一种可飞行机器人的制作方法

本发明涉及桥梁底部与建筑物顶部检测领域，尤其涉及一种可飞行机器人。

背景技术：

现如今，桥梁等建筑物的安全检测，已经在国家经济中占有举足轻重的作用。但是桥梁顶部以及桥梁的底部由于所处位置的原因，往往会成为检测的盲区，从而使桥梁等建筑物存在无法察觉的安全隐患。

传统的桥梁等建筑物的安全检测方法，除了搭脚手架外，主要是通过桥检车等工具，将检测人员送至需要检测的区域，查看桥梁等建筑物的状态。为了承载足够重量，并保证相关人员安全，桥检车通常需要安装大量的传感器，其设备庞大，使用程序复杂，特别在载人使用时受到很多限制。该车辆本身价格昂贵，一台需要几百万元，同时其维护和使用成本也非常高昂，另外，在使用的过程中，此外桥检车还受到光线，环境等严重的影响。

传统的四旋翼检测飞行器是一种常见的多旋翼飞行器，虽然能够进入到比较狭小的空间或者较高的地方进行检测，但是对于复杂地形环境中，传统的多旋翼由于需与建筑物的墙面等保持一定的安全距离，否则容易发生碰撞而导致受损，故无法用于桥梁底部等复杂空间的检测飞行。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种用于桥梁等建筑物检测的可飞行机器人，能够灵活的飞行且具有较好的载重能力，并能对现有检测方法的检测盲区进行补充检测。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是设计一种便于检测盲区死角的桥梁检测可飞行机器人，解决现有检测盲区的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的一种可以在复杂环境中工作，并能够保护检测设备的可飞行机器人，包括机身、异形管状结构式机臂、旋翼机构和行走机构，其中机身与异形管状结构式机臂固定连接，并且数个异形管状结构式机臂在机身周围分布排列形成一个保护区域；异形管状结构式机臂包括垂直臂、倾斜臂；垂直臂与机身所在水平面垂直，并且垂直臂上端设有电机座和涵道固定支撑臂；倾斜臂上端设有伺服电机座；旋翼机构包括电子调速器、电机、螺旋桨、涵道；电子调速器安设于垂直臂内部并与电机座相连；电机安装在电机座上；涵道与涵道固定支撑臂相连；螺旋桨与电机相连；行走机构包括伺服电机、轮子；伺服电机安装在伺服电机座上；轮子与伺服电机的转轴固定相连；旋翼机构的水平高度低于行走机构的水平高度。可飞行机器人在空中飞行阶段是靠旋翼机构来改变方向，但贴顶后，多旋翼只提供垂直方向的升力，水平方向的运动由行走机构来实现。

在本发明中进一步的，涵道的外形为圆形。圆形涵道的设计可以是机器人在飞行到桥梁顶部或者建筑物底部时，使螺旋桨与桥洞顶部或者建筑物底部之间的空间形成负压，抵消飞行器部分重力，从而极大的提高了飞行效率。

在本发明中进一步的，异形管状结构式机臂个数为4个，异形管状结构式机臂两两相互对应连接在机身上，均匀排布在机身四周。两两相互对应的异形管状结构式机臂设计为机身提供了一个可以承载设备的空间，可以防止因为检测设备过高触及顶部而造成的损坏。当然异形管状结构式机臂的个数也可根据使用者的需要自行增加其个数。

在本发明中进一步的，保护区域还设有搭载云台，搭载云台上携带有检测设备。针对桥梁检测工业用途的特殊性，本发明可以贴着桥洞顶部进行飞行，通过云台改变相机等检测仪器的角度，对桥梁进行拍照、探伤等检测。而且，异形管状结构式机臂的结构能够对处在保护区域中的云台以及检测设备进行可靠的保护，防止检测设备发生碰撞造成损坏。

在本发明中进一步的，垂直臂与倾斜臂间设有加强筋。使垂直臂与倾斜臂间得连接更加稳固，而且，也可以防止飞行器上的螺旋桨等部件碰到桥洞或者建筑物顶部造成的损坏。

在本发明中进一步的，机身上还设有集成控制系统，集成控制系统通过电子调速器控制飞行的方向与速度。

在本发明中进一步的，倾斜臂上的轮子受集成控制系统控制调速。行走机构中，每个轮子都配置有相应的伺服电机，通过集成控制系统来驱动调节轮子的运行速度。当本可飞行机器人飞行至建筑物的顶部时，由于涵道结构的作用，可飞行机器人与建筑物顶部之间产生负压，抵消了一部分机器人的重力，大大增加了机器人的飞行效率。同时，轮子接触到建筑物的顶部，通过控制各个轮子的伺服电机带动轮子旋转，可飞行机器人便可在建筑物的顶部自由行走，自由转换方向。并且，采用各个轮子的轴向之间不平行的设计，以及各个轮子前进方向不平行的设计，省去了复杂的轮子转向机构，但依然具有转向的功能，大大减轻了机器人的重量，提高了飞行效率。可飞行机器人在空中飞行阶段是靠多旋翼来改变方向，但贴顶后，多旋翼只提供垂直方向的升力，水平方向的运动由带伺服电机的轮子来实现。

在本发明中进一步的，轮子的边缘设有橡胶套。轮子上的橡胶套具良好的有弹性，可以是轮子在桥洞或者建筑物顶部自由的行动，防止轮子与硬物直接接触造成损坏。

在本发明中进一步的，机身与异形管状结构式机臂连接方式为可拆卸连接。可拆卸的设计能够使整个可飞行机器人更加方便远距离携带。

本发明的有益效果：

1、本发明结构简单，使用方便，而且可对异形管状结构式机臂进行拆卸，携带便利；

2、采用多旋翼布置的形式，能够通过控制各个螺旋桨的旋转速度来控制飞行的姿态与运动状态。

3、涵道的设计可以在飞行时，使螺旋桨与桥洞顶部之间的空间形成负压，抵消飞行器部分重力，从而提高飞行效率。

4、倾斜臂上安装轮子的设计，一方面可以防止飞行器上的螺旋桨等部件碰到桥洞，另一方面可以保证飞行器在贴顶飞行时，自由改变方向，结构简单。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步阐明。

图1为本发明中可飞行机器人的结构图；

图2为本发明中可飞行机器人的侧视图；

图3为本发明中可飞行机器人的俯视图；

附图标号说明：

1、机身；2、异形管状结构式机臂；3、垂直臂；4、倾斜臂；5、电机；6、螺旋桨；7、涵道；8、轮子；9、加强筋；10、涵道固定支撑臂。

具体实施方式

结合图1至3，本发明的一种可飞行机器人，包括机身1、异形管状结构式机臂2、旋翼机构和行走机构，其中机身1与异形管状结构式机臂2固定连接，并且数个异形管状结构式机臂2在机身1周围分布排列形成一个保护区域；异形管状结构式机臂2包括垂直臂3、倾斜臂4；垂直臂3与机身1所在水平面垂直，并且垂直臂3上端设有电机座和涵道固定支撑臂10；倾斜臂4上端设有伺服电机座；旋翼机构包括电子调速器、电机5、螺旋桨6、涵道7；电子调速器安设于垂直臂3内部并与电机座相连；电机5安装在电机座上；涵道7与涵道固定支撑臂10相连；螺旋桨6与电机5相连；行走机构包括伺服电机、轮子8；伺服电机安装在伺服电机座上；轮子8与伺服电机的转轴固定相连；旋翼机构的水平高度低于行走机构的水平高度。可飞行机器人在空中飞行阶段是靠旋翼机构来改变方向，但贴顶后，旋翼机构只提供垂直方向的升力，水平方向的运动由行走机构来实现。

本实施例优选，涵道7的外形为圆形。圆形涵道7的设计可以是机器人在飞行到桥梁顶部或者建筑物底部时，使螺旋桨6与桥洞顶部或者建筑物底部之间的空间形成负压，抵消飞行器部分重力，从而极大的提高了飞行效率。

本实施例优选，异形管状结构式机臂2个数为4个，异形管状结构式机臂2两两相互对应连接在机身1上，均匀排布在机身1四周。两两相互对应的异形管状结构式机臂2设计为机身1提供了一个可以承载设备的空间，可以防止因为检测设备过高触及顶部而造成的损坏。当然异形管状结构式机臂的个数也可根据使用者的需要自行增加其个数。

本实施例优选，保护区域还设有搭载云台，搭载云台上携带有检测设备。针对桥梁检测工业用途的特殊性，本发明可以贴着桥洞顶部进行飞行，通过云台改变相机等检测仪器的角度，对桥梁进行拍照、探伤等检测。而且，异形管状结构式机臂2的结构能够对处在保护区域中的云台以及检测设备进行可靠的保护，防止检测设备发生碰撞造成损坏。

本实施例优选，垂直臂3与倾斜臂4间设有加强筋9。使垂直臂3与倾斜臂4间得连接更加稳固，而且，也可以防止飞行器上的螺旋桨6等部件碰到桥洞或者建筑物顶部造成的损坏。

本实施例优选，机身1上还设有集成控制系统，集成控制系统通过电子调速器控制飞行的方向与速度。

本实施例优选，倾斜臂3上的轮子8受集成控制系统控制调速。行走机构中，每个轮子8都配置有相应的伺服电机，通过集成控制系统来驱动调节轮子8的运行速度。当本可飞行机器人飞行至建筑物的顶部时，由于涵道7结构的作用，可飞行机器人与建筑物顶部之间产生负压，抵消了一部分机器人的重力，大大增加了机器人的飞行效率。同时，轮子8接触到建筑物的顶部，通过控制各个轮子的伺服电机带动轮子8旋转，可飞行机器人便可在建筑物的顶部自由行走，自由转换方向。并且，采用各个轮子8的轴向之间不平行的设计，以及各个轮子8前进方向不平行的设计，省去了复杂的轮子8转向机构，但依然具有转向的功能，大大减轻了机器人的重量，提高了飞行效率。

本实施例优选，轮子8的边缘设有橡胶套。轮子8上的橡胶套具良好的有弹性，可以是轮子8在桥洞或者建筑物顶部自由的行动，防止轮子8与硬物直接接触造成损坏。

本实施例优选，机身1与异形管状结构式机臂2连接方式为可拆卸连接。可拆卸的设计能够使整个可飞行机器人更加方便远距离携带。

在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是以上描述仅是本发明的较佳实施例而已，本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。