管道巡检无人机

1.本实用新型涉及无人机巡检技术领域，具体为管道巡检无人机。


背景技术：

2.每一个发电厂中都在其能源生产工作中使用巨大的冷却塔，这需要定期检查冷却塔以确保没有可能需要维护的问题。
3.一个未被发现的问题，例如冷却塔的许多钢管之一的划痕，可能会影响电力生产工作。如果置之不理，像这样的小问题可能会对资产造成长期损害。冷却塔超过180米590英尺高，由砖块制成。为了在工厂进行冷却塔检查，需要聘请专门为这项工作训练的专业工业攀登者来完成整个冷却塔的攀爬。检查员使用特殊的超长梯子攀爬冷却塔的外表面，在攀爬时对冷却塔进行目视检查，然后在到达顶部后使用绳索返回地面。遵循检查的传统方法，检查员通常通过建造重型脚手架和使用绳索在其中攀爬和绳索来收集结构内的视觉数据。这项工作很繁琐，需要检查员使用几种不同的方法来近距离查看他们需要的一切，包括望远镜、双筒望远镜、绳索通道、脚手架和起重机，当检查员站在脚手架或起重机上时，他们会暴露在这些毫无防护的情况中，这有时会加剧跌倒的风险。而当要检查45米147英尺高的锅炉，需要脚手架以便检查员可以目视检查冷却塔内部的整体情况。搭建这个脚手架需要8个人工作一整天，将8,000公斤17,636磅的金属部件移入冷却塔并将其固定到位。这些检查方法成本高昂，因为它们需要大量的劳动力、材料和停机时间——冷却塔每停机一分钟就代表着电力生产潜在收入的损失。对于冷却塔来说，停机损失尤其严重，它们必须额外离线两天才能建立检查脚手架，然后再进行分解，所以鉴于检查人员面临的危险以及进行这些检查的高成本，为了寻求更好的检查代替方案。因此，我们提出管道巡检无人机来解决上述中的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供管道巡检无人机，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.管道巡检无人机，包括无人机本体，所述无人机本体外部设置有用于对无人机本体进行飞行防护的防护组件，所述无人机本体上设置有照明组件、高清图传摄像机、热成像仪、气体传感器和毫米波雷达，所述无人机本体顶部设置有智能电池，所述智能电池通过导线与无人机本体电连接。
7.作为本实用新型优选的方案，所述防护组件包括有固定桁板，所述固定桁板呈一字形结构设置，所述固定桁板外圆周连接有防护圈，所述防护圈呈圆环形结构设置，所述防护圈外圆周的外部连接有碳纤维防护笼架，所述碳纤维防护笼架呈球形结构设置。
8.作为本实用新型优选的方案，所述照明组件包括有led照明灯，所述led照明灯固定于所述无人机本体底部一侧，所述led照明灯通过导线与所述智能电池电连接。
9.作为本实用新型优选的方案，所述毫米波雷达位于所述无人机本体底部所述led照明灯一侧并与其相固定，所述毫米波雷达通过导线与所述智能电池电连接。
10.作为本实用新型优选的方案，所述气体传感器位于所述无人机本体底部并与其固定相连接，所述气体传感器位于所述固定桁板的顶部并与其相固定，所述气体传感器通过导线与所述智能电池电连接。
11.作为本实用新型优选的方案，所述热成像仪位于所述固定桁板的底部并与其相固定，所述热成像仪通过导线与所述智能电池电连接。
12.作为本实用新型优选的方案，所述高清图传摄像机固定位于所述热成像仪的底部，所述高清图传摄像机通过导线与所述智能电池电连接。
13.作为本实用新型优选的方案，所述无人机本体内部的控制器通过无线传输与外部控制器相连接。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
15.针对背景技术中的问题，本实用新型采用无人机进管道巡检，从而使检查人员免受伤害，同时还节省了为了检查目的而搭建脚手架所使用的资金，无人机安全地装在碳纤维防护笼架中，这使检查员可以在各种环境中自由操作它，以及使用led照明和热成像仪在完全黑暗的环境中操作它，碳纤维防护笼架有助于使无人机具有碰撞耐受性，以便它可以碰撞并继续飞行，使无人机能够在狭小的空间内远程进行检查，减少对人类进入造成的安全风险，通过无人机内部的控制器进行实时数据分析，分析的数据传输给外部控制器的屏幕上，从而使检查人员免受伤害，同时还节省了为了检查目的而搭建脚手架所使用的资金，能够节省公司的停机时间。
附图说明
16.图1为本实用新型轴测图；
17.图2为本实用新型无人机顶部示意图；
18.图3为本实用新型无人机与防护组件连接示意图；
19.图4为本实用新型高清图传摄像机示意图。
20.图中：1、无人机本体；2、防护组件；21、固定桁板；22、防护圈；23、碳纤维防护笼架；3、照明组件；31、led照明灯；4、高清图传摄像机；5、热成像仪；6、气体传感器；7、毫米波雷达；8、智能电池。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例,基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
22.为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。给出了本实用新型的若干实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。
23.需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
24.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
25.请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：管道巡检无人机，包括无人机本体1，无人机内部自带控制芯片，无人机是通过飞控系统实时采集各传感器测得的飞行状态数据，并从地面测控站的通信信道接收无线电测控终端发送的控制指令和数据，计算后，将控制命令输出到执行机构，实现对无人机各种飞行模式的控制，实现对任务设备的管理和控制；同时将无人机的状态数据和发动机、机载供电系统和任务设备的运行状态参数实时传输到机载无线电数据终端，然后通过无线电下行信道回传给地面监测站，无人机本体1外部设置有用于对无人机本体1进行飞行防护的防护组件2，无人机本体1上设置有照明组件3、高清图传摄像机4、热成像仪5、气体传感器6和毫米波雷达7，无人机本体1顶部设置有智能电池8，智能电池8通过导线与无人机本体1电连接，防护组件2包括有固定桁板21，固定桁板21呈一字形结构设置，固定桁板21外圆周连接有防护圈22，防护圈22呈圆环形结构设置，防护圈22外圆周的外部连接有碳纤维防护笼架23，碳纤维防护笼架23呈球形结构设置，无人机安全地装在碳纤维防护笼架23中，这使检查员可以在各种环境中自由操作它，以及使用led照明灯31和热成像仪5在完全黑暗的环境中操作它，碳纤维防护笼架23有助于使无人机具有碰撞耐受性，以便它可以碰撞并继续飞行，使无人机能够在狭小的空间内远程进行检查，减少对人类进入造成的安全风险，整体采用碳纤维防护笼架23和防护圈22，相对于其他材料有很高的比刚度和比强度，在高载荷下承受力更强，不仅性能优势明显，碳纤维材料还很“轻”，其密度仅相当于铝的二分之一多一点，能够为电池等动力能源提供更长的续航能力，而且能通过有效的设计实现机体的大面积一次性成型，减少紧固件的使用，在减轻机体重量的同时提高生产效率，其中碳纤维材料的耐疲劳性能好，经过多次循环载荷也很少会出现裂缝等现象，能够耐受较大温差变化而不易变形，几乎不会发生明显变化，使用安全性高，寿命长。
26.实施例，请参照图1和图2和图4，照明组件3包括有led照明灯31，led照明灯31固定于无人机本体1底部一侧，led照明灯31通过导线与智能电池8电连接，工业密闭空间内往往充满灰尘,这使得在“第一人称视角”飞行时视线模糊，led照明灯31可以使无人机即使穿越肮脏的地方,也不会迷失目标，在寻找点蚀,裂缝或集结体时变得像使用手电筒一样自然，毫米波雷达7位于无人机本体1底部led照明灯31一侧并与其相固定，毫米波雷达7通过导线与智能电池8电连接，毫米波雷达7型号为ars408-21，毫米波雷达7基于多普勒效应原理，当发射的电磁波和被探测目标有相对移动、回波的频率会和发射波的频率不同，当目标向雷达天线靠近时，反射信号频率将高于发射机频率；反之，当目标远离天线而去时，反射信号频率将低于发射几率，毫米波导引头具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点，与红外、激光、电视等光学导引头相比，毫米波导引头穿透雾、烟、灰尘的能力强，具有全天候、全天
时的特点，另外，毫米波导引头的抗干扰、反隐身能力也优于其他微波导引头，毫米波雷达7能分辨识别很小的目标，而且能同时识别多个目标；具有成像能力，体积小、机动性和隐蔽性好，在战场上生存能力强，气体传感器6位于无人机本体1底部并与其固定相连接，气体传感器6位于固定桁板21的顶部并与其相固定，气体传感器6通过导线与智能电池8电连接，气体传感器6型号为xm-no，气体传感器6使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡，当传感器所处的坏境中存在可疑气体时，传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大，使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号，同时对甲烷的灵敏度高，对丙烷，丁烷也有较好的灵敏度，还可检测多种可燃性气体，特别是天然气，热成像仪5位于固定桁板21的底部并与其相固定，热成像仪5通过导线与智能电池8电连接，热成像仪5型号为flir-rs6780，热成像仪5是利用红外探测器、光学成像物镜和光机扫描系统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的光敏元上，在光学系统和红外探测器之间，有一个光机扫描机构对被测物体的红外热像进行扫描，并聚焦在单元或分光探测器上，由探测器将红外辐射能转换成电信号，经放大处理、转换或标准视频信号通过电视屏或监测器显示红外热像图，高清图传摄像机4固定位于热成像仪5的底部，高清图传摄像机4通过导线与智能电池8电连接，高清图传摄像机4型号为moma400ft，光通过镜头生成的光学图像投射到多像传感器表面上，然后转为电信号，经过模数转换转换后变大数字图像信号，再送到数字信号处理芯片中加工处理进行视频编码压缩，再通过网线进行传输，后端通过电脑直接访问解码查看视频或者通过解码设备进行示，无人机本体1内部的控制器通过无线传输与外部控制器相连接，通过外部的控制器记性实时控制和数据检测。
27.本实用新型工作流程：
28.在使用时，通过外部控制器对无人机进行飞行控制，使无人机用于对管道内部进行检测，采用无人机进管道巡检，从而使检查人员免受伤害，同时还节省了为了检查目的而搭建脚手架所使用的资金，无人机安全地装在碳纤维防护笼架23中，这使检查员可以在各种环境中自由操作它，以及使用led照明灯31和热成像仪5在完全黑暗的环境中操作它，碳纤维防护笼架23有助于使无人机具有碰撞耐受性，以便它可以碰撞并继续飞行，使无人机能够在狭小的空间内远程进行检查，减少对人类进入造成的安全风险，通过无人机内部的控制器进行实时数据分析，分析的数据传输给外部控制器的屏幕上，从而使检查人员免受伤害，同时还节省了为了检查目的而搭建脚手架所使用的资金，能够节省公司的停机时间。
29.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.管道巡检无人机，包括无人机本体(1)，其特征在于：所述无人机本体(1)外部设置有用于对无人机本体(1)进行飞行防护的防护组件(2)，所述无人机本体(1)上设置有照明组件(3)、高清图传摄像机(4)、热成像仪(5)、气体传感器(6)和毫米波雷达(7)，所述无人机本体(1)顶部设置有智能电池(8)，所述智能电池(8)通过导线与无人机本体(1)电连接。2.根据权利要求1所述的管道巡检无人机，其特征在于：所述防护组件(2)包括有固定桁板(21)，所述固定桁板(21)呈一字形结构设置，所述固定桁板(21)外圆周连接有防护圈(22)，所述防护圈(22)呈圆环形结构设置，所述防护圈(22)外圆周的外部连接有碳纤维防护笼架(23)，所述碳纤维防护笼架(23)呈球形结构设置。3.根据权利要求1所述的管道巡检无人机，其特征在于：所述照明组件(3)包括有led照明灯(31)，所述led照明灯(31)固定于所述无人机本体(1)底部一侧，所述led照明灯(31)通过导线与所述智能电池(8)电连接。4.根据权利要求3所述的管道巡检无人机，其特征在于：所述毫米波雷达(7)位于所述无人机本体(1)底部所述led照明灯(31)一侧并与其相固定，所述毫米波雷达(7)通过导线与所述智能电池(8)电连接。5.根据权利要求2所述的管道巡检无人机，其特征在于：所述气体传感器(6)位于所述无人机本体(1)底部并与其固定相连接，所述气体传感器(6)位于所述固定桁板(21)的顶部并与其相固定，所述气体传感器(6)通过导线与所述智能电池(8)电连接。6.根据权利要求5所述的管道巡检无人机，其特征在于：所述热成像仪(5)位于所述固定桁板(21)的底部并与其相固定，所述热成像仪(5)通过导线与所述智能电池(8)电连接。7.根据权利要求1所述的管道巡检无人机，其特征在于：所述高清图传摄像机(4)固定位于所述热成像仪(5)的底部，所述高清图传摄像机(4)通过导线与所述智能电池(8)电连接。8.根据权利要求1所述的管道巡检无人机，其特征在于：所述无人机本体(1)内部的控制器通过无线传输与外部控制器相连接。

技术总结
本实用新型涉及无人机巡检技术领域，尤其为管道巡检无人机，包括无人机本体，无人机本体外部设置有用于对无人机本体进行飞行防护的防护组件，无人机本体上设置有照明组件、高清图传摄像机、热成像仪、气体传感器和毫米波雷达，无人机本体顶部设置有智能电池，智能电池通过导线与无人机本体电连接，本实用新型采用无人机进管道巡检，从而使检查人员免受伤害，同时还节省了为了检查目的而搭建脚手架所使用的资金，无人机安全地装在碳纤维防护笼架中，这使检查员可以在各种环境中自由操作它，通过无人机内部的控制器进行实时数据分析，分析的数据传输给外部控制器的屏幕上，从而使检查人员免受伤害，能够节省公司的停机时间。能够节省公司的停机时间。能够节省公司的停机时间。


技术研发人员：黄政曦 刘对 李豪 宋士华 黄强 王佳运 代鹏扬 邵海浪
受保护的技术使用者：九江学院
技术研发日：2022.08.16
技术公布日：2023/4/25