本發明屬于無人機領域，具體為一種可快速換裝氫瓶的模塊化電力巡檢無人機。

背景技術：

1、現有無人機巡檢技術具備機動靈活、覆蓋范圍廣的優點，可替代人工完成高空、偏遠區域的巡檢作業，降低人工勞動強度與安全風險；同時，現有部分巡檢無人機集成了氣體檢測功能，能夠實現對特定區域氣體參數的初步監測，提升巡檢作業的智能化程度。

2、但現有技術仍存在諸多不足：現有無人機在電廠巡檢時非常不安全，容易受到電廠的電磁場影響、容易與電廠電網發生碰撞、觸電事故甚至引發短路，且不能很好的探入低空位置的泄漏情況，由此提出一種可快速換裝氫瓶的模塊化電力巡檢無人機。

技術實現思路

1、本部分的目的在于概述本發明的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本技術的說明書摘要和發明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發明的范圍。

2、鑒于現有技術中存在以下技術問題：易受電廠強電磁場環境的干擾，導致飛行控制系統紊亂、定位精度下降，進而引發飛行姿態失控；另一方面，由于缺乏針對性的安全避讓與距離控制設計，無人機在巡檢作業中易與電廠內的高壓電網發生碰撞，不僅會造成無人機自身損壞，還可能引發觸電事故，甚至導致電網短路，影響整個電廠的正常運行；現有無人機難以有效探入氫能源電廠的低空區域開展氫氣泄漏檢測，受機身結構與檢測組件布局限制，其檢測范圍多集中在中高空區域，而低空區域因可能存在氫氣聚集、泄漏點隱蔽等情況，成為檢測盲區，這使得巡檢工作無法全面覆蓋電廠的關鍵泄漏風險區域，難以精準排查低空位置的氫氣泄漏隱患。

3、為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：一種可快速換裝氫瓶的模塊化電力巡檢無人機，包括無人機組件和探氣組件，無人機組件包括機體、連接桿、容納箱體、中間盒、支撐架、安裝筒、透氣孔、馬達和氫氣傳感器，實現無人機飛行與氫氣檢測功能的集成，保障巡檢作業的完整性；機體上均勻設置有四個連接桿，使無人機受力均衡，提升飛行穩定性；連接桿由兩個桿狀部分螺紋連接而成，每個連接桿上都設置有一個馬達；馬達的動力輸出端設置有槳葉，將馬達動力轉化為飛行推力，確保無人機正常起降與巡航；容納箱體的豎直面上均勻開設有透氣孔，使容納箱體內的氣體不會積蓄，減少對氫氣傳感器檢測結果的影響；機體的下側設置有容納箱體，合理規劃安裝空間，保障機身重心穩定；容納箱體的底端設置有中間盒，實現部件集成化布置；中間盒的底端均勻設置有九個安裝筒，為探氣組件和傳感器提供規整的安裝位置，提升結構緊湊性；機體下側的兩側分別設置有一個支撐架，實現無人機的平穩停放，避免機身部件與地面接觸受損；其中一個安裝筒內設置有探氣組件，其余至少有一個安裝筒內也設置有一個氫氣傳感器，實現兩種檢測模式的獨立布置，保障檢測功能的可靠性；

4、探氣組件包括探氣錘、通氣通道、采氣軟管、收卷機構和吸氣檢測機構，明確探氣組件核心構成，保障取樣檢測功能的完整實現；安裝筒內活動插接有探氣錘，實現探氣錘的可收納設計，減少飛行阻力；探氣錘的頂端與采氣軟管纏繞連接，為氣體取樣提供傳輸通道；中間盒的內側設置有收卷機構，實現采氣軟管的自動收放，提升作業自動化程度；采氣軟管的頂端與收卷機構連接，保障軟管收放過程的順暢性；容納箱體的內側設置有吸氣檢測機構，合理利用內部空間，避免檢測機構受外部環境干擾。

5、作為一種可快速換裝氫瓶的模塊化電力巡檢無人機的優選技術方案，支撐架的形狀為t字形，提升支撐架的支撐穩定性，增強無人機停放時的抗傾倒能力；支撐架的下端上套接有彈性墊套，起到緩沖減震作用，降低停放時的沖擊力對機身的影響。

6、作為一種可快速換裝氫瓶的模塊化電力巡檢無人機的優選技術方案，探氣錘為鉛錘形，利用重力實現探氣錘的穩定下放，保障取樣位置的精準性；采氣軟管為柔性軟管，適配探氣錘的靈活移動，保障氣體傳輸通道的連續性；采氣軟管的內壁均勻設置有數個隔塊，為骨架球提供限位支撐，避免骨架球聚集；采氣軟管的內側均勻設置有多個骨架球，增強軟管的結構強度，避免軟管彎折堵塞；隔塊隔開相鄰的骨架球，保證骨架球均勻分布，提升軟管支撐效果的一致性；隔塊限制骨架球的移動，確保骨架球始終發揮支撐作用，保障軟管通道順暢。

7、作為一種可快速換裝氫瓶的模塊化電力巡檢無人機的優選技術方案，骨架球為空心球體，在保障支撐強度的同時減輕整體重量，降低無人機飛行負荷；骨架球上均勻開設有數個透氣洞，避免骨架球阻礙氣體流通，保障取樣效率。

8、作為一種可快速換裝氫瓶的模塊化電力巡檢無人機的優選技術方案，收卷機構包括收卷輥、花鍵軸、環形腔、絲桿和減速器，明確收卷機構核心部件，保障收卷功能穩定實現；中間盒內側的一側設置有減速器，實現動力減速增扭，保障收卷力矩穩定；減速器動力輸入端與伺服電機的動力輸出端固定連接，為收卷機構提供精準可控的動力源；減速器的動力輸出端連接著花鍵軸，實現動力的穩定傳遞，保障收卷輥同步轉動；收卷輥的一端開設有花鍵槽、收卷輥的另一端開設有螺紋槽，實現收卷輥轉動與移動的協同控制；花鍵槽與花鍵軸活動插接，保障動力傳遞的同時允許收卷輥軸向移動；收卷輥纏繞著采氣軟管，實現采氣軟管的規整收納，避免管線雜亂纏繞；中間盒內側的另一側固定設置有絲桿，為收卷輥的軸向移動提供導向基礎；絲桿與螺紋槽螺紋連接，將轉動轉化為軸向移動，實現軟管的均勻纏繞。

9、作為一種可快速換裝氫瓶的模塊化電力巡檢無人機的優選技術方案，收卷輥的兩端分別設置有一個連接盤，靠近收卷輥一端的連接盤內側開設有環形腔，為波紋管的端部連接提供容納空間、保障氣體傳輸的密封性；環形腔與采氣軟管遠離探氣錘的一端連接，實現氣體傳輸通道的密封銜接；連接盤的頂部開設有數個出氣孔，為氣體傳輸提供多通道出口，保障氣體流通順暢；連接座與連接盤活動連接，實現連接座與連接盤的相對轉動，保障收卷過程中氣體通道持續連通；連接座的底部開設有弧形空腔，弧形空腔與出氣孔對應，弧形空腔與對應的出氣孔接通，確保氣體能穩定進入連接座內部；連接座的頂端設置有連接管道，連接管道與吸氣檢測機構連接，實現取樣氣體向檢測機構的精準傳輸。

10、作為一種可快速換裝氫瓶的模塊化電力巡檢無人機的優選技術方案，探氣錘內開設有通氣通道，為氣體取樣提供專用通道，保障取樣的針對性；通氣通道底端的開口位于探氣錘的底部，使取樣口能貼近檢測區域，提升取樣準確性；通氣通道的頂端與采氣軟管的內側接通，實現取樣氣體的順暢傳輸，保障檢測連續性。

11、作為一種可快速換裝氫瓶的模塊化電力巡檢無人機的優選技術方案，探氣錘上側的外圈均勻設置有數個彈性導引架，實現探氣錘收納時的導向定位，保障收納順暢；彈性導引架的頂部為弧形，減少收納時的導向阻力，避免刮傷安裝筒內壁。

12、作為一種可快速換裝氫瓶的模塊化電力巡檢無人機的優選技術方案，連接管道通過波紋管與吸氣檢測機構連接，利用波紋管的柔性伸縮特性；連接座的上側與容納箱體之間設置有擠壓彈簧，為連接座提供持續下壓力，保障連接座與連接盤的緊密貼合，提升氣體傳輸密封性。

13、作為一種可快速換裝氫瓶的模塊化電力巡檢無人機的優選技術方案，吸氣檢測機構包括隔膜式微型泵，明確檢測機構核心動力部件，保障吸氣取樣的動力穩定；容納箱體的內側設置有連接架，為隔膜式微型泵提供穩固的安裝支撐；連接架的下側設置有隔膜式微型泵，合理規劃安裝位置，避免泵體運行時產生的振動影響其他部件；隔膜式微型泵的吸氣端與波紋管連接，實現取樣氣體的穩定吸入；容納箱體內側的頂部也設置有氫氣傳感器；隔膜式微型泵的出氣端設置有排氣管，排氣管與容納箱體內側的氫氣傳感器對應，確保取樣氣體能精準接觸傳感器，保障檢測結果可靠。機體采用碳纖維復合材料，內置金屬屏蔽網；處理器的電源端設置電磁干擾濾波器，通信接口采用差分信號傳輸，提升在強電磁場環境下的飛行與檢測穩定性。

14、處理器選型stm32h743vit6：該型號屬于armcortex-m7內核，主頻高達480mhz，具備強大的數據處理能力，可快速響應氫氣傳感器的檢測數據并完成分析運算；同時集成多個uart、spi等通信接口，能穩定對接物聯網芯片及無人機的伺服電機；其低功耗特性適配無人機電池供電場景，支持多種節能模式，可延長巡檢續航時間；此外，該型號具備良好的抗電磁干擾能力，能適應氫能源電廠復雜的電磁環境，保障數據處理穩定性。

15、物聯網芯片選型ec200s-cn：該芯片支持4gcat.1通信制式，覆蓋氫能源電廠戶外廣域網絡場景，信號穿透性強、連接穩定性高，可確保檢測數據實時回傳至后臺管理系統；集成多星座gnss定位功能，能同步上傳無人機巡檢位置信息，實現檢測數據與地理位置的精準匹配；可適應電廠戶外高低溫、電壓波動在內的惡劣工作條件，保障通信鏈路持續可靠。

16、本發明的一種可快速換裝氫瓶的模塊化電力巡檢無人機的有益效果：通過探氣組件的遠程取樣功能，無需無人機近距離靠近高壓電網即可完成檢測作業，能顯著減少與電網碰撞的概率，從根源上規避觸電及引發電網短路的風險，保障無人機自身安全與電廠運行穩定。

17、借助探氣組件可靈活收放的結構優勢，能夠帶動取樣端有效探入氫能源電廠的低空關鍵區域，打破傳統無人機的檢測范圍限制，精準捕捉低空區域的氫氣泄漏信號，大幅縮小甚至消除低空檢測盲區；同時，探氣組件的專用取樣通道設計能提升低空取樣的精準性，確保泄漏檢測覆蓋電廠全區域，顯著提升氫能源電廠氫氣泄漏排查的全面性與可靠性。