一種用于巡線的四旋翼無人機(jī)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無人飛行機(jī)領(lǐng)域，特別是涉及一種帶輔助吊桿的集巡線功能與實(shí)時(shí)圖像傳輸功能于一體的四旋翼直升機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]輸電纜路由于長期暴露在惡劣的氣候條件下，其輸電纜纜可能出現(xiàn)故障，從而引發(fā)大面積停電，造成極大經(jīng)濟(jì)損失。
[0003]四旋翼飛行器是一種能夠垂直起降(VTOL)、自主懸停、非共軸式多旋翼碟形飛行器，目前世界上存在的四旋翼飛行器基本上都屬于微小型無人飛行機(jī)，又稱為四旋翼無人直升機(jī)。四旋翼直升機(jī)裝置采用對稱性結(jié)構(gòu)，擁有四個(gè)已定攻角的螺旋槳，通過調(diào)節(jié)螺旋槳的轉(zhuǎn)速能相應(yīng)調(diào)節(jié)三個(gè)方向(x，y，z)的位移。四旋翼無人直升機(jī)因其具有良好的性能和廣泛的應(yīng)用而成為研宄熱點(diǎn)。
[0004]目前國內(nèi)外的四旋翼的主要應(yīng)用集中在近地環(huán)境(如室內(nèi)，城區(qū)和叢林等)執(zhí)行監(jiān)視，偵查等任務(wù)，但科學(xué)技術(shù)人員也一直致力于擴(kuò)大四旋翼無人機(jī)的應(yīng)用范圍，如將其用于輸電纜路巡檢，探知森林火災(zāi)或危險(xiǎn)地帶的搜尋，救援。
[0005]高壓輸電纜路巡檢方式主要有三種:地面人工巡檢，巡線機(jī)器人巡檢，直升機(jī)巡檢。地面人工巡檢方法存在效率低，可靠性差等問題。巡線機(jī)器人由于要越過輸電纜路中的各種障礙，因此機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，此外巡線機(jī)器人還存在放置和回收問題。相比較而言，利用四旋翼直升機(jī)進(jìn)行輸電纜路巡檢具有效率高，靈活性高，結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)勢。
[0006]目前研發(fā)難點(diǎn)主要集中在:拓展以上應(yīng)用時(shí)四旋翼續(xù)航能力的提升，四旋翼機(jī)身穩(wěn)定性的維持以及巡線線路的精確度控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供了一種用于巡線的四旋翼無人機(jī)裝置，能夠提升續(xù)航能力，同時(shí)巡線精確度較高。
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0009]一種用于巡線的四旋翼無人機(jī)裝置，包括:四旋翼機(jī)身、導(dǎo)管、吊桿部件以及將導(dǎo)管和四旋翼機(jī)身固定的V型連桿機(jī)構(gòu)，其中，四旋翼機(jī)身包括四個(gè)螺旋槳，通過調(diào)節(jié)螺旋槳來實(shí)現(xiàn)升力的變化，從而控制飛行器的姿態(tài)和位置，所述導(dǎo)管連接四旋翼機(jī)身和吊桿部件，所述V型連桿機(jī)構(gòu)控制導(dǎo)管自由旋轉(zhuǎn)，所述吊桿部件能自由與電纜結(jié)合和分離。
[0010]所述吊桿部件包括內(nèi)嵌的攏線擋板，引導(dǎo)電纜進(jìn)入U(xiǎn)型槽軸承，使電纜鑲嵌在軸承之內(nèi)。
[0011]所述攏線擋板為挖空結(jié)構(gòu)，以減輕重量。
[0012]所述電纜的鎖定是由吊桿裝置中的電機(jī)控制線卡的閉合實(shí)現(xiàn)的。
[0013]所述導(dǎo)管與吊桿部件通過管夾相連，導(dǎo)管與四旋翼機(jī)身通過V型連桿機(jī)構(gòu)相連，四旋翼機(jī)身上的電機(jī)驅(qū)動(dòng)V型連桿機(jī)構(gòu)上的電機(jī)，V型連桿機(jī)構(gòu)上的電機(jī)控制導(dǎo)管開合。
[0014]所述V型連桿機(jī)構(gòu)為一四桿機(jī)構(gòu)，包括圓弧桿、V型連桿以及小連接桿，其中，小連接桿與導(dǎo)管通過管夾固定，V型連桿機(jī)構(gòu)上的電機(jī)與四旋翼機(jī)身相連，電機(jī)直接控制V型連桿的運(yùn)動(dòng)，從而控制圓弧桿和導(dǎo)管的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0015]當(dāng)V型連桿開口朝上時(shí)，吊桿張開，四旋翼機(jī)身與輸電線纜分離；當(dāng)V型連桿開口向下時(shí)，吊桿閉合，四旋翼機(jī)身與輸電線纜相連。
[0016]所述四旋翼機(jī)身上搭載攝像頭裝置，以完成圖像的采集和傳輸。
[0017]本發(fā)明技術(shù)方案，使得四旋翼無人機(jī)在執(zhí)行巡線操作時(shí)，一方面能通過吊桿機(jī)構(gòu)向輸電線路借力，從而大大提高四旋翼的續(xù)航能力；另一方面，由于機(jī)身通過吊桿和導(dǎo)管與輸電線纜間接相連，同時(shí)由于線卡使得吊桿鎖定于輸電線纜之上，因而提高了四旋翼直升機(jī)巡線的精確度。
【附圖說明】
[0018]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0019]圖1是本發(fā)明裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是圖1中區(qū)域A吊桿部件的局部放大圖；
[0021]圖3是圖1中區(qū)域A吊桿部件的零部件爆炸圖；
[0022]圖4是圖1中吊桿部件正視圖；
[0023]圖5是圖1中吊桿部件側(cè)視圖；
[0024]圖6是圖1中吊桿部件俯視圖；
[0025]圖7是圖2中吊桿部件中線卡結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖8是圖2中吊桿部件中攏線擋板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖9是圖2中吊桿部件與導(dǎo)管相連位置局部圖；
[0028]圖10是圖1中區(qū)域C的V型連桿部件局部放大圖；
[0029]圖11是圖10中V型連桿正視圖；
[0030]圖12是圖11中V型連桿打開狀態(tài)的正視圖；
[0031]圖13是圖11中V型連桿關(guān)閉狀態(tài)的正視圖。
[0032]圖中:
[0033]100吊桿部件，200導(dǎo)管，300 V型連桿機(jī)構(gòu)；
[0034]I吊桿部件電機(jī)，2線卡，3管夾，5吊桿主體，6 U型槽軸承，7攏線擋板，8軸栓，9塑料卡簧，10電機(jī)連桿，11圓弧桿，12 V型連桿，13塑料銅柱，14 V型連桿機(jī)構(gòu)電機(jī)，15小連接桿，16軸架a，17軸架b，18 V型連桿四個(gè)轉(zhuǎn)軸。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0036]如圖1所示，本發(fā)明提供的新型帶輔助吊桿的四旋翼飛行巡線裝置，包括:吊桿部件100，可裝卸在導(dǎo)管200上，導(dǎo)管200和V型連桿機(jī)構(gòu)300直接與四旋翼機(jī)身相連，用以調(diào)整吊桿與電纜的相對位置。
[0037]機(jī)身裝載有朝向輸電線纜方向攝像頭。當(dāng)機(jī)身趨近于輸電線纜時(shí)，攝像頭捕獲輸電線纜圖像并傳輸?shù)娇刂贫?，?jīng)處理后根據(jù)反饋的信息調(diào)整相應(yīng)的飛行姿態(tài)和位置，最終控制吊桿將輸電線纜嵌入U(xiǎn)型槽軸承6中。
[0038]圖2?圖9所示，本發(fā)明的吊桿部件包括，管夾3連接導(dǎo)管200及吊桿主體5。U型槽塑料軸承6置于吊鉤走線道內(nèi)。軸栓8穿過攏線擋板7、吊桿主體、U型槽塑料軸承、最后由塑料卡簧9定位。電機(jī)I固定于吊桿主體左側(cè)壁上，并通過電機(jī)連桿10與線卡2相連。正常運(yùn)作時(shí)，輸電導(dǎo)線經(jīng)攏線擋板引導(dǎo)嵌入U(xiǎn)型槽塑料軸承內(nèi)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)線卡封住走線道。
[0039]當(dāng)?shù)鯒U部件到達(dá)能夠聚攏輸電線纜時(shí)，由如圖8所示的攏線擋板7將已調(diào)整好位置的周圍的導(dǎo)線聚攏引入如圖7所示的U型槽軸承6中。若需固定，被引入的導(dǎo)線可通過如圖9中的電機(jī)I控制線卡2將電纜線鎖定在U型槽軸承6中。
[0040]導(dǎo)管連接機(jī)身和吊桿部件，一方面導(dǎo)管通過管夾與吊桿部件相連，另一方面通過管夾，小連接桿與V型連接桿相連，最后還與四旋翼機(jī)身直接相連。
[0041]圖10?圖13所示，V型連接桿實(shí)質(zhì)為一四桿機(jī)構(gòu)，整個(gè)聯(lián)動(dòng)裝置由圓弧桿，V型連桿，小連接桿和四旋翼機(jī)身構(gòu)成。其中小連接桿與導(dǎo)管通過管夾固定，電機(jī)與機(jī)身相連。電機(jī)可直接控制V型連桿的運(yùn)動(dòng)，由于整個(gè)運(yùn)動(dòng)只有一個(gè)自由度，因此導(dǎo)管的運(yùn)動(dòng)由電機(jī)決定。如圖10所示，電機(jī)14由三根塑料銅柱13支撐在一高臺上，并通過V型連桿12驅(qū)動(dòng)兩根圓弧桿11。小連桿15通過管夾與導(dǎo)管相連。軸架16、17相連處為一樞軸18，標(biāo)號為18處皆為樞軸。V型連桿機(jī)構(gòu)實(shí)質(zhì)為兩個(gè)四桿機(jī)構(gòu)，四桿分別為:V型連桿，圓弧桿，導(dǎo)管，機(jī)身。張合動(dòng)作由導(dǎo)管200和V型連桿12配合完成。V型連桿機(jī)構(gòu)電機(jī)14可直接控制V型連桿12的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而控制圓弧桿11和導(dǎo)管200的轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖12所示，當(dāng)V型連桿12開口朝上時(shí)，吊桿張開，四旋翼機(jī)身與輸電線纜分離；如圖13所示，當(dāng)V型連桿12開口向下時(shí)，吊桿閉合，四旋翼機(jī)身與輸電線纜相連。
[0042]以上對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于巡線的四旋翼無人機(jī)裝置，其特征在于，包括:四旋翼機(jī)身、導(dǎo)管、吊桿部件以及將導(dǎo)管和四旋翼機(jī)身固定的V型連桿機(jī)構(gòu)，其中，所述四旋翼機(jī)身包括四個(gè)螺旋槳，通過調(diào)節(jié)螺旋槳來實(shí)現(xiàn)升力的變化，從而控制飛行器的姿態(tài)和位置，所述導(dǎo)管連接四旋翼機(jī)身和吊桿部件，所述V型連桿機(jī)構(gòu)控制導(dǎo)管自由旋轉(zhuǎn)，所述吊桿部件能自由與電纜結(jié)合和分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于巡線的四旋翼無人機(jī)裝置，其特征在于，所述吊桿部件包括內(nèi)嵌的攏線擋板，引導(dǎo)電纜進(jìn)入U(xiǎn)型槽軸承，使電纜鑲嵌在軸承之內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于巡線的四旋翼無人機(jī)裝置，其特征在于，所述攏線擋板為挖空結(jié)構(gòu)，以減輕重量。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于巡線的四旋翼無人機(jī)裝置，其特征在于，所述電纜的鎖定是由吊桿裝置中的電機(jī)控制線卡的閉合實(shí)現(xiàn)的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于巡線的四旋翼無人機(jī)裝置，其特征在于，所述導(dǎo)管與吊桿部件通過管夾相連，導(dǎo)管與四旋翼機(jī)身通過V型連桿機(jī)構(gòu)相連，四旋翼機(jī)身上的電機(jī)驅(qū)動(dòng)V型連桿機(jī)構(gòu)上的電機(jī)，V型連桿機(jī)構(gòu)上的電機(jī)控制導(dǎo)管開合。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于巡線的四旋翼無人機(jī)裝置，其特征在于，所述V型連桿機(jī)構(gòu)為一四桿機(jī)構(gòu)，包括圓弧桿、V型連桿以及小連接桿，其中，小連接桿與導(dǎo)管通過管夾固定，V型連桿機(jī)構(gòu)上的電機(jī)與四旋翼機(jī)身相連，電機(jī)直接控制V型連桿的運(yùn)動(dòng)，從而控制圓弧桿和導(dǎo)管的轉(zhuǎn)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于巡線的四旋翼無人機(jī)裝置，其特征在于，當(dāng)V型連桿開口朝上時(shí)，吊桿張開，四旋翼機(jī)身與輸電線纜分離；當(dāng)V型連桿開口向下時(shí)，吊桿閉合，四旋翼機(jī)身與輸電線纜相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于巡線的四旋翼無人機(jī)裝置，其特征在于，所述四旋翼機(jī)身上搭載攝像頭裝置，以完成圖像的采集和傳輸。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于巡線的四旋翼無人機(jī)裝置，包括：四旋翼機(jī)身、導(dǎo)管、吊桿部件以及將導(dǎo)管和四旋翼機(jī)身固定的V型連桿機(jī)構(gòu)，其中，所述四旋翼機(jī)身包括四個(gè)螺旋槳，通過調(diào)節(jié)螺旋槳來實(shí)現(xiàn)升力的變化，從而控制飛行器的姿態(tài)和位置，所述導(dǎo)管連接四旋翼機(jī)身和吊桿部件，所述V型連桿機(jī)構(gòu)控制導(dǎo)管自由旋轉(zhuǎn)，所述吊桿部件能自由與電纜結(jié)合和分離。本發(fā)明用于巡線的四旋翼無人機(jī)裝置，能夠提升續(xù)航能力，同時(shí)巡線精確度較高。
【IPC分類】B64C27-08
【公開號】CN104648665
【申請?zhí)枴緾N201510052168
【發(fā)明人】王賀升, 陳衛(wèi)東, 丁硯然, 張仙, 李陽天, 張銳, 張一塵
【申請人】上海交通大學(xué)
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年1月30日