本發(fā)明涉及無人機技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種智能優(yōu)化航跡的巡檢無人機。

背景技術(shù)：

電網(wǎng)輸電線路分布點多、面積廣，所處地形復雜，自然環(huán)境惡劣，電力線及桿塔附件長期暴露在野外，必須及時對其修復或更換。傳統(tǒng)的人工巡檢方法不僅工作量大而且條件艱苦，特別是對山區(qū)和跨越大江大河的輸電線路的巡檢，以及在冰災、水災、地震、滑坡、夜晚期間巡線檢查，所花時間長、人力成本高、困難大、風險高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種智能優(yōu)化航跡的巡檢無人機，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種智能優(yōu)化航跡的巡檢無人機，包括機身，所述機身的內(nèi)部設(shè)有機艙，機艙的內(nèi)部安裝有智能飛行控制器、數(shù)據(jù)鏈傳輸系統(tǒng)和導航系統(tǒng)；機身的邊緣設(shè)有四根向外伸出的機臂，機臂的末端安裝有無刷電機，無刷電機上安裝有旋翼；所述機身的底部安裝有用于對機艙進行支撐的支撐桿，在機身的下表面上安裝有載荷裝置，載荷裝置上裝有載荷。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述機臂與相鄰機臂之間的夾角為90度。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述智能飛行控制器包括ARM控制模塊，所述數(shù)據(jù)鏈傳輸系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)傳輸設(shè)定模塊，所述導航系統(tǒng)包括GPS導航裝置，所述機艙的內(nèi)部還設(shè)有電池、姿態(tài)控制模塊和補償姿態(tài)控制模塊，在姿態(tài)控制模塊的一側(cè)設(shè)有補償處理模塊。

作為本發(fā)明再進一步的方案：所述ARM控制模塊與姿態(tài)控制模塊、補償姿態(tài)控制模塊、補償處理模塊以及數(shù)據(jù)傳輸設(shè)定模塊連接。

作為本發(fā)明再進一步的方案：所述補償處理模塊為伺服動作設(shè)備。

作為本發(fā)明再進一步的方案：所述電池為鋰聚合物電池。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述載荷裝置通過載荷掛架安裝在機身上，載荷掛架的下側(cè)設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸的一側(cè)安裝有軸承掛架，軸承掛架上安裝有載荷轉(zhuǎn)軸，載荷轉(zhuǎn)軸上設(shè)有能夠轉(zhuǎn)動的具有多個載荷支撐葉的安裝架，在每一個載荷支撐葉分別對應安裝有攝像機、紅外感應儀器和照相機。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述無刷電機包括電機機芯和電機殼，電機機芯的輸出端連接旋翼轉(zhuǎn)軸，旋翼安裝在旋翼轉(zhuǎn)軸上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中的無人機地形適應能力強，可完成勘測任務多，拍攝無死角，智能化操作，續(xù)航能力強。

附圖說明

圖1為智能優(yōu)化航跡的巡檢無人機的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為智能優(yōu)化航跡的巡檢無人機中機艙內(nèi)部的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為智能優(yōu)化航跡的巡檢無人機中智能飛行控制器的原理框圖。

圖4為智能優(yōu)化航跡的巡檢無人機中自動更換荷載裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為智能優(yōu)化航跡的巡檢無人機中旋翼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為智能優(yōu)化航跡的巡檢無人機中旋翼的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為智能優(yōu)化航跡的巡檢無人機中ARM控制模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為智能優(yōu)化航跡的巡檢無人機中機身的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-機身、2-智能飛行控制器、3-數(shù)據(jù)鏈傳輸系統(tǒng)、4-導航系統(tǒng)、5-旋翼、6-無刷電機、7-支撐桿、8-載荷裝置、9-載荷、10-ARM控制模塊、11-補償姿態(tài)控制模塊、12-姿態(tài)控制模塊、13-電池、14-GPS導航裝置、15-伺服動作設(shè)備、16-數(shù)據(jù)傳輸設(shè)定模塊、17-載荷掛架、18-旋轉(zhuǎn)軸、19-攝像機、20-載荷轉(zhuǎn)軸、21-軸承掛架、22-紅外感應儀器、23-載荷支撐葉、24-照相機、25-旋翼轉(zhuǎn)軸、26-電機機芯、27-電機殼。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式對本專利的技術(shù)方案作進一步詳細地說明。

請參閱圖1-8，一種智能優(yōu)化航跡的巡檢無人機，包括機身1，所述機身1的內(nèi)部設(shè)有機艙，機艙的內(nèi)部安裝有智能飛行控制器2、數(shù)據(jù)鏈傳輸系統(tǒng)3和導航系統(tǒng)4；機身1的邊緣設(shè)有四根向外伸出的機臂，機臂的末端安裝有無刷電機6，無刷電機6上安裝有旋翼5；所述機身1的底部安裝有用于對機艙進行支撐的支撐桿7，在機身1的下表面上安裝有載荷裝置8，載荷裝置8上裝有載荷9。

所述機臂與相鄰機臂之間的夾角為90度。

所述智能飛行控制器2包括ARM控制模塊10，所述數(shù)據(jù)鏈傳輸系統(tǒng)3包括數(shù)據(jù)傳輸設(shè)定模塊16，所述導航系統(tǒng)4包括GPS導航裝置14，所述機艙的內(nèi)部還設(shè)有電池13、姿態(tài)控制模塊12和補償姿態(tài)控制模塊11，在姿態(tài)控制模塊12的一側(cè)設(shè)有補償處理模塊。采用內(nèi)置GPS定位導航系統(tǒng)可免去巡檢時失蹤的風險，將損失降到最低

所述ARM控制模塊11與姿態(tài)控制模塊12、補償姿態(tài)控制模塊11、補償處理模塊以及數(shù)據(jù)傳輸設(shè)定模塊16連接。

所述補償處理模塊為伺服動作設(shè)備15。智能飛行控制器由ARM控制模塊、姿態(tài)控制模塊、補償姿態(tài)控制模塊和伺服作動設(shè)備組成，為電網(wǎng)巡檢工作特制，根據(jù)地形、天氣、工作需要，自動調(diào)節(jié)飛行姿態(tài)，并優(yōu)化飛行軌跡，保證在電網(wǎng)地形復雜的地方選擇最優(yōu)化線路工。

ARM控制模塊安裝在無人機體內(nèi)，姿態(tài)控制模塊安裝在無人機體的幾何中心上，以姿態(tài)控制模塊為中心的4個位置，等距離設(shè)置補償姿態(tài)控制模塊；所述的補償姿態(tài)控制模塊包括加速度計；還包括姿態(tài)控制數(shù)據(jù)補償處理模塊。數(shù)據(jù)傳輸設(shè)定模塊與ARM控制模塊連接，同時還可以設(shè)定巡檢無人機與控制終端之間的傳輸方式，以達到更好的實時監(jiān)控，對巡檢無人機的姿態(tài)控制更加及時有效。該智能飛控器具有對巡檢無人機的航線控制進行補償處理，減少誤差，得到更高精度的姿態(tài)控制數(shù)據(jù)，航線控制準確性更高，信號接收更好，結(jié)構(gòu)簡單，航跡更優(yōu)化。

所述電池13為鋰聚合物電池。動力系統(tǒng)采用鋰聚合物電池驅(qū)動無刷電機，續(xù)航能力較強，滿足巡檢工作需要。

所述載荷裝置8通過載荷掛架17安裝在機身1上，載荷掛架17的下側(cè)設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸18，旋轉(zhuǎn)軸18的一側(cè)安裝有軸承掛架21，軸承掛架21上安裝有載荷轉(zhuǎn)軸20，載荷轉(zhuǎn)軸20上設(shè)有能夠轉(zhuǎn)動的具有多個載荷支撐葉23的安裝架，在每一個載荷支撐葉23上分別對應安裝有攝像機19、紅外感應儀器22和照相機24。根據(jù)電網(wǎng)任務需要，搭載多種載荷；如照相機、攝像機、紅外感應儀等勘測設(shè)備，實現(xiàn)自動更換，并且可以360度旋轉(zhuǎn)，無視角巡檢。

所述無刷電機6包括電機機芯26和電機殼27，電機機芯26的輸出端連接旋翼轉(zhuǎn)軸25，旋翼5安裝在旋翼轉(zhuǎn)軸25上。

本無人機的創(chuàng)新點主要有智能飛行控制器，自動更換載荷裝置。智能飛行控制器為電網(wǎng)巡檢工作特制，根據(jù)地形、天氣、工作需要，自動調(diào)節(jié)飛行姿態(tài)，優(yōu)化飛行軌跡，保證在電網(wǎng)地形復雜的地方選擇最優(yōu)化線路工作；為了智能化巡檢工作需要，設(shè)有自動更換載荷裝置，搭載多種勘測設(shè)備，實現(xiàn)自動更換勘測設(shè)備，并且360度旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)無死角拍攝；使用自動駕駛儀全自主執(zhí)行全部命令，地面站執(zhí)行遠程控制，通過指令遙控、控制載荷等功能。

智能巡檢無人機由機身、智能飛行控制器、勘測設(shè)備、導航系統(tǒng)、數(shù)據(jù)鏈傳輸系統(tǒng)和動力系統(tǒng)組成；智能飛行控制器由ARM控制模塊、姿態(tài)控制模塊、傳感器和伺服作動設(shè)備組成，為電網(wǎng)巡檢工作特制，根據(jù)地形、天氣、工作需要，自動調(diào)節(jié)飛行姿態(tài)，并優(yōu)化飛行軌跡，保證在電網(wǎng)地形復雜的地方選擇最優(yōu)化線路工作；自動更換載荷裝置，根據(jù)電網(wǎng)任務需要，搭載多種載荷；如照相機、攝像機、紅外感應儀等勘測設(shè)備，實現(xiàn)自動更換，并且可以360度旋轉(zhuǎn)，無視角巡檢；采用內(nèi)置GPS定位導航系統(tǒng)可免去巡檢時失蹤的風險，將損失降到最低；動力系統(tǒng)采用鋰聚合物電池驅(qū)動無刷電機，續(xù)航能力較強，滿足巡檢工作需要；使用智能駕駛儀全自主執(zhí)行全部命令，包括起飛、爬升、航線飛行和著陸，能自由懸停。地面站執(zhí)行任務規(guī)劃、實時采集和現(xiàn)實、遠程控制；通過指令上行鏈路進行遙控或操控遙飛行中更改航線、控制載荷等功能；本無人機地形適應能力強，可完成勘測任務多，拍攝無死角，智能化操作，續(xù)航能力強。

巡檢無人機在工作的時候，由姿態(tài)控制模塊檢測提供的數(shù)據(jù)作為主要的姿態(tài)數(shù)據(jù)，以距離設(shè)置補償姿態(tài)控制模塊檢測提供的姿態(tài)控制數(shù)據(jù)作為補償數(shù)據(jù)姿態(tài)數(shù)據(jù)，ARM控制模塊接收數(shù)據(jù)后結(jié)合兩者得到更加準確、精度更高的姿態(tài)控制數(shù)據(jù)，輸出控制信號，對巡檢無人機的航跡進行優(yōu)化。

本發(fā)明中的無人機地形適應能力強，可完成勘測任務多，拍攝無死角，智能化操作，續(xù)航能力強。

上面對本專利的較佳實施方式作了詳細說明，但是本專利并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本專利宗旨的前提下做出各種變化。