用于桥梁检测的便携式六旋翼飞行器制造技术

本发明专利技术公开了一种用于桥梁检测的便携式六旋翼飞行器，涉及无人飞行器领域。本发明专利技术包括机体、六个可折叠机臂组件、仰视相机云台、二轴激光云台、超声避障装置和可收放起落架，其中可折叠机臂由电机、桨叶、避碰结构、机臂及可折叠结构组成。本发明专利技术针对桥梁检测用途，开发设计仰视相机云台，用于拍摄桥底面及桥墩缺陷信息；设计激光扫描测距仪云台，用于在桥底二维特征的扫描以及桥底无GPS环境下飞行器的定位；设计超声避障装置，用于飞行器在复杂环境下的避障；可折叠机臂可方便的快速折叠与展开，有效地解决了较大尺寸无人飞行器不方便携带的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无人飞行器领域，尤其涉及一种用于桥梁检测的六旋翼无人飞行器。
技术介绍
近年来，随着新型材料、微机电(MEMS)、微惯导(MIMU)及飞行控制等技术的进步，微小型无人飞行器(MUAVs)正快速发展并且受到越来越多的关注。多旋翼无人机作为微小型无人飞行器的一种，其具有尺寸小、机械结构简单、能够垂直起落与悬停的特点，在军事、民用、工业、农业等领域上都有很广泛的应用前景。目前绝大多数的多旋翼无人飞行器在室外通过GPS进行定位，在室内一般通过VICON等运动捕捉系统进行定位飞行，在无GPS和外部定位的情况下，如桥面以下的环境下，飞行器无法实现稳定定位。另一方面，我国的公路、市政桥梁事业在近些年发展迅速，桥梁建设作为国家重要的基础建设之一，关系到整个国家经济与社会的发展。自改革开放以来，我国的桥梁建设不断地发展，至2014年底我国的公路桥梁和城市桥梁就已分别建成71.3万座和5.8万座。然而公路桥梁等基础设施在自然条件的风吹日晒以及车辆行驶的作用下，会出现一些劣化的问题，这种劣化问题如果没有及时检测出来，进一步恶化后就会出现严重的事故。尤其是桥梁，桥梁垮塌事故的频繁发生，严重威胁了人员的安全以及社会的稳定，所以必须要对桥梁等进行经常性的检测与维护。桥梁检测一般通过桥梁检测工程车、搭建脚手架等方式进行，传统的桥梁检测方式效率低且检测过程麻烦，检测人员的安全也存在隐患，而且存在许多检测的盲区检测人员无法进行检测。因此，本领域的技术人员致力于开发一种用于桥梁检测的六旋翼无人飞行器，免去出动检测工程车和搭建脚手架等复杂工程步骤，并能对现有检测方法的检测盲区进行补充检测。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是如何通过无人飞行器的方式替代现有的桥梁检测手段和检测方法。为实现上述目的，本专利技术提供了一种用于桥梁检测的便携式六旋翼飞行器，包括机体、六个可折叠机臂组件、仰视相机云台、二轴激光云台、超声避障装置和可收放起落架，其中所述可折叠机臂组件通过螺栓安装于所述机体上；所述可折叠机臂组件包括电机、桨叶、避碰结构、机臂及可折叠结构；所述仰视相机云台安装在所述机体顶部；所述超声避障装置安装在所述仰视相机云台下方；所述二轴激光云台安装在所述机体的前下方，所述二轴激光云台上安装有激光扫描测距仪；所述可收放起落架安装于所述机体下方。进一步地，所述可折叠结构包括固定基座和定位销，所述可折叠结构安装于所述机臂末端。进一步地，所述机臂完全展开后机臂与水平方向有5度的夹角。进一步地，两个所述电机的轴线最远距离为900mm。进一步地，所述机臂之间的夹角为60°。进一步地，所述仰视相机云台的转动范围为正前方到正上方之间，被配置为仰拍上方和前方的画面。进一步地，所述二轴激光云台被配置为保证所述激光扫描测距仪始终保持水平，不会随着飞行器姿态的改变而改变。进一步地，所述超声避障装置包括六个超声测距传感器，每个所述超声测距传感器的波束角为40°，所述超声避障装置与所述机体的高度差为180mm以上。进一步地，所述超声避障装置的中前后方向分别固定两个所述超声测距传感器，每两个所述超声测距传感器夹角为20°。进一步地，所述机臂展开时，所述定位销卡住所述机臂的末端；所述机臂收放时，所述定位销退出卡槽，旋转所述机臂到折叠状态。为解决传统桥梁检测中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种便携式的六旋翼无人飞行器，来辅助桥梁检测，解决传统桥梁检测过程的效率低、检测过程麻烦、检测存在盲区等问题，并且实现无人飞行器在桥底无GPS环境下的稳定定位、自主避障与稳定飞行。本专利技术解决技术问题的技术方案如下：六旋翼飞行器的组成包括机体、六个可折叠机臂组件、可收放起落架、仰视相机云台及相机、激光扫描测距仪及其二轴激光云台、超声避障装置，其中可折叠机臂由电机、桨叶、避碰结构、机臂及可折叠结构组成。可折叠结构固定基座和定位销两部分组成，安装于机臂末端。六个可折叠的机臂通过螺栓安装于机体上，机臂之间的夹角为60°。可折叠的机臂大大提高了飞行器的便携性。机臂完全展开后，飞行器的两个电机轴线最远的距离(轴距)为800mm～900mm。每个机臂之间的夹角为60度。机臂完全展开后机臂与水平方向有5度的夹角。飞行器的顶部固定仰视消抖云台，云台行固定相机，用于拍摄桥墩及桥底面的缺陷信息。云台下方是超声避障装置，该结构由6个超声传感器组成，其中每个超声传感器的波束角为40°，6个超声传感器分别用于检测前后左右方向的障碍物，其中前后方向分别固定两个超声传感器，每两个超声传感器夹角为20°，以扩大对障碍物的检测范围，超声避障装置固定与机体上方180mm以上。在飞行器的前下方安装一个二轴激光云台，上面安装激光测距传感器，用于扫描周围环境的二维信息，并获得飞行器的相对位置，以实现桥底无GPS环境下飞行器的定位。以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。附图说明图1是本专利技术的一个较佳实施例的飞行器侧视图；图2是本专利技术的一个较佳实施例的飞行器主视图；图3是本专利技术的一个较佳实施例的飞行器俯视图；图4是本专利技术的一个较佳实施例的飞行器可折叠结构收起时的示意图；图5是本专利技术的一个较佳实施例的飞行器可折叠结构展开后的示意图；图6是本专利技术的一个较佳实施例的飞行器机臂与机身夹角示意图；图7是本专利技术的一个较佳实施例的飞行器的二轴激光云台示意图；图8是本专利技术的一个较佳实施例的飞行器的超声避障装置以及仰视相机云台示意图；图9是本专利技术的一个较佳实施例的飞行器立体图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术做进一步详细说明。图9是本专利技术所述用于桥梁检测的便携式六旋翼飞行器的立体图。如图1、图2和图3所示，本专利技术所述便携式六旋翼飞行器，包括机体、六个可折叠机臂、可收放起落架、仰式相机云台及相机、激光扫描测距仪及其二轴激光云台、超声避障装置，其中可折叠机臂由电机、桨叶、避碰结构、机臂及可折叠结构组成。机臂通过螺栓安装于机体上，机臂之间的夹角为60°。机臂完全展开后，飞行器的两个电机轴线最远的距离(轴距)为800mm。每个机臂之间的夹角为60度。飞行器的顶部固定仰视消抖云台，云台行固定相机，用于拍摄桥墩及桥底面的缺陷信息。云台下方是超声避障装置，该结构由6个超声传感器组成，分别用于检测前后左右方向的障碍物。在飞行器的前下方安装一个二轴激光云本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于桥梁检测的便携式六旋翼飞行器，其特征在于，包括机体、六个可折叠机臂组件、仰视相机云台、二轴激光云台、超声避障装置和可收放起落架，其中所述可折叠机臂组件通过螺栓安装于所述机体上；所述可折叠机臂组件包括电机、桨叶、避碰结构、机臂及可折叠结构；所述仰视相机云台安装在所述机体顶部；所述超声避障装置安装在所述仰视相机云台下方；所述二轴激光云台安装在所述机体的前下方，所述二轴激光云台上安装有激光扫描测距仪；所述可收放起落架安装于所述机体下方。

【技术特征摘要】
1.一种用于桥梁检测的便携式六旋翼飞行器，其特征在于，包括机体、六个可折
叠机臂组件、仰视相机云台、二轴激光云台、超声避障装置和可收放起落架，其中所
述可折叠机臂组件通过螺栓安装于所述机体上；所述可折叠机臂组件包括电机、桨叶、
避碰结构、机臂及可折叠结构；所述仰视相机云台安装在所述机体顶部；所述超声避
障装置安装在所述仰视相机云台下方；所述二轴激光云台安装在所述机体的前下方，
所述二轴激光云台上安装有激光扫描测距仪；所述可收放起落架安装于所述机体下方。
2.如权利要求1所述的用于桥梁检测的便携式六旋翼飞行器，其特征在于，所述
可折叠结构包括固定基座和定位销，所述可折叠结构安装于所述机臂末端。
3.如权利要求1所述的用于桥梁检测的便携式六旋翼飞行器，其特征在于，所述
机臂完全展开后机臂与水平方向有5度的夹角。
4.如权利要求1所述的用于桥梁检测的便携式六旋翼飞行器，其特征在于，两个
所述电机的轴线最远距离为800mm～900mm。
5.如权利要求1所述的用于桥梁检测的便携式六旋翼飞行器，其特征在于，所述

【专利技术属性】
技术研发人员：胡锡岭，陈杰，朱向阳，陆敏强，董伟，盛鑫军，
申请(专利权)人：上海浦江桥隧大桥管理有限公司，上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31