无人值守无人机交通巡逻装置的制作方法

1.本实用新型涉及无人机领域，尤其涉及一种无人值守无人机交通巡逻装置。


背景技术：

2.近年来,高速公路建设取得了快速发展,但与此同时高速公路每年会发生一系列交通安全事故问题。除了道路质量问题、车辆安全问题以外,还存在有车辆超速、车辆非法变道等许多人为因素。
3.相关技术中，高速公路巡检多为利用地面人力控制无人机巡逻，无人机飞行一段时间后需降落至地面由地面人力更换电池，再继续飞行，无人机飞行结束后降落至地面由地面人力回收至用于存放无人机的仓库。
4.然而，采用相关技术中的无人机交通巡逻装置巡逻时，会出现浪费人力的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种无人值守无人机交通巡逻装置，以解决采用相关技术中的无人机交通巡逻装置巡逻时，会出现浪费人力的问题。
6.本实用新型提供一种无人值守无人机交通巡逻装置，包括无人机、无人机机库、无人机系统指挥站、摄像头模块、喊话器模块、无人机数据传输模块、更换电池模块、无人机升降平台和机库数据传输模块；
7.所述无人机上安装有所述摄像头模块、所述喊话器模块和所述无人机数据传输模块，所述无人机、所述摄像头模块和所述喊话器模块均与所述无人机数据传输模块连接，所述摄像头模块用于实现巡逻过程的现场画面拍摄，所述喊话器模块实现巡逻过程的远程喊话，所述无人机数据传输模块用于完成所述无人机、所述摄像头模块和所述喊话器模块分别与所述无人机系统指挥站之间的数据传输；
8.所述无人机机库内设置有所述更换电池模块、所述无人机升降平台和所述机库数据传输模块，所述无人机机库、所述更换电池模块和所述无人机升降平台均与所述机库数据传输模块连接，所述更换电池模块用于为所述无人机进行更换电池，所述无人机升降平台用于提供所述无人机起飞和降落的承载平台，所述机库数据传输模块用于完成所述无人机机库、所述更换电池模块、所述无人机升降平台分别与所述无人机系统指挥站之间的数据传输。
9.可选地，所述摄像头模块包括第一摄像头、第二摄像头、第三摄像头和第四摄像头，所述第一摄像头设置在所述无人机的机头处，所述第二摄像头设置在所述无人机的机尾，所述第三摄像头和所述第四摄像头设置在所述无人机的机身的两侧。
10.可选地，所述喊话器模块包括至少一个喇叭，所述至少一个喇叭设置在所述无人机的机身下方的中心位置。
11.可选地，所述无人机数据传输模块为第一5g无线通信模块，所述第一5g无线通信模块位于所述无人机的内部，所述第一5g无线通信模块与所述无人机系统指挥站无线连
接。
12.可选地，所述无人机机库包括机库外框和机库舱门，所述机库舱门位于所述机库外框的上方；
13.所述机库外框包括方形底板、第一侧板、第二侧板、第三侧板和第四侧板，所述第一侧板、所述第二侧板、所述第三侧板和所述第四侧板沿着所述方形底板的外侧依次连接，所述方形底板、所述第一侧板、所述第二侧板、所述第三侧板和所述第四侧板围成用于容纳所述无人机的腔体；
14.所述机库舱门包括四个三角门，所述机库舱门包括四个三角门，在所述第一侧板、所述第二侧板、所述第三侧板和所述第四侧板远离所述方形底板的一端上分别配置有一个可旋转的所述三角门。
15.可选地，所述无人机升降平台包括升降台和剪式升降机构，所述升降台安装在所述剪式升降机构的上方，所述剪式升降机构与所述机库数据传输模块连接。
16.可选地，所述机库数据传输模块为第二5g无线通信模块，所述第二5g无线通信模块位于方形底板上，所述第二5g无线通信模块与所述无人机系统指挥站无线连接。
17.可选地，所述更换电池模块包括充电仓、至少一个电池以及机械手，所述充电仓设置在所述方形底板上，所述充电仓位于所述第一侧板和所述无人机升降平台之间，所述至少一个电池位于所述充电仓中，所述充电仓用于对所述至少一个电池充电，所述机械手与所述机库数据传输模块连接，所述机械手用于抓取所述充电仓内的电池与所述无人机内的电池进行更换。
18.可选地，所述无人机系统指挥站包括系统指挥模块，所述系统指挥模块用于通过所述无人机数据传输模块和所述机库数据传输模块完成与所述无人机、所述更换电池模块、所述无人机升降平台、所述摄像头模块和所述喊话器模块的交互。
19.可选地，所述无人机系统指挥站还包括巡逻识别模块，所述巡逻识别模块用于对所述系统指挥模块发送的无人机航拍图像或视频进行自动识别，并将识别结果发送给所述系统指挥模块。
20.本实用新型提供一种无人值守无人机交通巡逻装置，通过无人机搭载摄像头模块和喊话器模块，实现交通日程巡逻、执法取证和远程喊话，减少了人工巡逻和固定摄像头容易形成的监控死角，通过无人机机库配置更换电池模块和无人机升降平台，实现为无人机提供自动起降平台和自动电池更换，通过无人机系统指挥站实现对无人机和无人机机库的管控，从而实现无人值守式的无人机巡逻，大大提升巡逻执法的效率。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本实用新型实施例提供的一种无人值守无人机交通巡逻装置的框图；
23.图2为图1中无人机、摄像头模块和无人机数据传输模块的结构示意图；
24.图3为图1中无人机机库、更换电池模块、无人机升降平台和机库数据传输模块的
结构示意图；
25.图4为图3中无人机机库的结构示意图。
26.附图标记说明：
27.10-无人机；
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11-摄像头模块；
28.111-第一摄像头；
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112-第二摄像头；
29.113-第三摄像头；
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114-第四摄像头；
30.12-喊话器模块；
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13-无人机数据传输模块；
31.20-无人机机库；
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201-机库外框；
32.2011-第一侧板；
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2012-第二侧板；
33.2013-第三侧板；
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2014-第四侧板；
34.2015-方形底板；
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202-机库舱门；
35.211-充电仓；
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212-电池；
36.213-机械手；
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21-更换电池模块；
37.22-无人机升降平台；
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221-升降台；
38.222-剪式升降机构；
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23-机库数据传输模块；
39.30-无人机系统指挥站；
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31-系统指挥模块；
40.32-巡逻识别模块。
具体实施方式
41.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
42.需要说明的是，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至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
43.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，也可以是电连接或彼此可通讯；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，除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。
44.在本实用新型中，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。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
45.在以上描述中，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”等的描述意指接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实用新型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接合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
46.相关技术中，高速公路巡检多为利用地面人力点对点控制无人机巡逻，无人机飞行一段时间后需降落至地面由地面人力更换电池，再继续飞行，无人机飞行结束后降落至地面由地面人力回收至用于存放无人机的仓库。然而，采用相关技术中的无人机交通巡逻装置巡逻时，会出现浪费人力的问题。
47.为了解决上述问题，本实用新型提供一种无人值守无人机交通巡逻装置，通过无人机搭载摄像头模块和喊话器模块，实现交通日程巡逻、执法取证和远程喊话，减少了人工巡逻和固定摄像头容易形成的监控死角，通过无人机机库配置更换电池模块和无人机升降平台，实现为无人机提供自动起降平台和自动电池更换，通过无人机系统指挥站实现对无人机和无人机机库的管控，从而实现无人值守式的无人机巡逻，大大提升巡逻执法的效率。
48.下面结合具体实施例对本实用新型实施例提供的无人值守无人机交通巡逻装置进行详细说明。
49.图1为本实用新型实施例提供的一种无人值守无人机交通巡逻装置的框图；图2为图1中无人机、摄像头模块和无人机数据传输模块的结构示意图；
50.图3为图1中无人机机库、更换电池模块、无人机升降平台和机库数据传输模块的结构示意图。需要说明的是，图1中的虚线的含义为数据传输。
51.如图1至图3所示，本实用新型实施例提供一种无人值守无人机交通巡逻装置，包括无人机10、无人机机库20和无人机系统指挥站30，摄像头模块11、喊话器模块12、无人机数据传输模块13、更换电池模块21、无人机升降平台22和机库数据传输模块23。
52.其中，无人机10上安装有摄像头模块11、喊话器模块12和无人机数据传输模块13，无人机10、摄像头模块11和喊话器模块12均与无人机数据传输模块13连接，摄像头模块11用于实现巡逻过程的现场画面拍摄，喊话器模块12实现巡逻过程的远程喊话，无人机数据传输模块13用于完成无人机10、摄像头模块11和喊话器模块12分别与无人机系统指挥站30之间的数据传输。
53.无人机10的类型可以为多旋翼无人机、固定翼无人机、无人直升机、复合翼无人机、倾转旋翼无人机等中的一种或多种。
54.无人机10包括机头、机尾和机身，机头和机尾分别位于机身的两端，机身的下端设置有脚架。
55.无人机10与无人机数据传输模块13连接，无人机系统指挥站30通过无人机数据传输模块13可以远程控制无人机10的姿态、位置和高度。
56.无人机系统指挥站30还可以通过无人机数据传输模块13远程控制无人机10起飞和降落至无人机机库20中。其中，无人机数据传输模块13远程控制无人机10降落至无人机机库20中具体过程为：无人机数据传输模块13将摄像头模块11拍摄的图像数据传输给无人机系统指挥站30，无人机系统指挥站30可以确定无人机10的位置信息，然后通过无人机数
据传输模块13调整无人机10的姿态、位置和高度，从而实现无人机10精准降落至无人机机库20中。
57.摄像头模块11包括至少一个摄像头，用于实现交通巡逻过程的航拍画面拍摄。摄像头模块11可以将拍摄的视频或照片等媒体信息通过与摄像头模块11相连接的无人机数据传输模块13发送给无人机系统指挥站30，同时摄像头模块11也可以接收来自无人机系统指挥站30发送的控制信息，例如摄像头的打开、关闭、方向调整、焦距调整，切换照相、摄像模式等。
58.需要说明的是，摄像头模块11使用的摄像头为交通巡逻领域常用的摄像头，在此不做具体设置。
59.在一种可选的实施方式中，摄像头模块11包括第一摄像头111、第二摄像头112、第三摄像头113和第四摄像头114，第一摄像头111设置在无人机10的机头处，第二摄像头112设置在无人机10的机尾，第三摄像头113和第四摄像头114设置在无人机10的机身的两侧，第一摄像头111、第二摄像头112、第三摄像头113和第四摄像头114分别与无人机数据传输模块13电连接，无人机数据传输模块13与无人机系统指挥站30无线连接，第一摄像头111、第二摄像头112、第三摄像头113和第四摄像头114可以将航拍照片信息发送给无人机系统指挥站30，无人机系统指挥站30可以将第一摄像头111、第二摄像头112、第三摄像头113和第四摄像头114拍摄的航拍照片合成为一体，实现360
°
拍摄的全景。
60.喊话器模块12包括至少一个喇叭，用于实现交通巡逻执法过程的远程喊话。喊话器模块12与无人机数据传输模块13连接，通过无人机数据传输模块13与无人机系统指挥站30完成交互，实现喇叭的打开关闭控制和远程喊话。
61.需要说明的是，喊话器模块12使用的喇叭为交通巡逻领域常用的喇叭，在此不做具体设置。
62.在一种可选的实施方式中，喊话器模块12包括至少一个喇叭，喇叭设置在无人机10的机身下方的中心位置。
63.无人机数据传输模块13用于完成无人机10、摄像头模块11和喊话器模块12与无人机系统指挥站30的数据实时传输。其中，数据传输方式可以使用5g无线通信网络传输，也可以使用4g或基于私有通信协议的专用无线通信网络，在此不做具体设置。
64.在一种可选的实施方式中，无人机数据传输模块13为第一5g无线通信模块，第一5g无线通信模块位于无人机10的内部，第一5g无线通信模块与无人机系统指挥站30无线连接。
65.图4为图3中无人机机库的结构示意图。
66.无人机机库20内设置有更换电池模块21、无人机升降平台22和机库数据传输模块23，无人机机库20、更换电池模块21和无人机升降平台22均与机库数据传输模块23连接，更换电池模块21用于为无人机10进行更换电池，无人机升降平台22用于提供无人机10起飞和降落的承载平台，机库数据传输模块23用于完成无人机机库20、更换电池模块21、无人机升降平台22分别与无人机系统指挥站30之间的数据传输。
67.无人机机库20用于在无人机10停飞时存储无人机10。无人机机库20包括机库外框201和机库舱门202，机库舱门202位于机库外框201的上方。
68.需要说明的是，机库舱门202配置有机库舱门驱动装置，机库舱门驱动装置与机库
数据传输模块23连接，无人机系统指挥站30通过机库数据传输模块23可以控制机库舱门驱动装置驱动机库舱门202的打开或关闭。
69.在一种可选的实施方式中，如图4所示，机库外框201包括方形底板2015、第一侧板2011、第二侧板2012、第三侧板2013和第四侧板2014，第一侧板2011、第二侧板2012、第三侧板2013和第四侧板2014沿着方形底板2015的外侧依次连接，方形底板2015、第一侧板2011、第二侧板2012、第三侧板2013和第四侧板2014围成用于容纳无人机10的腔体；机库舱门202包括四个三角门，在第一侧板2011、第二侧板2012、第三侧板2013和第四侧板2014远离方形底板2015的一端上分别配置有一个可旋转的三角门。每个三角门配置一个机库舱门驱动装置。其中，机库舱门驱动装置可以包括机库舱门开闭驱动电机、联轴器、传动轴、旋转轴、机库舱门主动齿轮和机库舱门从动齿轮，机库舱门主动齿轮与机库舱门从动齿轮对应，机库舱门主动齿轮安装在传动轴上，机库舱门从动齿轮安装在旋转轴上，旋转轴安装在三角门上，机库舱门开闭驱动电机通过联轴器与传动轴连接。
70.方形底板2015、第一侧板2011、第二侧板2012、第三侧板2013和第四侧板2014均可采用不锈钢钢板制成。第一侧板2011、第二侧板2012、第三侧板2013和第四侧板2014的形状可以方形。三角门可采用不锈钢钢板制成。
71.更换电池模块21包括充电仓211、至少一个电池212以及机械手213，充电仓211用于对电池212充电，机械手213与机库数据传输模块23连接，无人机系统指挥站30通过机库数据传输模块23可以控制机械手213，机械手213用于抓取充电仓211内的电池212与无人机10内的电池进行更换，可以避免无需频繁人工对无人机10进行充电操作，从而可以实现为无人机10自动电池更换。
72.充电仓211可设置在方形底板2015上，充电仓211可位于第一侧板2011和无人机升降平台22之间。充电仓211可以是常用的充电器，也可以是安装在方形底板2015上的开关电源等能够对电池212充电的设备或器件。电池212可以为无人机10用的充电电池。
73.机械手213可为以无人机领域常用的机械手。例如，机械手213包括多关节机械臂和机械爪，机械臂固定在第一侧板2011上，机械爪位于机械臂的自由端，机械爪上固定有吸盘。机械手213可以通过机械爪和机械臂将无人机10的电池抓取到充电仓211中充电，并将充电仓211中的电池212抓取到无人机10上，从而完成无人机10的电池更换。
74.无人机升降平台22为常用的剪式升降平台。例如，无人机升降平台22包括升降台221和剪式升降机构222，剪式升降机构222与机库数据传输模块23连接。
75.升降台221的形状为方形平台。升降台221上可以设置有无人机10用的存放架。
76.剪式升降机构222可以包括第一剪式升降臂和第二剪式升降臂，第一剪式升降臂和第二剪式升降臂之间铰接连接有连接臂，连接臂的另一端与水平直线运动电机驱动机构铰接连接，水平直线运动电机驱动机构包括升降电机和减速机构，升降电机和减速机构的输出端连接丝杆螺母传动机构，丝杆螺母的螺母连接滑块，滑块与连接臂铰接连接。其中，电机与机库数据传输模块23电连接，无人机系统指挥站30通过机库数据传输模块23控制升降电机的开和关。
77.机库数据传输模块23用于完成无人机机库20、更换电池模块21和无人机升降平台22分别与无人机系统指挥站30之间的数据实时传输。其中，数据传输方式可以使用5g无线通信网络传输，也可以使用4g或基于私有通信协议的专用无线通信网络，在此不做具体设
置。
78.在一种可选的实施方式中，机库数据传输模块23为第二5g无线通信模块，第二5g无线通信模块位于方形底板2015上，第二5g无线通信模块与无人机系统指挥站30无线连接。
79.本实用新型提供的无人值守无人机交通巡逻装置，通过无人机10搭载摄像头模块11和喊话器模块12，实现交通日程巡逻、执法取证和远程喊话，减少了人工巡逻和固定摄像头容易形成的监控死角，通过无人机机库20配置更换电池模块21和无人机升降平台22，实现为无人机提供自动起降平台和自动电池更换，通过无人机系统指挥站30实现对无人机10和无人机机库20的管控，从而实现无人值守式的无人机巡逻，大大提升巡逻执法的效率。
80.可选的，无人机系统指挥站30包括系统指挥模块31，系统指挥模块31用于通过无人机数据传输模块13和机库数据传输模块23完成与无人机10、更换电池模块21、无人机升降平台22、摄像头模块11和喊话器模块12的交互。
81.其中，无人机系统指挥站30可以为台式电脑，也可以为笔记本，还可以为移动终端，在此不做具体设置。
82.系统指挥模块31可以集成在无人机系统指挥站30的控制板上。
83.进一步的，无人机系统指挥站30还包括巡逻识别模块32，巡逻识别模块32用于对系统指挥模块31发送的无人机航拍图像或视频进行自动识别，并将识别结果发送给系统指挥模块30，从而可以完成车辆违章识别或应急事件识别。
84.巡逻识别模块32可以集成在无人机系统指挥站30的控制板上。
85.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。