[发明专利]一种煤矿井下防爆型四旋翼无人机

说明书

一种煤矿井下防爆型四旋翼无人机，属于煤矿井下巡检救援领域。四旋翼无人机的飞控模块、数传图传模块、电池模块、动力系统和传感器系统均安装在机架内，摄像头模块安装在机架上；电池模块给无人机整体提供动力能源，电池模块位于第二中间层底部；数传图传模块的数传图传密封盒固定在机架顶部，安装数传图传密封盒一侧的机架为机头位置；动力系统模块的无刷电机位于机架内，固定在第一中间层；传感器系统和飞控模块的输出通过数传图传模块无人机端与其地面端双向通信；摄像头模块的图像信号传输至数传图传地面端的视频设备。优点：结构稳定、牢固，体积小，反应灵敏，在井下无GPS情况下完成巡检勘测任务，智能化操作，续航时间长；主体模块化构造。

技术领域

本发明涉及一种煤矿井下防爆型四旋翼无人机，属于煤矿井下巡检救援领域。

背景技术

井下环境复杂，尤其在煤矿灾害事故发生后，快速有效地进行抢险救援是减少人员伤亡和财产损失的重要工作。由于矿井环境未知，在日常巡检以及灾害抢险救援的决策指挥中，关键是需要快速获取井下的环境信息。采用无人机进入矿井进行环境侦测，可以较好地解决这一问题。环境侦测的无人机不仅可以探测矿井的环境信息，同时在灾后可以探测有毒气体，比如：瓦斯、一氧化碳等，为救护队伍的安全提供信息，还可搜寻被困或受伤矿工的信息。

近年来，无人机的发展迅猛，主要以四旋翼电动无人机为主。安徽理工大学公开了一种煤矿井下使用的防爆无人飞机(CN 109292091 A)，包括机体、支架、补光设备、传感器设备与蓄电池，装置结构简单。西安科技大学公开了一种煤矿灾区环境侦测无人机及侦测方法(CN 109159895 A)，包括无人机、煤矿灾区侦测装置和监控装置，通过设置定位基站完成无人机的飞行与侦测。

目前，井下无人机的研究主要存在以下问题，在井下狭敝空间，体积较大，无人机体积质量较大，续航时间短；在无GPS情况下无法实现自稳悬停，无人机操作复杂；整机的结构强度不足以完成井下巡检与搜救工作，同时市面上没有搭载有气体传感器与多摄像仪无人机，无法满足井下巡检与搜救需要。

发明内容

本发明的目的是要提供一种煤矿井下防爆型四旋翼无人机，解决在井下狭敝空间，无GPS情况下无法实现自稳悬停，无法满足井下巡检与搜救需要的问题。

本发明的目的是这样实现的：四旋翼无人机包括：机架、飞控模块、数传图传模块、电池模块、动力系统、摄像头模块和传感器系统；

所述飞控模块、数传图传模块、电池模块、动力系统和传感器系统均安装在机架内，摄像头模块安装在机架上；

所述电池模块给无人机整体提供动力能源，电池模块位于第二中间层底部；

所述数传图传模块的数传图传密封盒固定在机架顶部，安装数传图传密封盒一侧的机架为机头位置；

所述动力系统模块的无刷电机位于机架的第二中间层和第一中间层，固定在第一中间层；

所述传感器系统和飞控模块的输出通过数传图传模块无人机端与地面端双向通信；摄像头模块的图像信号传输至数传图传地面端的视频设备。

所述的机架中设有通线孔，整体为圆形结构，包括：上碳板、支撑架、第一中间层、第二中间层、下碳板、起落架、中间轴、第一中间层机臂和第二中间层机臂；第一中间层与第二中间层之间通过尼龙柱安装固定；第一中间层和第一中间层机臂、第二中间层和第二中间层机臂分别为一个整体，无需安装；中间轴位于第二中间层的中心位置，起到支撑作用，二者为一个整体，无需安装；上碳板与第一中间层、第二中间层与下碳板之间均通过4个支撑架对应连接，支撑架均匀放置在机架四周，支撑架与上碳板和下碳板通过螺纹连接；上碳板与下碳板均为圆形框架；起落架均匀分布在下碳板底部，二者通过螺纹连接，减轻机架重量，增强机架强度。