一种用于矿道检测的无人机及其信号传输系统技术方案

本发明专利技术属于矿道检测领域，公开了一种用于矿道检测的无人机及其信号传输系统，其包括无人机本体，无人机本体包括机体、横臂、旋翼、支座，无人机本体上设置有相应的飞控模块和WiFi信号交互控制模块，无人机的旋翼下端连接的电机为防爆电机，无人机机体上表面设置有360度激光雷达；无人机机体前端和后端固定设置有检测雷达，一个检测雷达朝向为朝上，另一个检测雷达朝向为朝上；无人机的旋翼周围设置有保护装置，包括保护部和固定部；无人机机体下端设置有滑槽，滑槽上滑动连接有可拆卸换装的相机模块组件。本发明专利技术能实现自主巡航监测，具有自动避障、断线自主返航功能，能够实时传输检测视频，能可拆卸挂装多种功能模块组件。能可拆卸挂装多种功能模块组件。能可拆卸挂装多种功能模块组件。

【技术实现步骤摘要】
一种用于矿道检测的无人机及其信号传输系统


[0001]本专利技术涉及矿道检测领域，更具体地，涉及一种用于矿道检测的无人机及其信号传输系统。

技术介绍

[0002]煤炭是支持我国国民经济发展的主要能源，但是煤炭工业生产的安全状况却不容乐观，中小型煤矿的情况尤为严重。随着矿井开采强度和深度的增加，安全事故的出现概率也在不断增加，因此，及时掌握煤矿井下的矿道动态是十分重要的工作。
[0003]目前的煤矿井的日常矿道检测大多采用人工携带仪器进入矿道检测，矿道内部具体情况不清楚，贸然进入矿道检测危险系数大，容易危及检测人员的人身安全。而且人工检测的效率比较低，矿道复杂花费的人力物力成本高。
[0004]如专利一种煤矿井下用能自主避障的防爆型四旋翼无人机，公开了一种煤矿井下用能自主避障的防爆型四旋翼无人机，包括无人机机构、监测机构和平台，且其相互之间均通过无线方式连接。该无人机在煤矿井下飞行时可以通过其上端的超声传感模块对四周持续发射超声波信号，在遇到阻挡物时，再利用超声传感模块接收阻挡信号，并将其发送给电源控制模块，通过电源控制模块控制微型电源接通阻挡物那一侧的电磁铁中的电流，同时利用电磁铁吸引位于同一水平位置上的衔铁块，衔铁块向电磁铁一侧移动并带动复位弹性件和活动导杆向内侧移动，由于长条磁体和主磁块的磁性相反，在主磁块向长条磁体靠近的同时也产生一定的排斥力，促使无人机机构整体向着远离阻挡物的方向移动，也起到了一定的自主避障的作用。专利解决了自主避障的问题，但仍热存在无人机的旋翼没有保护装置，容易在矿井内的复杂环境碰撞坠机，以及无人机功能模块组件能够根据实际需要方便拆卸安装的问题。
[0005]如专利一种用于探测矿井火灾的无人机，公开了一种用于探测矿井火灾的无人机，以多旋翼无人机为载体，同时结合航拍技术实现对矿井全方位巡检，对矿井进行实时监测。采用机器视觉应用控制理论实现无人机自主飞行，无需人员操作，实现远距离飞行。通过井下建立中转站，实现无人机全矿井巡检。本专利技术通过改进机载传感器的搭配和视觉导航系统的算法，使得无人机可以实现不借助GPS等外界设备实现无人自主定位以及自我路径规划在无人工干预下自动探测矿井巷道，提高了发现火灾的效率及准确性；同时，本专利技术处理器单元通过采用高斯噪声模型下的最优估计，可以很好的消除因无人机抖动等因素带来的测量误差。专利解决了矿井火灾监控装置功能单一，监控项目少，不利矿井火灾的监控和提前预防的缺陷，但无人机本体的旋翼仍然没有很好的保护装置，容易在矿井内部复杂的环境碰撞坠机，以及无人机功能模块组件能够根据实际需要方便拆卸安装的问题。
[0006]如专利一种煤矿井下防爆型四旋翼无人机，公开了一种煤矿井下防爆型四旋翼无人机，属于煤矿井下巡检救援领域。四旋翼无人机的飞控模块、数传图传模块、电池模块、动力系统和传感器系统均安装在机架内，摄像头模块安装在机架上；电池模块给无人机整体提供动力能源，电池模块位于第二中间层底部；数传图传模块的数传图传密封盒固定在机
架顶部，安装数传图传密封盒一侧的机架为机头位置；动力系统模块的无刷电机位于机架内，固定在第一中间层；传感器系统和飞控模块的输出通过数传图传模块无人机端与其地面端双向通信；摄像头模块的图像信号传输至数传图传地面端的视频设备。优点：结构稳定、牢固，体积小，反应灵敏，在井下无GPS情况下完成巡检勘测任务，智能化操作，续航时间长；主体模块化构造。专利解决了无人机旋翼保护问题，但仍然存在无人机上旋翼保护装置方便拆卸安装问题，以及无人机功能模块组件能够根据实际需要方便拆卸安装的问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术为克服上述现有技术存在的技术缺陷，提供一种用于矿道检测的无人机。
[0008]本专利技术的另一目的在于提供一种用于矿道检测的无人机的信号传输系统。
[0009]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：
[0010]一种用于矿道检测的无人机，包括无人机本体，无人机本体包括机体、横臂、旋翼、支座，机体通过横臂连接旋翼，支座设置于机体底部，其特征在于，无人机本体上设置有相应的飞控模块和WiFi信号交互控制模块，无人机的旋翼下端连接的电机为防爆电机，无人机机体上表面设置有360度激光雷达，且360度激光雷达上端扫描部位周围无部件遮挡；无人机机体前端和后端固定设置有检测雷达，一个检测雷达朝向为朝上，另一个检测雷达朝向为朝上；无人机的旋翼周围设置有保护装置，包括保护部和固定部；无人机机体下端设置有滑槽，滑槽上滑动连接有可拆卸换装的相机模块组件。
[0011]进一步地，固定部固定设置于横臂相应的位置上，保护部与固定部可拆卸连接，固定部下端设置有与横臂平行的横向贯穿孔，横向贯穿孔下端设置有垂直于横臂的垂直通孔，并延伸穿过横向贯穿孔的上端一定距离形成有盲孔，盲孔与垂直通孔度设置有相同的内螺纹。
[0012]进一步地，保护部包括连接骨、加强肋、扇形部，上述三个部件均为一体连接，加强肋与连接骨的夹角为60度。
[0013]进一步地，连接骨上设置有可供螺栓穿过的通孔。
[0014]进一步地，扇形部上还设置有内螺纹盲孔和通过螺纹连接的缓冲装置。
[0015]进一步地，缓冲装置包括弹性连接柱和设置在弹性连接柱一端的矩形块，弹性连接柱一端设置有与扇形部上的内螺纹盲孔相对应的外螺纹。
[0016]进一步地，相机模块组件包括相机、探照灯、WiFi信号模块、电池、控制器，相机模块组件上设置有与机体下端的滑槽相对应的扁平状凸块。
[0017]进一步地，相机模块组件的表面上还设置有若干滑槽。
[0018]进一步地，相机模块组件上还可拆卸安装有气体检测模块和语音通话模块，气体检测模块设置有甲烷检测传感器、一氧化碳检测传感器、二氧化碳检测传感器、氧气检测传感器。
[0019]一种用于矿井的信号传输系统，包括矿井内设置的无线基站和地面基站，其特征在于，还包括无人机上的WiFi信号交互控制模块以及设置在无人机上的模块组件中的WiFi信号模块，实现无人机以及设置在无人机上的模块组件通过矿井内的无线基站与地面基站信号传输。
[0020]与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果是：
[0021]本专利技术提供一种用于矿道检测的无人机，包括无人机本体、360度激光导航雷达和相机模块组件。在进行煤矿井矿道检测作业时，通过无人机上的WiFi信号交互控制模块以及相机模块组件的WiFi信号模块与煤矿井内设置的无线基站实现与地面基站的通信与无人机以及无人机模块组件的控制，使得检测人员在地面基站就能够实时控制无人机；无人机机体上端设置的360度激光雷达基于SLAM技术对煤矿井的矿道进行扫描并绘制点云，点云数据传输至地面基站分析调校后生成高精度的矿道三维地图，便于检测人员分析矿道的具体情况。相机模组实时录制矿道内部的视频，使得检测人员能够将视频与激光雷达生成的三维地图多维度的对比分析。即使在极端的情况下，地面基站无法控制无人机，相机模块组件无法提供实时视频信息，无人机也能通过激光雷达绘制的地图轨迹以及存本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于矿道检测的无人机，包括无人机本体，无人机本体包括机体(1)、横臂(2)、旋翼(3)、支座(4)，机体(1)通过横臂(2)连接旋翼(3)，支座(4)设置于机体(1)底部，其特征在于，无人机的机体上设置有相应的飞控模块(10)和WiFi信号交互控制模块(11)，无人机的旋翼(3)下端连接的电机为防爆电机(12)，无人机的机体(1)上表面设置有360度激光雷达(5)，且360度激光雷达(5)上端扫描部位周围无部件遮挡；无人机的机体(1)前端和后端固定设置有检测雷达(7)，一个检测雷达(7)朝向为朝上，另一个检测雷达(7)朝向为朝上；无人机的旋翼(3)周围设置有保护装置(6)，包括保护部(602)和固定部(601)；无人机的机体(1)下端设置有滑槽(8)，滑槽(8)上滑动连接有可拆卸换装的相机模块组件(9)。2.根据权利要求1所述的用于矿道检测的无人机，其特征在于，所述固定部(601)固定设置于无人机的横臂(2)相应的位置上，保护部(602)与固定部(601)可拆卸连接，固定部(601)下端设置有与横臂(2)平行的横向贯穿孔(6012)，横向贯穿孔(6012)下端设置有垂直于横臂(2)的垂直通孔(6013)，并延伸穿过横向贯穿孔(6012)的上端一定距离形成有盲孔(6011)，盲孔(6011)与垂直通孔(6013)都设置有相同的内螺纹。3.根据权利要求2所述的用于矿道检测的无人机，其特征在于，所述保护部(602)包括连接骨(6021)、加强肋(6022)、扇形部(6023)，上述三个部件均为一体连接，加强肋(6022)与连接骨(6021)的夹角为60度。4.根据权利要求2所述的用于矿道...

【专利技术属性】
技术研发人员：李健，蒋自成，唐国金，卞波，杜芳，阳京，
申请(专利权)人：广东英诺威盛科技有限公司，
类型：发明
国别省市：