水工隧洞巡检飞艇制造技术

本实用新型专利技术的实施例提供了一种水工隧洞巡检飞艇，涉及水工隧洞巡检技术领域。水工隧洞巡检飞艇包括壳体、储气仓、保护轮、控制模块、检测模块和飞行模块，储气仓安装在壳体内，储气仓用于存储惰性气体，保护轮可转动地安装在壳体的外侧，保护轮用于与水工隧洞的壁面滚动接触，控制模块安装在壳体内，检测模块安装在壳体的外侧、且与控制模块通信连接，检测模块用于检测水工隧洞内的缺陷信息、且将缺陷信息传输至控制模块，飞行模块安装在壳体的外侧、且与控制模块电连接，控制模块用于控制飞行模块推动水工隧洞巡检飞艇飞行。水工隧洞巡检飞艇能够代替人工对水工隧洞进行巡检，操作简单，成本低。成本低。成本低。

【技术实现步骤摘要】
水工隧洞巡检飞艇


[0001]本技术涉及水工隧洞巡检
，具体而言，涉及一种水工隧洞巡检飞艇。

技术介绍

[0002]目前已建的引水隧洞，多采用圆形、马蹄形或城门洞形断面，在开挖与支护施工时较为方便。然而随着引水隧洞长年运行，水下光滑的隧洞断面在检修维护阶段的弊端逐渐显露出来，传统的巡检方式均采用放空后人工巡检，存在成本高、效率低、风险大等主要难题，部分隧洞为斜井段，人工无法进行巡检。随着近年来信息与测绘技术的发展，尤其是快速发展的人工智能技术，使得机器替人进行水工隧洞巡检成为当前巡检的有效方式。目前各隧洞运营管理单位与科研单位正全力开展机器人或飞行器在水工隧洞中的应用研究，取得了较为丰硕的研究成果与示范效益。然而水下机器人或飞行器巡检技术要求高、难度大，对复杂隧洞结构与水下恶劣环境适应性低，同时机器人在长隧洞中的定位精度不高，同时需要专业人员控制，操控复杂，在常规运营管理单位推广难度大，也不利于水工隧洞的高频次巡检。

技术实现思路

[0003]本技术的目的包括提供一种水工隧洞巡检飞艇，其能够代替人工对水工隧洞进行巡检，操作简单，成本低。
[0004]本技术的实施例可以这样实现：
[0005]第一方面，本技术提供一种水工隧洞巡检飞艇，水工隧洞巡检飞艇包括：
[0006]壳体；
[0007]储气仓，安装在壳体内，储气仓用于存储惰性气体；
[0008]保护轮，可转动地安装在壳体的外侧，保护轮用于与水工隧洞的壁面滚动接触；
[0009]控制模块，安装在壳体内；
[0010]检测模块，安装在壳体的外侧、且与控制模块通信连接，检测模块用于检测水工隧洞内的缺陷信息、且将缺陷信息传输至控制模块；
[0011]飞行模块，安装在壳体的外侧、且与控制模块电连接，控制模块用于控制飞行模块推动水工隧洞巡检飞艇飞行。
[0012]在可选的实施方式中，飞行模块包括第一螺旋桨、第二螺旋桨、第三螺旋桨、第四螺旋桨和第五螺旋桨，其中，第一螺旋桨、第二螺旋桨、第三螺旋桨和第四螺旋桨用于推动水工隧洞巡检飞艇沿水平方向移动，第五螺旋桨用于推动水工隧洞巡检飞艇沿竖直方向移动。
[0013]在可选的实施方式中，第一螺旋桨、第二螺旋桨、第三螺旋桨和第四螺旋桨围绕第五螺旋桨间隔布置。
[0014]在可选的实施方式中，第一螺旋桨、第二螺旋桨、第三螺旋桨和第四螺旋桨中任意相邻两个之间的夹角为90
°
。
[0015]在可选的实施方式中，第一螺旋桨、第二螺旋桨、第三螺旋桨和第四螺旋桨与水工隧洞巡检飞艇的前进方向所成的夹角为45
°
。
[0016]在可选的实施方式中，检测模块包括：
[0017]补光灯，用于照亮水工隧洞内的环境；
[0018]拍摄相机，用于采集水工隧洞内的图像数据；
[0019]深度相机，用于采集水工隧洞内的三维点云图像。
[0020]在可选的实施方式中，水工隧洞巡检飞艇还包括：
[0021]激光雷达，安装在壳体的外侧、且与控制模块电连接，激光雷达用于检测水工隧洞的内部结构信息，控制模块根据内部结构信息生成水工隧洞巡检飞艇的定位数据。
[0022]在可选的实施方式中，水工隧洞巡检飞艇还包括：
[0023]吊环，安装在壳体的外侧；
[0024]线缆，线缆的一端连接在吊环上，线缆的另一端用于伸出水工隧洞。
[0025]在可选的实施方式中，惰性气体为氦气，保护轮为万向轮。
[0026]在可选的实施方式中，水工隧洞巡检飞艇还包括：
[0027]电源模块，安装在壳体内、且与检测模块、控制模块、飞行模块和激光雷达电连接。
[0028]本技术实施例提供的水工隧洞巡检飞艇的有益效果包括：
[0029]1.在水工隧洞巡检飞艇的储气仓中存储有惰性气体，惰性气体的密度小于空气的密度，在飞艇悬浮在洞中时，惰性气体承受的浮力能够抵消飞艇上各种设备的重力，减少飞行模块所需的功率，可以极大地节省电量的损耗；
[0030]2.壳体的外侧安装有可转动的保护轮，当飞艇在洞内进行巡检时，保护轮可以防止飞艇直接撞击到洞壁，而是由保护轮与洞壁接触，避免飞艇受损，特别是，避免储气仓被洞内的碎石等划破；
[0031]3.通过飞行模块带动飞艇在洞内移动，检测模块可以实时、全面地检测到洞内的缺陷信息，操作简单，成本低。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
[0033]图1为本技术实施例提供的水工隧洞巡检飞艇的外形示意图；
[0034]图2为本技术实施例提供的水工隧洞巡检飞艇的组成示意图；
[0035]图3为飞行模块的布置示意图；
[0036]图4a～图4f为飞行模块向各个方法飞行的示意图；
[0037]图5a～图5c为载体坐标系到平移坐标系的旋转示意图。
[0038]图标：100
‑
水工隧洞巡检飞艇；110
‑
壳体；120
‑
保护轮；130
‑
控制模块；131
‑
微型电脑；132
‑
飞控单元；140
‑
检测模块；141
‑
补光灯；142
‑
拍摄相机；143
‑
深度相机；150
‑
飞行模块；151
‑
第一螺旋桨；152
‑
第二螺旋桨；153
‑
第三螺旋桨；154
‑
第四螺旋桨；155
‑
第五螺旋桨；160
‑
激光雷达；170
‑
吊环；180
‑
电源模块。
具体实施方式
[0039]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0040]因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0041]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水工隧洞巡检飞艇，其特征在于，所述水工隧洞巡检飞艇包括：壳体(110)；储气仓，安装在所述壳体(110)内，所述储气仓用于存储惰性气体；保护轮(120)，可转动地安装在所述壳体(110)的外侧，所述保护轮(120)用于与水工隧洞的壁面滚动接触；控制模块(130)，安装在所述壳体(110)内；检测模块(140)，安装在所述壳体(110)的外侧、且与所述控制模块(130)通信连接，所述检测模块(140)用于检测所述水工隧洞内的缺陷信息、且将所述缺陷信息传输至所述控制模块(130)；飞行模块(150)，安装在所述壳体(110)的外侧、且与所述控制模块(130)电连接，所述控制模块(130)用于控制所述飞行模块(150)推动所述水工隧洞巡检飞艇飞行。2.根据权利要求1所述的水工隧洞巡检飞艇，其特征在于，所述飞行模块(150)包括第一螺旋桨(151)、第二螺旋桨(152)、第三螺旋桨(153)、第四螺旋桨(154)和第五螺旋桨(155)，其中，所述第一螺旋桨(151)、所述第二螺旋桨(152)、所述第三螺旋桨(153)和所述第四螺旋桨(154)用于推动所述水工隧洞巡检飞艇沿水平方向移动，所述第五螺旋桨(155)用于推动所述水工隧洞巡检飞艇沿竖直方向移动。3.根据权利要求2所述的水工隧洞巡检飞艇，其特征在于，所述第一螺旋桨(151)、所述第二螺旋桨(152)、所述第三螺旋桨(153)和所述第四螺旋桨(154)围绕所述第五螺旋桨(155)间隔布置。4.根据权利要求3所述的水工隧洞巡检飞艇，其特征在于，所述第一螺旋桨(151)、所述第二螺旋桨(152)、所述第三螺旋桨(153)和所述第四螺旋桨(154)中任意...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永龙，陈永灿，张华，林海涛，王皓冉，李佳龙，
申请(专利权)人：清华四川能源互联网研究院，
类型：新型
国别省市：