一种桥梁巡检无人机机架及桥梁巡检无人机的制作方法

[0001]
本实用新型涉及桥梁巡检相关技术领域，具体地说是涉及一种桥梁巡检无人机机架及桥梁巡检无人机。


背景技术：

[0002]
随着经济的发展，社会的进步，无人话作业系统已经成为必然和社会共识。各种无人化智能设备走向人们的生产和生活，其拥有环境适应强、节约人力、高危作业、长时间作业等特点的方向发展，无人车作为人们生活生产中重要的一员也不例外。
[0003]
目前桥梁巡检无人机已经成为桥梁底部裂缝观测的一种新型测量手段，由于受桥下无北斗或gps定位信号的影响，无人机无法实现定点飞行。目前桥下无人机飞行主要依靠无人机专业飞手手动飞行，导致无人机容易发生碰撞损坏。


技术实现要素：

[0004]
针对现有技术之不足，本实用新型的一个方面提供了一种桥梁巡检无人机机架。
[0005]
所述桥梁巡检无人机机架可以包括设备安装机构、动力装置、防撞机构和脚架机构。
[0006]
其中，动力装置包括多个双旋翼机构，每个所述双旋翼机构均通过一个机臂沿水平方向连接在所述设备安装机构上。防撞机构包括一防撞环和多个防撞支杆；多个所述防撞支杆的一端沿水平方向分别连接在所述设备安装机构上，另一端连接在所述防撞环上，使得多个所述双旋翼机构均位于所述防撞环内侧。脚架机构包括多个支脚；多个所述支脚分别沿竖直方向连接在多个防撞支杆上。
[0007]
根据本实用新型的一个优选实施方式，所述设备安装机构包括第一支撑板、第二支撑板、激光雷达安装板、云台相机安装板和锂电池安装吊舱；所述第二支撑板与所述第一支撑板上下相对间隔设置，使得在所述第一支撑板与所述第二支撑板之间形成第一安装空间；所述激光雷达安装板间隔设置在所述第二支撑板的上方，使得所述激光雷达安装板与所述第二支撑板之间形成第二安装空间；所述云台相机安装板间隔设置在所述激光雷达安装板的上方，使得所述云台相机安装板与所述激光雷达安装板之间形成第三安装空间；所述锂电池安装吊舱设置在所述第一支撑板的下方。
[0008]
根据本实用新型的一个优选实施方式，所述设备安装机构还包括机载设备吊舱；所述机载设备吊舱设置在所述锂电池安装吊舱的下方。
[0009]
根据本实用新型的一个优选实施方式，所述设备安装机构还包括减震安装座；所述减震安装座设在所述第二安装空间中并连接在所述第二支撑板的上侧。
[0010]
根据本实用新型的一个优选实施方式，所述减震安装座包括安装板和至少一个减震件；所述安装板通过所述减震件连接在所述第二支撑板的上侧。
[0011]
根据本实用新型的一个优选实施方式，所述减震件为减震弹簧和/或减震硅胶球。
[0012]
根据本实用新型的一个优选实施方式，所述双旋翼机构包括第一连接座、上安装
板、下安装板、上驱动电机、下驱动电机、上旋翼和下旋翼；所述上安装板连接在所述第一连接座的上侧；所述上驱动电机以输出轴朝上的方式安装在所述上安装板上；所述上旋翼连接在所述上驱动电机的输出轴上；所述下安装板连接在所述第一连接座的下侧；所述下驱动电机以输出轴朝下的方式安装在所述下安装板上；所述下旋翼连接在所述下驱动电机的输出轴上。
[0013]
本实用新型的另一个方面提供了一种桥梁巡检无人机。所述桥梁巡检无人机包括如上任意一项所述的桥梁巡检无人机机架、三轴云台高清相机、激光雷达、飞控系统和电源。
[0014]
其中，所述三轴云台高清相机安装在所述设备安装机构的顶部；所述激光雷达、所述飞控系统和所述电源均安装在所述设备安装机构中。
[0015]
根据本实用新型的一个优选实施方式，所述桥梁巡检无人机还包括电控系统；所述电控系统安装在所述设备安装机构中。
[0016]
根据本实用新型的一个优选实施方式，所述电源为锂电池；所述飞控系统为linux飞控系统。
[0017]
与现有技术相比，本实用新型实施例的桥梁巡检无人机机架及桥梁巡检无人机具有如下有益效果：
[0018]
本实用新型实施例的桥梁巡检无人机机架通过设置包括防撞环和多个防撞支杆的防撞机构，多个防撞支杆的一端沿水平方向分别连接在设备安装机构上，另一端连接在防撞环上，使得多个双旋翼机构均位于防撞环内侧，从而可以对无人机起到保护作用，减少无人机因碰撞而造成损坏的可能，使无人机在桥下飞行更有效的保障飞行安全。
[0019]
而本实用新型实施例的桥梁巡检无人机将三轴云台高清相机安装于无人机最顶端，可以使得其在对桥梁底部拍摄图像时无器件遮挡，并且通过采用激光雷达定位与建图，使得本实用新型实施例的桥梁巡检无人机可以用于更好地实现桥底面远程视觉拍摄。
[0020]
本实用新型的一部分附加特性可以在下面的描述中进行说明。通过对以下描述和相应附图的检查或者对实施例的生产或操作的了解，本实用新型的一部分附加特性对于本领域技术人员是明显的。本实用新型披露的特性可以通过对以下描述的具体实施例的各种方法、手段和组合的实践或使用得以实现和达到。
附图说明
[0021]
在此所述的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限定。在各图中，相同标号表示相同部件。其中，
[0022]
图1是根据本实用新型的一些实施例所示的桥梁巡检无人机机架的结构示意图；
[0023]
图2是根据本实用新型的一些实施例所示的桥梁巡检无人机机架中双旋翼机构的结构示意图。
[0024]
附图标记列表
[0025]
110-第一支撑板
[0026]
120-第二支撑板
[0027]
130-激光雷达安装板
[0028]
140-云台相机安装板
[0029]
150-锂电池安装吊舱
[0030]
151-锂电池安装板
[0031]
152-第三连接柱
[0032]
160-机载设备吊舱
[0033]
161-机载设备安装板
[0034]
162-第四连接柱
[0035]
170-减震安装座
[0036]
171-安装板
[0037]
172-减震件
[0038]
101-第一安装空间
[0039]
102-第二安装空间
[0040]
103-第三安装空间
[0041]
210-双旋翼机构
[0042]
220-机臂
[0043]
221-第一连接座
[0044]
222-上安装板
[0045]
223-下安装板
[0046]
224-上驱动电机
[0047]
225-下驱动电机
[0048]
226-上旋翼
[0049]
227-下旋翼
[0050]
228-第二连接座
[0051]
310-防撞环
[0052]
320-防撞支杆
[0053]
410-支脚
[0054]
501-第一连接柱
[0055]
502-第二连接柱
[0056]
200-三轴云台高清相机
[0057]
300-激光雷达
[0058]
400-飞控系统
具体实施方式
[0059]
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。
[0060]
需要说明的是，如果本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中涉及到术语
“
第一”、“第二”等，其是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例。此外，如果涉及到术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0061]
在本实用新型中，如果涉及到术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等，其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。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
[0062]
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本实用新型中的具体含义。
[0063]
此外，在本实用新型中，如果涉及到术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”等应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0064]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
[0065]
本实用新型实施例的一个方面公开了一种桥梁巡检无人机机架。
[0066]
如图1所示，该桥梁巡检无人机机架可以包括设备安装机构、动力装置、防撞机构以及脚架机构。
[0067]
其中，设备安装机构可以包括第一支撑板110、第二支撑板120、激光雷达安装板130、云台相机安装板140和锂电池安装吊舱150。
[0068]
第二支撑板120与第一支撑板110上下相对间隔设置，使得在第一支撑板110与第二支撑板120之间形成第一安装空间101。
[0069]
如图2所示，第二支撑板120与第一支撑板110上下相对间隔布置，在第二支撑板120与第一支撑板110之间还设置有多个第二连接座228。并且，第二支撑板120与第一支撑板110分别通过螺钉或螺栓连接固定在第二连接座228上侧和下侧。示例性的，在本实施例中，第二连接座228有四个，其分别设置在第二支撑板120与第一支撑板110的四角处。从而使得第二支撑板120与第一支撑板110上下相对间隔设置，并在第一支撑板110与第二支撑板120之间形成第一安装空间101。第一安装空间101可以用于安装电控系统。
[0070]
激光雷达安装板130间隔设置在第二支撑板120的上方，使得激光雷达安装板130与第二支撑板120之间形成第二安装空间102。具体的，如图1所示，在激光雷达安装板130与第二支撑板120之间设置有多个第一连接柱501。在安装状态下，第二支撑板120通过螺钉或螺栓连接固定在第一连接柱501的下端，激光雷达安装板130通过螺钉或螺栓连接固定在第一连接柱501的上端，从而使得激光雷达安装板130间隔设置在第二支撑板120的上方，并在激光雷达安装板130与第二支撑板120之间形成第二安装空间102。第二安装空间102可以用
于安装飞控系统。
[0071]
进一步的，如图1所示，设备安装机构还可以包括减震安装座170。其中，减震安装座170设在第二安装空间102中并连接在第二支撑板120的上侧。示例性的，减震安装座170包括安装板171和至少一个减震件172。安装板171通过减震件172连接在第二支撑板120的上侧。优选的，减震件172可以采用减震弹簧和/或减震硅胶球。具体的，在本实施例中，减震件172为四个减震硅胶球。四个减震硅胶球的上端分别连接在安装板171的四角处，四个减震硅胶球的下端分别连接在第二支撑板120的上侧面上。
[0072]
飞控系统可以安装在减震安装座170上，起到减震的作用。同时，第二安装空间102位于机身中心，将飞控系统通过减震安装座170安装在第二安装空间102中，可更直接准确的进行飞行姿态测量。
[0073]
云台相机安装板140间隔设置在激光雷达安装板130的上方，使得云台相机安装板140与激光雷达安装板130之间形成第三安装空间103。具体的，如图1所示，在云台相机安装板140与激光雷达安装板130之间设置有多个第二连接柱502。在安装状态下，激光雷达安装板130通过螺钉或螺栓连接固定在第二连接柱502的下端，云台相机安装板140通过螺钉或螺栓连接固定在第二连接柱502的上端，从而使得云台相机安装板140间隔设置在激光雷达安装板130的上方，并在云台相机安装板140与激光雷达安装板130之间形成第三安装空间103。第三安装空间103可以用于安装激光雷达。
[0074]
锂电池安装吊舱150设置在第一支撑板110的下方。示例性的，锂电池安装吊舱150包括锂电池安装板151和多个第三连接柱152。在安装状态下，第一支撑板110通过螺钉或螺栓连接固定在四个第三连接柱152的上端，锂电池安装板151通过螺钉或螺栓连接固定在四个第三连接柱152的下端。锂电池安装吊舱150可以用于安装电源(如锂电池)。
[0075]
进一步的，如图1所示，设备安装机构还包括机载设备吊舱160。机载设备吊舱160设置在锂电池安装吊舱150的下方。示例性的，机载设备吊舱160包括机载设备安装板161和多个第四连接柱162。在安装状态下，锂电池安装板151通过螺钉或螺栓连接固定在四个第四连接柱162的上端，机载设备安装板161通过螺钉或螺栓连接固定在四个第四连接柱162的下端。机载设备吊舱160可以用于安装其他机载设备。
[0076]
其中，动力装置可以包括多个双旋翼机构210，每个双旋翼机构210均通过一个机臂220沿水平方向连接在设备安装机构上。动力装置通过采用双旋翼机构210可以增加无人机的动力，增加载荷量。
[0077]
示例性的，如图2所示，每个双旋翼机构210可以包括第一连接座211、上安装板222、下安装板223、上驱动电机224、下驱动电机225、上旋翼226和下旋翼227。
[0078]
上安装板222连接在第一连接座211的上侧。上驱动电机224以输出轴朝上的方式安装在上安装板222上。上旋翼226连接在上驱动电机224的输出轴上。下安装板223连接在第一连接座211的下侧。下驱动电机225以输出轴朝下的方式安装在下安装板223上。下旋翼227连接在下驱动电机225的输出轴上。
[0079]
在本实施例中，双旋翼机构210有四个，每个双旋翼机构210均通过一个机臂220沿水平方向连接在设备安装机构上。具体的，四个机臂220的一端分别通过螺钉或螺栓连接固定在第二支撑板120与第一支撑板110的四角处的第二连接座228上，四个机臂220的另一端分别通过螺钉或螺栓连接固定在四个双旋翼机构210中的第一连接座211上。
[0080]
其中，如图1所示，防撞机构可以包括一防撞环310和多个防撞支杆320。多个防撞支杆320的一端沿水平方向分别连接在设备安装机构上，另一端连接在防撞环310上，使得多个双旋翼机构210均位于防撞环310内侧。具体的，防撞支杆320的一端沿水平方向通过螺钉或螺栓连接固定在第二支撑板120与第一支撑板110之间，防撞支杆320的另一端连接固定在防撞环310的内侧。在本实施例中，防撞支杆320有四个，其分别连接在第二支撑板120与第一支撑板110的四个边上。
[0081]
通过设置包括防撞环310和多个防撞支杆320的防撞机构，多个防撞支杆320的一端沿水平方向分别连接在设备安装机构上，另一端连接在防撞环310上，使得多个双旋翼机构210均位于防撞环310内侧，从而可以对无人机起到保护作用，减少无人机因碰撞而造成损坏的可能。使无人机在桥下飞行更有效的保障飞行安全。
[0082]
其中，脚架机构包括多个支脚410。多个支脚410分别沿竖直方向连接在多个防撞支杆320上。在本实施例中，支脚410有四个，四个支脚410的上端分别连接在四个防撞支杆320上。具体的，如图1所示，每个支脚410的上端通过螺钉或螺栓连接固定在一个防撞支杆320的中部。
[0083]
本实用新型实施例的另一个方面公开了一种桥梁巡检无人机。
[0084]
该桥梁巡检无人机包括如上所述的桥梁巡检无人机机架、三轴云台高清相机200、激光雷达300、飞控系统400和电源。优选的，电源为锂电池。飞控系统400为linux飞控系统。
[0085]
其中，三轴云台高清相机200安装在设备安装机构的顶部。具体的，如图1所示，三轴云台高清相机200安装固定在云台相机安装板140的上侧面上。通过将三轴云台高清相机200安装在设备安装机构的顶部，可以使得在对桥梁底部拍摄图像时无器件遮挡。
[0086]
激光雷达300、飞控系统400和电源均安装在设备安装机构中。
[0087]
具体的，激光雷达300安装在云台相机安装板140与激光雷达安装板130之间形成的第三安装空间103中固定在激光雷达安装板130上。用于激光扫描建图，实现定位。
[0088]
飞控系统400安装在激光雷达安装板130与第二支撑板120之间形成的第二安装空间102。并且，飞控系统安装在减震安装座170上，起到减震的作用。同时，第二安装空间102位于机身中心，将飞控系统通过减震安装座170安装在第二安装空间102中，可更直接准确的进行飞行姿态测量。
[0089]
进一步的，该桥梁巡检无人机还可以包括电控系统。电控系统安装在设备安装机构中。具体的，电控系统可以安装在第一支撑板110与第二支撑板120之间形成的第一安装空间101中并固定在第一支撑板110上。
[0090]
电源安装在锂电池安装吊舱150中。具体的，电源(如锂电池)可以安装固定在锂电池安装板151上。
[0091]
本实用新型实施例的桥梁巡检无人机将三轴云台高清相机安装于无人机最顶端，可以使得其在对桥梁底部拍摄图像时无器件遮挡，并且通过采用激光雷达定位与建图，使得本实用新型实施例的桥梁巡检无人机可以用于更好地实现桥底面远程视觉拍摄。
[0092]
需要注意的是，本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0093]
另外，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本实用新型公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本实用新型的公开范围并落入本实
用新型的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本实用新型说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。

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