用于缆车索道检测的无人机系统技术方案

本实用新型专利技术涉及游乐设施检测技术领域，特别涉及一种用于缆车索道检测的无人机系统。包括旋翼无人机、旋转装置、夹持检测装置及绳索发射回收装置，其中旋转装置与旋翼无人机连接，旋转装置具有绕竖直轴线转动的自由度；夹持检测装置与旋转装置连接，用于对缆车索道进行检测；夹持检测装置的相对两侧设有至少一对绳索发射回收装置，一对绳索发射回收装置用于捕获缆车索道。本实用新型专利技术实现无人机对悬挂缆车的缆车索道在高空不可达区域的全面连续检测功能，控制精度高，检测精准，且对缆车索道无损坏，提高了工作效率及安全性。提高了工作效率及安全性。提高了工作效率及安全性。

【技术实现步骤摘要】
用于缆车索道检测的无人机系统


[0001]本技术涉及游乐设施检测
，特别涉及一种用于缆车索道检测的无人机系统。

技术介绍

[0002]客运索道钢丝绳的检测，在国家标准《GB9075—88》规范中有着明确的规定，它关系到索道的安全运行，是一项不可缺少的技术检测工作。其检测精度的高低，直接影响判断钢丝绳的使用寿命。目前，钢丝绳的检测方法有人工目测法、破损检测法和无损探伤检测法三种，视觉检测技术是人工目测法的一种改进和替代。这三种方法都需要将缆车索道取下后，依靠检测人员目测或者随身携带检测设备对钢丝绳进行检测，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。并且破损检测法无法做到在不损坏钢丝绳的前提下进行检测。视觉检测技术虽然可以做到依靠无人机和摄像头在高空对索道进行检测，但是也只能检测到钢丝绳表面的缺陷，对钢丝绳内部的缺陷无能为力。电磁传感器检测装置能够实现对缆车索道的无损检测，但是目前只能由人工在地面进行操作，如果在高空作业，则需要用机械臂对传感器进行加持，需要较高的控制精度，且目前没有实现。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，本技术的目的在于提供一种用于缆车索道检测的无人机系统，可实现无人机对悬挂缆车的索道在高空不可达区域的全面连续检测功能，缆车索道一般为钢丝绳，本技术也可用于其它高空钢丝缆绳类检测。
[0004]为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0005]本技术提供的一种用于缆车索道检测的无人机系统，包括旋翼无人机、旋转装置、夹持检测装置及绳索发射回收装置，其中旋转装置与旋翼无人机连接，旋转装置具有绕竖直轴线转动的自由度；夹持检测装置与旋转装置连接，用于对缆车索道进行检测；夹持检测装置的相对两侧设有至少一对绳索发射回收装置，一对绳索发射回收装置用于捕获缆车索道。
[0006]所述旋翼无人机包括桨叶保护装置、旋翼、视觉引导系统、机臂、机身及无人机起落支架，其中机身的四周发射状地设有多个机臂，各机臂的末端均设有旋翼，桨叶保护装置与多个机臂连接，且位于旋翼外侧，桨叶保护装置用于保护旋翼；视觉引导系统设置于桨叶保护装置上，用于所述旋翼无人机的自主避障；无人机起落支架设置于桨叶保护装置的底部。
[0007]所述桨叶保护装置包括沿周向设置且依次连接的多个涵道，所述旋翼容置于相对应的涵道内。
[0008]所述机身的顶部设有用于安全降落的坠落保护装置；所述机身的底部设有拉力传感器，拉力传感器与所述旋转装置连接。
[0009]所述旋转装置包括吊索、外壳、电池、舵机Ⅰ、齿轮传动组件、齿轮轴、连接板及控制
电路板，其中齿轮轴转动安装在外壳的底部，电池、舵机Ⅰ、齿轮传动组件及控制电路板均设置于外壳内，舵机Ⅰ通过齿轮传动组件与齿轮轴连接，电池为舵机Ⅰ供电，控制电路板用于控制舵机Ⅰ；连接板设置于所述外壳的外侧，且与齿轮轴连接；吊索的一端与所述外壳的顶部连接，另一端与所述旋翼无人机连接。
[0010]所述夹持检测装置包括舵机Ⅱ、连杆机构、夹持装置壳体Ⅰ、摆杆机构、电磁检测传感器及夹持装置壳体Ⅱ，其中夹持装置壳体Ⅰ和夹持装置壳体Ⅱ的顶部通过铰链轴铰接，夹持装置壳体Ⅰ和夹持装置壳体Ⅱ的顶部通过摆杆机构与所述旋转装置连接；
[0011]电磁检测传感器为环形分体结构，且嵌设于夹持装置壳体Ⅰ和夹持装置壳体Ⅱ的相对应面上；舵机Ⅱ设置于夹持装置壳体Ⅰ上且通过连杆机构与夹持装置壳体Ⅱ铰接，舵机Ⅱ用于驱动夹持装置壳体Ⅰ和夹持装置壳体Ⅱ打开或闭合。
[0012]所述绳索发射回收装置包括电磁铁、收放线机构、绳索及锁闭机构及支架，其中支架与所述夹持检测装置连接，收放线机构和锁闭机构均设置于支架上，绳索的一端与收放线机构连接，另一端与电磁铁连接，收放线机构用于释放或回收电磁铁，锁闭机构用于锁定回收后的电磁铁。
[0013]所述收放线机构包括收线线轮、大弹簧挡板、大弹簧、电机及壳体，其中电机设置于所述支架的背面，且输出端与收线线轮连接，收线线轮用于缠绕所述绳索；大弹簧挡板设置于所述支架的正面，且设有用于所述绳索穿过的穿线孔；大弹簧套设于所述绳索上，且两端分别与所述电磁铁和大弹簧挡板抵接，壳体罩设于电机的外侧。
[0014]所述锁闭机构包括对称设置于所述电磁铁两侧的两组抱爪组件，两组抱爪组件协同作用抱紧所述电磁铁。
[0015]所述抱爪组件包括棘齿、棘轮、卷簧、小弹簧、小弹簧挡板、舵机臂、舵机Ⅲ及抱爪，其中抱爪通过转轴安装在所述支架上，抱爪的后端设有棘轮，转轴上设有卷簧，卷簧通过弹力驱动抱爪向外张开；
[0016]棘齿铰接在所述支架上，小弹簧挡板设置于所述支架上，小弹簧连接在小弹簧挡板和棘齿之间，小弹簧使棘齿与棘轮啮合；
[0017]舵机Ⅲ设置于所述支架上，且输出端与舵机臂连接，舵机Ⅲ通过舵机臂拨动棘齿转动，从而使棘齿与棘轮脱离。
[0018]本技术的优点及有益效果是：
[0019]1.本技术提供一种用于缆车索道检测的无人机系统，能够实现无人机对悬挂缆车的缆车索道在高空不可达区域的全面连续检测功能，控制精度高，检测精准，且对缆车索道无损坏，提高了工作效率及安全性。
[0020]2.本技术通过采用碳纤维一体化成型机身，降低整机重量的同时提高整机强度；通过采用基于单目或双目视觉传感器的视觉引导系统，用于引导无人机到达缆车索道附近，降低了对视觉系统的要求，降低了成本。
[0021]3.本技术通过采用电磁传感器检测缆车索道的断丝、跳丝、磨损等缺陷，相对于视觉传感器准确率更高；通过无人机拖曳电磁传感器检测钢丝绳表面和内部缺陷，避免了人工的高空工作，提升了安全性。
[0022]4.本技术通过采用涵道式桨叶防护装置，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；
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。
[0023]5.本技术在夹持检测装置的开口处加装光滑的陶瓷垫片，减少无人机拖曳过程中的摩擦损伤。
[0024]6.本技术的绳索发射回收装置能够通过一套固定的动作，使得电磁检测传感器夹持在缆车索道上，降低了对定位和控制精度的要求，避免了机械臂作业，降低了成本；绳索发射回收装置中使用棘齿、棘轮对电磁铁锁定，可以在绳索回收后使绳索回收电机断电，减少了电能消耗。
附图说明
[0025]图1为本技术一种用于缆车索道检测的无人机系统的轴测图；
[0026]图2为本技术一种用于缆车索道检测的无人机系统的主视图；
[0027]图3为本技术中旋翼无人机的结构示意图；
[0028]图4为本技术中旋转装置的结构示意图；
[0029]图5为本技术中夹持检测装置的结构示意图；
[0030]图6为本技术中绳索发射回收装置的结构示意图；
[0031]图7为图6的A...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于缆车索道检测的无人机系统，其特征在于，包括旋翼无人机(1)、旋转装置(2)、夹持检测装置(3)及绳索发射回收装置(4)，其中旋转装置(2)与旋翼无人机(1)连接，旋转装置(2)具有绕竖直轴线转动的自由度；夹持检测装置(3)与旋转装置(2)连接，用于对缆车索道进行检测；夹持检测装置(3)的相对两侧设有至少一对绳索发射回收装置(4)，一对绳索发射回收装置(4)用于捕获缆车索道。2.根据权利要求1所述的用于缆车索道检测的无人机系统，其特征在于，所述旋翼无人机(1)包括桨叶保护装置(101)、旋翼(102)、视觉引导系统(103)、机臂(105)、机身(106)及无人机起落支架(108)，其中机身(106)的四周发射状地设有多个机臂(105)，各机臂(105)的末端均设有旋翼(102)，桨叶保护装置(101)与多个机臂(105)连接，且位于旋翼(102)外侧，桨叶保护装置(101)用于保护旋翼(102)；视觉引导系统(103)设置于桨叶保护装置(101)上，用于所述旋翼无人机(1)的自主避障；无人机起落支架(108)设置于桨叶保护装置(101)的底部。3.根据权利要求2所述的用于缆车索道检测的无人机系统，其特征在于，所述桨叶保护装置(101)包括沿周向设置且依次连接的多个涵道，所述旋翼(102)容置于相对应的涵道内。4.根据权利要求2所述的用于缆车索道检测的无人机系统，其特征在于，所述机身(106)的顶部设有用于安全降落的坠落保护装置(104)；所述机身(106)的底部设有拉力传感器(107)，拉力传感器(107)与所述旋转装置(2)连接。5.根据权利要求1所述的用于缆车索道检测的无人机系统，其特征在于，所述旋转装置(2)包括吊索(202)、外壳、电池(204)、舵机Ⅰ(205)、齿轮传动组件、齿轮轴(210)、连接板(208)及控制电路板(212)，其中齿轮轴(210)转动安装在外壳的底部，电池(204)、舵机Ⅰ(205)、齿轮传动组件及控制电路板(212)均设置于外壳内，舵机Ⅰ(205)通过齿轮传动组件与齿轮轴(210)连接，电池(204)为舵机Ⅰ(205)供电，控制电路板(212)用于控制舵机Ⅰ(205)；连接板(208)设置于所述外壳的外侧，且与齿轮轴(210)连接；吊索(202)的一端与所述外壳的顶部连接，另一端与所述旋翼无人机(1)连接。6.根据权利要求1所述的用于缆车索道检测的无人机系统，其特征在于，所述夹持检测装置(3)包括舵机Ⅱ(301)、连杆机构(302)、夹持装置壳体Ⅰ(303)、摆杆机构(304)、电磁检测传感器(307)及夹持装置壳体Ⅱ(308)，其中夹持装置壳体Ⅰ(303)和夹持装置壳体Ⅱ(308)的顶部通过铰链轴(305)铰接，夹持装置壳体Ⅰ(303)...

【专利技术属性】
技术研发人员：何玉庆，杨丽英，李思梁，王天琦，常彦春，黄朝雄，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：新型
国别省市：