触角式桥梁检测无人机的制作方法

[0001]
本实用新型属于桥梁检测技术领域，具体涉及一种触角式桥梁检测无人机。


背景技术：

[0002]
目前国内外均开始尝试使用无人机对桥梁进行养护检测，由于桥底卫星导航信号缺失问题，无人机桥梁检测均采用人工遥控操作模式。在桥梁检测过程中，无人机抵近桥梁结构存在撞击风险，无法保证无人机、检测人员和桥上交通车辆安全，而距离梁体较远则难以清晰观测和拍摄到桥梁病害。所以，目前，无人机应用于桥梁检测只能进行全桥的初检，无法实施近距离的观测。如何使无人机在靠近桥梁结构实现近距离观测，有效规避碰撞损伤是亟待解决的问题。


技术实现要素：

[0003]
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种触角式桥梁检测无人机，解决无人机抵近桥梁结构的安全性及抵近观测的可行性问题。
[0004]
为实现上述目的，本实用新型提供的一种触角式桥梁检测无人机，包括设置在机体上的上摄像头、下摄像头和螺旋桨，机体的上部设有向上倾斜的上触角杆，且上触角杆的外端在水平面的投影超出与之相邻的螺旋桨的旋转半径、在竖直面的投影高于机体及螺旋桨的顶面；机体的各螺旋桨固定机臂外侧面均设有下触角杆，且下触角杆的外端在水平面的投影超出螺旋桨的旋转半径。
[0005]
采用上述方案，本实用新型提供的触角式桥梁检测无人机应用于桥梁检测过程中，通过在无人机机体上安装的上触角杆和下触角杆，使得无人机在飞行中抵近桥梁结构时，可通过其触角杆外端轻抵在桥梁结构梁体腹板侧表面、桥墩与桥塔侧表面、盖梁侧表面，梁体翼板或底板下表面、盖梁底面，不至于发生撞击或擦挂损伤，从而实现短时驻停，以开展近距离检测作业。
[0006]
进一步，下触角杆与螺旋桨旋转面平行。下触角杆的外端超出螺旋桨的旋转半径，触角杆触头与同一竖直位置桨叶端头连线与竖直面的夹角不小于30
°
，但也不宜过长，以降低其重量，保证其结构稳定性。
[0007]
进一步，触角杆在机体的前、后、左、右方向分别设置为至少两个，在螺旋桨下方相对于机体的延伸面上，呈扇形分布。通过下触角杆获得足够大的保护范围，从而确保无人机不与桥梁相撞。
[0008]
进一步，相邻两个下触角杆之间设有防护环连接。有利于下触角杆支撑稳定、可靠。
[0009]
进一步，上触角杆在机体的前、后、左、右方向分别设置为一至两个，在机体的前后及左右呈对称分布，使得机体上部获得充分的保护。同侧触角杆触头基本在同一平面上，且不少于3个触头，形成有效支撑面。
[0010]
进一步，上触角杆和下触角杆的内端通过旋扣、螺纹或插槽分别与机体、螺旋桨固
定连接。以便于拆卸及使用时让无人机通过上触角杆和下触角杆的外端抵触桥梁后获得稳定的支承作用，以使无人机上的摄像装置能够平稳的成像。
[0011]
进一步，上触角杆和下触角杆为至少一折式的折叠杆。以拆卸便于收折及携带。
[0012]
进一步，上触角杆和下触角杆的外端设有触头。增强上触角杆和下触角杆的可操作性。
[0013]
进一步，上触角杆和下触角杆采用碳纤维复合材料制成，触头为弹簧式触头，或采用弹性橡胶材料制成的弹性触头。通过具有轻质、弹性好的高强材料制成，使得上触角杆和下触角杆在触碰桥梁时获得缓冲作用。
[0014]
进一步，同侧设置的上触角杆和下触角杆各自在水平面投影的长度关系为：h
上
<h
下
；多个上触角杆顶点在同一平面上。从立面投影看，上触角杆略微短于下触杆，保证无人机在悬停于腹板侧壁时略微倾斜机体，产生少量一定的侧向推力，使得同一侧向上、下触角杆弹性触头抵紧结构壁面；上触角杆顶点在同一平面内，保证处于平衡态抵近桥梁结构板底面；弹性触头能够保证对桥梁结构板表面轻微凹凸不平的适应性。
[0015]
本实用新型的优点在于：
[0016]
1、本实用新型提供的触角式桥梁检测无人机应用于桥梁检测，可解决无人机抵近桥梁结构的安全性及抵近观测的可行性问题，从而提高检测工作效能和效率。
[0017]
2、本实用新型提供的触角式桥梁检测无人机具有结构简单，易于操作，制作成本较低，能够为桥梁快速、高效、安全检测提供有效支撑。
[0018]
本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0019]
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中：
[0020]
图1为本实用新型触角式桥梁检测无人机的立体结构示意图。
[0021]
图2为图1的立面结构示意图。
[0022]
图3为图1的平面结构示意图。
[0023]
附图标记：上摄像头1；下摄像头2；螺旋桨3；下触角杆4；上触角杆5；触头6；防护环7；机体8。
具体实施方式
[0024]
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0025]
在桥梁检测过程中，无人机抵近桥梁结构存在撞击风险，无法保证无人机、检测人员安全，而距离梁体较远则难以清晰观测和拍摄到桥梁病害。为此，在利用无人机进行桥梁检测时，需要解决无人机抵近桥梁结构的安全性及抵近观测的可行性问题。
[0026]
如图1-3所示，本实用新型实施例的触角式桥梁检测无人机，包括设置在机体8上的上摄像头1、下摄像头2和螺旋桨3，机体8的上部还设有向上倾斜的上触角杆5，且上触角杆5的外端在水平面的投影超出与之相邻的螺旋桨3的旋转半径、在竖直面的投影高于机体8及螺旋桨3的顶面；机体8的各螺旋桨3外侧面均设有下触角杆4，且下触角杆4的外端在水平面的投影超出螺旋桨3的旋转半径；上触角杆5和下触角杆4的外端均设有触头6。这样，上触角杆用于抵近主梁结构翼板或箱体底板底面、桥墩横梁底面等，下触角杆和上触杆用于抵近主梁腹板侧壁面、墩塔侧壁面；上、下摄像头可旋转，互为补充；对于下摄像头受无人机机体遮挡无法观测主梁结构翼板或箱体底板底面、桥墩横梁底面等情况，可采用上摄像头观测。采用上述方案，检测飞行前在无人机机体上安装上触角杆和下触角杆，再操控无人机飞近待检测的桥梁结构进行初步观测。当需要对结构某处病害进行详细观测时，操控无人机抵近该处桥梁结构侧壁面或底壁面，而在无人机飞行中抵近桥梁结构时，可通过其上设置的触角轻抵在桥梁结构表面，不至于直接撞击损伤，并可使得无人机处于相对稳定的悬停状态，此时操控上摄像头及/或下摄像头进行观测，从而实现无人机近距离检测。
[0027]
在本实施例中的下触角杆4具有与螺旋桨3旋转面平行。在保证下触角杆的外端超出螺旋桨的旋转半径，触角杆触头与同一竖直位置桨叶端头连线与竖直面的夹角不小于30
°
，保证飞行稳态下，机体与桨叶受到保护，同时合理设计其长度，以降低其重量，保证结构的稳定性。下触角杆4在一个机臂上设置两个，在螺旋桨3相对于机体8的延伸方向上呈扇形分布。以使下触角杆获得足够大的保护范围，从而确保无人机不与桥梁相撞。并在相邻两个下触角杆4之间设有防护环7。有利于减少下触角杆的设置数量，及使下触角杆能支撑稳定、可靠。
[0028]
在本实施例中的上触角杆5设置为六个，在机体8的前后及左右呈对称分布。可使得机体上部获得充分的保护范围。
[0029]
在本实施例中同侧设置的上触角杆和下触角杆各自在水平面投影的长度关系为：h上<h下；多个上触角杆顶点在同一平面上。即使同方向竖直面的上触角杆5略短于下触角杆4，使各上触角杆外端设置的触头在同一水平面上，便于操作。从立面投影看，上触角杆5略微短于下触杆4，保证无人机在悬停于腹板侧壁时略微倾斜机体，产生一定的侧向推力，使得同一侧向上、下触角杆弹性触头抵紧；上触角杆5顶点在同一平面内，保证处于平衡态抵近桥梁结构板底面；弹性触头6能够保证对桥梁结构表面轻微凹凸不平的适应性。
[0030]
在本实施例中的上触角杆5和下触角杆4由碳纤维复合材料制成，具有轻质、弹性好的特点，内端通过旋扣、螺纹或插槽分别与机体8、螺旋桨3固定连接。以便于拆卸，便于使用时无人机通过上触角杆和下触角杆的外端抵触桥梁结构壁面后获得稳定的支承作用，从而保证无人机上的摄像装置能够平稳的成像。另外，上触角杆5和下触角杆4为折叠杆。以拆卸便于收折及携带。
[0031]
在本实施例中的触头6采用弹性触头，由弹簧或弹性橡胶材料制成的具有轻质、弹性好的触头，使得上触角杆和下触角杆在触碰桥梁时获得缓冲作用，以增强上触角杆和下触角杆的可操作性。同时，触头应具有一定的变形能力，在无人机螺旋桨推力作用下可适应
结构表面轻微的凹凸不平。
[0032]
在本实施例中的上摄像头1、下摄像头2可旋转，互为补充；对于下摄像头2受无人机机体遮挡无法观测主梁结构翼板或箱体底板底面、桥墩横梁底面等情况，可采用上摄像头1观测；具体的，操控无人机飞近待检测的桥梁结构进行初步观测。当需要对桥梁结构侧壁某处病害进行详细观测时，操控无人机抵近该处桥梁结构侧壁面，使得下触角杆与上触角杆的触头轻抵壁面，由于触角的支撑作用，保证飞机螺旋桨及机体不会撞击到桥梁结构，并使得无人机处于相对稳定的悬停状态。此时可操控上摄像头1、下摄像头2进行观测。当需要对桥梁结构主梁结构翼板或箱体底板底面某处病害进行详细观测时，操控无人机抵近该处桥梁结构底面，使得上触角杆的触头轻抵壁面，由于触角的支撑作用，保证飞机螺旋桨不会撞击到桥梁结构，并使得无人机处于相对稳定的悬停状态。此时操控上摄像头1进行观测。
[0033]
上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

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