无人机搭载镀锌层厚度测量装置

技术领域

本发明涉及无人机搭载镀锌层厚度测量装置，属于测量技术领域。

背景技术

无人机目前在各行业应用范围很广，其中对于输电塔材腐蚀情况的评估主要是基于无人机巡检拍照及相关图像结果的智能识别。目前的图像识别方法，无法客观、定量地对运行的输电线路铁塔进行腐蚀评估。

或则是工作人员手持测厚仪攀爬到高处进行测量，对运行中铁塔高处的涂镀层厚度进行测量，通过涡流法对塔材塔材镀锌层的厚度进行测量，可对塔材的腐蚀情况进行定量评估，但是存在一定的安全风险；并且铁塔的数量较多，人工攀爬进行测量的方式工作效率较低。

比如“CN216308884U一种测厚装置及测厚无人机”，测厚装置用于安装于无人机上，测厚装置包括连接杆和测厚组件，连接杆用于与无人机连接；然而测厚组件的探测角度有限，导致测厚组件适用范围较窄，并且不能适应不同曲率的面。输电塔材按形式分有干字形塔，上字形塔，门字形塔、V字形塔，T字形塔等，按外形分有角钢塔，钢管塔。针对不同形式需要采用大角度结构必不可少，针对不同外形需要采用自适应曲率结构必不可少。

发明内容

本发明的目的在于提供无人机搭载镀锌层厚度测量装置，以解决上述背景技术中提出的无人机搭载的测厚组件测量角度较窄的问题。

本发明的技术方案如下：

无人机搭载镀锌层厚度测量装置，包括：

底板，所述底板通过夹持组件可拆卸安装在无人机的上表面或下表面；

竖梁，所述竖梁安装在底板背离无人机的一侧；

连接臂，所述连接臂通过第二转轴铰接在竖梁，所述连接臂的短边端通过伸缩装置与底板连接，所述连接臂的长边端安装有触头板；

测厚仪和永磁件，所述测厚仪和永磁件安装在触头板上。

优选的，所述竖梁有两组且并列设置，所述连接臂设置在两组竖梁之间。

优选的，所述连接臂的短边端通过铰接件与伸缩装置一端铰接，所述伸缩装置另一端铰接在底板。

优选的，所述连接臂的长边端通过弹簧节与触头板连接。

优选的，所述弹簧节与触头板之间设置有旋转装置。

优选的，所述永磁件至少有两个分布在触头板两端，且位于测厚仪对立两侧。

优选的，所述触头板两端均铰接有转角块，两个转角块之间通过弹性件连接。

优选的，所述转角块自由端安装有导轮。

优选的，所述转角块通过第一转轴铰接在触头板，所述触头板内安装有齿轮传动组，两个第一转轴之间通过齿轮传动组传动连接且转向相反。

优选的，所述连接臂采用炭纤维管或伸缩管结构。

本发明具有如下有益效果：

通过无人机搭载测厚仪，采用涡流法对输电塔材镀锌层的厚度进行测量，实现对输电塔的腐蚀情况进行定量评估。

底板可安装在无人机的上/下表面，使得连接臂的旋转角度范围更广，有利于对输电塔不同部位/不同形态多角度测量；

同时利用多角度变化机构，可针对不同形态的铁塔进行测量，利用连接臂前端的弹簧节，实现无人机柔性接触测量目标。

同时转角块之间通过弹性件连接，使得两组转角块可形成不同的夹角，自适应不同曲率的输电塔结构，可针对不同外形曲率铁塔进行测量。

附图说明

图1为本发明安装在无人机上表面缩回状态结构示意图；

图2为本发明本发明安装在无人机上表面伸出状态结构示意图；

图3为本发明本发明安装在无人机下表面缩回状态结构示意图；

图4为本发明本发明安装在无人机下表面伸出状态结构示意图；

图5为本发明底板上部件配合结构示意图；

图6为图5正视图；

图7为本发明触头板及其配合部件结构示意图；

图8为本发明触头板内部件结构示意图。

图中附图标记表示为：

100、无人机；1、底板；2、竖梁；3、伸缩装置；4、铰接件；5、第一转轴；6、连接臂；7、第二转轴；8、触头板；81、齿轮传动组；9、旋转装置；10、弹簧节；11、磁性件；12、转角块；13、导轮；14、测厚仪；15、弹性件；16、夹持组件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。

实施例：

无人机100采用M300无人机，M300无人机承载整机运输的过程，将装配完成的测厚仪14运输至输电塔附近；

夹持组件16包括导轨、导块和夹紧手柄，导轨固定安装在无人机100上表面和下表面，导块固定在底板1底壁，夹紧手柄安装在底板1，导块与导轨直线滑动配合；

如图1-2所示，将底板1底壁的导块滑入无人机100上表面的导轨，之后使用夹紧手柄将导块固定在导轨上，从而实现底板1固定在无人机100上表面；

如图3-4所示，将底板1底壁的导块滑入无人机100下表面的导轨，之后使用夹紧手柄将导块固定在导轨上，从而实现底板1固定在无人机100下表面；

如图5-8所示，竖梁2采用铝型材竖直固定在底板1上表面，第二转轴7安装在两组竖梁2上端之间，连接臂6套在第二转轴7外壁且位于两组竖梁2之间，使得连接臂6的旋转范围始终位于两组竖梁2之间，连接臂6靠近第二转轴7较短的短边端通过铰接件4与伸缩装置3上端铰接，伸缩装置3下端铰接在底板1上表面，连接臂6靠近第二转轴7较长的长边端安装有弹簧节10，弹簧节10背离连接臂6的另一端通过旋转装置9与触头板8连接；

伸缩装置3采用电动推杆，使用者通过遥控手柄远程控制伸缩装置3伸缩，伸缩装置3伸缩带动连接臂6绕第二转轴7在130°范围内旋转，由于触头板8位于连接臂6长边端，从而在连接臂6旋转时触头板8的旋转距离更长。

弹簧节10有利于触头板8相对连接臂6在一定范围内万向旋转，使得触头板8在接触输电塔的过程中自适应性更强；由于无人机100飞行过程中无法精确停靠，在测量过程中利用弹簧节10实现与输电塔柔性接触，可在一定范围内自动调节，避免出现无人机失控现象；

旋转装置9可采用电机带动触头板8在90°范围内旋转，使得触头板8可在水平或竖直两种状态调节；水平状态的触头板8有利于测量竖向的弧形待测部位，竖直状态的触头板8有利于测量横向的弧形待测部位；

连接臂6材料采用碳纤维管，且连接臂6为空心管结构，从而实现在强度足够的前提下大大降低重量；

测厚仪14可采用超声波测厚仪或磁性测厚仪或涡流测厚仪，本实施例采用涡流测厚仪，测厚仪14的探头线圈安装在触头板8中部，测厚仪14其他部位安装在底板1；磁性件11有两个为永磁铁，且两个磁性件11分别分布在触头板8两端，触头板8两端均旋转连接有第一转轴5，转角块12固定在对应的第一转轴5，转角块12自由端旋转连接有导轮13，弹性件15为拉簧其两端分别与两组转角块12自由端连接；

触头板8内部中空且安装有齿轮传动组81，第一转轴5与齿轮传动组81连接，从而两组第一转轴5通过齿轮传动组81传动反向旋转；从而两组转角块12同步反向旋转，使得测厚仪14的探头线圈始终位于两组转角块12中间位置，使得测厚仪14的探头线圈垂直对准待测量部位，有利于提高测量精度。

转角块12呈“U”型结构，使得磁性件11刚好对准“U”型结构转角块12的开槽。

工作原理：

根据待测量输电塔的待测量部位，将底板1安装在无人机100上表面或下表面，使得触头板8可在0°-(+130°)范围内旋转，或者在0°-(-130°)范围内旋转；伸缩装置3带动连接臂6旋转，实现调节触头板8的角度，无人机100升空飞到待测量位置，首先，两组转角块12自由端的导轮13与待测量输电塔抵接，两个转角块12同步反向向外旋转，弹性件15被拉伸产生反向弹性力，此时，磁性件11与待测量输电塔磁性相吸，通过磁性件11将触头板8牢牢吸附在输电塔，之后测厚仪14通过涡流法对输电塔材镀锌层的厚度进行测量，实现对输电塔的腐蚀情况进行定量评估。

磁性件11可采用电磁铁，在需要将触头板8牢牢吸附在输电塔时磁性件11得电产生磁性，在无人机100需要飞离输电塔时，控制磁性件11失电失去磁性。磁性件11也可采用的是永磁铁。

两组转角块12通过弹性件15的弹性力驱动，使得转角块12常态下趋向相互靠近，两组转角块12可组成任意角度的夹角，有利于适应不同曲率的待测量面。

为了无人机100能够有更好的姿态飞行，避免底板1上的部件影响无人机100飞行姿态，可将连接臂6旋转至图1、图4状态，此状态下，连接臂6对无人机100的风阻较小，有利于飞行。或者，连接臂6采用伸缩杆结构(电动推杆)，在无人机100飞行过程中将连接臂6缩小。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。