一种可用于管道勘测的多模态飞行器

文档序号:42588770发布日期:2025-07-29 17:41阅读:44来源:国知局

本发明属于多模态无人飞行器领域,具体涉及一种可用于管道勘测的多模态飞行器。


背景技术:

1、在现代化工业与基础设施管理中,管道系统的安全、高效运行至关重要。传统的管道勘测方法,如人工巡检、地面车辆巡检等,受限于地形、环境及人力资源等因素,难以全面、快速地获取管道内外的高精度数据。随着无人机技术的飞速发展,多模态无人机在管道勘测中展现出巨大潜力,为管道的安全管理提供了创新性的解决方案。无人机,作为一种无人驾驶的航空器,凭借其灵活性、高效性和低成本性,在多个领域得到了广泛应用。

2、在管道勘测过程中,专用的管道机器人可以搭载高清摄像头、激光雷达传感器、红外线传感器、多光谱相机等多种传感器,实现对管道内的全方位信息采集,无人机可以在管道外围扫描勘察。

3、因此,设计一种可用于管道勘测的多模态飞行器是本技术领域急需解决的技术问题。


技术实现思路

1、本发明的目的旨在提供一种可用于管道勘测的多模态飞行器,该多模态飞行器可以完成飞行、地面行走和管道内行进三种模态的运动,且用于飞行的旋翼可以折叠,方便携带与回收。

2、一种可用于管道勘测的多模态飞行器,包括可折叠旋翼机构、辅助轮机构、麦克纳姆轮地面行走机构和机身检测机构;

3、机身检测机构两端对称安装有麦克纳姆轮地面行走机构,每个麦克纳姆轮地面行走机构外侧均连接有可折叠旋翼机构,两个辅助轮机构对称转动连接在机身检测机构上;

4、辅助轮机构展开后配合两个麦克纳姆轮地面行走机构同向转动实现多模态飞行器的地面行走;

5、两个麦克纳姆轮地面行走机构反向转动实现多模态飞行器的管道内行走;

6、可折叠旋翼机构展开后实现多模态飞行器的空中飞行;

7、机身检测机构上安装的检测单元实现对管道的检测。

8、优选的,检测单元为高清微型相机。

9、优选的,机身检测机构包括机身和云台,高清微型相机可转动的连接在云台上,云台可转动的连接在机身上。

10、优选的,机身检测机构还包括有电池,机身上设有电池槽、电机安装槽、气泵安装槽和两个弧形槽,电池安装在电池槽内。

11、优选的,辅助轮机构包括可折叠支架、辅助轮和支架控制电机,支架控制电机外壳固定连接在机身上,可折叠支架固定连接在支架控制电机的输出轴上,辅助轮转动连接在可折叠支架外侧。

12、优选的,辅助轮机构还包括有喷管、喷嘴和气泵,喷管安装在可折叠支架上,喷管出气端可伸缩的连接有喷嘴,喷管进气端连接有气泵,气泵安装在气泵安装槽内。

13、优选的,麦克纳姆轮地面行走机构包括麦克纳姆轮、麦克纳姆轮驱动轴和车轮电机,麦克纳姆轮与麦克纳姆轮驱动轴固定连接,麦克纳姆轮驱动轴与车轮电机的输出轴固定连接,车轮电机外壳与电机安装槽固定连接。

14、优选的,可折叠旋翼机构包括可折叠旋翼、旋翼臂、旋翼臂控制电机和旋翼电机,可折叠旋翼与旋翼电机的输出轴固定连接,旋翼电机外壳与旋翼臂固定连接,旋翼臂可转动连接在旋翼臂控制电机的输出轴上,旋翼臂控制电机的外壳固定连接在麦克纳姆轮驱动轴外侧。

15、优选的,可折叠旋翼包括两个螺旋桨桨叶和桨叶夹,两个螺旋桨桨叶对称转动连接在桨叶夹上。

16、有益效果如下:

17、本发明可以实现飞行巡检、地面巡检和管道内巡检,在飞行巡检状态下,旋翼臂控制电机控制旋翼臂打开,旋翼电机驱动可折叠旋翼旋转提供飞行升力,车轮电机控制麦克纳姆轮驱动轴带动旋翼臂及可折叠旋翼倾转实现向前飞行和转向的功能,高清微型相机在空中完成监测任务;在地面巡检状态下,旋翼臂控制电机控制旋翼臂闭合,车轮电机控制麦克纳姆轮驱动轴带动麦克纳姆轮旋转,可折叠支架处于完全打开状态,辅助轮接触地面,两侧麦克纳姆轮同向旋转,形成稳定的地面四轮机构,两侧车轮电机通过差速控制地面行进方向;在管道内巡检状态下,旋翼电机控制旋翼臂闭合,辅助轮结构半闭合,两侧麦克纳姆轮反向运动,完成管道内运动,可折叠支架处于半闭合状态,喷嘴伸出,气泵压缩气体,喷嘴喷出高压气体完成管道内清污,高清微型相机在管道内进行检测拍照。



技术特征:

1.一种可用于管道勘测的多模态飞行器,其特征在于:包括可折叠旋翼机构、辅助轮机构、麦克纳姆轮地面行走机构和机身检测机构;

2.根据权利要求1所述的一种可用于管道勘测的多模态飞行器,其特征在于:检测单元为高清微型相机(8)。

3.根据权利要求2所述的一种可用于管道勘测的多模态飞行器,其特征在于:机身检测机构包括机身(9)和云台(10),高清微型相机(8)可转动的连接在云台(10)上,云台(10)可转动的连接在机身(9)上。

4.根据权利要求3所述的一种可用于管道勘测的多模态飞行器,其特征在于:机身检测机构还包括有电池(13),机身(9)上设有电池槽(17)、电机安装槽(18)、气泵安装槽和两个弧形槽,电池(13)安装在电池槽(17)内。

5.根据权利要求4所述的一种可用于管道勘测的多模态飞行器,其特征在于:辅助轮机构包括可折叠支架(6)、辅助轮(21)和支架控制电机(15),支架控制电机(15)外壳固定连接在机身(9)上,可折叠支架(6)固定连接在支架控制电机(15)的输出轴上,辅助轮(21)转动连接在可折叠支架(6)外侧。

6.根据权利要求5所述的一种可用于管道勘测的多模态飞行器,其特征在于:辅助轮机构还包括有喷管(11)、喷嘴(12)和气泵(16),喷管(11)安装在可折叠支架(6)上,喷管(11)出气端可伸缩的连接有喷嘴(12),喷管(11)进气端连接有气泵(16),气泵(16)安装在气泵安装槽内。

7.根据权利要求6所述的一种可用于管道勘测的多模态飞行器,其特征在于:麦克纳姆轮地面行走机构包括麦克纳姆轮(4)、麦克纳姆轮驱动轴(5)和车轮电机(14),麦克纳姆轮(4)与麦克纳姆轮驱动轴(5)固定连接,麦克纳姆轮驱动轴(5)与车轮电机(14)的输出轴固定连接,车轮电机(14)外壳与电机安装槽(18)固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种可用于管道勘测的多模态飞行器,其特征在于:可折叠旋翼机构包括可折叠旋翼(1)、旋翼臂(2)、旋翼臂控制电机(3)和旋翼电机(7),可折叠旋翼(1)与旋翼电机(7)的输出轴固定连接,旋翼电机(7)外壳与旋翼臂(2)固定连接,旋翼臂(2)可转动连接在旋翼臂控制电机(3)的输出轴上,旋翼臂控制电机(3)的外壳固定连接在麦克纳姆轮驱动轴(5)外侧。

9.根据权利要求8所述的一种可用于管道勘测的多模态飞行器,其特征在于:可折叠旋翼(1)包括两个螺旋桨桨叶(19)和桨叶夹(20),两个螺旋桨桨叶(19)对称转动连接在桨叶夹(20)上。


技术总结
本发明提供了一种可用于管道勘测的多模态飞行器,属于多模态无人飞行器领域,包括可折叠旋翼机构、辅助轮机构、麦克纳姆轮地面行走机构和机身检测机构;机身检测机构两端对称安装有麦克纳姆轮地面行走机构,每个麦克纳姆轮地面行走机构外侧均连接有可折叠旋翼机构,两个辅助轮机构对称转动连接在机身检测机构上;辅助轮机构展开后配合两个麦克纳姆轮地面行走机构同向转动实现多模态飞行器的地面行走;两个麦克纳姆轮地面行走机构反向转动实现多模态飞行器的管道内行走;可折叠旋翼机构展开后实现多模态飞行器的空中飞行;机身检测机构上安装的检测单元实现对管道的检测,本发明可以实现飞行巡检、地面巡检和管道内巡检,使用方便。

技术研发人员:孙霁宇,朱昊辰,潘春祥,宋发,张万通,黄易涛,周子杰,李涵,俞泽轩,张志君
受保护的技术使用者:吉林大学
技术研发日:
技术公布日:2025/7/28
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