[发明专利]一种煤矿井下用能自主避障的防爆型四旋翼无人机

说明书

本发明公开了一种煤矿井下用能自主避障的防爆型四旋翼无人机，包括无人机机构、监测机构和平台，且其相互之间均通过无线方式连接。该无人机在煤矿井下飞行时可以通过其上端的超声传感模块对四周持续发射超声波信号，在遇到阻挡物时，再利用超声传感模块接收阻挡信号，并将其发送给电源控制模块，通过电源控制模块控制微型电源接通阻挡物那一侧的电磁铁中的电流，同时利用电磁铁吸引位于同一水平位置上的衔铁块，衔铁块向电磁铁一侧移动并带动复位弹性件和活动导杆向内侧移动，由于长条磁体和主磁块的磁性相反，在主磁块向长条磁体靠近的同时也产生一定的排斥力，促使无人机机构整体向着远离阻挡物的方向移动，也起到了一定的自主避障的作用。

技术领域

本发明涉及煤矿井下巡检救援设备技术领域，特别涉及一种煤矿井下用能自主避障的防爆型四旋翼无人机。

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。

现有的防爆型四旋翼无人机一般自主避障能力较差，且在避障时只能对其一侧或特定区域进行避障，易与障碍物发生撞击且其稳定性能较差、在利用摄像头监测矿下时易发生影像晃动或倾斜。

针对上述问题，本发明提出了一种煤矿井下用能自主避障的防爆型四旋翼无人机，它具有自主避障能力较强、多方位避障、不易与障碍物发生撞击且其稳定性能较强，在利用摄像头监测矿下时也不易发生影像晃动或倾斜等优点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种煤矿井下用能自主避障的防爆型四旋翼无人机，它具有自主避障能力较强、多方位避障、不易与障碍物发生撞击且其稳定性能较强，在利用摄像头监测矿下时也不易发生影像晃动或倾斜等优点，可以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种煤矿井下用能自主避障的防爆型四旋翼无人机，包括无人机机构、监测机构和平台，且其相互之间均通过无线方式连接，无人机机构包括上固定台结构、机身和维稳底座结构，上固定台结构的内腔中固设有定位座，定位座的外侧四周均设置有电磁铁，定位座的上端安装有微型电源，微型电源电性连接电磁铁，微型电源的上端通过转杆连接超声传感模块，且上固定台结构的底端安装有机身，机身的底面四角处均设置有定位杆，且机身的底面中央处还设置有第一磁贴，机身的底端通过定位杆插接维稳底座结构，机身的内腔中安装有无线通信模块A，且无人机机构通过无线通信模块A无线连接监测机构；

监测机构包括CPU模块、数据存储模块、显示模块、预警模块以及无线通信模块B，无线通信模块B用于接收无线通信模块A发送的信号并再将命令信号发送给无线通信模块A。

进一步地，上固定台结构的外壁四周均安装有导轨、长条磁体和主磁块，主磁块靠近导轨的一侧设置有与导轨相对应的滑块，主磁块通过滑块活动连接导轨且导轨与滑块之间相互配合，且长条磁体和主磁块的磁性相反。

进一步地，主磁块的内侧底端安装有活动导杆，活动导杆远离主磁块的一端伸入上固定台结构的内腔中且通过复位弹性件连接衔铁块。

进一步地，衔铁块的底端设置有限位杆，限位杆远离衔铁块的一端伸入机身的内腔中且其底端内侧固设有感应片。

进一步地，机身的外侧四角处均安装有定位筒，定位筒的顶端设置有旋翼桨片，且仅三组定位筒的底端固设有采集单元，采集单元用于检测煤矿井下的温度、压强和有毒气体含量，并将数据通过无线通信模块A发送给监测机构，其输出端连接无线通信模块A，且采集单元分别由温度采集模块、压强采集模块以及气体采集模块组成，且温度采集模块为一种型号DS18B20的数字温度传感器。