高空安装传感器的无人机装置及其安装方法与流程

本发明涉及无人机领域，特别涉及一种高空安装传感器的无人机装置及其安装方法。

背景技术：

建筑行业属于关系到人民群众生命安全的行业，安全性至关重要，对于地震洪水等自然灾害过后的建筑，需要测试数据验证安全，需要在建筑物不同地点安装采集信息的传感器，通过无线传输数据到系统，经过数据处理计算，评估建造物的安全性能以及指标。

目前传感器的安装多使用人工攀爬，或者出动特种设备进行安装，危险系数比较高，成本也比较高，很多特殊领域无法操作如带幕墙的建筑物，危桥，危楼等。

虽然已有无人机安装方式，但现有的无人机搭载的设备比较大，形状不规则，对于无人机飞行的稳定性有影响，对飞控的调节能力要求比较高，对于系统抗风调节能力要求比较大，不便于实际施工操作。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种高空安装传感器的方法，使用无人机携带安装机构，通过飞手操控无人机达到安装位置，控制安装机构,远程遥控安装机构工作，完成贴装。自主设计的自断安装装置，减少了飞行贴装过程中对飞手的干扰，通过云台相机、图传实施查看目标物体所在位置，调整无人机的移动幅度，也可以实时观测周围障碍物的位置，起到蔽障的目的。

为实现上述目的，发明提供如下技术方案：

一种高空安装传感器的无人机装置，包括无人机和安装机构。

进一步的，无人机为四轴无人机，在无人机中心机体上设置有GPS模块、接收机和电池，在四轴上设置桨，通过飞控和接收机对无人机的飞行状态进行调整。

进一步的，安装机构包括可收缩和伸展的左脚架和右脚架，在其中一个脚架上安装一持有传感器的臂。

进一步的，所述持有传感器的臂可以完成收缩和伸展动作，通过安全开关、电磁铁和永磁铁的作用，可实现传感器与臂的分离以及与待安装面的贴合。

本发明还提供一种高空安装传感器的方法，采用上述高空安装传感器的无人机装置，所述方法包括：

(1)、地面状态时，持有传感器的安装机构处于折叠状态，并且安装机构折叠在无人机重心位置；

(2)、起飞后，工作人员操作无人机到指定地点；

(3)、开始工作时，左右脚架先打开到180°的姿态，飞控调节无人机到稳步姿态后，再使弯折模块工作，平稳的打开弯折模块；

(4)、弯折模块平缓的打开后，使传感器超出桨，准备安装姿态；

(5)、通过控制器手动微调，找正方向后，平移贴装，触动安全开关，电磁铁断开，传感器分离，安装完毕；

(6)、而后，无人机由于传感器离开后重量失衡，需要飞控自动调节移动，空出安全距离，控制无人机下降，整个安装过程结束。

附图说明

图1为本发明的起飞前飞行机器人姿态示意图。

图2为本发明的贴装姿态示意图。

图3为本发明的各部件示意图。

(注意：附图中的所示结构只是为了说明发明特征的示意，并非是要依据附图所示结构。

具体实施方式

根据发明所述的高空安装传感器的方法，通过自主调教不同部件的重量位置，结合运动过程中飞控调节桨转动速度，对动平衡的控制，达到在高空飞行过程中，转动机构对飞行稳定性影响减小。其中，自主设计的弯折机构，计算转动扭矩，转动速度，选取部件进行安装测试，经过多次实际验证确认机构设计参数。

如图1所示的起飞前飞行机器人姿态，其中包括左弯折蜗杆模块5，弯折模块10和传感器11。其中，图中所示的左脚架6和右脚架3着地，弯折系统收缩，传感器11位置位于重心位置，动平衡满足起飞条件，无人机可以垂直起飞，起飞后飞控自动调整姿态。

如图2所示的贴装姿态，其中包括GPS模块1，桨2，右脚架3，右弯折蜗杆模块4，左弯折蜗杆模块5，左脚架6，电磁铁7，安全开关8，永磁铁9，弯折模块10。

具体的，飞行机器人包括四轴飞行无人机，在无人机中心机体上设置有GPS座12，在GPS座上安装有GPS模块1，四轴上设置桨2。在中心机体下部左右各设置一对用于支撑的脚架，包括左脚架6和右脚架3。其中，左右脚架采用“T”字形结构，便于在无人机降落到底面时发挥起落架的作用，其中两边对称安装的“T”字形结构可以起到稳固的支撑作用。

进一步的，每个脚架的杆部包括弯折蜗杆模块，如图2或图3所示，左脚架6在其杆部的端部具有左弯折蜗杆模块5，右脚架3在其杆部的端部具有右弯折蜗杆模块4。通过上述左弯折蜗杆模块5和右弯折蜗杆模块4，左脚架6和右脚架3被固定到无人机的中心机体的下部。优选的，左弯折蜗杆模块5和右弯折蜗杆模块4与无人机中心机体可通过紧固件固定连接。并且，由于左弯折蜗杆模块5和右弯折蜗杆模块4的关节作用，使得左脚架6和右脚架3可以产生收缩和伸展动作。

其中，在其中一个脚架的末端设置另一弯折模块，如图2或图3所示，在左脚架6的末端设置一弯折模块10，用于持有传感器11的臂的收缩和伸展动作。优选的，弯折模块10与左脚架6的末端可通过紧固件固定连接。

进一步的，持有传感器11的臂通过所述弯折模块10与左脚架6的末端连接，其中弯折模块10的作用与上述左弯折蜗杆模块5和右弯折蜗杆模块4的作用相同。在弯折模块10的关节作用下，持有传感器11的臂可以产生收缩和伸展动作。

其中，持有传感器11的臂的末端包括一“L”形的平台，用于安放传感器11。具体的，“L”形的平台包括一电磁铁7，用于吸附传感器11。传感器11的外侧包括多个永磁铁9和一个安全开关8，用于与建筑物吸附。优选的，永磁铁9为四个，分别设置在传感器11的四角位置。

当传感器11贴近被贴附表面时，永磁铁9与贴附面的铁材质表面在吸力作用下紧紧的贴附，安全开关8与永磁铁9有段差，当触动安全开关8后，安全开关8连接的两根电线断开连接，使得电磁铁7断电消磁，电磁铁7不再对传感器11具有吸附作用，使得传感器11分离，达到贴附安装的效果。如图3所示，在无人机中心机体上还设置有接收机13和电池14。

操作时，无人机首先处于图1所示的脚架折叠状态，安装机构折叠在无人机重心位置。起飞后工作人员操作无人机到指定地点，开始工作时，左右脚架先打开到180°的姿态，飞控调节到稳步姿态后，再使弯折模块10工作，平稳的打开弯折模块10。弯折模块10平缓的打开后，使传感器11超出桨2，准备安装姿态。通过遥控器的微调，找正方向后，平移贴装，触动安全开关8，电磁铁7断开，传感器11分离，安装完毕。而后，无人机由于传感器11离开后重量失衡，需要飞控自动调节移动，空出安全距离，控制无人机下降，整个安装过程结束。

根据本发明所述的高空安装传感器的方法，具有以下有点：

(1)通过对无人机与安装机构的结合，达到对传统安装方式的革新，降低目前安装的成本，减少人力物力，可以在特殊环境超视距安装。

(2)不受特殊环境限制，在人力无法攀爬的场所也容易安装使用，在复杂的环境下可以实现快速贴装工作。

(3)提供了一种新的传感器安装解决方案，扩展了无人机使用方向，在目前众多传感器安装使用中最环保、高效。

以上所述，仅为发明的较佳实施例而已，并非用于限定发明的保护范围，凡在发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在发明的保护范围之内。