【技术实现步骤摘要】
本技术涉及无人机，尤其是涉及一种爬壁无人机。
技术介绍
1、大厦、钢结构、桥梁等超高层建筑物的外表巡检作业可以及早发现诸如裂隙、破损、锈蚀、玻璃幕墙脱落及螺栓脱落等安全隐患，因此非常重要；但由于作业高度高、气流变化大等因素，其又存在非常大的危险性。
2、当前，已出现将无人机技术应用于建筑物外立面巡检业务场景的工程案例，其在保护工作人员生命安全，提升作业效率及频率等方面取得了显著的成效。但是，常规四旋翼无人机平台由于其功能上的限制，始终无法规避靠近超高层建筑物时带来的作业风险，经常发生无人机误碰建筑而导致坠毁的事故。
3、因此，研制出可以更贴近建筑物、观测更清晰以及安全性更高的专用无人机，已成为业内亟待解决的课题。
4、同时，在无人机的结构设计过程中，如何利用简洁的结构，实现各转向机构的自锁功能，使转向机构在与外界障碍物轻微接触后，仍能维持转向角度不变，对于提升无人机的结构刚性及连续作业能力有重要意义。
技术实现思路
1、本技术的目的在于提供一种爬壁无人机，以解决现有技术中存在的至少一种上述技术问题。
2、为解决上述技术问题，本技术提供的一种爬壁无人机，包括机身、车轮、矢量旋翼装置及拍摄装置：
3、所述机身上均布有多个多旋翼装置，用于使爬壁无人机向任意方向移动或悬停；多个车轮对称地设置于机身的前后两端，用于使爬壁无人机可移动地支撑在建筑物表面上，这样可以保护爬壁无人机在近距离拍摄墙面的同时，不会撞到墙面上；多个能够自锁的矢量
4、所述拍摄装置设置于所述机身上，用于拍摄建筑物表面的图像。
5、通过上述结构，可以利用车轮使爬壁无人机停靠并行驶在建筑物的侧壁及屋顶等表面，以便更近距离地拍摄建筑物表面的图像，利用矢量旋翼装置补偿爬壁无人机的定位误差，辅助修正爬壁动作，实现提升建筑物表面检测质量的目的。
6、在一种可行的实施方式中，所述多旋翼装置为双桨共轴结构，这样可以减少桨叶间的气流干扰，并提升单位时间内桨叶旋转时向下推动的气流量，最终实现提高爬壁无人机升力的目的；同时，还可以实现扭矩平衡，避免机身反向旋转，从而有助于保持机身在复杂气流环境中的稳定性。
7、在一种可行的实施方式中，所述双桨共轴结构中，螺旋桨的螺距为5.5英寸、长度为18英寸，两个螺旋桨之间的相对角度为90度，这样可以显著减少气流干扰。
8、在一种可行的实施方式中，所述多旋翼装置包括第一旋翼电机，所述第一旋翼电机包括第一电子速度控制器（esc），用于根据输入的控制信号调整第一旋翼电机中转子转动的速度和方向。
9、在一种可行的实施方式中，所述多旋翼装置包括行星齿轮传动系统，用于将第一旋翼电机的动力传导至桨叶，这样可以平稳、准确地输出动力。
10、在一种可行的实施方式中，所述爬壁无人机还包括gps模块及rtk模块，用于爬壁无人机进行室外定位。
11、在一种可行的实施方式中，所述矢量旋翼装置包括第一转向机构和第二旋翼电机：所述第一转向机构用于根据指令调整第二旋翼电机的角度；所述第二旋翼电机包括第二电子速度控制器（esc），用于根据输入的控制信号调整第二旋翼电机中转子转动的速度和方向，这样可以补偿rtk模块或激光雷达等导致的定位误差，修正爬壁无人机在爬壁方向上的移动精度。
12、在一种可行的实施方式中，所述爬壁无人机还包括陀螺仪和六轴加速度传感器，用于实时监测和调整爬壁无人机的飞行状态。
13、在一种可行的实施方式中，所述爬壁无人机还包括无线图传模块，用于通过无线传输方式，向外部设备外发图像数据并进行信息交互。
14、在一种可行的实施方式中，所述外部设备包括遥控器或智能手持设备，便于向爬壁无人机发送指令信号。
15、在一种可行的实施方式中，所述外部设备还包括地面控制设备，用于接收爬壁无人机拍摄的图像数据，并与爬壁无人机之间进行信息交互。
16、在一种可行的实施方式中，所述爬壁无人机还包括动力锂电池，用于为爬壁无人机供电。
17、在一种可行的实施方式中，所述爬壁无人机还包括系留模块，用于实现有线系留供电，提升长时间续航能力。
18、在一种可行的实施方式中，所述拍摄装置包括相机、云台及补光灯，用于扩展拍摄视野并提升拍摄质量。
19、在一种可行的实施方式中，所述拍摄装置还包括高光谱仪，用于采集高光谱图像数据。
20、在一种可行的实施方式中，所述拍摄装置还包括红外成像仪，用于采集红外图像数据。
21、在一种可行的实施方式中，所述车轮为万向轮，这样可以提升爬壁无人机在建筑物表面行驶时的换向灵活性。
22、在一种可行的实施方式中，两个车轮分别固定于连接杆的两端，构成车轮组，四个车轮组通过连接杆对称地连接于机身的前后四角处，这样可以提升爬壁无人机在建筑物表面行驶的稳定性，避免翻车。
23、在一种可行的实施方式中，所述车轮组的连接杆可转动地连接于所述机身上，这样可以调整该车轮组与机身之间的相对角度，以使该车轮组的两个车轮能够同时接触倾斜的待爬墙面，有助于提升爬壁无人机在倾斜的待爬墙面上爬行时的稳定性，最终可以提升拍摄倾斜的待爬墙面图像时的稳定性以及图像检测效果。
24、在一种可行的实施方式中，所述车轮组的连接杆与所述机身之间设置有第二转向机构，用于根据指令调整车轮组与机身之间的相对角度。
25、在一种可行的实施方式中，在车轮与连接杆的连接位置处还设置有避震弹簧，用于减少爬壁无人机在建筑物表面行驶的颠簸程度，从而有利于提升拍摄图像的质量。
26、在一种可行的实施方式中，所述爬壁无人机还包括电推杆，所述电推杆的本体设置于所述机身上安装有车轮的一端；所述电推杆的输出轴极限位置大于车轮距离机身的最远位置；所述电推杆的推力小于所述矢量旋翼装置的推进力；所述电推杆的输出轴安装有电磁铁，用于将爬壁无人机通过磁吸方式固定在金属表面。
27、在一种可行的实施方式中，所述电推杆的本体与所述机身之间还设置有第三转向机构，用于根据指令调整电推杆轴向与机身之间的相对角度。
28、在一种可行的实施方式中，所述电磁铁包括电磁继电器，用于开关控制电磁铁的吸附功能，并可以信号调节吸附力的大小。
29、在一种可行的实施方式中，所述电推杆的输出轴还设置有接触传感器，用于检测是否接触到建筑物；具体地，其在接触到建筑物时，发出吸附信号；在未接触到建筑物时，不发出信号。
30、在一种可行的实施方式中，所述爬壁无人机还包括控制器，分别与多旋翼装置、矢量旋翼装置、拍摄装置、陀螺仪、六轴加速度传感器、gps模块、rtk模块、无线图传模块、电推杆、电磁铁及接触传感器等电连接，用于程序控制爬壁无人机各部件运行。
31、在一种可行的实施方式中本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种爬壁无人机，其特征在于，包括机身、车轮、矢量旋翼装置及拍摄装置：
2.根据权利要求1所述的爬壁无人机，其特征在于，所述多旋翼装置包括行星齿轮传动系统，用于将第一旋翼电机的动力传导至桨叶。
3.根据权利要求1所述的爬壁无人机，其特征在于，还包括激光雷达及惯性传感器，分别与所述控制器电连接。
4.根据权利要求1所述的爬壁无人机，其特征在于，在机身的方形沉孔底部还同轴地设置有螺纹沉孔，在该螺纹沉孔内设置有螺纹轴套；所述螺纹轴套向外的一端与所述弹簧的端面相接触；在所述螺纹轴套的外圆上设有外螺纹和一个拨杆；所述外螺纹与所述螺纹沉孔的内螺纹相配合；所述拨杆从所述机身的拨杆槽伸出。
5.根据权利要求1所述的爬壁无人机，其特征在于，还包括蜗杆、蜗轮、转轴座及转轴：
6.根据权利要求5所述的爬壁无人机，其特征在于，还包括保护罩，用于避免外界异物进入蜗杆及蜗轮的啮合区域。
7.根据权利要求1所述的爬壁无人机，其特征在于，所述机身的材料为碳纤维和/或航空铝合金。
【技术特征摘要】
1.一种爬壁无人机，其特征在于，包括机身、车轮、矢量旋翼装置及拍摄装置：
2.根据权利要求1所述的爬壁无人机，其特征在于，所述多旋翼装置包括行星齿轮传动系统，用于将第一旋翼电机的动力传导至桨叶。
3.根据权利要求1所述的爬壁无人机，其特征在于，还包括激光雷达及惯性传感器，分别与所述控制器电连接。
4.根据权利要求1所述的爬壁无人机，其特征在于，在机身的方形沉孔底部还同轴地设置有螺纹沉孔，在该螺纹沉孔内设置有螺纹轴套；所述螺纹轴...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚志东，李禹濛，常正非，卢佳祁，郝彬，
申请(专利权)人：中冶建筑研究总院深圳有限公司，
类型：新型
国别省市：
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