瓦斯安全检测无人机的制作方法

1.本实用新型涉及瓦斯检测技术领域，具体为瓦斯安全检测无人机。


背景技术：

2.瓦斯是指以甲烷为主的有毒、有害气体的总称，有时单独指甲烷。瓦斯比空气轻，易扩散、渗透性强，容易从邻近层穿过岩层由采空区放出。瓦斯本身无毒性，但不能供人呼吸，当矿内空气中瓦斯浓度超过50％时，能使人因缺氧而窒息死亡。瓦斯能燃烧或爆炸，瓦斯爆炸是煤矿主要灾害之一，国内外已有不少由于瓦斯爆炸造成人员伤亡和严重破坏生产的事例。因此必须采取有效的预防措施，避免发生瓦斯爆炸事故，确保安全生产。
3.瓦斯是无色、无味、无臭的气体，但有时可以闻到类似苹果的香味，这是由于芳香族的碳氢气体同瓦斯同时涌出的缘故。瓦斯对空气的相对密度是 0.554，在标准状态下瓦斯的密度为0.716kg，所以，它常积聚在巷道的上部及高顶处。瓦斯的渗透能力是空气的1.6倍，难溶于水，不助燃也不能维持呼吸，矿井瓦斯是矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。有时单独指甲烷(沼气)。它是在煤的生成和煤的变质过程中伴生的气体。在成煤的过程中生成的瓦斯是古代植物在堆积成煤的初期，纤维素和有机质经厌氧菌的作用分解而成。另外，在高温、高压的环境中，在成煤的同时，由于物理和化学作用，继续生成瓦斯。
4.现有煤矿以及一些冶炼的化工厂需要每天对井下检测点的瓦斯等气体浓度进行检测，检查是否会出现瓦斯泄漏等危险情况，目前气体检测一般采用人工和固定设检测设备的工作方式，人力成本较高且检测速度相对较慢，固定设备具有局限性，采用无人机进入检测，更安全，且效率更高。
5.瓦斯，在人类的日常生活中，可说扮演了非常重要的角色；像食物烹调，要用瓦斯炉；洗澡用热水，要用瓦斯热水器；甚至连汽车都可用瓦斯当燃炓；另外像盖房子用的漂亮瓷砖，都是用瓦斯烧出来的。
6.当需要对发生泄漏的化工厂的气体检测，在化工厂检测可能要击碎窗户进入，冒险派人进入操作，较为危险，因此需要瓦斯安全检测无人机对上述问题做出改善，减小人力成本，提高检测效率。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于提供瓦斯安全检测无人机，以解决上述背景技术中提出的问题。
8.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
9.瓦斯安全检测无人机，包括：
10.无人机本体，所述无人机本体包括多个框架单元，用以形成运动空间；
11.环境检测单元，所述环境检测单元与所述无人机本体连为一体；
12.限位机构，所述限位机构与所述无人机本体连为一体；
13.破窗机构，所述破窗机构与所述无人机本体连为一体。
14.作为本实用新型优选的方案，所述环境检测单元包括：
15.风道，所述风道呈l形设置，且风道表面设有阻隔网；
16.抽气扇，所述抽气扇固定设置于风道内部；
17.煤气检测传感器，所述煤气检测传感器固定设置于风道内部。
18.作为本实用新型优选的方案，所述环境检测单元还包括：
19.摄像头，所述摄像头固定设置于无人机本体内部，且摄像头与单片机模块电连接；
20.单片机模块，所述单片机模块固定设置于无人机本体内部，且单片机模块与无线信号接收模块和通信模块电连接，单片机模块通过无线信号接收模块和通信模块与终端无线连接，终端控制无人机起飞，到达窗户位置，单片机模块通过无线信号接收模块接收终端的信号，启动抽气扇抽吸空气，空气通过风道流动，被内部的煤气检测传感器感应，单片机模块通过通信模块将信息传送到终端的接收模块如手机上，可根据浓度找到泄漏源。
21.作为本实用新型优选的方案，所述破窗机构包括：
22.第二伺服电机，所述第二伺服电机固定设置于无人机本体内部，且第二伺服电机与丝杆传动连接；
23.螺母，所述螺母螺纹连接于丝杆表面，螺母下端固定设有第二导向滑块，且螺母通过第二导向滑块滑动连接于导向滑轨，导向滑轨固定设置于无人机本体内部，第二伺服电机带动丝杆旋转，从而带动螺母通过第二导向滑块在导向滑轨表面滑动，带动套筒伸出对准窗户。
24.作为本实用新型优选的方案，所述破窗机构还包括：
25.安装盒，所述安装盒固定设置于螺母上端表面；
26.第一伺服电机，所述第一伺服电机固定设置于安装盒内部表面，且第一伺服电机一侧传动设有收线辊，收线辊通过连接线与破窗锥尾部连接；
27.套筒，所述套筒固定设置于安装盒表面，且套筒内部表面设有若干个导向槽；
28.破窗锥，所述破窗锥由前部分的锥头、中间部分的中空套以及尾部的拉杆组成，且中间部分的中空套表面固定设有第一导向滑块，破窗锥通过第一导向滑块滑动连接于导向槽内部，尾部的拉杆表面设有与限位卡杆相适配的限位卡槽；
29.第一弹簧，所述第一弹簧设置于破窗锥中间部分的中空套内部，破窗锥在第一弹簧作用下通过第一导向滑块在导向槽内部直线滑动，从而冲出套筒直接击在窗户玻璃的边角处，进行破碎；可启动第一伺服电机带动收线辊旋转，从而通过连接线拉动破窗锥复位再次卡入限位卡杆，从而方便对多个窗户进行破碎。
30.作为本实用新型优选的方案，所述破窗机构内的第一伺服电机和第二伺服电机均与单片机模块电连接。
31.作为本实用新型优选的方案，所述限位机构包括：
32.第一滑杆，所述第一滑杆滑动设置于安装盒内壁表面；
33.限位卡杆，所述限位卡杆与第一滑杆一端固定连接，且限位卡杆一端呈三角形设置；
34.第二电磁铁，所述第二电磁铁固定设置于安装盒内壁表面；
35.第二滑杆，所述第二滑杆固定设置于安装盒内壁表面；
36.滑套，所述滑套滑动连接于第二滑杆表面，且第一电磁铁固定设置于滑套表面，且
第一电磁铁和第二电磁铁对应设置，第一电磁铁和第二电磁铁的通电开关由单片机模块控制；
37.第二弹簧，所述第二弹簧套在第二滑杆表面，第二滑杆一端固定设有挡板，第二弹簧一端与挡板固定连接，另一端与滑套固定连接；
38.铰链传动杆，所述铰链传动杆一端与滑套表面铰链连接，铰链传动杆另一端与限位卡杆表面铰链连接，此时单片机模块开启第一电磁铁和第二电磁铁的通电开关，第一电磁铁在磁力作用下带动滑套在第二滑杆表面滑动，从而通过铰链传动杆带动限位卡杆向两侧移动，限位卡杆通过第一滑杆在安装盒内部滑动从而脱离尾部的拉杆表面设有与限位卡杆相适配的限位卡槽。
39.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
40.1、本实用新型中，通过终端控制无人机起飞，到达窗户位置，单片机模块通过无线信号接收模块接收终端的信号，启动抽气扇抽吸空气，空气通过风道流动，被内部的煤气检测传感器感应，单片机模块通过通信模块将信息传送到终端的接收模块如手机上，可根据浓度快速找到泄漏源；
41.2、本实用新型中，第二伺服电机带动丝杆旋转，从而带动螺母通过第二导向滑块在导向滑轨表面滑动，带动套筒伸出对准窗户；此时单片机模块开启第一电磁铁和第二电磁铁的通电开关，第一电磁铁在磁力作用下带动滑套在第二滑杆表面滑动，从而通过铰链传动杆带动限位卡杆向两侧移动，限位卡杆通过第一滑杆在安装盒内部滑动从而脱离尾部的拉杆表面设有与限位卡杆相适配的限位卡槽，此时，破窗锥在第一弹簧作用下通过第一导向滑块在导向槽内部直线滑动，从而冲出套筒直接击在窗户玻璃的边角处，进行破碎；可启动第一伺服电机带动收线辊旋转，从而通过连接线拉动破窗锥复位再次卡入限位卡杆，从而方便对多个窗户进行破碎，通气消除危险。
附图说明
42.图1为本实用新型的整体立体结构示意图；
43.图2为本实用新型的整体内部结构示意图；
44.图3为本实用新型的破窗机构结构示意图；
45.图4为本实用新型的限位机构结构示意图。
46.图中：1、煤气检测传感器；2、抽气扇；3、风道；4、无线信号接收模块；5、通信模块；6、单片机模块；7、环境检测单元；8、摄像头；9、破窗锥；10、导向槽；11、第一弹簧；12、第一导向滑块；13、安装盒；14、收线辊；15、第一伺服电机；16、限位机构；17、螺母；18、第二伺服电机； 19、第二导向滑块；20、丝杆；21、导向滑轨；22、套筒；23、第一滑杆； 24、限位卡杆；25、第一电磁铁；26、第二滑杆；27、第二电磁铁；28、第二弹簧；29、滑套；30、无人机本体；31、破窗机构；32、铰链传动杆。
具体实施方式
47.为了使本实用新型的技术手段及达到目的与功效易于理解，下面结合具体图示对本实用新型的实施例进行详细说明。
48.需要说明，本实用新型中所有进行方向性和位置性指示的术语，诸如：“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“顶”、“低”、“横向”、“纵向”、“中心”等，仅用于解释在某一特定状态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、连接情况等，仅为了便于描述本实用新型，而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
49.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
50.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
51.请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：
52.瓦斯安全检测无人机，包括：
53.无人机本体30，所述无人机本体30包括多个框架单元，用以形成运动空间；
54.环境检测单元7，所述环境检测单元7与所述无人机本体30连为一体；
55.限位机构16，所述限位机构16与所述无人机本体30连为一体；
56.破窗机构31，所述破窗机构31与所述无人机本体30连为一体。
57.作为本实用新型的示例，所述环境检测单元7包括：
58.风道3，所述风道3呈l形设置，且风道3表面设有阻隔网；
59.抽气扇2，所述抽气扇2固定设置于风道3内部；
60.煤气检测传感器1，所述煤气检测传感器1固定设置于风道3内部。
61.作为本实用新型的示例，所述环境检测单元7还包括：
62.摄像头8，所述摄像头8固定设置于无人机本体30内部，且摄像头8与单片机模块6电连接；
63.单片机模块6，所述单片机模块6固定设置于无人机本体30内部，且单片机模块6与无线信号接收模块4和通信模块5电连接，单片机模块6通过无线信号接收模块4和通信模块5与终端无线连接，终端控制无人机起飞，到达窗户位置，单片机模块6通过无线信号接收模块4接收终端的信号，启动抽气扇2抽吸空气，空气通过风道3流动，被内部的煤气检测传感器1感应，单片机模块6通过通信模块5将信息传送到终端的接收模块如手机上，可根据浓度找到泄漏源。
64.作为本实用新型的示例，所述破窗机构31包括：
65.第二伺服电机18，所述第二伺服电机18固定设置于无人机本体30内部，且第二伺服电机18与丝杆20传动连接；
66.螺母17，所述螺母17螺纹连接于丝杆20表面，螺母17下端固定设有第二导向滑块19，且螺母17通过第二导向滑块19滑动连接于导向滑轨21，导向滑轨21固定设置于无人机
本体30内部，第二伺服电机18带动丝杆20旋转，从而带动螺母17通过第二导向滑块19在导向滑轨21表面滑动，带动套筒22伸出对准窗户。
67.作为本实用新型的示例，所述破窗机构31还包括：
68.安装盒13，所述安装盒13固定设置于螺母17上端表面；
69.第一伺服电机15，所述第一伺服电机15固定设置于安装盒13内部表面，且第一伺服电机15一侧传动设有收线辊14，收线辊14通过连接线与破窗锥9 尾部连接；
70.套筒22，所述套筒22固定设置于安装盒13表面，且套筒22内部表面设有若干个导向槽10；
71.破窗锥9，所述破窗锥9由前部分的锥头、中间部分的中空套以及尾部的拉杆组成，且中间部分的中空套表面固定设有第一导向滑块12，破窗锥9通过第一导向滑块12滑动连接于导向槽10内部，尾部的拉杆表面设有与限位卡杆24相适配的限位卡槽；
72.第一弹簧11，所述第一弹簧11设置于破窗锥9中间部分的中空套内部，破窗锥9在第一弹簧11作用下通过第一导向滑块12在导向槽10内部直线滑动，从而冲出套筒22直接击在窗户玻璃的边角处，进行破碎；可启动第一伺服电机15带动收线辊14旋转，从而通过连接线拉动破窗锥9复位再次卡入限位卡杆24，从而方便对多个窗户进行破碎。
73.作为本实用新型的示例，所述破窗机构31内的第一伺服电机15和第二伺服电机18均与单片机模块6电连接。
74.作为本实用新型的示例，所述限位机构16包括：
75.第一滑杆23，所述第一滑杆23滑动设置于安装盒13内壁表面；
76.限位卡杆24，所述限位卡杆24与第一滑杆23一端固定连接，且限位卡杆24一端呈三角形设置；
77.第二电磁铁27，所述第二电磁铁27固定设置于安装盒13内壁表面；
78.第二滑杆26，所述第二滑杆26固定设置于安装盒13内壁表面；
79.滑套29，所述滑套29滑动连接于第二滑杆26表面，且第一电磁铁25固定设置于滑套29表面，且第一电磁铁25和第二电磁铁27对应设置，第一电磁铁25和第二电磁铁27的通电开关由单片机模块6控制；
80.第二弹簧28，所述第二弹簧28套在第二滑杆26表面，第二滑杆26一端固定设有挡板，第二弹簧28一端与挡板固定连接，另一端与滑套29固定连接；
81.铰链传动杆32，所述铰链传动杆32一端与滑套29表面铰链连接，铰链传动杆32另一端与限位卡杆24表面铰链连接，此时单片机模块6开启第一电磁铁25和第二电磁铁27的通电开关，第一电磁铁25在磁力作用下带动滑套29在第二滑杆26表面滑动，从而通过铰链传动杆32带动限位卡杆24向两侧移动，限位卡杆24通过第一滑杆23在安装盒13内部滑动从而脱离尾部的拉杆表面设有与限位卡杆24相适配的限位卡槽。
82.工作原理：使用时，终端控制无人机起飞，到达窗户位置，单片机模块6 通过无线信号接收模块4接收终端的信号，启动抽气扇2抽吸空气，空气通过风道3流动，被内部的煤气检测传感器1感应，单片机模块6通过通信模块5将信息传送到终端的接收模块如手机上，可根据浓度找到泄漏源；
83.第二伺服电机18带动丝杆20旋转，从而带动螺母17通过第二导向滑块 19在导向滑轨21表面滑动，带动套筒22伸出对准窗户；
84.此时单片机模块6开启第一电磁铁25和第二电磁铁27的通电开关，第一电磁铁25在磁力作用下带动滑套29在第二滑杆26表面滑动，从而通过铰链传动杆32带动限位卡杆24向两侧移动，限位卡杆24通过第一滑杆23在安装盒13内部滑动从而脱离尾部的拉杆表面设有与限位卡杆24相适配的限位卡槽，此时，破窗锥9在第一弹簧11作用下通过第一导向滑块12在导向槽10内部直线滑动，从而冲出套筒22直接击在窗户玻璃的边角处，进行破碎；可启动第一伺服电机15带动收线辊14旋转，从而通过连接线拉动破窗锥9复位再次卡入限位卡杆24，从而方便对多个窗户进行破碎。
85.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.瓦斯安全检测无人机，其特征在于，包括：无人机本体(30)，所述无人机本体(30)包括多个框架单元，用以形成运动空间；环境检测单元(7)，所述环境检测单元(7)与所述无人机本体(30)连为一体；限位机构(16)，所述限位机构(16)与所述无人机本体(30)连为一体；破窗机构(31)，所述破窗机构(31)与所述无人机本体(30)连为一体；所述环境检测单元(7)包括：风道(3)，所述风道(3)呈l形设置，且风道(3)表面设有阻隔网；抽气扇(2)，所述抽气扇(2)固定设置于风道(3)内部；煤气检测传感器(1)，所述煤气检测传感器(1)固定设置于风道(3)内部；所述环境检测单元(7)还包括：摄像头(8)，所述摄像头(8)固定设置于无人机本体(30)内部，且摄像头(8)与单片机模块(6)电连接；单片机模块(6)，所述单片机模块(6)固定设置于无人机本体(30)内部，且单片机模块(6)与无线信号接收模块(4)和通信模块(5)电连接，单片机模块(6)通过无线信号接收模块(4)和通信模块(5)与终端无线连接；所述破窗机构(31)包括：第二伺服电机(18)，所述第二伺服电机(18)固定设置于无人机本体(30)内部，且第二伺服电机(18)与丝杆(20)传动连接；螺母(17)，所述螺母(17)螺纹连接于丝杆(20)表面，螺母(17)下端固定设有第二导向滑块(19)，且螺母(17)通过第二导向滑块(19)滑动连接于导向滑轨(21)，导向滑轨(21)固定设置于无人机本体(30)内部；所述破窗机构(31)还包括：安装盒(13)，所述安装盒(13)固定设置于螺母(17)上端表面；第一伺服电机(15)，所述第一伺服电机(15)固定设置于安装盒(13)内部表面，且第一伺服电机(15)一侧传动设有收线辊(14)，收线辊(14)通过连接线与破窗锥(9)尾部连接；套筒(22)，所述套筒(22)固定设置于安装盒(13)表面，且套筒(22)内部表面设有若干个导向槽(10)；破窗锥(9)，所述破窗锥(9)由前部分的锥头、中间部分的中空套以及尾部的拉杆组成，且中间部分的中空套表面固定设有第一导向滑块(12)，破窗锥(9)通过第一导向滑块(12)滑动连接于导向槽(10)内部，尾部的拉杆表面设有与限位卡杆(24)相适配的限位卡槽；第一弹簧(11)，所述第一弹簧(11)设置于破窗锥(9)中间部分的中空套内部；所述限位机构(16)包括：第一滑杆(23)，所述第一滑杆(23)滑动设置于安装盒(13)内壁表面；限位卡杆(24)，所述限位卡杆(24)与第一滑杆(23)一端固定连接，且限位卡杆(24)一端呈三角形设置；第二电磁铁(27)，所述第二电磁铁(27)固定设置于安装盒(13)内壁表面；第二滑杆(26)，所述第二滑杆(26)固定设置于安装盒(13)内壁表面；滑套(29)，所述滑套(29)滑动连接于第二滑杆(26)表面，且第一电磁铁(25)固定设置于滑套(29)表面，且第一电磁铁(25)和第二电磁铁(27)对应设置，第一电磁铁(25)和第二
电磁铁(27)的通电开关由单片机模块(6)控制；第二弹簧(28)，所述第二弹簧(28)套在第二滑杆(26)表面，第二滑杆(26)一端固定设有挡板，第二弹簧(28)一端与挡板固定连接，另一端与滑套(29)固定连接；铰链传动杆(32)，所述铰链传动杆(32)一端与滑套(29)表面铰链连接，铰链传动杆(32)另一端与限位卡杆(24)表面铰链连接。2.根据权利要求1所述的瓦斯安全检测无人机，其特征在于：所述破窗机构(31)内的第一伺服电机(15)和第二伺服电机(18)均与单片机模块(6)电连接。

技术总结
本实用新型涉及瓦斯检测技术领域，尤其为瓦斯安全检测无人机，包括：无人机本体，所述无人机本体包括多个框架单元，用以形成运动空间；环境检测单元，所述环境检测单元与所述无人机本体连为一体；限位机构，所述限位机构与所述无人机本体连为一体；破窗机构，所述破窗机构与所述无人机本体连为一体，通过终端控制无人机起飞，到达窗户位置，单片机模块通过无线信号接收模块接收终端的信号，启动抽气扇抽吸空气，空气通过风道流动，被内部的煤气检测传感器感应，单片机模块通过通信模块将信息传送到终端的接收模块如手机上，可根据浓度快速找到泄漏源。找到泄漏源。找到泄漏源。


技术研发人员：李茂庆 卫琛浩 党文龙 马啸 高一可 李超 赵君慧 景欣瑞 杨丹 薛卫峰
受保护的技术使用者：陕西煤业化工技术研究院有限责任公司
技术研发日：2022.10.14
技术公布日：2023/3/23