本實用新型屬于無人機技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于無人機的現(xiàn)代有軌電車接觸網(wǎng)巡檢裝置。

背景技術(shù)：

目前無人機技術(shù)為國內(nèi)外研究應(yīng)用熱門，其領(lǐng)域涉及巡檢技術(shù)、防水技術(shù)、航拍技術(shù)等多個方面，但尚未在軌道交通行業(yè)進行相關(guān)應(yīng)用。同時現(xiàn)代有軌電車行走在城市線路，線路周邊住宅林立，衣物等雜物飄飛到有軌電車接觸網(wǎng)的事故發(fā)生概率極大，極易造成停運事故。針對現(xiàn)代有軌電車接觸網(wǎng)異物掛線事故頻發(fā)現(xiàn)象，現(xiàn)有解決方案大都通過人工檢查接觸網(wǎng)和人為清理雜物，這種方法存在許多弊端：一方面這種方法會造成人力物力的極大浪費，另一方面該方法靈活性差，無法及時發(fā)現(xiàn)接觸網(wǎng)的故障。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種基于無人機的現(xiàn)代有軌電車接觸網(wǎng)巡檢裝置，旨在實現(xiàn)對現(xiàn)代有軌電車接觸網(wǎng)巡檢作業(yè)的智能化。

本實用新型提供了一種基于無人機的現(xiàn)代有軌電車接觸網(wǎng)巡檢裝置，包括無人機及控制終端，所述無人機包括控制核心板，所述無人機還包括數(shù)據(jù)采集模塊；所述控制終端包括控制飛行模塊、比對模塊；

所述控制飛行模塊，用于控制無人機沿所述有軌電車接觸網(wǎng)飛行；

所述數(shù)據(jù)采集模塊，用于利用所述無人機搭載的數(shù)據(jù)采集裝置進行圖像數(shù)據(jù)采集，并將所述圖像數(shù)據(jù)通過所述控制核心板實時傳輸?shù)降孛娴目刂平K端；

所述比對模塊，用于將所述圖像數(shù)據(jù)與預(yù)存的有軌電車接觸網(wǎng)圖像數(shù)據(jù)進行比對，并在發(fā)現(xiàn)異常時，進行報警。

進一步地，所述數(shù)據(jù)采集裝置包括連接桿和攝像頭，所述無人機的底部通過連接桿搭載所述攝像頭，所述連接桿一端固定在所述無人機的底部中心，另一端連接所述攝像頭并用于帶動所述攝像頭轉(zhuǎn)動。

進一步地，所述無人機還包括：異物清理模塊，用于在因發(fā)現(xiàn)異物掛線而報警時，在所述控制終端通過實時傳輸?shù)乃鰣D像數(shù)據(jù)確定異物位置，并操控所述無人機靠近異物，利用無人機底部搭載的異物清理裝置對異物進行清理。

進一步地，所述異物清理裝置包括固定板及所述固定板上設(shè)置的相互間距并且左右對稱的抓取單元，所述抓取單元包括第一電機、轉(zhuǎn)輪、伸縮連接桿、夾放連接桿、機械臂、第一轉(zhuǎn)軸、第二轉(zhuǎn)軸、第三轉(zhuǎn)軸和第四轉(zhuǎn)軸；

所述第一電機與所述轉(zhuǎn)輪傳動連接，所述伸縮連接桿一端通過第一轉(zhuǎn)軸與所述轉(zhuǎn)輪固定連接，另一端通過第二轉(zhuǎn)軸與所述機械臂樞接；所述夾放連接桿一端通過第三轉(zhuǎn)軸與所述固定板樞接，另一端通過第四轉(zhuǎn)軸與所述機械臂樞接。

進一步地，所述抓取單元還包括第二電機、主動小齒輪、齒條、轉(zhuǎn)動小齒輪、鉤子和第五轉(zhuǎn)軸；

所述第二電機與所述主動小齒輪傳動連接，所述主動小齒輪套在所述第二轉(zhuǎn)軸上，所述轉(zhuǎn)動小齒輪通過第五轉(zhuǎn)軸與所述機械臂樞接，所述齒條的上端和下端分別與所述主動小齒輪和所述轉(zhuǎn)動小齒輪嚙合，所述鉤子與所述轉(zhuǎn)動小齒輪固定。

進一步地，所述鉤子與所述機械臂的中心線重合，所述轉(zhuǎn)動小齒輪可帶動所述鉤子在0°至45°的范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)。

進一步地，所述轉(zhuǎn)輪為齒輪。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于：本實用新型提供的一種基于無人機的現(xiàn)代有軌電車接觸網(wǎng)巡檢裝置，利用無人機上搭載的攝像頭對現(xiàn)代有軌電車接觸網(wǎng)進行圖像數(shù)據(jù)采集，并將采集的圖像數(shù)據(jù)與正常圖像數(shù)據(jù)進行對比來判斷所述接觸網(wǎng)是否異常，在判斷出異常時報警；實現(xiàn)了對現(xiàn)代有軌電車接觸網(wǎng)巡檢作業(yè)的智能化，節(jié)約了人力物力，提高了工作效率，保障有軌電車運營安全；進一步地，當(dāng)發(fā)現(xiàn)接觸網(wǎng)有異物時，能操作無人機通過機身搭載的異物清理裝置進行當(dāng)場清理，提高事故處理效率，減少運營成本。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例提供的現(xiàn)代有軌電車接觸網(wǎng)巡檢裝置中涉及到的無人機的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1所示的無人機上搭載的數(shù)據(jù)采集裝置的示意圖；

圖3是本實用新型實施例提供的一種基于無人機的現(xiàn)代有軌電車接觸網(wǎng)巡檢裝置的示意圖；

圖4是本實用新型實施例提供的一種基于無人機的現(xiàn)代有軌電車接觸網(wǎng)巡檢裝置中的異物清理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

本實用新型的主要實現(xiàn)思想為：本實用新型提供的一種基于無人機的現(xiàn)代有軌電車接觸網(wǎng)巡檢裝置，控制終端控制無人機沿所述有軌電車接觸網(wǎng)飛行，無人機利用底部搭載數(shù)據(jù)采集裝置對現(xiàn)代有軌電車接觸網(wǎng)進行圖像數(shù)據(jù)采集，并將所述圖像數(shù)據(jù)實時傳輸給控制終端，以與正常接觸網(wǎng)圖像數(shù)據(jù)進行比對，并在識別出接觸網(wǎng)上存在斷線或異物掛線等異?，F(xiàn)象時，進行報警提醒。進一步地，在發(fā)現(xiàn)有軌電車接觸網(wǎng)上存在異物掛線故障時，通過實時傳輸?shù)乃鰣D像數(shù)據(jù)觀察異物位置和掛線狀態(tài)，并操作無人機靠近異物，控制異物清理裝置對異物進行摘除清理作業(yè)。

其中，所述無人機選用軍工級無人機，其飛行速度快，穩(wěn)定性高，能在大風(fēng)等惡劣天氣正常工作，載荷高，可對較重雜物進行清理作業(yè)。

所述無人機包括飛行組件1，及無人機底部搭載的數(shù)據(jù)采集裝置3和異物清理裝置2，結(jié)合圖1至圖2所示。

其中，如圖1所示，無人機的飛行組件1包括控制核心板11、帶有旋槳的機臂12、機架13，控制終端通過無線網(wǎng)絡(luò)與所述控制核心板11進行遠程通信，來控制無人機的飛行和其他動作；機臂12搭載旋槳為無人機的動力裝置，實現(xiàn)無人機的起飛、降落、水平運動及旋轉(zhuǎn)運動等；機架13為無人機承載裝置。

如圖2所示，所述數(shù)據(jù)采集裝置3包括連接桿31和攝像頭32，所述無人機通過連接桿31搭載所述攝像頭32；所述連接桿31一端固定在所述無人機底部中心，另一端連接所述攝像頭32并用于帶動所述攝像頭32轉(zhuǎn)動，可上下45°、左右45°進行轉(zhuǎn)動；并且，所述攝像頭32通過連接桿31延伸出來，避免被異物清理裝置2遮擋。

所述異物清理裝置2安裝在無人機機身與所述數(shù)據(jù)采集裝置3之間，方便配合攝像頭32視角進行異物清理。

下面具體介紹這種基于無人機的現(xiàn)代有軌電車接觸網(wǎng)巡檢裝置，如圖3所示，包括無人機及控制終端，所述無人機包括控制核心板，所述無人機還包括數(shù)據(jù)采集模塊2和異物清理模塊4；所述控制終端包括控制飛行模塊1、比對模塊3；

所述控制飛行模塊1，用于控制無人機沿所述有軌電車接觸網(wǎng)飛行；

具體地，在控制終端，通過無線網(wǎng)絡(luò)與所述控制核心板進行遠程通信，來實現(xiàn)控制無人機沿所述有軌電車接觸網(wǎng)飛行。

所述數(shù)據(jù)采集模塊2，用于利用所述無人機搭載的數(shù)據(jù)采集裝置進行圖像數(shù)據(jù)采集，并將所述圖像數(shù)據(jù)通過所述控制核心板實時傳輸?shù)降孛娴目刂平K端；

具體地，利用無人機搭載的攝像頭對現(xiàn)代有軌電車沿線接觸網(wǎng)進行航拍，并將航拍到的圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛娴目刂平K端。

所述比對模塊3，用于將所述圖像數(shù)據(jù)與預(yù)存的有軌電車接觸網(wǎng)圖像數(shù)據(jù)進行比對，并在發(fā)現(xiàn)異常時，進行報警。

具體地，所述異常包括是否存在斷線或異物掛線等。

所述異物清理模塊4，用于在因發(fā)現(xiàn)異物掛線而報警時，在所述控制終端通過實時傳輸?shù)乃鰣D像數(shù)據(jù)確定異物位置，并操控所述無人機靠近異物，利用無人機底部搭載的異物清理裝置對異物進行清理。

如圖4所示，所述異物清理裝置2包括：固定板21及所述固定板21上設(shè)置的相互間距并且左右對稱的抓取單元，所述抓取單元包括第一電機(圖中未示出)、轉(zhuǎn)輪22、伸縮連接桿23、夾放連接桿24、機械臂25、第二電機(圖中未示出)、主動小齒輪26、齒條27、轉(zhuǎn)動小齒輪28、鉤子29、第一轉(zhuǎn)軸(圖中未標(biāo)出)、第二轉(zhuǎn)軸(圖中未標(biāo)出)、第三轉(zhuǎn)軸(圖中未標(biāo)出)、第四轉(zhuǎn)軸(圖中未標(biāo)出)和第五轉(zhuǎn)軸(圖中未標(biāo)出)。

具體地，所述第一電機與所述轉(zhuǎn)輪22傳動連接，所述伸縮連接桿23一端通過第一轉(zhuǎn)軸與所述轉(zhuǎn)輪22固定連接，另一端通過第二轉(zhuǎn)軸與所述機械臂25樞接；所述夾放連接桿24一端通過第三轉(zhuǎn)軸與所述固定板21樞接，另一端通過第四轉(zhuǎn)軸與所述機械臂25樞接。所述第二電機與所述主動小齒輪26傳動連接，所述主動小齒輪26套在所述第二轉(zhuǎn)軸上，所述轉(zhuǎn)動小齒輪28通過第五轉(zhuǎn)軸與所述機械臂25樞接，所述齒條27的上端和下端分別與所述主動小齒輪26和所述轉(zhuǎn)動小齒輪28嚙合，所述鉤子29與所述轉(zhuǎn)動小齒輪28固定。

具體地，所述轉(zhuǎn)輪22為齒輪。

具體地，所述鉤子29與所述機械臂25的中心線重合，所述轉(zhuǎn)動小齒輪28可帶動所述鉤子29在0°至45°的范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)。

具體地，所述異物清理裝置的工作原理為：所述第一電機帶動所述轉(zhuǎn)輪22轉(zhuǎn)動，使所述伸縮連接桿23轉(zhuǎn)動，從而帶動所述機械臂25伸縮運動，同時，所述夾放連接桿24運動使所述機械臂25產(chǎn)生夾和放兩種動作；所述第二電機帶動所述主動小齒輪26轉(zhuǎn)動，從而帶動齒條27向上或者向下運動，進而帶動傳動小齒輪28轉(zhuǎn)動，使鉤子29產(chǎn)生最大45°角的轉(zhuǎn)動。

當(dāng)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代有軌電車接觸網(wǎng)上存在異物掛線故障時，由控制終端對無人機進行操控，首先控制無人機飛行并懸停在異物上方，隨后控制異物清理裝置中的第一電機、第二電機工作，從而使使機械臂25夾住異物，并且，鉤子29由開轉(zhuǎn)閉進一步勾緊異物，實現(xiàn)異物的抓取和清理。

本實用新型提供了一種基于無人機的現(xiàn)代有軌電車接觸網(wǎng)巡檢裝置，該裝置充分利用了無人機快速響應(yīng)、空中機動靈活不受道路交通擁堵影響的優(yōu)勢，以無人機為平臺，以有軌電車接觸網(wǎng)圖像處理技術(shù)為核心，通過設(shè)定無人機的巡航路徑，對現(xiàn)代有軌電車接觸網(wǎng)進行快速、高效的巡檢作業(yè)；并構(gòu)建正常接觸網(wǎng)道路安全評價模型，通過圖像傳輸技術(shù)和計算機模型對比；檢查接觸網(wǎng)是否有雜物掛線或斷線等事故發(fā)生，如發(fā)現(xiàn)異常，則立即報警，并做出快速反應(yīng)，控制無人機對接觸網(wǎng)進行異物清理或派出工作人員進行接觸網(wǎng)維修處理。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。