高空安裝傳感器的無人機裝置及其安裝方法與流程
2023-11-05 02:52:09
本發明涉及無人機領域，特別涉及一種高空安裝傳感器的無人機裝置及其安裝方法。
背景技術：
建築行業屬於關係到人民群眾生命安全的行業，安全性至關重要，對於地震洪水等自然災害過後的建築，需要測試數據驗證安全，需要在建築物不同地點安裝採集信息的傳感器，通過無線傳輸數據到系統，經過數據處理計算，評估建造物的安全性能以及指標。
目前傳感器的安裝多使用人工攀爬，或者出動特種設備進行安裝，危險係數比較高，成本也比較高，很多特殊領域無法操作如帶幕牆的建築物，危橋，危樓等。
雖然已有無人機安裝方式，但現有的無人機搭載的設備比較大，形狀不規則，對於無人機飛行的穩定性有影響，對飛控的調節能力要求比較高，對於系統抗風調節能力要求比較大，不便於實際施工操作。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供一種高空安裝傳感器的方法，使用無人機攜帶安裝機構，通過飛手操控無人機達到安裝位置，控制安裝機構,遠程遙控安裝機構工作，完成貼裝。自主設計的自斷安裝裝置，減少了飛行貼裝過程中對飛手的幹擾，通過雲臺相機、圖傳實施查看目標物體所在位置，調整無人機的移動幅度，也可以實時觀測周圍障礙物的位置，起到蔽障的目的。
為實現上述目的，發明提供如下技術方案：
一種高空安裝傳感器的無人機裝置，包括無人機和安裝機構。
進一步的，無人機為四軸無人機，在無人機中心機體上設置有GPS模塊、接收機和電池，在四軸上設置槳，通過飛控和接收機對無人機的飛行狀態進行調整。
進一步的，安裝機構包括可收縮和伸展的左腳架和右腳架，在其中一個腳架上安裝一持有傳感器的臂。
進一步的，所述持有傳感器的臂可以完成收縮和伸展動作，通過安全開關、電磁鐵和永磁鐵的作用，可實現傳感器與臂的分離以及與待安裝面的貼合。
本發明還提供一種高空安裝傳感器的方法，採用上述高空安裝傳感器的無人機裝置，所述方法包括：
(1)、地面狀態時，持有傳感器的安裝機構處於摺疊狀態，並且安裝機構摺疊在無人機重心位置；
(2)、起飛後，工作人員操作無人機到指定地點；
(3)、開始工作時，左右腳架先打開到180°的姿態，飛控調節無人機到穩步姿態後，再使彎折模塊工作，平穩的打開彎折模塊；
(4)、彎折模塊平緩的打開後，使傳感器超出槳，準備安裝姿態；
(5)、通過控制器手動微調，找正方向後，平移貼裝，觸動安全開關，電磁鐵斷開，傳感器分離，安裝完畢；
(6)、而後，無人機由於傳感器離開後重量失衡，需要飛控自動調節移動，空出安全距離，控制無人機下降，整個安裝過程結束。
附圖說明
圖1為本發明的起飛前飛行機器人姿態示意圖。
圖2為本發明的貼裝姿態示意圖。
圖3為本發明的各部件示意圖。
(注意：附圖中的所示結構只是為了說明發明特徵的示意，並非是要依據附圖所示結構。
具體實施方式
根據發明所述的高空安裝傳感器的方法，通過自主調教不同部件的重量位置，結合運動過程中飛控調節槳轉動速度，對動平衡的控制，達到在高空飛行過程中，轉動機構對飛行穩定性影響減小。其中，自主設計的彎折機構，計算轉動扭矩，轉動速度，選取部件進行安裝測試，經過多次實際驗證確認機構設計參數。
如圖1所示的起飛前飛行機器人姿態，其中包括左彎折蝸杆模塊5，彎折模塊10和傳感器11。其中，圖中所示的左腳架6和右腳架3著地，彎折系統收縮，傳感器11位置位於重心位置，動平衡滿足起飛條件，無人機可以垂直起飛，起飛後飛控自動調整姿態。
如圖2所示的貼裝姿態，其中包括GPS模塊1，槳2，右腳架3，右彎折蝸杆模塊4，左彎折蝸杆模塊5，左腳架6，電磁鐵7，安全開關8，永磁鐵9，彎折模塊10。
具體的，飛行機器人包括四軸飛行無人機，在無人機中心機體上設置有GPS座12，在GPS座上安裝有GPS模塊1，四軸上設置槳2。在中心機體下部左右各設置一對用於支撐的腳架，包括左腳架6和右腳架3。其中，左右腳架採用「T」字形結構，便於在無人機降落到底面時發揮起落架的作用，其中兩邊對稱安裝的「T」字形結構可以起到穩固的支撐作用。
進一步的，每個腳架的杆部包括彎折蝸杆模塊，如圖2或圖3所示，左腳架6在其杆部的端部具有左彎折蝸杆模塊5，右腳架3在其杆部的端部具有右彎折蝸杆模塊4。通過上述左彎折蝸杆模塊5和右彎折蝸杆模塊4，左腳架6和右腳架3被固定到無人機的中心機體的下部。優選的，左彎折蝸杆模塊5和右彎折蝸杆模塊4與無人機中心機體可通過緊固件固定連接。並且，由於左彎折蝸杆模塊5和右彎折蝸杆模塊4的關節作用，使得左腳架6和右腳架3可以產生收縮和伸展動作。
其中，在其中一個腳架的末端設置另一彎折模塊，如圖2或圖3所示，在左腳架6的末端設置一彎折模塊10，用於持有傳感器11的臂的收縮和伸展動作。優選的，彎折模塊10與左腳架6的末端可通過緊固件固定連接。
進一步的，持有傳感器11的臂通過所述彎折模塊10與左腳架6的末端連接，其中彎折模塊10的作用與上述左彎折蝸杆模塊5和右彎折蝸杆模塊4的作用相同。在彎折模塊10的關節作用下，持有傳感器11的臂可以產生收縮和伸展動作。
其中，持有傳感器11的臂的末端包括一「L」形的平臺，用於安放傳感器11。具體的，「L」形的平臺包括一電磁鐵7，用於吸附傳感器11。傳感器11的外側包括多個永磁鐵9和一個安全開關8，用於與建築物吸附。優選的，永磁鐵9為四個，分別設置在傳感器11的四角位置。
當傳感器11貼近被貼附表面時，永磁鐵9與貼附面的鐵材質表面在吸力作用下緊緊的貼附，安全開關8與永磁鐵9有段差，當觸動安全開關8後，安全開關8連接的兩根電線斷開連接，使得電磁鐵7斷電消磁，電磁鐵7不再對傳感器11具有吸附作用，使得傳感器11分離，達到貼附安裝的效果。如圖3所示，在無人機中心機體上還設置有接收機13和電池14。
操作時，無人機首先處於圖1所示的腳架摺疊狀態，安裝機構摺疊在無人機重心位置。起飛後工作人員操作無人機到指定地點，開始工作時，左右腳架先打開到180°的姿態，飛控調節到穩步姿態後，再使彎折模塊10工作，平穩的打開彎折模塊10。彎折模塊10平緩的打開後，使傳感器11超出槳2，準備安裝姿態。通過遙控器的微調，找正方向後，平移貼裝，觸動安全開關8，電磁鐵7斷開，傳感器11分離，安裝完畢。而後，無人機由於傳感器11離開後重量失衡，需要飛控自動調節移動，空出安全距離，控制無人機下降，整個安裝過程結束。
根據本發明所述的高空安裝傳感器的方法，具有以下有點：
(1)通過對無人機與安裝機構的結合，達到對傳統安裝方式的革新，降低目前安裝的成本，減少人力物力，可以在特殊環境超視距安裝。
(2)不受特殊環境限制，在人力無法攀爬的場所也容易安裝使用，在複雜的環境下可以實現快速貼裝工作。
(3)提供了一種新的傳感器安裝解決方案，擴展了無人機使用方向，在目前眾多傳感器安裝使用中最環保、高效。
以上所述，僅為發明的較佳實施例而已，並非用於限定發明的保護範圍，凡在發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在發明的保護範圍之內。