一种建筑外墙无人机巡检装置

1.本发明涉及建筑外墙检测技术领域，尤其涉及一种建筑外墙无人机巡检装置。


背景技术：

2.外墙脱落是住宅使用过程中常见的质量和安全问题，其风险来源不仅来自建筑施工期间的设计、施工、材料等环节，还包括建筑在使用过程中的检查、维护和维修，外墙的脱落容易引发行人伤亡、财产损失的事故，需要在外墙建造后以及后期定期进行检测。
3.公开号为cn217443199u、名称为一种建筑物外墙自动化检测装置的专利文件，公开了一种建筑物外墙自动化检测装置，包括无人机，所述无人机的底端安装有电源箱，无人机的底端安装有外墙监测组件，无人机的底端对称安装有支架，支架的内部安装有外墙检测组件；外墙监测组件包括安装于无人机底端的监测摄像头，监测摄像头的顶端安装有连接杆，连接杆的顶端贯穿至齿轮槽的内部，齿轮槽开设于无人机的内部，齿轮槽的内部安装有齿轮，齿轮与连接杆固定连接，齿轮的一侧啮合连接有第一电机的输出齿轮，第一电机安装于电机槽内部，电机槽开设于无人机的内部。
4.上述技术方案通过无人机沿着建筑物外墙上下移动，从而使得监测摄像头对建筑物外墙进行检测，并将拍摄的图像传递至接收器中，继而快速、全面、自动对墙面保温层和瓷砖进行病害巡检，还通过压板与外墙接触时，此时无人机朝着外墙靠近，从而使得弹簧压缩后对外墙产生压力，随后使无人机退后，从而通过监测摄像头观察外墙表面墙体是否出现异常，从而进一步对建筑物外墙进行检测，但发明人发现上述技术方案存在以下缺陷：
5.首先建筑外墙由于长时间与外界接触，其必然会被大量灰尘覆盖，可能导致外墙上存在的裂痕等问题被掩盖，仅通过检测摄像头难以真实发现问题，同时，利用弹簧压缩对外墙产生压力，则必然使得无人机受到反作用力，该反作用力直接作用在无人机上，容易使得无人机在空中飞行不稳定。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提出一种建筑外墙无人机巡检装置，能够清除检测摄像头拍摄方位的灰尘，从而避免外墙裂痕等问题被掩盖。
7.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
8.一种建筑外墙无人机巡检装置，包括：巡检建筑外墙飞行的无人机；固定连接在所述无人机的箱体；设置在所述箱体内部的检测系统；对所述无人机进行飞行操控的地面控制终端以及接收检测系统发送建筑外墙图像的地面图像显示器；所述无人机设置有四个吹动部件，所述吹动部件能够吹动风流，任意两个所述吹动部件组成一组，并分别设置在所述箱体的两侧，另外两个的所述吹动部件的风流流向与该组所述吹动部件的风流流向相反。
9.优选地，所述吹动部件包括固定连接在所述无人机的第一竖直块以及第二竖直块，所述第一竖直块通过轴承转动连接有转轴，所述转轴的外壁固定连接有多个扇叶以及第一齿轮，所述第二竖直块固定安装有转动电机，所述转动电机的输出轴固定套接有第二
齿轮，所述第一齿轮与所述第二齿轮相互啮合连接。
10.优选地，所述地面控制终端包括：航线存储器，所述航线存储器用于预先存储所述无人机巡检飞行的航线；地面飞行控制器，能够根据飞行航线控制所述无人机进行飞行；微波通信器，所述微波通信器能够向所述无人机发送控制信号以及能够接收所述无人机发送的反馈信号。
11.优选地，所述检测系统包括：摄像模块，所述摄像模块能够采集所述无人机的巡检图像；定位模块，所述定位模块能够实时获取所述无人机的飞行高度以及飞行位置；红外无损检测模块，所述红外无损检测模块通过检测能够得到外墙渗漏、受损以及粘贴质量的信息；数据存储模块，所述数据存储模块能够保存巡检图像信息、所述无人机的具体位置信息以及外墙通过红外检测的各项数据信息；通讯模块，所述通讯模块能够将所述数据存储模块的数据信息反馈至所述地面控制终端处。
12.优选地，所述摄像模块为检测摄像头，其部分位于所述箱体外部，另一部分与所述数据存储模块连接。
13.优选地，所述通讯模块的通讯方式为3g通信、4g通信、5g通信或者wifi通信。
14.优选地，所述红外无损检测模块包括：红外探测器、光学成像物镜以及光机扫描光栅，其中，通过光学成像物镜接收红外辐射能量并传递给光机扫描光栅，所述光机扫描光栅接收被测目标的红外辐射能量分布图形反映到所述红外探测器的光敏元上，所述红外探测器将红外辐射能转换为电信号，并由所述通讯模块反馈至所述地面图像显示器，在所述地面图像显示器显示红外热像图。
15.相比现有技术，本发明的有益效果为：
16.1、本发明通过在无人机下方和检测系统的四周设置四个吹动部件，依靠吹动部件吹动的高速风流，对所要拍摄的方位进行灰尘的去除，能够清除检测摄像头拍摄方位的灰尘，从而避免外墙裂痕等问题被掩盖。
17.2、本发明通过在检测系统中加入红外无损检测功能，不需要现有技术中利用弹簧压缩对外墙产生压力的方式去检测外墙，利用红外无损检测功能，能够在地面图像显示器显示红外热像图，清晰明了获知建筑外墙的各项数据。
附图说明
18.图1为本发明提出的一种建筑外墙无人机巡检装置的正视结构示意图；
19.图2为图1中a处的放大结构示意图；
20.图3为本发明提出的一种建筑外墙无人机巡检装置中其中一个吹动部件的立体结构示意图；
21.图4为本发明提出的一种建筑外墙无人机巡检装置中无人机以及其组成、地面控制终端以及其组成和地卖弄图像显示器之间的结构示意图；
22.图5为本发明提出的一种建筑外墙无人机巡检装置中红外无损检测模块以及其组成的结构示意图；
23.图6为本发明提出的一种建筑外墙无人机巡检装置中红外无损检测模块的运行原理示意图。
24.图中：
25.10、无人机；11、箱体；12、地面控制终端；13、地面图像显示器；14、第一竖直块；15、第二竖直块；16、转轴；17、扇叶；18、第一齿轮；19、转动电机；110、第二齿轮；
26.20、航线存储器；21、地面飞行控制器；22、微波通信器；23、摄像模块；24、定位模块；25、数据存储模块；26、通讯模块；27、红外无损检测模块；
27.30、红外探测器；31、光学成像物镜；32、光机扫描光栅。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.参照图1-图6，一种建筑外墙无人机巡检装置，包括：巡检建筑外墙飞行的无人机10；固定连接在无人机10的箱体11；设置在箱体11内部的检测系统；对无人机10进行飞行操控的地面控制终端12以及接收检测系统发送建筑外墙图像的地面图像显示器13；无人机10设置有四个吹动部件，吹动部件能够吹动风流，任意两个吹动部件组成一组，并分别设置在箱体11的两侧，另外两个的吹动部件的风流流向与该组吹动部件的风流流向相反。
30.具体地，无人机10的飞行原理为现有技术，在此不做赘述；
31.参考附图1，箱体11设置在无人机10的下方，但需要注意的是，箱体11的规格具有限制，其不能够超过无人机10下落架，避免无人机10停止飞行并下落至地面从而损坏箱体11，从而避免造成箱体11内部检测系统的损坏或者失灵；
32.还可以将箱体11与无人机10下方之间设置为可拆卸连接，方便对箱体11内部的检测系统定期维护和检测，具体地，比如在箱体11四周延伸设置安装架，利用螺栓、螺钉等紧固件螺纹连接在无人机下方；
33.吹动部件利用吹动的风流，将所要拍摄的方位进行吹风，将灰尘吹散、吹走，能够清除拍摄方位的灰尘，从而避免外墙裂痕等问题被掩盖，另外，四个吹动部件的同时吹动，其吹动的风流均朝向远离箱体11的方向，还可以避免飞扬的灰尘与箱体11接触，从而避免灰尘遮盖检测系统的具有采集图像功能的结构。
34.进一步地，吹动部件包括固定连接在无人机10的第一竖直块14以及第二竖直块15，第一竖直块14通过轴承转动连接有转轴16，转轴16的外壁固定连接有多个扇叶17以及第一齿轮18，第二竖直块15固定安装有转动电机19，转动电机19的输出轴固定套接有第二齿轮110，第一齿轮18与第二齿轮110相互啮合连接。
35.参考附图3，具体地，轴承为现有技术，其具有外圈和内圈，外圈和内圈能够相对自由旋转，外圈与第一竖直块14固定连接，内圈与转轴16外壁固定连接，从而使得转轴16相对于第一竖直块14可以自由旋转；
36.转动电机19为现有技术，提供动力来源，转动电机19的启动，带动第二齿轮110高速旋转，带动第一齿轮18反向高速旋转，带动转轴16高速旋转，则使得与转轴16固定连接的多个扇叶17高速旋转，从而实现风流的高速流动。
37.进一步地，地面控制终端12包括：航线存储器20，航线存储器20用于预先存储无人机巡检飞行的航线；地面飞行控制器21，能够根据飞行航线控制无人机10进行飞行；微波通
信器22，微波通信器22能够向无人机10发送控制信号以及能够接收无人机10发送的反馈信号。
38.进一步地，检测系统包括：摄像模块23，摄像模块23能够采集无人机10的巡检图像；定位模块24，定位模块24能够实时获取无人机10的飞行高度以及飞行位置；红外无损检测模块27，红外无损检测模块27通过检测能够得到外墙渗漏、受损以及粘贴质量的信息；数据存储模块25，数据存储模块25能够保存巡检图像信息、无人机10的具体位置信息以及外墙通过红外检测的各项数据信息；通讯模块26，通讯模块26能够将数据存储模块25的数据信息反馈至地面控制终端12处。
39.进一步地，摄像模块23为检测摄像头，其部分位于箱体11外部，另一部分与数据存储模块25连接。
40.进一步地，通讯模块26的通讯方式为3g通信、4g通信、5g通信或者wifi通信。
41.进一步地，红外无损检测模块27包括：红外探测器30、光学成像物镜31以及光机扫描光栅32，其中，通过光学成像物镜31接收红外辐射能量并传递给光机扫描光栅32，光机扫描光栅32接收被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器30的光敏元上，红外探测器30将红外辐射能转换为电信号，并由通讯模块26反馈至地面图像显示器13，在地面图像显示器13显示红外热像图。
42.本发明的工作原理：
43.检测外墙，通过地面控制终端12其控制并启动无人机10的飞行，具体地：
44.地面飞行控制器21获取航线存储器20中预定的航线信息，并通过微波通信器22发送给无人机10，控制无人机10根据航线存储器20中预定的航线进行有序飞行，从而对建筑外墙进行全面的检测；
45.在启动无人机10时启动转动电机19，使得吹动部件产生风流，对建筑外墙上附着的灰尘进行吹散，能够清除检测摄像头拍摄方位的灰尘，从而避免外墙裂痕等问题被掩盖；
46.检测摄像头拍摄的图像信息，以及实时运行的定位模块24记录无人机飞行方位都存储在数据存储模块25，更好地知晓外墙问题的具体方位，并通过通讯模块26传递图像、方位信息至地面图像显示器13；
47.同时红外无损检测模块27也处于运行中，通过光学成像物镜31接收红外辐射能量并传递给光机扫描光栅32，光机扫描光栅32接收被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器30的光敏元上，红外探测器30将红外辐射能转换为电信号，并由通讯模块26反馈至地面图像显示器13，在地面图像显示器13显示红外热像图。
48.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种建筑外墙无人机巡检装置，其特征在于，包括：巡检建筑外墙飞行的无人机(10)；固定连接在所述无人机(10)的箱体(11)；设置在所述箱体(11)内部的检测系统；对所述无人机(10)进行飞行操控的地面控制终端(12)以及接收检测系统发送建筑外墙图像的地面图像显示器(13)；所述无人机(10)设置有四个吹动部件，所述吹动部件能够吹动风流，任意两个所述吹动部件组成一组，并分别设置在所述箱体(11)的两侧，另外两个的所述吹动部件的风流流向与该组所述吹动部件的风流流向相反。2.根据权利要求1所述的一种建筑外墙无人机巡检装置，其特征在于，所述吹动部件包括固定连接在所述无人机(10)的第一竖直块(14)以及第二竖直块(15)，所述第一竖直块(14)通过轴承转动连接有转轴(16)，所述转轴(16)的外壁固定连接有多个扇叶(17)以及第一齿轮(18)，所述第二竖直块(15)固定安装有转动电机(19)，所述转动电机(19)的输出轴固定套接有第二齿轮(110)，所述第一齿轮(18)与所述第二齿轮(110)相互啮合连接。3.根据权利要求1所述的一种建筑外墙无人机巡检装置，其特征在于，所述地面控制终端(12)包括：航线存储器(20)，所述航线存储器(20)用于预先存储所述无人机巡检飞行的航线；地面飞行控制器(21)，能够根据飞行航线控制所述无人机(10)进行飞行；微波通信器(22)，所述微波通信器(22)能够向所述无人机(10)发送控制信号以及能够接收所述无人机(10)发送的反馈信号。4.根据权利要求1所述的一种建筑外墙无人机巡检装置，其特征在于，所述检测系统包括：摄像模块(23)，所述摄像模块(23)能够采集所述无人机(10)的巡检图像；定位模块(24)，所述定位模块(24)能够实时获取所述无人机(10)的飞行高度以及飞行位置；红外无损检测模块(27)，所述红外无损检测模块(27)通过检测能够得到外墙渗漏、受损以及粘贴质量的信息；数据存储模块(25)，所述数据存储模块(25)能够保存巡检图像信息、所述无人机(10)的具体位置信息以及外墙通过红外检测的各项数据信息；通讯模块(26)，所述通讯模块(26)能够将所述数据存储模块(25)的数据信息反馈至所述地面控制终端(12)处。5.根据权利要求4所述的一种建筑外墙无人机巡检装置，其特征在于，所述摄像模块(23)为检测摄像头，其部分位于所述箱体(11)外部，另一部分与所述数据存储模块(25)连接。6.根据权利要求4所述的一种建筑外墙无人机巡检装置，其特征在于，所述通讯模块(26)的通讯方式为3g通信、4g通信、5g通信或者wifi通信。7.根据权利要求4所述的一种建筑外墙无人机巡检装置，其特征在于，所述红外无损检测模块(27)包括：红外探测器(30)、光学成像物镜(31)以及光机扫描光栅(32)，其中，通过光学成像物镜(31)接收红外辐射能量并传递给光机扫描光栅(32)，所述光机扫描光栅(32)接收被测目标的红外辐射能量分布图形反映到所述红外探测器(30)的光敏元上，所述红外探测器(30)将红外辐射能转换为电信号，并由所述通讯模块(26)反馈至所述地面图像显示器(13)，在所述地面图像显示器(13)显示红外热像图。

技术总结
本发明公开了一种建筑外墙无人机巡检装置，包括：巡检建筑外墙飞行的无人机；固定连接在无人机的箱体；设置在箱体内部的检测系统；对无人机进行飞行操控的地面控制终端以及接收检测系统发送建筑外墙图像的地面图像显示器；无人机设置有四个吹动部件，吹动部件能够吹动风流，任意两个吹动部件组成一组，并分别设置在箱体的两侧，另外两个的吹动部件的风流流向与该组吹动部件的风流流向相反。本发明通过在无人机下方和检测系统的四周设置四个吹动部件，依靠吹动部件吹动的高速风流，对拍摄的方位进行灰尘的去除，能够清除检测摄像头拍摄方位的灰尘，避免外墙裂痕等问题被掩盖，利用红外无损检测功能，能够清晰明了获知建筑外墙的各项数据。墙的各项数据。墙的各项数据。


技术研发人员：田冉 殷乾亮 孙业华 刘斌 赖楚淇 李泽同
受保护的技术使用者：江西财经大学
技术研发日：2023.02.20
技术公布日：2023/6/4