一种用于高空索道钢索检测的无人机系统技术方案

本发明专利技术涉及游乐设施检测技术领域，具体说是一种用于高空索道钢索检测的无人机系统，包括：与地面控制站或飞控手无线通信的旋翼无人机、末端作业执行机构、平面两自由度滑动导轨机构以及钢索检测装置；其中，旋翼无人机与末端作业执行机构连接；末端作业执行机构固设于平面两自由度滑动导轨机构上；钢索检测装置安装于用于调节钢索检测装置位置的平面两自由度滑动导轨机构下方，用于检测高空索道的钢索是否损伤。本发明专利技术通过采用末端执行结构的特殊结构实现控制钢索检测装置在高空钢索上检测移动速度的功能。通过采用平面两自由度滑动导轨的方式实现钢索检测装置的位置精准调整功能。通过采用基于钢索检测装置实现高空索道钢索的是否损伤检测功能。索的是否损伤检测功能。索的是否损伤检测功能。

【技术实现步骤摘要】
一种用于高空索道钢索检测的无人机系统


[0001]本专利技术涉及游乐设施检测
，具体说是一种用于高空索道钢索检测的无人机系统。

技术介绍

[0002]目前，高空索道检测主要依靠检测人员随身携带检测设备对索道断丝、磨损进行现场检测，检测工作量大，劳动强度大，且检测水平易受检测人员水平和心态影响；同时，较高位置的检测点很难依靠人力达到，导致无法实现游乐设施的全面检测，检测数据分散，无法进行系统的数据分析，也就导致了对高空索道风险分析的不全面和不完整；除此之外，现有的巡检机器人体型庞大使用不便捷、越障实现难、检测效率低。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的是提供本专利技术的目的在于提供一种用于高空索道钢索检测的无人机系统，可实现无人机对各类高空索道钢索的全面连续检测功能。
[0004]本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是：一种用于高空索道钢索检测的无人机系统，包括：与地面控制站或飞控手无线通信的旋翼无人机、末端作业执行机构、平面两自由度滑动导轨机构以及钢索检测装置；
[0005]其中，所述旋翼无人机与末端作业执行机构连接；所述末端作业执行机构固设于平面两自由度滑动导轨机构上；
[0006]所述旋翼无人机，用于经地面控制站或飞控手控制，拉拽末端作业执行机构沿钢索运动；
[0007]所述末端作业执行机构，用于携带平面两自由度滑动导轨机构，进而带动钢索检测装置在钢索上进行检测；
[0008]所述平面两自由度滑动导轨机构，用于调节钢索检测装置在钢索上的位置；
[0009]所述钢索检测装置安装于平面两自由度滑动导轨机构下方，用于检测高空索道的钢索是否存在损伤。
[0010]所述旋翼无人机为多旋翼构型，包括：机身、机臂、旋翼和动力系统；
[0011]所述机身的外侧均布设有多个水平于机身顶面的机臂；所述机臂的末端设有沿水平面转动的旋翼；
[0012]在所述机身的几何中心正下方吊装有动力系统，所述动力系统与地面控制站或飞控手无线通信，且通过连接线分别与多个旋翼连接，用于通过地面控制站或飞控手无线通信的指令为旋翼提供转动动力；
[0013]在所述机身几何中心的正上方固设有坠落保护装置，且坠落保护装置与地面控制站或飞控手无线通信，用于对旋翼无人机坠落后进行保护；
[0014]所述动力系统下方设有锁扣，锁扣通过柔性绳索与末端作业执行机构连接。
[0015]每个所述旋翼的周向均设有圆环状的桨叶防护罩；
[0016]所述桨叶防护罩为涵道式桨叶防护罩，且桨叶防护罩与对应旋翼的机臂固接；相邻的桨叶防护罩相互连接为一体结构。
[0017]所述坠落保护装置，包括：控制器以及与控制器连接的降落伞装置、无线通信模块和传感器组件；
[0018]所述控制器通过无线通信模块与地面控制站或飞控手无线通信，用于接收发送的保护指令后，执行打开降落伞装置动作；
[0019]所述传感器组件，包括：与控制器连接的速度传感器和加速度传感器，用于检测到当前旋翼无人机的速度值或加速度值，并发送至控制器，当速度值或加速度值超过设定阈值时，控制器控制执行打开降落伞装置动作。
[0020]所述机身和机臂为碳纤维材质的一体结构。
[0021]在所述钢索检测装置检测位置处设有用于检测钢索检测装置位置的视觉传感器；
[0022]所述视觉传感器经平面两自由度滑动导轨机构的控制器与平面两自由度滑动导轨机构的驱动电机连接，以通过平面两自由度滑动导轨机构的控制器获取检测钢索检测装置位置的补偿量，控制对应X轴或Y轴的驱动电机运动，实现实时调节检测钢索检测装置与钢索的相对位置。
[0023]所述末端作业执行机构，包括：底座、连接臂、桨叶、防护罩以及作业控制系统；
[0024]所述底座矩形底座，在底座的对角线向外延展设有多个连接臂；相邻的连接臂沿底座中心线相互对称；
[0025]在连接臂末端转动设有桨叶；所述桨叶周向设有圆环状的防护罩；所述防护罩为涵道式防护罩，且防护罩与连接臂固接；
[0026]所述作业控制系统设于底座上，且通过连接线分别与多个桨叶连接；
[0027]所述底座底面固定于平面两自由度滑动导轨机构的滑块上，以随滑块向X轴或Y轴方向运动；
[0028]在底座顶面中心处设有绳索固定盒，柔性绳索一端固设于绳索固定盒内，另一端与动力系统下方的锁扣连接。
[0029]所述作业控制系统，包括：控制单元以及与控制单元连接的多个桨叶驱动器、指令接收模块以及电源模块；
[0030]所述控制单元用于通过指令接收模块接收地面控制站或飞控手的控制指令，并根据控制指令控制对应桨叶驱动器驱动对应桨叶的桨叶电机按照指令速度转动，以实现对末端作业执行机构的移动方向和移动速度控制；
[0031]所述电源模块与用于控制桨叶转动的桨叶电机连接，以为桨叶提供转动动力。
[0032]所述底座、连接臂、桨叶和桨叶防护罩均为碳纤维材质。
[0033]所述钢索检测装置为带有霍尔元件传感器的钢索探伤仪，以通过电磁检测法采集钢索缺陷信号，实现对钢索的损伤检测。
[0034]本专利技术具有以下有益效果及优点：
[0035]1.本专利技术通过旋翼无人机牵引方式，拉动末端执行机构进而带动钢索检测装置在高空索道钢索滑动检测，不仅可应对各类高空索道钢索的全面连续检测，同时，减轻人力工作量，降低高空作业检测风险。
[0036]2.本专利技术通过采用碳纤维一体化成型机身和机臂，降低整机重量的同时提高整机
强度。
[0037]3.本专利技术通过采用末端执行机构的特殊结构实现控制钢索检测装置在高空钢索上检测移动速度的功能。
[0038]4.本专利技术通过采用平面两自由度滑动导轨的方式实现钢索检测装置的位置精准调整功能；通过采用基于钢索检测装置实现高空索道钢索的是否损伤检测功能。
[0039]5.本专利技术通过采用涵道式桨叶防护罩，提升了无人机旋翼安全运行的能力，提高了无人机旋翼提供升力的效率，降低了游乐设施复杂结构对旋翼安全运行的影响。
[0040]6.本专利技术采用降落伞式坠落保护装置，实现了无人机坠落防护，提高了无人机高空飞行检测作业生存能力。
附图说明
[0041]图1为本专利技术高空索道钢索检测无人机系统的结构示意图；
[0042]图2为本专利技术中高空索道钢索检测无人机的结构示意图；
[0043]图3为本专利技术中末端执行机构的结构示意图；
[0044]图4为本专利技术中平面两自由度滑动导轨的结构示意图；
[0045]图中：1为旋翼无人机，101为机身、102为机臂、103为旋翼和104为动力系统，2为柔性绳索，3为末端执行机构，301为底座、302为连接臂、303为桨叶，304为防护罩，4为平面两自由度滑动导轨机构，5为钢索检测装置，6为坠落保护装置，7为桨叶防护罩。
具体实施方式
[0046]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于高空索道钢索检测的无人机系统，其特征在于，包括：与地面控制站或飞控手无线通信的旋翼无人机(1)、末端作业执行机构(3)、平面两自由度滑动导轨机构(4)以及钢索检测装置(5)；其中，所述旋翼无人机(1)与末端作业执行机构(3)连接；所述末端作业执行机构(3)固设于平面两自由度滑动导轨机构(4)上；所述旋翼无人机(1)，用于经地面控制站或飞控手控制，拉拽末端作业执行机构(3)沿钢索运动；所述末端作业执行机构(3)，用于携带平面两自由度滑动导轨机构(4)，进而带动钢索检测装置(5)在钢索上进行检测；所述平面两自由度滑动导轨机构(4)，用于调节钢索检测装置(5)在钢索上的位置；所述钢索检测装置(5)安装于平面两自由度滑动导轨机构(4)下方，用于检测高空索道的钢索是否存在损伤。2.根据权利要求1所述的一种用于高空索道钢索检测的无人机系统，其特征在于，所述旋翼无人机(1)为多旋翼构型，包括：机身(101)、机臂(102)、旋翼(103)和动力系统(104)；所述机身(101)的外侧均布设有多个水平于机身(101)顶面的机臂(102)；所述机臂(102)的末端设有沿水平面转动的旋翼(103)；在所述机身(101)的几何中心正下方吊装有动力系统(104)，所述动力系统(104)与地面控制站或飞控手无线通信，且通过连接线分别与多个旋翼(103)连接，用于通过地面控制站或飞控手无线通信的指令为旋翼(103)提供转动动力；在所述机身(101)几何中心的正上方固设有坠落保护装置(6)，且坠落保护装置(6)与地面控制站或飞控手无线通信，用于对旋翼无人机(1)坠落后进行保护；所述动力系统(104)下方设有锁扣，锁扣通过柔性绳索(2)与末端作业执行机构(3)连接。3.根据权利要求2所述的一种用于高空索道钢索检测的无人机系统，其特征在于，每个所述旋翼(103)的周向均设有圆环状的桨叶防护罩；所述桨叶防护罩为涵道式桨叶防护罩，且桨叶防护罩与对应旋翼(103)的机臂(102)固接；相邻的桨叶防护罩相互连接为一体结构。4.根据权利要求2所述的一种用于高空索道钢索检测的无人机系统，其特征在于，所述坠落保护装置(6)，包括：控制器以及与控制器连接的降落伞装置、无线通信模块和传感器组件；所述控制器通过无线通信模块与地面控制站或飞控手无线通信，用于接收发送的保护指令后，执行打开降落伞装置动作；所述传感器组件，包括：与控制器连接的速度传感器和加速度传感器，用于检测到当前旋翼无人机(1)的速度值或加速度值，并发送至控制器，当速度值或加速度值超过设定阈值时，控制器控制执行打开降落伞装置动作...

【专利技术属性】
技术研发人员：何玉庆，杨丽英，李思梁，常彦春，黄朝雄，刘俊爽，张璇，张远航，于海涛，戚有利，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：