本实用新型涉及无人机技术领域，具体涉及一种应用于检测桥梁底部缺陷的无人机。
背景技术：
桥梁的缺陷检测是每个桥梁每年都会定期进行的必要养护项目，现有技术中对于桥梁的检测一般采用人工肉眼的检测方式，这种方式人力成本高并且遇到高空作业会有一定的危险性。随着无人机技术的日渐成熟，无人机被逐渐应用到各个领域，因此，有人想到利用无人机来对桥梁进行检测来替代人力劳动。文献号为CN106245524A的实用新型专利申请文献公开了一种用于桥梁检测的无人机系统，通过在无人机上安装用于采集待检测桥梁图像数据的主摄像组和红外摄像头以及用于连接所述地面站的通信模组，来达到直接到达检测部位，无需其他辅助措施，节省费用，无需检测人员、无需封闭道路的目的。
然而，上述技术方案仅具有简单的拍照功能。我们熟知，桥梁的缺陷不仅仅存在于表面，还存在于构成桥梁的材料内部。尤其是一些钢结构的桥梁，钢件本身在使用过程中随着内应力的累积非常容易产生裂缝、发纹、分层、局部溃缩等缺陷，这些缺陷相对于工件外部肉眼可见的缺陷往往更加致命。因此，上述技术方案无法对桥梁的内部缺陷进行有效的检测。
针对上述技术方案的缺陷，文献号为CN106774384A的实用新型专利申请公开了一种桥梁检测智能避障机器人，通过设置超声波探伤单元，实现了对混凝土或钢件进行探伤检测的目的。但是，现有技术中的超声波探伤单元均需要和待测件进行稳定的贴合的情况下才能输出具有一定参考意义的工件内部信息。而上述技术方案仅设置了临时停靠装置，用来将无人机临时悬挂在桥梁底部，这样的临时停靠装置在实际使用中无法满足超声波探头对于稳定贴合的需求，尤其是在桥梁这种高空场合，稍微有些侧向来风便会导致设备的晃动，进而影响超声波探头和待测件的稳定贴合。另外，上述设备不具备使探头在工件上进行滑动的结构基础，想要移动超声波探头必须移动无人机，而无人机由于飞行的稳定性其移动的精确性很难满足工件探伤的工况需求，另外，短距离的移动也很难在桥梁上找到另一个合适的悬挂点用来悬挂临时停靠装置。
技术实现要素：
因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的无人机在检测桥梁内部缺陷时无法使超声波探头和待测件进行稳定贴合的缺陷，从而提供一种能够使超声波探头和桥梁上的待测件进行稳定贴合的应用于检测桥梁底部缺陷的无人机。
为此，本实用新型提供的技术方案如下：
一种应用于检测桥梁底部缺陷的无人机，包括：
机身，安装有若干旋翼，所述机身内设置有飞行控制模块以及信号传输模块；
遥控装置，与机身的信号传输模块电连接；
还包括：
超声波探头，安装在机身顶部；
定位装置，至少具有三个，环绕超声波探头安装在机身上；
所述定位装置适于在超声波探头同待测件接触后与桥梁的底部进行接触并对机身的水平方向的自由度进行限制；
所述旋翼适于在超声波探头同待测件相接触时始终为机身提供向上的推力。
作为一种优选的技术方案，所述定位装置为柱形，并竖直安装在机身上；柱形的定位装置的上端设置有防滑部。
作为一种优选的技术方案，还包括举升机构，所述举升机构适于带动柱形的定位装置向上运动。
作为一种优选的技术方案，所述举升机构包括：
永磁体，设置在柱形的定位装置上；
环形电磁铁，设置在永磁体上方，并套装在柱形的定位装置上；
所述永磁体适于在环形电磁铁的吸引下带动柱形的定位装置向上运动。
作为一种优选的技术方案，所述定位装置底部还设置有复位机构，所述复位机构适于使升起的定位装置复位。
作为一种优选的技术方案，所述复位机构包括：
块状电磁铁，设置在永磁体下方，并固接在机身上。
作为一种优选的技术方案，还包括若干摆臂，所述摆臂包括：
摆杆，一端固接有对应的所述旋翼，另一端铰接在所述机身上；
套筒，一端与对应的所述定位装置铰接，另一端套装在对应的所述摆杆远离所述旋翼的一端并适于沿摆杆的长度方向进行滑动。
作为一种优选的技术方案，所述摆杆的长度延伸方向经过对应的所述定位装置及所述超声波探头。
作为一种优选的技术方案，所述机身顶部设置有转盘机构，所述转盘机构具有圆盘形的顶部，所述转盘机构适于带动超声波探头移动至其圆盘形顶部的任意位置。
作为一种优选的技术方案，所述转盘机构包括：
第一壳体，具有圆盘形的第一顶部，所述第一顶部上沿直径方向开设有可供所述超声波探头往复滑动的直线形槽孔；
第二壳体，具有与第一壳体同轴的圆盘形第二顶部，并安装在第一壳体内部，所述第二顶部上开设有从圆心处向圆周处延伸、可供所述超声波探头往复滑动的渐开线形槽孔；
所述超声波探头穿过第一壳体上的直线形槽孔和第二壳体上的渐开线形槽孔；
所述第一壳体和第二壳体适于在不同齿轮副的驱动下进行旋转。
本实用新型技术方案，具有如下优点：
1、本实用新型提供的技术方案中包括机身、遥控装置、超声波探头以及定位装置。所述机身安装有若干旋翼，所述机身内设置有飞行控制模块以及信号传输模块；所述遥控装置与机身的信号传输模块电连接；所述超声波探头安装于机身顶部；所述定位装置至少具有三个，环绕超声波探头安装在机身上；所述定位装置适于在超声波探头同待测件接触后与桥梁的底部进行接触并对机身的水平方向的自由度进行限制；所述旋翼适于在超声波探头同待测件相接触时始终为机身提供向上的推力。利用本实用新型对桥梁的底部进行检测的时候首先利用定位装置将无人机与桥梁的底部水平方向的相对位置进行限定，在旋翼向上的推力下无人机被顶在桥梁的底部，如此一来无人机各个方向的自由度都被限定，超声波探头能够和待测件进行稳定的贴合，保证超声波探头的功能能够顺利的声线，进而使无人机的探伤结果更加稳定、可靠。
2、本实用新型提供的技术方案中，所述定位装置为柱形，并竖直安装在机身上；柱形的定位装置的上端设置有防滑部。防滑部能够防止无人机与桥梁的底面之间产生相对滑动，旋翼能够推动定位装置始终抵接在桥梁的底面上，如此一来能够保证无人机相对于桥梁不会产生任何相对的位移，保证定位装置的功能顺利地实现。
3、本实用新型提供的技术方案中，还包括举升机构，所述举升机构适于带动柱形的定位装置向上运动。通过举升机构能够使无人机在对桥梁底部的待测件进行超声波探伤时，首先使探头贴合到待测件上，然后利用举升机构是定位装置升起对无人机进行定位。如此一来，一方面能够保证定位装置的顶点和超声波探头的顶端始终与待测件的下底面相符合，保证在面对不平整的待测件底部时无人机依然能够和待测件底部进行有效的定位，提高无人机对各种工况的适应性；另一方面，在使用时升起的定位装置，在不用时降下的定位装置能够降低无人机的飞行重心，降低无人机飞行时的操作难度。
4、本实用新型提供的技术方案中，所述举升机构包括永磁体和环形电磁铁，所述永磁体设置在柱形的定位装置上；所述环形电磁铁设置在永磁体上方，并套装在柱形的定位装置上；所述永磁体适于在环形电磁铁的吸引下带动柱形的定位装置向上运动。举升过程中，在环形电磁铁的吸引下，永磁体被向上带动，进而带动定位装置升起。将举升机构设计成上述形式后，一方面保证举升机构的功能顺利实现；另一方面套装在定位装置外面的环形电磁铁占据的空间更小，并且能够通过控制电路方便的控制电磁铁的开闭，使无人机的操作更加简单。
5、本实用新型提供的技术方案中，所述定位装置底部还设置有复位机构，所述复位机构适于使升起的定位装置复位。通过复位机构，能够保证定位装置在不使用时能够顺利的恢复到未顶起的状态，因此复位机构能够保障定位装置动作的可重复性。
6、本实用新型提供的技术方案中还包括若干摆臂，所述摆臂包括摆杆和套筒，所述摆杆一端固接有对应的所述旋翼，另一端铰接在所述机身上；所述套筒一端与对应的所述定位装置铰接，另一端套装在对应的所述摆杆远离所述旋翼的一端并适于沿摆杆的长度方向进行滑动。当定位装置升起时，带动套筒向上摆动，套筒进而带动摆臂沿着摆臂与机身的铰接轴进行旋转，摆臂与套筒套装的一端向上摆动，摆臂固接有旋翼的一端向下摆动，在此过程中套筒与摆臂之间的相对滑动能够弥补从摆臂与机身的铰接轴到套筒与定位装置铰接轴之间的长度变化。通过上述过程，最终能够达到在定位装置升起时旋翼同时向机身下方摆动的目的，此时的旋翼能够提供一个斜向上方的升力，若干对称布置的旋翼能够共同为机身提供若干对称的倾斜向上的升力，这样的旋翼角度能够抵消部分机身侧向的来风，使无人机的飞行更加稳定，尤其是桥梁下底面大多是风力较大的区域，这样的设计更加能够体现出对侧向来风的抵抗能力。
7、本实用新型提供的技术方案中，所述摆杆的长度延伸方向经过对应的所述定位装置及所述超声波探头。将摆杆的安装方式设计成上述形式后，摆杆一端的旋翼、定位装置以及超声波探头能够在连成一条直线，能够使旋翼的升力、定位装置与桥梁的抵接力以及超声波探头与桥梁底面的抵接力更加对称，更加容易彼此抵消，降低了无人机的调校难度，提高了无人机的稳定性。
8、本实用新型提供的技术方案中，所述机身顶部设置有转盘机构，所述转盘机构具有圆盘形的顶部，所述转盘机构适于带动超声波探头移动至其圆盘形顶部的任意位置。通常情况下，桥梁上易损的待测件的大小要远远大于超声波探头的大小，此时如果超声波探头与机身的位置是相对固定的想要对待测件进行全面的检测就要频繁的移动超声波探头，而移动超声波探头就要对无人机的位置进行重新调整、重新定位，如此一来会大大降低探伤的工作效率。而转盘机构的存在能够在无人机单次定位后，将超声波探头的探伤范围扩展至整个转盘上方。因此，此举能够避免无人机的频繁定位和移动而带来的探伤效率的降低，有效提高无人机的检测效率。
9、本实用新型提供的技术方案中，所述转盘机构包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体具有圆盘形的第一顶部，所述第一顶部上沿直径方向开设有可供所述超声波探头往复滑动的直线形槽孔；所述第二壳体具有与第一壳体同轴的圆盘形第二顶部，并安装在第一壳体内部，所述第二顶部上开设有从圆心处向圆周处延伸、可供所述超声波探头往复滑动的渐开线形槽孔；
所述超声波探头穿过第一壳体上的直线形槽孔和第二壳体上的渐开线形槽孔；所述第一壳体和第二壳体适于在不同齿轮副的驱动下进行旋转。在超声波探头沿转盘机构进行移动的过程中，通过转动第一壳体，在直线形槽孔的带动下能够使超声波探头与转盘机构的圆心之间的连线角度发生改变；通过转动第二壳体，在渐开线形槽孔和直线形槽孔的复合带动下，超声波探头与转盘机构的圆心支架的径向距离能够进行连续的改变。如此一来，通过上述过程，超声波探头能够进行连续不间断的移动，并且移动范围得以覆盖整个转盘机构的顶部。因此，此举能够使超声波对待测件产生一个连续不间断的探伤结果，使探伤结构的参考价值更高、更加可靠。
综上所述，本实用新型提供的技术方案能够使无人机对桥梁底部的探伤结果更加可靠、稳定，并且同时还具有适应性强、适用的工况范围广的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例1中提供的无人机的立体图；
图2为图1所示无人机的主视图；
图3为图2所示无人机在定位装置升起状态下的主视图；
图4为本实用新型实施例1中提供的无人机中摆臂与机身安装处的剖视图；
图5为本实用新型实施例1中提供的无人机中转盘机构的爆炸图；
图6为图4所示无人机中摆臂的立体图；
附图标记说明：
1-旋翼，2-机身，3-超声波探头，4-定位装置，41-防滑部，5-永磁体，6-环形电磁铁，7-块状电磁铁，8-摆杆，9-套筒，10-第一壳体，11-直线形槽孔，12-第二壳体，13-渐开线形槽孔。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1：
如图1至图6所示，为本实用新型的实施例1，本实施例提供了一种应用于检测桥梁底部缺陷的无人机，用于贴合在桥梁的下底面上对桥梁底部的易损件进行探伤。
本实施例包括机身2、遥控装置、超声波探头3以及定位装置4。所述机身2安装有若干旋翼1，所述机身2内设置有飞行控制模块以及信号传输模块；所述遥控装置与机身2的信号传输模块电连接；所述超声波探头3安装于机身2顶部；所述定位装置4至少具有三个，环绕超声波探头3安装在机身2上；所述定位装置4适于在超声波探头3同待测件接触后与桥梁的底部进行接触并对机身2的水平方向的自由度进行限制；所述旋翼1适于在超声波探头3同待测件相接触时始终为机身2提供向上的推力。
在利用本实施例对桥梁的底部进行检测的时候，首先利用定位装置4将无人机与桥梁的底部水平方向的相对位置进行限定，在旋翼1向上的推力下无人机被顶在桥梁的底部，如此一来无人机各个方向的自由度都被限定，超声波探头3能够和待测件进行稳定的贴合，保证超声波探头3的功能能够顺利的声线，进而使无人机的探伤结果更加稳定、可靠。
作为定位装置4的一种具体实施方式，所述定位装置4为柱形，并竖直安装在机身2上；柱形的定位装置4的上端设置有防滑部41。防滑部41能够防止无人机与桥梁的底面之间产生相对滑动，旋翼1能够推动定位装置4始终抵接在桥梁的底面上，如此一来能够保证无人机相对于桥梁不会产生任何相对的位移，保证定位装置4的功能顺利地实现。
在一种可替代的实施方式种，防滑部41具体为设置在柱形的定位装置4上端的尖头，尖头在和桥梁的下底面进行抵接时能够大幅度的增加摩擦力。
作为无人机的一种改进实施方式，本实施例中的无人机还包括举升机构，所述举升机构适于带动柱形的定位装置4向上运动。通过举升机构能够使无人机在对桥梁底部的待测件进行超声波探伤时，首先使探头贴合到待测件上，然后利用举升机构是定位装置4升起对无人机进行定位。如此一来，一方面能够保证定位装置4的顶点和超声波探头3的顶端始终与待测件的下底面相符合，保证在面对不平整的待测件底部时无人机依然能够和待测件底部进行有效的定位，提高无人机对各种工况的适应性；另一方面，在使用时升起的定位装置4，在不用时降下的定位装置4能够降低无人机的飞行重心，降低无人机飞行时的操作难度。
作为举升机构的一种可替代实施方式，所述举升机构包括永磁体5和环形电磁铁6，所述永磁体5设置在柱形的定位装置4上；所述环形电磁铁6设置在永磁体5上方，并套装在柱形的定位装置4上；所述永磁体5适于在环形电磁铁6的吸引下带动柱形的定位装置4向上运动。举升过程中，在环形电磁铁6的吸引下，永磁体5被向上带动，进而带动定位装置4升起。将举升机构设计成上述形式后，一方面保证举升机构的功能顺利实现；另一方面套装在定位装置4外面的环形电磁铁6占据的空间更小，并且能够通过控制电路方便的控制电磁铁的开闭，使无人机的操作更加简单。
作为无人机的一种进一步改进实施方式，所述定位装置4底部还设置有复位机构，所述复位机构适于使升起的定位装置4复位。通过复位机构，能够保证定位装置4在不使用时能够顺利的恢复到未顶起的状态，因此复位机构能够保障定位装置4动作的可重复性。
作为复位机构的一种可替代实施方式，所述复位机构包括块状电磁铁7，设置在永磁体5下方，并固接在机身2上。在复位过程中，利用块状电磁铁7对永磁体5的吸力来使定位装置4落下。
作为无人机的一种进一步改进实施方式，本实施例中的无人机还包括若干摆臂，所述摆臂包括摆杆8和套筒9，所述摆杆8一端固接有对应的所述旋翼1，另一端铰接在所述机身2上；所述套筒9一端与对应的所述定位装置4铰接，另一端套装在对应的所述摆杆8远离所述旋翼1的一端并适于沿摆杆8的长度方向进行滑动。
当定位装置4升起时，带动套筒9向上摆动，套筒9进而带动摆臂沿着摆臂与机身2的铰接轴进行旋转，摆臂与套筒9套装的一端向上摆动，摆臂固接有旋翼1的一端向下摆动，在此过程中套筒9与摆臂之间的相对滑动能够弥补从摆臂与机身2的铰接轴到套筒9与定位装置4铰接轴之间的长度变化。通过上述过程，最终能够达到在定位装置4升起时旋翼1同时向机身2下方摆动的目的，此时的旋翼1能够提供一个斜向上方的升力，若干对称布置的旋翼1能够共同为机身2提供若干对称的倾斜向上的升力，这样的旋翼1角度能够抵消部分机身2侧向的来风，使无人机的飞行更加稳定，尤其是桥梁下底面大多是风力较大的区域，这样的设计更加能够体现出对侧向来风的抵抗能力。
作为摆杆8的一种进一步改进实施方式，所述摆杆8的长度延伸方向经过对应的所述定位装置4及所述超声波探头3。将摆杆8的安装方式设计成上述形式后，摆杆8一端的旋翼1、定位装置4以及超声波探头3能够在连成一条直线，能够使旋翼1的升力、定位装置4与桥梁的抵接力以及超声波探头3与桥梁底面的抵接力更加对称，更加容易彼此抵消，降低了无人机的调校难度，提高了无人机的稳定性。
作为无人机的一种进一步改进实施方式，所述机身2顶部设置有转盘机构，所述转盘机构具有圆盘形的顶部，所述转盘机构适于带动超声波探头3移动至其圆盘形顶部的任意位置。通常情况下，桥梁上易损的待测件的大小要远远大于超声波探头3的大小，此时如果超声波探头3与机身2的位置是相对固定的想要对待测件进行全面的检测就要频繁的移动超声波探头3，而移动超声波探头3就要对无人机的位置进行重新调整、重新定位，如此一来会大大降低探伤的工作效率。而转盘机构的存在能够在无人机单次定位后，将超声波探头3的探伤范围扩展至整个转盘上方。因此，此举能够避免无人机的频繁定位和移动而带来的探伤效率的降低，有效提高无人机的检测效率。
作为转盘机构的一种具体实施方式，所述转盘机构包括第一壳体10和第二壳体12，所述第一壳体10具有圆盘形的第一顶部，所述第一顶部上沿直径方向开设有可供所述超声波探头3往复滑动的直线形槽孔11；所述第二壳体12具有与第一壳体10同轴的圆盘形第二顶部，并安装在第一壳体10内部，所述第二顶部上开设有从圆心处向圆周处延伸、可供所述超声波探头3往复滑动的渐开线形槽孔13；所述超声波探头3穿过第一壳体10上的直线形槽孔11和第二壳体12上的渐开线形槽孔13；所述第一壳体10和第二壳体12适于在不同齿轮副的驱动下进行旋转。
在超声波探头3沿转盘机构进行移动的过程中，通过转动第一壳体10，在直线形槽孔11的带动下能够使超声波探头3与转盘机构的圆心之间的连线角度发生改变；通过转动第二壳体12，在渐开线形槽孔13和直线形槽孔11的复合带动下，超声波探头3与转盘机构的圆心支架的径向距离能够进行连续的改变。如此一来，通过上述过程，超声波探头3能够进行连续不间断的移动，并且移动范围得以覆盖整个转盘机构的顶部。因此，此举能够使超声波对待测件产生一个连续不间断的探伤结果，使探伤结构的参考价值更高、更加可靠。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。