一种用于桥梁检测的具有避障功能的智能型飞行装置的制作方法

本实用新型涉及桥梁检测检修设备领域，特别涉及一种用于桥梁检测的具有避障功能的智能型飞行装置。

背景技术：

桥梁在建成投入使用后，需要定期对桥梁进行外观检测，以排除桥梁的潜在故障，因此，对桥梁定期检测，是评估桥梁健康状况，了解和控制桥梁病害和发展状态，制定合理维修方案，延长桥梁使用寿命和确保桥梁服役期安全性的条件。目前，人们通常采用桥梁检测车对桥梁进行定期检测。

但是检测车停在桥梁上进行检测作业时，不仅容易造成公路堵塞，而且由于检测车自身原因，不能对桥梁进行全方位的检测，检测过程中容易产生许多盲点，并且，由于检测车体型庞大，只适用于对一些大型桥梁进行检测，而无法对乡镇的一些小型桥梁进行安全评估，造成现有的桥梁检测设备实用性降低。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于桥梁检测的具有避障功能的智能型飞行装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于桥梁检测的具有避障功能的智能型飞行装置，包括主体、保护环、吊杆、检测机构、连接机构、缓冲机构、四个飞行机构和四个支脚，所述保护环套设在主体上，所述连接机构设置在保护环和主体之间，所述吊杆的顶端固定在主体的下方，所述飞行机构周向均匀分布在吊杆的底端的外周，各支脚设置在相邻两个飞行机构的下方，所述缓冲机构和检测机构均设置在主体的上方；

所述检测机构包括摄像头、连接块、伸缩组件和调节组件，所述伸缩组件设置在摄像头的下方，所述伸缩组件包括气泵、气缸、活塞和两个铰接单元，两个铰接单元分别设置在气缸的两侧，所述气缸的底端通过铰接单元与主体连接，所述气泵固定在气缸上，所述气泵与气缸连通，所述活塞的底端设置在气缸内，所述活塞的顶端与连接块固定连接，所述摄像头固定在连接块的上方，所述调节组件与气缸传动连接；

所述缓冲机构包括若干缓冲组件，所述缓冲组件周向均匀分布在主体的上方，所述缓冲组件包括套管、第一弹簧、顶杆和钢珠，所述套管固定在主体上，所述顶杆的底端设置在套管内，所述第一弹簧的底端与套管的底部连接，所述第一弹簧的顶端与顶杆的底端连接，所述顶杆的顶端设有凹口，所述钢珠与凹口相匹配，所述钢珠设置在凹口内，所述钢珠的球心位于凹口内；

所述连接机构包括若干连接组件，所述连接组件周向均匀分布在主体的外周，所述连接组件包括第二弹簧、压力板和连接杆，所述第二弹簧的一端与主体连接，所述第二弹簧的另一端与压力板的一侧连接，所述压力板的另一侧通过连接杆与保护环固定连接。

作为优选，为了实现设备的飞行功能，所述飞行机构包括侧杆、第一电机、第一驱动轴和两个旋翼，所述第一电机通过侧杆与吊杆的底端固定连接，所述第一电机与第一驱动轴传动连接，两个旋翼分别设置在第一电机的两侧。

作为优选，为了便于调节摄像头的拍摄角度，所述调节组件包括第二电机、缓冲块、第二驱动轴、移动块、铰接块和支杆，所述第二电机和缓冲块均固定在主体上，所述第二驱动轴设置在第二电机和缓冲块之间，所述第二电机与第二驱动轴传动连接，所述第二驱动轴的外周设有外螺纹，所述移动块套设在第二驱动轴上，所述移动块内设有内螺纹，所述移动块内的内螺纹与第二驱动轴上的外螺纹相匹配，所述移动块通过支杆与铰接块铰接，所述铰接块固定在气缸上。

作为优选，为了便于气缸的转动，所述铰接单元包括支柱、插管和插杆，所述插管通过支柱固定在主体的上方，所述插杆的一端与气缸固定连接，所述插杆的另一端设置在插管内。

作为优选，为了保证顶杆平稳地移动，所述缓冲单元还包括限位环，所述限位环固定在套管的内壁上，所述限位环套设在顶杆上。

作为优选，为了防止保护环发生剧烈抖动影响设备飞行，所述第二弹簧的两侧设有限位组件，所述限位组件包括固定杆和滑环，所述固定杆固定在主体上，所述滑环套设在固定杆上，所述滑环与压力板固定连接。

作为优选，为了保障滑环能够在固定杆上顺利滑动，所述滑环与固定杆为间隙配合。

作为优选，为了便于检测第二弹簧的形变量，所述压力板内设有压力传感器。

作为优选，为了便于检测摄像头与桥梁底面的距离，同时通过增加拍摄亮度保证摄像头采集清晰图像，所述连接块上设有补光灯和距离传感器。

作为优选，为了提高设备的智能化程度，所述主体内设有PLC和天线，所述天线、第一电机、第二电机、气泵、压力传感器、补光灯和距离传感器均与PLC电连接。

本实用新型的有益效果是，该用于桥梁检测的具有避障功能的智能型飞行装置通过检测机构对摄像头进行移动和转动，使摄像头能够不同的角度方位进行拍摄，避免出现拍摄盲点，与传统的检测机构相比，该检测机构可通过摄像头的灵活转动和移动实现全面的拍摄，不仅如此，通过缓冲机构和保护环防止主体飞行时与桥梁和桥墩发生碰撞，保证了装置的安全飞行，与传统的缓冲机构相比，该缓冲机构在与桥梁底面接触后，通过钢珠滚动，防止顶杆与桥梁底面摩擦造成桥梁底面的损坏，同时还便于设备的飞行，从而提高了装置的实用性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的用于桥梁检测的具有避障功能的智能型飞行装置的结构示意图；

图2是本实用新型的用于桥梁检测的具有避障功能的智能型飞行装置的俯视图；

图3是本实用新型的用于桥梁检测的具有避障功能的智能型飞行装置的检测机构的结构示意图；

图4是本实用新型的用于桥梁检测的具有避障功能的智能型飞行装置的缓冲组件的结构示意图；

图5是本实用新型的用于桥梁检测的具有避障功能的智能型飞行装置的连接组件的结构示意图；

图中：1.主体，2.保护环，3.吊杆，4.支脚，5.摄像头，6.连接块，7.气泵，8.气缸，9.活塞，10.套管，11.第一弹簧，12.顶杆，13.钢珠，14.第二弹簧，15.压力板，16.连接杆，17.侧杆，18.第一电机，19.第一驱动轴，20.旋翼，21.第二电机，22.缓冲块，23.第二驱动轴，24.移动块，25.铰接块，26.支杆，27.支柱，28.插管，29.插杆，30.限位环，31.固定杆，32.滑环，33.压力传感器，34.补光灯，35.距离传感器。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1-2所示，一种用于桥梁检测的具有避障功能的智能型飞行装置，包括主体1、保护环2、吊杆3、检测机构、连接机构、缓冲机构、四个飞行机构和四个支脚4，所述保护环2套设在主体1上，所述连接机构设置在保护环2和主体1之间，所述吊杆3的顶端固定在主体1的下方，所述飞行机构周向均匀分布在吊杆3的底端的外周，各支脚4设置在相邻两个飞行机构的下方，所述缓冲机构和检测机构均设置在主体1的上方；

该用于检测桥梁的智能型飞行装置使用时，由主体1控制飞行机构运行，使飞行机构带动主体1飞行，从桥梁底下，由主体1上方的检测机构对桥梁进行检测，相比于桥梁检测车，该检测装置体型小，同样适用于对一些小型的桥梁进行检测，同时检测过程中不占用车道，便于桥梁路面上车辆的通行，同时主体1通过连接机构与保护环2连接，通过保护环2保证主体1在飞行过程中避免碰撞到水平方向上的桥墩，同时由缓冲机构保护主体1，防止主体1飞行高度过大碰撞到桥梁的下方，从而实现了设备的安全飞行。

如图3所示，所述检测机构包括摄像头5、连接块6、伸缩组件和调节组件，所述伸缩组件设置在摄像头5的下方，所述伸缩组件包括气泵7、气缸8、活塞9和两个铰接单元，两个铰接单元分别设置在气缸8的两侧，所述气缸8的底端通过铰接单元与主体1连接，所述气泵7固定在气缸8上，所述气泵7与气缸8连通，所述活塞9的底端设置在气缸8内，所述活塞9的顶端与连接块6固定连接，所述摄像头5固定在连接块6的上方，所述调节组件与气缸8传动连接；

检测机构中，由调节组件改变伸缩组件中的气缸8的角度，气缸8通过铰接单元与主体1连接，从而便于气缸8的转动，而气泵7可改变气缸8中的气压，根据气缸8内的气压大小，使活塞9发生相应的移动，便于连接块6上的摄像头5采集清晰的图像。

如图4所示，所述缓冲机构包括若干缓冲组件，所述缓冲组件周向均匀分布在主体1的上方，所述缓冲组件包括套管10、第一弹簧11、顶杆12和钢珠13，所述套管10固定在主体1上，所述顶杆12的底端设置在套管10内，所述第一弹簧11的底端与套管10的底部连接，所述第一弹簧11的顶端与顶杆12的底端连接，所述顶杆12的顶端设有凹口，所述钢珠13与凹口相匹配，所述钢珠13设置在凹口内，所述钢珠13的球心位于凹口内；

当主体1在桥梁下方飞行过程中，若飞行高度过大，则首先由缓冲机构中的缓冲组件接触到桥梁地面，防止主体1碰撞到桥梁引起设备损坏。此时，在缓冲组件内部，飞行装置向上飞行使顶杆12顶端的钢珠13抵靠在桥梁底面上，同时压缩第一弹簧11，通过第一弹簧11从而使缓冲组件接触桥梁地面时具有一定的缓冲功能，同时在顶杆12的顶端，由钢珠13接触桥梁面，这样便于设备飞行过程中将滑动摩擦转变为滚动摩擦，从而便于减小缓冲组件与桥梁面之间的摩擦力，保证飞行装置的顺利飞行。

如图5所示，所述连接机构包括若干连接组件，所述连接组件周向均匀分布在主体1的外周，所述连接组件包括第二弹簧14、压力板15和连接杆16，所述第二弹簧14的一端与主体1连接，所述第二弹簧14的另一端与压力板15的一侧连接，所述压力板15的另一侧通过连接杆16与保护环2固定连接。

在飞行装置飞行过程中，当保护环2碰撞到桥梁下方的桥墩时，保护环2抵靠在桥墩上，使各连接组件中第二弹簧14的形变量不同，通过第二弹簧14提高缓冲作用力，同时主体1设置在保护环2内部，从而使保护环2碰撞到桥墩时能够避免主体1与桥墩发生碰撞，便于装置的顺利飞行和检测。

如图2所示，所述飞行机构包括侧杆17、第一电机18、第一驱动轴19和两个旋翼20，所述第一电机18通过侧杆17与吊杆3的底端固定连接，所述第一电机18与第一驱动轴19传动连接，两个旋翼20分别设置在第一电机18的两侧。由侧杆17将第一电机18固定在主体1的下方，第一电机18运行，通过第一驱动轴19带动两个旋翼20旋转，产生向下的气流，四个飞行机构产生的气流的总的作用力大于装置的重力，从而使装置漂浮实现装置的飞行功能。

如图3所示，所述调节组件包括第二电机21、缓冲块22、第二驱动轴23、移动块24、铰接块25和支杆26，所述第二电机21和缓冲块22均固定在主体1上，所述第二驱动轴23设置在第二电机21和缓冲块22之间，所述第二电机21与第二驱动轴23传动连接，所述第二驱动轴23的外周设有外螺纹，所述移动块24套设在第二驱动轴23上，所述移动块24内设有内螺纹，所述移动块24内的内螺纹与第二驱动轴23上的外螺纹相匹配，所述移动块24通过支杆26与铰接块25铰接，所述铰接块25固定在气缸8上。

调节组件内，第二电机21运行，带动第二驱动轴23旋转，使第二驱动轴23上的外螺纹作用于移动块24内的内螺纹，使移动块24沿着第二驱动轴23的轴线方向移动，通过支杆26带动铰接块25转动，从而实现气缸8的转动，通过气缸8的转动，带动活塞9和连接块6的转动，从而便于调节摄像头5的角度。

作为优选，为了便于气缸8的转动，所述铰接单元包括支柱27、插管28和插杆29，所述插管28通过支柱27固定在主体1的上方，所述插杆29的一端与气缸8固定连接，所述插杆29的另一端设置在插管28内。插杆29的一端固定在气缸8上，而插杆29的另一端可沿着插管28的轴线转动，从而方便了气杆固定转动。

作为优选，为了保证顶杆12平稳地移动，所述缓冲单元还包括限位环30，所述限位环30固定在套管10的内壁上，所述限位环30套设在顶杆12上。利用限位环30固定了顶杆12的升降轨迹，从而使顶杆12进行平稳地移动。

如图5所示，所述第二弹簧14的两侧设有限位组件，所述限位组件包括固定杆31和滑环32，所述固定杆31固定在主体1上，所述滑环32套设在固定杆31上，所述滑环32与压力板15固定连接。利用滑环32在固定的固定杆31上滑动，从而限制了压力板15的活动范围，通过连接杆16限制了保护环2的活动范围，防止保护环2碰撞到桥墩时发生剧烈的抖动，影响设备的飞行。

作为优选，为了保障滑环32能够在固定杆31上顺利滑动，所述滑环32与固定杆31为间隙配合。

作为优选，为了便于检测第二弹簧14的形变量，所述压力板15内设有压力传感器33。在保护环2无碰撞前，各连接组件中第二弹簧14的形变量相同，压力传感器33检测到的压力数据相同，因此，随着碰撞的发生，第二弹簧14的形变量不同，压力传感器33检测到的压力数据不同。

作为优选，为了便于检测摄像头5与桥梁底面的距离，同时通过增加拍摄亮度保证摄像头5采集清晰图像，所述连接块6上设有补光灯34和距离传感器35。

作为优选，为了提高设备的智能化程度，所述主体1内设有PLC和天线，所述天线、第一电机18、第二电机21、气泵7、压力传感器33、补光灯34和距离传感器35均与PLC电连接。在这里，天线主要用于发射和接收无线信号，通过无线信号的传输，实现设备与一些遥控设备的无线通讯添加，便于进行远程控制，PLC可接收压力传感器33的压力数据和距离传感器35的距离数据，分别通过两种数据判断保护环2是否发生碰撞到桥墩和检测摄像头5与桥梁底面的距离，同时PLC还能根据距离信号控制气泵7和第二电机21运行，改变摄像头5的角度和位置，使摄像头5从不同的方位进行拍摄，并将拍摄的画面通过天线无线传输给遥控中端，PLC还可以控制第一电机18的运行，调节旋翼20的转动速度，控制各飞行机构产生的气流大小，从而在保护环2碰撞到桥墩时能够调节飞行状态，使保护环2远离桥墩，实现设备的智能调节功能。

该飞行装置通过在桥梁底面飞行进行检测工作，避免占用车道影响路面车辆通行，通过缓冲组件接触桥墩底面，防止主体1与桥梁碰撞，通过保护环2保护主体1，防止主体1碰撞到桥墩，通过伸缩组件带动摄像头5移动，调节摄像头5的位置，直至摄像头5能够清晰拍摄桥梁地面，由平移组件带动气缸8转动，从而改变摄像头5的拍摄角度，使摄像头5从不同的角度进行拍摄，避免出现盲点。

与现有技术相比，该用于桥梁检测的具有避障功能的智能型飞行装置通过检测机构对摄像头5进行移动和转动，使摄像头5能够不同的角度方位进行拍摄，避免出现拍摄盲点，与传统的检测机构相比，该检测机构可通过摄像头5的灵活转动和移动实现全面的拍摄，不仅如此，通过缓冲机构和保护环2防止主体1飞行时与桥梁和桥墩发生碰撞，保证了装置的安全飞行，与传统的缓冲机构相比，该缓冲机构在与桥梁底面接触后，通过钢珠13滚动，防止顶杆12与桥梁底面摩擦造成桥梁底面的损坏，同时还便于设备的飞行，从而提高了装置的实用性。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。