一种铁路巡检用摄像信息采集无人机

技术领域

本发明涉及无人机领域，尤其涉及一种铁路巡检用摄像信息采集无人机。

背景技术

无人机以其机动灵活，空中高分辨率影像采集，安全高效、可在人工难以涉足区域勘察等方面的优点，在铁路领域，也适用于道路检修、选线、地址勘测、灾害预警应急等。

现有技术公开了部分无人机的发明专利，申请号为202111336739.6的中国专利，公开一种基于物联网的高速公路无人机巡航信息分享装置，包括括物联网模块，所述物联网模块连接有无人机巡航信息分享模块，无人机巡航信息分享模块连接有信息接收模块，信息接收模块连接有信息处理模块。

为了采集铁道附近的情况，现实生活中一般通过使用巡检无人机去采集铁道附近的环境信息，如果遇到较为湿润的天气，无人机在巡航的过程中摄像镜头会因为天气的原因造成摄像头拍摄不清晰，进而会影响工作进度。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种铁路巡检用摄像信息采集无人机。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种铁路巡检用摄像信息采集无人机，包括机身，所述机身的两侧固定安装有机臂，两个所述机臂的顶部均对称设置有旋翼，两个所述机臂的底部均固定安装有起落脚架，所述机身的底部对称固定安装有两个连接架，两个所述连接架之间固定安装有摄像机身，所述摄像机身的一侧固定安装有避障摄像头，所述摄像机身的两侧侧壁上分别固定安装有巡检摄像头与聚焦摄像头；

所述避障摄像头用于检测巡航过程中的障碍物，并将障碍信息反馈给无人机进行避让；

所述巡检摄像头用于对铁路附近的环境进行摄像巡检，并将环境信息反馈给操作者；

所述聚焦摄像头用于在巡航过程中发现异常情况时对目标信息进行聚焦的同时并进行放大或者缩小画面；

所述摄像机身的底部固定有连接板，所述连接板与所述摄像机身之间设置有雾水消除机构，所述雾水消除机构用于避免摄像头的镜面上产生水雾。

优选的，所述雾水消除机构包括保护箱，所述保护箱固定于所述连接板的顶部，所述保护箱的一侧侧壁上开设有圆型槽，所述保护箱的顶部固定安装有第一电机，所述第一电机的输出轴端贯穿所述保护箱后固定有保护框，所述保护框嵌设于所述圆型槽的内部，所述保护框的内部固定嵌设有与所述巡检摄像头相适配的透视镜片，所述保护箱的一侧侧壁上设置有吹风机构，所述吹风机构用于对所述透视镜片的表面吹风，所述保护框的内部安装有清理机构，所述清理机构用于对所述透视镜片表面的雾水进行擦拭。

优选的，所述圆型槽的内壁固定安装有吸水体，所述吸水体与所述保护框的外壁相贴合。

优选的，所述吹风机构包括储风箱，所述储风箱固定于所述保护箱的一侧侧壁上，所述储风箱远离所述保护箱的一侧呈线性阵列固定连通有多个风机，所述储风箱靠近所述保护箱一侧呈线性阵列固定连通有多个U型输风管，所述U型输风管的两端均固定连通有喷气头，同一所述U型输风管上的两个所述喷气头分别位于所述透视镜片的内外两侧。

优选的，所述清理机构包括连接座，所述连接座固定于所述保护箱的内部顶面，所述连接座靠近所述透视镜片的一侧开设有滑槽，所述连接座的一侧侧壁上固定有第二电机，所述第二电机的输出轴端贯穿延伸至所述滑槽内部后固定有螺纹杆，所述螺纹杆的外壁螺纹连接有螺纹座，所述螺纹座的端部设置有的雾水擦拭机构，在所述透视镜片每转动一百八十度后，所述雾水擦拭机构用于快速将所述透视镜片上的雾水擦除。

优选的，所述雾水擦拭机构包括连接杆，所述连接杆转动插设于所述螺纹座的顶部，所述连接杆的底部贯穿所述螺纹座的底部，所述连接杆的底部固定有卡座，所述卡座的外壁呈圆周阵列开设有凹槽，全部所述凹槽的内部均竖向线性阵列滑动连接有多个擦拭棉，位于同一所述凹槽内部的全部所述擦拭棉之间共同竖向滑动插设有固定杆，全部所述擦拭棉的顶部均与所述固定杆的外壁固定连接。

优选的，所述连接杆的顶端固定有齿轮，所述连接座靠近所述齿轮的一侧固定有齿条，所述齿轮与所述齿条相啮合。

优选的，最顶部所述擦拭棉的顶部均固定有支撑板，全部所述支撑板均竖向滑动连接于所述凹槽的内部，全部所述支撑板的顶端共同固定有转动盘，所述转动盘的顶部转动连接有下滑板，所述转动盘与所述卡座之间固定有弹簧，所述弹簧套设在所述连接杆的外壁上，所述下滑板与所述连接座之间设置有往复推动机构，在所述下滑板横向移动时，所述往复推动机构用于推动所述下滑板上下往复运动。

优选的，所述往复推动机构包括触发块与触发板，所述触发块固定于所述连接座靠近所述触发板的一侧侧壁上，所述触发板固定于所述下滑板靠近所述连接座的一侧侧壁上，所述触发板的顶部固定有弹性伸缩杆，所述弹性伸缩杆的伸缩端与所述螺纹座固定连接。

优选的，所述卡座的内部开设有空腔，所述空腔内部呈圆周阵列开设有与所述擦拭棉数量相等的贯穿槽，全部所述贯穿槽均与空腔连通，所述空腔内部呈竖向线性阵列固定有多个电磁铁，全部所述电磁铁的下方均设置有铁块，所述铁块与所述空腔的内壁滑动连接，全部所述铁块的外周均圆周阵列固定有多个与所述贯穿槽相对应的推动块，全部所述推动块均穿过所述贯穿槽后与相邻所述擦拭棉的底部固定连接，所述齿条的底部固定有两个压力传感器，两个所述压力传感器与两个电磁铁电性连接。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.本发明通过雾水消除机构的设置，雾水消除机构首先会对避障摄像头进行保护，避免雾水在避障摄像头的镜头的表面形成，并且会对产生在雾水消除机构上雾水进行消除，从而有利于使得避障摄像头能够对清晰的对铁路附近的环境更好的进行检测。

2.本发明通过清理机构的设置，从而有利于避免将清理机构设置于保护框外部对透视镜片进行擦拭时，雾水渗透清理机构，导致清理机构在未工作时即吸收水分而影响擦拭效果的情况发生，有利于将转动至保护箱内部的透视镜片上的水雾除去，有利于透视镜片的两侧都保持整洁，从而有利于巡航摄像头可以更好的观察铁路附近的情况。

3.本发明通过擦拭棉设置，从而通过不同的擦拭棉之间更换，从而有利于更好的对透视镜片进行擦拭吸附，有利于快速的将透视镜片上的水雾吸附干净。

附图说明

图1为本发明的第一整体结构示意图；

图2为本发明的第二整体结构示意图（局部视图）；

图3为本发明的摄像机身结构示意图；

图4为本发明的图3中A处的放大结构示意图；

图5为本发明沿保护箱剖视后的结构示意图；

图6为本发明沿保护箱剖视后另一视角的结构示意图；

图7为本发明的图6中B处的放大结构示意图；

图8为本发明的第一电机和透视镜片连接处结构示意图；

图9为本发明的保护箱和连接座连接处的结构示意图；

图10为本发明保护箱的结构示意图；

图11为本发明的沿保护箱剖面后的结构示意图；

图12为本发明连接座与第二电机连接处的结构示意图；

图13为本发明的图12中C处的放大结构示意图;

图14为本发明的图12中D处的放大结构示意图；

图15为本发明连接座与第二电机连接处另一视角的结构示意图；

图16为本发明的图15中E处的放大结构示意图;

图17为本发明沿卡座剖面后的结构示意图。

图中：1、机身；2、机臂；3、起落脚架；4、连接架；5、避障摄像头；6、巡检摄像头；7、聚焦摄像头；8、连接板；9、保护箱；10、圆型槽；11、第一电机；12、保护框；13、透视镜片；14、吸水体；15、储风箱；16、风机；17、U型输风管；18、喷气头；19、连接座；20、滑槽；21、第二电机；22、螺纹杆；23、螺纹座；24、连接杆；25、卡座；26、擦拭棉；27、固定杆；28、齿轮；29、弹簧；30、齿条；31、支撑板；32、下滑板；33、触发块；34、触发板；35、旋翼；36、摄像机身；37、转动盘；38、弹性伸缩杆；39、电磁铁；40、压力传感器；41、铁块。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

如图1至图17所示的一种铁路巡检用摄像信息采集无人机，包括机身1，机身1的两侧固定安装有机臂2，两个机臂2的顶部均对称设置有旋翼35，两个机臂2的底部均固定安装有起落脚架3，机身1的底部对称固定安装有两个连接架4，两个连接架4之间固定安装有摄像机身36，摄像机身36的一侧固定安装有避障摄像头5，摄像机身36的两侧侧壁上分别固定安装有巡检摄像头6与聚焦摄像头7；

避障摄像头5用于检测巡航过程中的障碍物，并将障碍信息反馈给无人机进行避让；

巡检摄像头6用于对铁路附近的环境进行摄像巡检，并将环境信息反馈给操作者；

聚焦摄像头7用于在巡航过程中发现异常情况时对目标信息进行聚焦的同时并进行放大或者缩小画面；

摄像机身36的底部固定有连接板8，连接板8与摄像机身36之间设置有雾水消除机构，雾水消除机构用于避免摄像头的镜面上产生水雾；工作时，为了采集铁道附近的情况，现实生活中一般通过使用巡检无人机去采集铁道附近的环境信息，如果遇到较为湿润的天气，无人机在巡航的过程中摄像镜头会因为天气的原因造成摄像头拍摄不清晰，进而会影响工作进度，发明的该实施例可以解决以上问题，具体实施方式如下，无人机在巡检的过程中，如果避障摄像头5检测到飞行路径上出现障碍物，避障摄像头5会将信息反馈至无人机中的控制系统，从而控制无人机选择升高或者降低高度对障碍物进行避让，在避让的过程中无人机中的控制系统会控制巡检摄像头6会调整自身的摄像角度，从而确保巡检摄像头6的巡检范围处于合适的范围内，如果巡航过程中发现异常情况，聚焦摄像头7会对目标信息进行聚焦拍摄，并可以对拍摄画面选择放大或者缩小，从而使得目标信息可以更加清晰的呈现在操作者面前，通过不同摄像头之间的分工配合，从而有利于更好的对铁路附近进行巡检，如果在巡检过程中出现湿度较大天气时，雾水消除机构首先会对避障摄像头5进行保护，避免雾水在避障摄像头5的镜头的表面形成，并且会对产生在雾水消除机构上雾水进行消除，从而有利于使得避障摄像头5能够对清晰的对铁路附近的环境更好的进行检测。

作为本发明的一种实施方式，雾水消除机构包括保护箱9，保护箱9固定于连接板8的顶部，保护箱9的一侧侧壁上开设有圆型槽10，保护箱9的顶部固定安装有第一电机11，第一电机11的输出轴端贯穿保护箱9后固定有保护框12，保护框12嵌设于圆型槽10的内部，保护框12的内部固定嵌设有与巡检摄像头6相适配的透视镜片13，保护箱9的一侧侧壁上设置有吹风机构，吹风机构用于对透视镜片13的表面吹风，保护框12的内部安装有清理机构，清理机构用于对透视镜片13表面的雾水进行擦拭；工作时，启动第一电机11与吹风机构，第一电机11带动保护框12转动，保护框12带动透视镜片13转动，从而使得外面粘附雾水的透视镜片13转动至保护箱9的内部进行除雾，使得未粘附雾水的透视镜片13转动至外侧，从而有利于使得透视镜片13表面附着的雾水在翻转至保护框12的内部后被擦拭，从而有利于避免将清理机构设置于保护框12外部对透视镜片13进行擦拭时，雾水渗透清理机构，导致清理机构在未工作时即吸收水分而影响擦拭效果的情况发生，在透视镜片13翻转后，再配合吹风机构对透视镜片13两侧面同步输送冷风，保护箱9的一侧通过单向阀设置有出风口，从而有利于将转动至保护箱9内部的透视镜片13上的水雾除去，有利于透视镜片13的两侧都保持整洁，从而有利于巡航摄像头可以更好的观察铁路附近的情况。

作为本发明的一种实施方式，圆型槽10的内壁固定安装有吸水体14，吸水体14与保护框12的外壁相贴合；工作时，因为保护框12可以转动，因此可能会有一些水分会从圆形槽与保护框12的外壁之间的缝隙向保护箱9的内部流动，进而会造成保护箱9的内部潮湿，使得透视镜片13的内壁出现水雾的情况，本发明的该实施例可以解决以上问题，具体实施方式如下，在保护框12的外壁上设置吸水体14，吸水体14具体为吸水棉，从而在水分通过缝隙时会被吸水体14吸附，从而有利于保持保护箱9内部的干燥度，有利于避免位于保护箱9内部透视镜片13出现雾水的情况。

作为本发明的一种实施方式，吹风机构包括储风箱15，储风箱15固定于保护箱9的一侧侧壁上，储风箱15远离保护箱9的一侧呈线性阵列固定连通有多个风机16，储风箱15靠近保护箱9一侧呈线性阵列固定连通有多个U型输风管17，U型输风管17的两端均固定连通有喷气头18，同一U型输风管17上的两个喷气头18分别位于透视镜片13的内外两侧；工作时，风机16启动，风机16向出风箱的内输送空气，再通过U型输风管17与喷气头18喷出，通过两个喷气头18喷出的冷风，首先会将透视镜片13表面上的水汽吹干，然后再在透视镜片13上形成一道气帘，让暖空气难以接触到透视镜片13，一方面有利于减少位于保护箱9外部的透视镜片13再次出现水雾的情况，另一方面有利于对位于保护箱9内部的透视镜片13上的水雾进行消除，使得透视镜片13的两侧保持清晰，有利于巡航摄像头快速清晰的采集铁路附近的信息。

作为本发明的一种实施方式，清理机构包括连接座19，连接座19固定于保护箱9的内部顶面，连接座19靠近透视镜片13的一侧开设有滑槽20，连接座19的一侧侧壁上固定有第二电机21，第二电机21的输出轴端贯穿延伸至滑槽20内部后固定有螺纹杆22，螺纹杆22的外壁螺纹连接有螺纹座23，螺纹座23的端部设置有的雾水擦拭机构，在透视镜片13每转动一百八十度后，雾水擦拭机构用于快速将透视镜片13上的雾水擦除；工作时，在粘附有雾水的透视镜片13转动至保护箱9的内部后，虽然通过喷气头18输送冷风可以对透视镜片13上粘附的水雾进行消除，但是如果不能够快速的对透视镜片13的水雾进行清理，依旧会影响摄像头的采集效果，本发明的该实施例可以解决以上问题，具体实施方式如下，在透视镜片13每转动一百八十度后，启动第二电机21，第二电机21带动螺纹杆22转动，因为螺纹座23的两侧侧壁被滑槽20的内部进行限位，从而螺纹杆22转动会驱动螺纹座23沿着滑槽20移动，螺纹座23移动会带动雾水擦拭机构运动，从而有利于雾水擦拭机构会快速的对透视镜片13上的雾水进行擦拭去除，从而有利于减少雾水在透视镜片13上停留的时间，从而减少雾水对摄像视野的干扰。

作为本发明的一种实施方式，雾水擦拭机构包括连接杆24，连接杆24转动插设于螺纹座23的顶部，连接杆24的底部贯穿螺纹座23的底部，连接杆24的底部固定有卡座25，卡座25的外壁呈圆周阵列开设有凹槽，全部凹槽的内部均竖向线性阵列滑动连接有多个擦拭棉26，位于同一凹槽内部的全部擦拭棉26之间共同竖向滑动插设有固定杆27，全部擦拭棉26的顶部均与固定杆27的外壁固定连接；工作时，螺纹座23移动会带动连接杆24移动，连接杆24移动会带动卡座25移动，卡座25会带动擦拭棉26移动，从而擦拭棉26会对透视镜片13上的水雾进行擦拭吸附，使得对一些较大的水分子被擦拭棉26吸附走，从而在喷气头18对擦拭后的透视镜片13进行吹风时，有利于加速水分子向四周扩散,从而有利于将透视镜片13上的水雾快速的去除。

作为本发明的一种实施方式，连接杆24的顶端固定有齿轮28，连接座19靠近齿轮28的一侧固定有齿条30，齿轮28与齿条30相啮合；工作时，如果只是通过一个擦拭棉26去擦拭透视镜片13，在巡航过程中，需要不定时对透视镜片13进行擦拭，从而在擦拭棉26吸水饱和后，可能会使得擦拭效果不好，进而造成去除水雾的效率变慢，本发明的该实施例可以解决以上问题，具体实施方式如下，连接杆24移动带动齿轮28移动，齿轮28移动过程中与齿条30啮合后会驱动自身转动，齿轮28转动会带动连接杆24转动，连接杆24转动会带动卡座25转动，卡座25转动会带动擦拭棉26转动，从而通过不同的擦拭棉26之间更换，从而有利于更好的对透视镜片13进行擦拭吸附，有利于快速的将透视镜片13上的水雾吸附干净。

作为本发明的一种实施方式，最顶部擦拭棉26的顶部均固定有支撑板31，全部支撑板31均竖向滑动连接于凹槽的内部，全部支撑板31的顶端共同固定有转动盘37，转动盘37的顶部转动连接有下滑板32，转动盘37与卡座25之间固定有弹簧29，弹簧29套设在连接杆24的外壁上，下滑板32与连接座19之间设置有往复推动机构，在下滑板32横向移动时，往复推动机构用于推动下滑板32上下往复运动；工作时，因为粘附有水雾的透视镜片13一侧初始状态时位于外侧，在转动至保护箱9的内部时，水雾上可能粘附有一些灰尘杂质，如果只是通过转动清扫，可能对一些粘附的灰尘不能很好的清除掉，进而会影响摄像头的拍摄效果，发明的该实施例可以解决以上问题，具体实施方式如下，卡座25横向移动会带动支撑板31移动，支撑板31移动通过转动盘37会带动下滑板32移动，下滑板32横向移动的过程中，往复推动机构通过下滑板32推动转动盘37上下往复移动，转动盘37会带动支撑板31往复移动，支撑板31会带动擦拭棉26往复移动，通过擦拭棉26上下往复移动与透视镜片13之间产生的摩擦力对灰尘进行清理，再配合不同擦拭棉26之间的切换，从而有利于将透视镜片13上粘附的灰尘清扫干净。

作为本发明的一种实施方式，往复推动机构包括触发块33与触发板34，触发块33固定于连接座19靠近触发板34的一侧侧壁上，触发板34固定于下滑板32靠近连接座19的一侧侧壁上，触发板34的顶部固定有弹性伸缩杆38，弹性伸缩杆38的伸缩端与螺纹座23固定连接；工作时，下滑板32移动带动触发板34移动，在触发板34横向移动过程中与触发块33接触时，在触发块33倾斜面的引导下会推动触发板34和下滑板32向下移动，且触发板34会带动弹性伸缩杆38伸缩，通过弹性伸缩杆38的设置限制触发板34和下滑板32的位置，下滑板32向下移动会带动支撑板31向下移动，并且会压缩弹簧29，在触发板34移动至触发块33另一侧的斜面时，弹簧29会释放弹簧力推动下滑板32向上复位，下滑板32会带动触发板34向上复位，从而实现竖向往复移动。

作为本发明的一种实施方式，卡座25的内部开设有空腔，空腔内部呈圆周阵列开设有与擦拭棉26数量相等的贯穿槽，全部贯穿槽均与空腔连通，空腔内部呈竖向线性阵列固定有多个电磁铁39，全部电磁铁39的下方均设置有铁块41，铁块41与空腔的内壁滑动连接，全部铁块41的外周均圆周阵列固定有多个与贯穿槽相对应的推动块，全部推动块均穿过贯穿槽后与相邻擦拭棉26的底部固定连接，齿条30的底部固定有两个压力传感器40，两个压力传感器40与两个电磁铁39电性连接；工作时，在螺纹座23位于初始位置时，此时螺纹座23与压力传感器40接触，压力传感器40在接收到压力信号时，使得电磁铁39通电产生磁吸力，从而使得铁块41会在磁吸力的作用下向上移动，铁块41带动推动块向上移动，推动块推动擦拭棉26的底部向上移动从而对擦拭棉26产生折叠挤压，从而有利于使得喷气头18喷出的气体从贯穿槽向透视镜片表面吹风，随后螺纹座23被驱动向出风口方向移动，在螺纹座23移动脱离压力传感器40后，电磁铁39断电失去磁力，铁块41在重力的作用下会带动擦拭棉26向下移动，从而使得擦拭棉26绷直，有利于在移动的过程中对透视镜片13的表面进行擦拭，在螺纹座23移动至预定位置并与另外一个压力传感器40器接触时，此时螺纹座23未到达出风口处，压力传感器40在接收到压力信号时，再次使得电磁铁39通电，从而再次对擦拭棉26进行折叠挤压，由于固定杆27插设在擦拭棉26的内部，从而使得擦拭棉26的底部在被向上推动时，擦拭棉26本身由于固定杆27的限位而无法产生弯曲，从而有利于使得擦拭棉26整体挤压折叠，使得擦拭棉26中吸附的水分被挤压，有利于将水分排出，随后螺纹座23继续被驱动向出风口处运动，使得螺纹座23再次脱离压力传感器40，使得擦拭棉26再次绷直，螺纹座23移动至出风口处停止，因为出风口会将喷气头18喷出的风源通过单向阀向外排出，从而利用风源的流动对挤压后的擦拭棉26进行风干，从而有利于下一次的擦拭。

本发明工作原理：工作时，为了采集铁道附近的情况，现实生活中一般通过使用巡检无人机去采集铁道附近的环境信息，如果遇到较为湿润的天气，无人机在巡航的过程中摄像镜头会因为天气的原因造成摄像头拍摄不清晰，进而会影响工作进度，发明的该实施例可以解决以上问题，具体实施方式如下，无人机在巡检的过程中，如果避障摄像头5检测到飞行路径上出现障碍物，避障摄像头5会将信息反馈至无人机中的控制系统，从而控制无人机选择升高或者降低高度对障碍物进行避让，在避让的过程中无人机中的控制系统会控制巡检摄像头6会调整自身的摄像角度，从而确保巡检摄像头6的巡检范围处于合适的范围内，如果巡航过程中发现异常情况，聚焦摄像头7会对目标信息进行聚焦拍摄，并可以对拍摄画面选择放大或者缩小，从而使得目标信息可以更加清晰的呈现在操作者面前，通过不同摄像头之间的分工配合，从而有利于更好的对铁路附近进行巡检，如果在巡检过程中出现湿度较大天气时，雾水消除机构首先会对避障摄像头5进行保护，避免雾水在避障摄像头5的镜头的表面形成，并且会对产生在雾水消除机构上雾水进行消除，从而有利于使得避障摄像头5能够对清晰的对铁路附近的环境更好的进行检测。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。