[發明專利]一種無人機進行土石堤壩異常滲流區巡測作業的方法

有效

• 申請號: 202011096054.4
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112357078B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 蘇懷智;周仁練;楊孟
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: B64C27/26
• 分類號: B64C27/26;B64C25/24;B64C25/62;B64C39/02;B64D45/00;B64D45/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種無人機進行土石堤壩異常滲流區巡測作業的方法，其特征在于，所述無人機包含機身(1)，以及提供推力的動力系統(2)、提供升力的旋翼系統(3)、尾翼(4)、非接觸充電起落裝置(5)、墜機保護裝置(6)、數據采集系統(7)、飛行控制導航系統(8)以及電源；所述動力系統(2)、旋翼系統(3)、尾翼(4)、非接觸充電起落裝置(5)、墜機保護裝置(6)、數據采集系統(7)和飛行控制導航系統(8)均集成在機身上，飛行時動力系統與旋翼系統獨立工作；所述方法包括如下步驟：

S1起飛前檢查；

S2操控無人機垂直升空至預定飛行高度：根據飛行路線規劃，操控旋翼系統使無人機垂直升空至預定飛行高度，并收起起落架，此過程中僅旋翼系統工作，

S3極速飛行至作業現場：無人機到達預定飛行高度后，旋翼系統保持機體穩定，操控動力系統為無人機提供前推力，使無人機以極速飛行模式飛往預定作業現場；

S4巡測作業：無人機到達預定作業現場后，切換至作業模式，從機艙內放下數據采集裝備，采集數據，并將所采集數據儲存至機載存儲卡以及通過無線方式將數據實時傳輸至地面基站；

S5狀態判斷：狀態判斷貫穿無人機升空至著陸的全過程，包括電量判斷和飛行安全判斷，當電量不足總電量的5％時，操控無人機降落至巡測沿線上距此前位置最近的充電平臺充電，當無人機姿態失控，或意外墜落，開啟墜機保護裝置，并放下起落架，使無人機平穩慢速降落；

S6回收無人機：無人機回收分為正常回收和異常回收兩種情況，在無人機作業完成的情況下，以極速模式返航至出發基站或指定基站，到達基站上空后垂直降落，由地面工作人員進行回收；在無人機異常墜落的情況下，工作人員根據導航信息，趕到墜機地點將其回收。

2.根據權利要求1所述的一種無人機進行土石堤壩異常滲流區巡測作業的方法，其特征在于，所述動力系統(2)由前推涵道風扇、鋰聚合物電池和電子調速器組成，三者之間電連接；前推涵道風扇水平對稱布置于機尾，與機身水平固定連接，由無刷電動機驅動，在飛行過程中始終保持轉速相同，轉向相反。

3.根據權利要求1所述的一種無人機進行土石堤壩異常滲流區巡測作業的方法，其特征在于，所述旋翼系統包含主涵道風扇和調節涵道風扇(33)，兩個主涵道風扇對稱布置于機身(1)上，與機身固定連接，主涵道風扇電連接動力系統的電子調速器，與前推涵道風扇連接電子調速器的不同通道，調節涵道風扇(33)布置于機身頭部。

4.根據權利要求2所述的一種無人機進行土石堤壩異常滲流區巡測作業的方法，其特征在于，所述動力系統(2)和旋翼系統(3)所用涵道內壁均鍍有低發射率涂層；尾翼(4)由單塊式垂直安定面和方向舵組成，固定連接在機身中軸線尾部；機身頂面上開有與前推涵道風扇相適配且用于保證氣流連續性的通氣孔。

5.根據權利要求1所述的一種無人機進行土石堤壩異常滲流區巡測作業的方法，其特征在于，所述非接觸充電起落裝置(5)包括三點式可收放起落架，起落架包括橇管(501)、彈簧油液空氣減震器(502)和收放作動器(503)，橇管與彈簧油液空氣減震器固定連接，彈簧油液空氣減震器通過轉軸與機身鉸接，收放作動器固定在機艙內，由直流電動機作為動力源，驅動齒輪旋轉完成起落架收放，橇管內固定設置有與地面露天充電平臺相適配，用于為無人機充電的互感線圈(5011)，互感線圈(5011)與無人機電池電源電連接，橇管采用絕緣材料制成。

6.根據權利要求5所述的一種無人機進行土石堤壩異常滲流區巡測作業的方法，其特征在于，所述彈簧油液空氣減震器，由彈簧(5021)、卡簧(5022)、活塞桿(5023)、密封圈(5024)、外筒(5025)、制動活門(5026)、油液(5027)和冷卻空氣(5028)組成，彈簧(5021)套設在活塞桿(5023)上，并與卡簧(5022)固定連接，卡簧(5022)固定在活塞桿(5023)上，活塞桿(5023)另一端伸入外筒(5025)并與外筒通過密封圈(5024)滑動連接。