一种能对故障应急处理的放射源探测无人机的制作方法

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1.本实用新型涉及涉及核辐射探测技术领域，尤其涉及一种能对故障应急处理的放射源探测无人机。

背景技术：

2.现有的核辐射环境侦测无人机只能对辐射剂量率进行简单监测不能进行气溶胶采样，对于一些突发的核事故应急处理，往往需要工作人员携带相关仪器进行辐射检测和气溶胶采样，对辐射环境不了解的情况下，工作人员可能接受超过剂量限值的辐射，而且现有的无人机受到飞行环境影响之后，当无人机出现操控通信链路中断等平台故障，导致无人机出现失控，没有应急措施，从而引发一系列安全问题。
3.公开号为cn112817336a的专利公开了基于民用小型无人机的高精度放射源搜寻定位系统，所述定位系统包括无人机装置和与无人机装置无线通讯连接的地面工作站装置，所述无人机装置包括一架或多架无人机，所述无人机设有γ剂量率快速响应测量仪、测高及避障单元、高精度定位单元、液体喷淋单元和远程数据传输与控制单元，γ剂量率快速响应测量仪、测高及避障单元、高精度定位单元、液体喷淋单元分别与远程数据传输与控制单元通讯连接；所述地面工作站装置包括终端设备，所述终端设备与远程数据传输与控制单元通讯连接，但是当无人机出现操控通信链路中断等平台故障，导致无人机出现失控，没有应急措施。

技术实现要素：

4.本实用新型为解决上述现有技术所述问题，提供一种能对故障应急处理的放射源探测无人机。
5.本实用新型采用的技术方案是：
6.一种能对故障应急处理的放射源探测无人机，包括无人机机体、动力装置、航电装置、避障装置、故障应急装置、环境侦查设备、核辐射探测设备及通讯设备；所述动力装置与无人机机体连接；所述航电装置连接各装置确保整个电气系统稳定可靠；所述无人机机体前端有避障装置，能够对无人机前方的障碍物进行实时检测并向故障应急装置和通讯设备输出障碍物相对于无人机的位置；所述故障应急装置设在无人机机体上，具备的链路中断、应急自动降落或返航、自主避障的平台故障处理能力，故障应急装置接收来自通讯设备控制信号或传递数据给通讯设备；所述环境侦查设备固定在无人机机体前方，包括搭载在无人机上的高清相机，用于获取现场高清视频数据，将图像传递给通讯设备；所述核辐射探测设备固定在无人机机体底部，所述核辐射探测设备将数据传递给通讯设备；所述通讯设备用于无人机与地面控制站之间控制、数据、图像信号的传递。
7.进一步地，所述无人机机体包括机臂、机身和起落架，机臂、机身和起落架均采用复合材料模压一体式成型。
8.进一步地，所述机臂设有机臂连接套。
9.进一步地，所述核辐射探测设备包括γ辐射监测装置和αβ气溶胶采样测量装置，所述γ辐射监测装置包括γ剂量率监测、γ累积剂量测量和γ核素识别，αβ气溶胶采样测量装置可以气溶胶在线采样测量。
10.进一步地，所述动力装置包括电机与桨叶，根据飞机负载情况计算出的电机匹配高效的桨叶。
11.进一步地，所述航电装置主体采用集成电路板形式，对外连接使用航空专用硅胶导线。
12.进一步地，所述无人机机身下面设有快拆装置。
13.进一步地，所述核辐射探测设备和环境侦查设备分别设有云台橡胶减震组件。
14.进一步地，所述核辐射探测设备和环境侦查设备通过碳管穿过快拆装置和云台橡胶减震组件可以快速地进行固定和拆装。
15.进一步地，所述通讯设备采用一台设备多合一的形式，最大限度的简化链路数量。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
17.本实用新型既可以进行辐射检测也可以进行气溶胶采样，对于一些突发的核事故应急处理，不需要人工采样，可以保护工作人员的安全；无人机平台增设有自动避障装置和能进行故障处理的故障应急装置，能做应急处理，从而保护无人机的安全。
附图说明
18.图1为一种能对故障应急处理的放射源探测无人机的结构示意图；
19.图2为一种能对故障应急处理的放射源探测无人机局部结构示意图；
20.图3为一种能对故障应急处理的放射源探测无人机结构示意图；
21.图4为故障应急装置在链路中断的应急处理示意图；
22.图5为通讯设备网络关系图；
23.图6为核辐射探测设备组成框图。
24.图中：1电机，2电调，3桨叶，4机臂，5机臂连接套，6故障应急装置，7航电装置，8快拆装置，9机身，10起落架，11、动力装置，12通讯设备，13核辐射探测设备，14环境侦查设备，15避障装置，17碳管，18云台橡胶减震组件，19无人机机体。
具体实施方式
25.为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是，本技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。另外，在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本技术
的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
26.实施例1
27.请参阅图1至图6，本实用新型提供的一种实施例：一种能对故障应急处理的放射源探测无人机，包括无人机机体、动力装置11、航电装置7、避障装置15、故障应急装置6、通讯设备12、核辐射探测设备13及环境侦查设备14；
28.所述无人机机体主要由机臂4、机身9和起落架10组成，均采用复合材料模压一体式成型，所述机臂4设有机臂连接套5，具有重量轻，结构强度高，防护等级高等特点。
29.所述动力装置11与无人机机体连接，所述动力装置11包括电机1，电调2与桨叶3，根据飞机负载情况计算出的电机1匹配高效的桨叶3，保证了无人机在各种严苛环境下的安全飞行及超长航时。
30.所述航电装置7连接各设备确保整个电气系统稳定可靠，所述航电装置7主体采用集成电路板形式，对外连接使用航空专用硅胶导线。
31.所述无人机机体前端有避障装置15，能够对无人机前方的障碍物进行实时检测并输出障碍物相对于无人机的位置。
32.所述故障应急装置6设在具备的链路中断、应急自动降落或返航、自主避障的平台故障处理能力，保障了无人机安全可靠平稳飞行。
33.所述通讯设备12用于地面控制站与飞行平台之间控制、数据、图像信号的传递,所述通讯设备12采用一台设备多合一的形式，最大限度的简化链路数量，该通讯设备12基于tdd体制，综合采用了同步通信、差错控制等技术手段，具有顽强的抗干扰能力。内部通信协议私有，通信安全程度高。能够实现点对点、点对多点和中继通信，上下行信道带宽可按需求灵活分配。针对此无人机系统的需求，在电磁兼容、抗干扰、接口种类等方面做了大量优化、改进，为工业级无人机与地面之间的通信提供了整体解决方案，可同时满足高清图像下传、遥控遥测数据双向传输等通信需求，实现了无人机通信链路的ip化和一体化，解决了当前无人机因采用多套无线设备带来的相互干扰问题，降低了机载端通信设备的复杂度。
34.所述核辐射探测设备13固定在无人机机体底部，包括γ辐射监测装置和αβ气溶胶采样测量装置组成，所述γ辐射监测装置包括γ剂量率监测、γ累积剂量测量和γ核素识别功能，αβ气溶胶采样测量装置有气溶胶在线采样测量功能；γ辐射监测模块由能量补偿型gm计数管、labr3探测器、数字多道、控制电路、外壳组成。gm计数管实现γ剂量率信号采
集；labr3探测器和数字多道实现γ能谱采集，控制板采集gm计数管信号和γ能谱，实现γ剂量率、γ累积剂量测量及放射性核素识别。αβ气溶胶采样测量模块由采样泵、流量计、滤膜、αβ探测器组成。其中外界空气通过采样泵的抽动进入进气口，经滤膜过滤，空气中的气溶胶都停留在滤膜上，αβ探测器再对滤膜样品进行分析，得到空气中α和β气溶胶的活度和浓度。
35.所述环境侦查设备14固定在无人机机体前方，包括搭载在无人机上的高清相机，事故核心区域进行抵近飞行式环境监控，实现现场高清视频数据的长时间稳定获取和传送，通过该设备传回来的图像，可让操作员在地面端进行第一人称视角控制飞行。
36.实施例2
37.请参阅图1至图6，本实用新型提供的一种实施例：一种能对故障应急处理的放射源探测无人机，包括实施例1所述的无人机机体、动力装置11、航电装置7、避障装置15、故障应急装置6、通讯设备12、核辐射探测设备13及环境侦查设备14；
38.进一步地，所述避障模块15由避障雷达和数字云台舵机组成，其中避障雷达的天线设计采用独特的远近双波束扇形的微波，检测微波的反射情况，判断前方是否有障碍物，并反馈障碍物与雷达的相对距离给故障应急装置6。故障应急装置6通过自身检测水平姿态控制数字云台舵机保持水平，保证避障雷达一直指向正前方，从而达到控制无人机进行精准避障。
39.实施例3
40.请参阅图1至图6，本实用新型提供的一种实施例：一种能对故障应急处理的放射源探测无人机，包括实施例1所述的无人机机体、动力装置11、航电装置7、避障装置15、故障应急装置6、通讯设备12、核辐射探测设备13及环境侦查设备14；
41.进一步地，所述无人机机身9下面设有快拆装置8，所述核辐射探测设备13和环境侦查设备14分别设有云台橡胶减震组件18，所述核辐射探测设备13和环境侦查设备14通过碳管17穿过快拆装置8和云台橡胶减震组件18可以快速地进行固定和拆装
42.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

技术特征：

1.一种能对故障应急处理的放射源探测无人机，其特征在于，包括无人机机体、动力装置、航电装置、避障装置、故障应急装置、环境侦查设备、核辐射探测设备及通讯设备；所述动力装置与无人机机体连接；所述航电装置连接各装置确保整个电气装置稳定可靠；所述无人机机体前端有避障装置，能够对无人机前方的障碍物进行实时检测并向故障应急装置和通讯设备输出障碍物相对于无人机的位置；所述故障应急装置设在无人机机体上，具备的链路中断、应急自动降落或返航、自主避障的平台故障处理能力，故障应急装置接收来自通讯设备控制信号或传递数据给通讯设备；所述环境侦查设备固定在无人机机体前方，包括搭载在无人机上的高清相机，用于获取现场高清视频数据，将图像传递给通讯设备；所述核辐射探测设备固定在无人机机体底部，所述核辐射探测设备将数据传递给通讯设备；所述通讯设备用于无人机与地面控制站之间控制、数据、图像信号的传递。2.根据权利要求1所述的一种能对故障应急处理的放射源探测无人机，其特征在于，所述无人机机体包括机臂、机身和起落架，机臂、机身和起落架均采用复合材料模压一体式成型。3.根据权利要求2所述的一种能对故障应急处理的放射源探测无人机，其特征在于，所述无人机机身下面设有快拆装置。4.根据权利要求1所述的一种能对故障应急处理的放射源探测无人机，其特征在于，所述核辐射探测设备和环境侦查设备分别设有云台橡胶减震组件。5.根据权利要求1所述的一种能对故障应急处理的放射源探测无人机，其特征在于，所述核辐射探测设备包括γ辐射监测装置和αβ气溶胶采样测量装置，所述γ辐射监测装置包括γ剂量率监测、γ累积剂量测量和γ核素识别，αβ气溶胶采样测量装置可以气溶胶在线采样测量。6.根据权利要求5所述的一种能对故障应急处理的放射源探测无人机，其特征在于，所述γ辐射监测模块由能量补偿型gm计数管、labr3探测器、数字多道、控制电路、外壳组成；所述αβ气溶胶采样测量模块由采样泵、流量计、滤膜、αβ探测器组成。7.根据权利要求1所述的一种能对故障应急处理的放射源探测无人机，其特征在于，所述动力装置包括电机与桨叶，根据飞机负载情况计算出的电机匹配高效的桨叶。8.根据权利要求1所述的一种能对故障应急处理的放射源探测无人机，其特征在于，所述航电装置主体采用集成电路板形式，对外连接使用航空专用硅胶导线。9.根据权利要求1所述的一种能对故障应急处理的放射源探测无人机，其特征在于，所述避障模块由避障雷达和数字云台舵机组成，避障雷达的天线采用独特的远近双波束扇形的微波，检测微波的反射情况，判断前方是否有障碍物，并反馈障碍物与雷达的相对距离给无人机飞行控制器。10.根据权利要求1所述的一种能对故障应急处理的放射源探测无人机，其特征在于，所述通讯设备采用一台设备多合一的形式，最大限度的简化链路数量，基于tdd体制，综合采用了同步通信、差错控制。

技术总结

本实用新型公开了一种能对故障应急处理的放射源探测无人机，包括无人机平台、核辐射探测设备及环境侦查设备；所述无人机平台包括无人机机体、动力装置、航电装置、避障装置、飞行控制装置、通讯设备和地面控制装置，所述核辐射探测设备有剂量率监测、γ累积剂量测量、γ核素识别和气溶胶在线采样测量功能；本实用新型解决了不能无人机进行气溶胶采样和平台故障处理问题；本本实用新型既可以进行辐射检测也可以进行气溶胶采样，对于一些突发的核事故应急处理，不需要人工采样，可以保护工作人员的安全；无人机平台增设有自动避障装置和能进行故障处理的故障应急装置，能做应急处理，从而保护无人机的安全。从而保护无人机的安全。从而保护无人机的安全。