多面接触式飞行巡检探伤无人机，包括无人机本体，所述无人机本体包括机体1、动力组件3，动力组件3设置在机体1外侧且机体1与四个动力组件3通过机臂9相连接；所述机体1顶端通过三轴支架8固定连接测量组件2，所述机体1底端通过倾斜限制组件5连接外框组件6；所述外框组件6上连接有超声波探伤组件4；所述倾斜限制组件5包括固定板501、十字万向轴502、倾斜限位板503、连接管504；固定板501与机体1底端固定连接，固定板501通过十字万向轴502与连接管504的一端固定连接，连接管504的另一端与外框组件6固定连接，倾斜限位板503固定连接在机体1底端，倾斜限位板503套接在连接管504外侧且倾斜限位板503与连接管504外侧壁之间设置有倾斜间隙；所述外框组件6包括矩形柱框架、万向轮601，矩形柱框架由碳纤维管604、中部连接件603、转角连接件602组装而成；无人机本体设置在矩形柱框架内，矩形柱框架中心位置与连接管504的一端固定连接，矩形柱框架外侧每一平面的四个端角均连接有万向轮601。
所述动力组件3用于给无人机提供飞行动力，包括电机座301、动力电机302、螺旋桨303，电机座301通过机臂9固定连接在机体1侧面，电机座301上固定连接动力电机302，动力电机302的输出轴与螺旋桨303连接。
所述测量组件2用于巡检测量和图像获取，包括高亮照明灯202、高清摄像机201、激光测距仪203，高亮照明灯202、高清摄像机201、激光测距仪203均固定连接在三轴支架顶端。
所述超声波探伤组件4用于接触式飞行后的墙面内部病害探伤，包括探伤底座401、旋转电机402、超声波探头403，探伤底座401固定连接在矩形柱框架上，探伤底座401固定连接旋转电机402，旋转电机402的输出轴与超声波探头403相连接。
所述矩形柱框架底端设置有重力配重块。
所述机体1内设置有无人机控制器和数据传输模块7，用于控制无人机的飞行和接触式巡检作业，并进行数据传输操作；无人机控制器与动力电机、旋转电机电性连接；无人机控制器、超声波探头、高亮照明灯、高清摄像机、激光测距仪均与数据传输模块线路连接，数据传输模块7与对无人机进行控制的地面控制站无线连接。
本发明的工作过程如下：
S1、启动无人机并通过数据传输模块与地面控制站相连接；
S2、控制动力电机启动，螺旋桨带动无人机以慢速飞向墙面直到矩形柱框架外侧的万向轮贴合墙面；当遇到倾斜墙面时，矩形柱框架在十字万向轴的作用下产生倾斜，使得矩形柱框架中一个外侧面的万向轮均与墙面相接触；
S3、控制无人机在墙面上依照巡检路线进行移动，同时保持矩形柱框架的倾斜角度不变；
S4、通过超声波探伤组件进行墙面探伤操作，并将探伤数据通过数据传输模块传递给地面控制站；
S5、通过测量组件组价对墙面进行巡检拍摄，并将拍摄数据通过数据传输模块传递给地面控制站；
S6、巡检探伤操作完成后，地面站控制站通过数据传输模块控制无人机返回地面即可。
本发明通过在无人机本体通过倾斜限制组件连接外框组件的设计，使得在无人机本体行驶遇到倾斜墙面时，矩形柱框架一条棱上的万向轮会先与墙面相接触，而无人机继续向着墙面行驶，直到矩形柱框架的一个面上的万向轮均与墙面相接触，此时改变无人机本体的行驶方向，矩形柱框架保持该倾斜角度不变，从而使得矩形柱框架一个面上的万向轮与墙面保持接触，其保持了无人机中探伤组件与墙面的距离不变，方便了接下来的巡检探伤操作，并且万向轮在墙面上行驶可以减少一定的行驶摩擦力，从而降低了无人机的动力消耗；另一方面，无人机本体设置在矩形柱框架内，避免了无人机本体行驶时碰撞到墙面上的状况发生，有效延长了本发明的使用寿命，并且本发明综合了无人机的空间自由的机动性和接触式设备的近距离稳定性的特点，开拓了无人机应用的新领域。
Claims (1)
1.一种多面接触式飞行巡检探伤无人机的工作方法，设有一种多面接触式飞行巡检探伤无人机，包括无人机本体，其特征在于：所述无人机本体包括机体、动力组件，动力组件设置在机体外侧且机体与动力组件相连接；所述机体顶端通过三轴支架固定连接测量组件，所述机体底端通过倾斜限制组件连接外框组件；所述外框组件上连接有超声波探伤组件；所述倾斜限制组件包括固定板、十字万向轴、倾斜限位板、连接管；固定板与机体底端固定连接，固定板通过十字万向轴与连接管的一端固定连接，连接管的另一端与外框组件固定连接，倾斜限位板固定连接在机体底端，倾斜限位板套接在连接管外侧且倾斜限位板与连接管外侧壁之间设置有倾斜间隙；所述外框组件包括矩形柱框架、万向轮，无人机本体设置在矩形柱框架内，矩形柱框架中心位置与连接管的一端固定连接，矩形柱框架外侧每一平面的四个端角均连接有万向轮；
所述矩形柱框架底端设置有重力配重块；
所述机体内还设置有数据传输模块，无人机控制器、超声波探头、高亮照明灯、高清摄像机、激光测距仪均与数据传输模块线路连接，数据传输模块与对无人机进行控制的地面控制站无线连接；
所述机体内设置有无人机控制器，无人机控制器与动力电机、旋转电机电性连接；
其包括以下步骤：
S1、启动无人机并通过数据传输模块与地面控制站相连接；
S2、控制动力电机启动，螺旋桨带动无人机以慢速飞向墙面直到矩形柱框架外侧的万向轮贴合墙面；当遇到倾斜墙面时，矩形柱框架在十字万向轴的作用下产生倾斜，使得矩形柱框架中一个外侧面的万向轮均与墙面相接触；
S3、控制无人机在墙面上依照巡检路线进行移动，同时保持矩形柱框架的倾斜角度不变；
S4、通过超声波探伤组件进行墙面探伤操作，并将探伤数据通过数据传输模块传递给地面控制站；
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