1.本实用新型涉及无人机、自动控制和传感器技术领域，具体为一种无人机巡检柔性驱动云台。
背景技术：
2.在输电系统的电力线巡检和电网建设转序验收等工作领域中，为提高巡检和验收的高效、安全和无人化，无人机巡检模式的应用越来越广泛。在巡检和验收过程中，最常用的模式就是无人机搭载摄像头，通过远程图像传输或视觉识别等方式对电力线设施进行检验。而摄像头的视角范围有限，若无人机只搭载单个摄像头则视觉检测的角度方位范围有限，导致无人机飞行线路收到限制，当电力线设施所在地形复杂导致设施周围某区域空间有限时，无人机无法有效飞行拍摄；搭载多个摄像头则会导致成本上升。所以摄像头搭载在云台上，使得摄像头能够偏转一定的角度进行拍摄是最佳的解决方法。
3.而传统的无人机云台一般有2-3个自由度的控制角度，每个自由度需要一个电机进行角度的控制，导致云台的重量较大，增加了无人机的负荷，会使得无人机的载重规格上升或者飞行性能下降。而且传统的无人机云台由于其结构特性和安装位置限制，导致云台摄像头的拍摄范围无法达到全空间无死角拍摄，拍摄角度依然有限制。因此需要研究出一种轻量的、灵活的、拍摄角度更广的无人机巡检云台。
技术实现要素：
4.为了克服上述现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种无人机巡检柔性驱动云台，以解决传统无人机云台重量较大、拍摄角度有限、灵活性和柔性较差的技术问题。
5.本实用新型是通过以下技术方案来实现：
6.一种无人机巡检柔性驱动云台，包括电器盒、柔性驱动机构和探头，所述柔性驱动机构呈管状结构，柔性驱动机构的一端装配在电器盒上，另一端装配探头；所述电器盒内设有驱动器、红外测距传感器和数据存储器；所述探管内设有可见光成像系统、红外光接收镜头和红外光发射镜头，所述可见光成像系统的输出端沿着柔性驱动机构连接至数据存储器的输入端，所述红外光接收镜头和红外光发射镜头的输出端分别沿着柔性驱动机构连接至红外测距传感器的输入端，所述红外测距传感器的输出端连接至数据存储器的输入端，数据存储器的输出端连接至终端；所述柔性驱动机构沿着管体周向分布若干柔性定向驱动单元，若干柔性定向驱动单元的驱动端连接至驱动器。
7.优选的，柔性驱动机构内装有面阵光纤传像束，其中面阵光纤传像束的一端连接在可见光成像系统上，另一端连接至数据存储器上。
8.进一步的，柔性驱动机构内设有耦合物镜和面阵电荷耦合元件，所述面阵光纤传像束的一端依次通过耦合物镜和面阵电荷耦合元件连接至数据存储器上。
9.进一步的，若干柔性定向驱动单元在柔性驱动机构内，一侧与面阵光纤传像束贴
紧，另一侧与柔性驱动机构的内壁贴紧。
10.优选的，若干柔性定向驱动单元的长度均与柔性驱动机构的管体长度相等。
11.优选的，所述柔性驱动机构内设有红外光输出传像光纤，所述红外光输出传像光纤的一端连接至红外光发射镜头，另一端连接红外测距传感器。
12.优选的，所述柔性驱动机构内设有红外光输入传像光纤，所述红外光输入传像光纤的一端连接红外测距传感器另一端连接红外光接收镜头。
13.优选的，所述柔性驱动机构的外层包裹弹性支撑层，用于在柔性定向驱动单元未发生形变驱动时，柔性驱动机构快速恢复到原来的形状角度。
14.进一步的，弹性支撑层外还包裹绝缘表皮，用于避免外部环境的物理量信号干扰。
15.优选的，柔性定向驱动单元的材料为柔性压电材料、高分子液晶材料、尼龙丝材料或天然橡胶材料。
16.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
17.本实用新型提供了一种无人机巡检柔性驱动云台，在电器盒与探头之间设置柔性驱动机构，柔性驱动机构代替了传统无人机云台的多个电机驱动的串联结构，有效降低了无人机云台的重量，提高了云台和摄像头的柔韧性和抗击打性。电器盒内设有驱动器、红外测距传感器和数据存储器，都是由芯片组和对应的主板组成，重量同样较轻，进一步减小无人机所需要负荷的重量；柔性驱动机构内沿着管体周向分布若干柔性定向驱动单元，若干柔性定向驱动单元通过驱动器的驱动可实现对柔性驱动机构进行自由度的旋转，提高了无人机巡检柔性驱动云台的灵活性，探头为“长触手”形态，通过若干柔性定向驱动单元驱动自由弯曲调整前端拍摄角度，必要时可以通过调整伸出安装面，对无人机对侧的图像场景进行拍摄，实现全空间无死角的拍摄，实现了比传统云台摄像头更广的拍摄角度和更强的灵活性。
18.进一步的，柔性定向驱动单元在柔性驱动机构内，一侧与面阵光纤传像束贴紧，另一侧与柔性驱动机构的内壁贴紧，有效的通过柔性定向驱动单元对面阵光纤传像束在柔性驱动机构进行紧固，避免面阵光纤传像束松弛，影响数据接收。
19.进一步的，若干柔性定向驱动单元的长度均与柔性驱动机构的管体长度相等，使得柔性驱动机构能够整体通过若干柔性定向驱动单元实现自由弯曲，提高了摄像头更广的拍摄角度和更强的灵活性。
20.进一步的，柔性驱动机构的外层包裹弹性支撑层，用于在柔性定向驱动单元未发生形变驱动时，柔性驱动机构快速恢复到原来的形状角度，提高了柔性驱动机构的灵活性。
21.进一步的，弹性支撑层外还包裹绝缘表皮，有效避免外部环境的物理量信号干扰，提高了信号传输。
附图说明
22.图1为本实用新型中无人机巡检柔性驱动云台的结构示意图；
23.图2为本实用新型中柔性驱动机构的横截面视图；
24.图3为本实用新型中人机巡检柔性驱动云台的内视图。
25.图中：1-电气盒；101-驱动器；102-红外测距传感器；103-数据存储器；2-柔性驱动机构；3-探头；4-可见光成像系统；5-红外光接收镜头；6-红外光发射镜头；7-面阵光纤传像
束；8-柔性定向驱动单元；9-弹性支撑层；10-红外光输出传像光纤；11-红外光输入传像光纤；12-耦合物镜；13-面阵电荷耦合元件。
具体实施方式
26.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
27.需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
28.下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：
29.本实用新型的目的在于提供一种无人机巡检柔性驱动云台，以解决传统无人机云台重量较大、拍摄角度有限、灵活性和柔性较差的技术问题。
30.具体的，根据图1和图3所示，该无人机巡检柔性驱动云台，包括电器盒1、柔性驱动机构2和探头3，所述柔性驱动机构2呈管状结构，柔性驱动机构2的一端装配在电器盒1上，另一端装配探头3；所述电器盒1内设有驱动器1、红外测距传感器102和数据存储器103；所述探管3内设有可见光成像系统4、红外光接收镜头5和红外光发射镜头6，所述可见光成像系统4的输出端沿着柔性驱动机构2连接至数据存储器103的输入端，所述红外光接收镜头5和红外光发射镜头6的输出端分别沿着柔性驱动机构2连接至红外测距传感器102的输入端，所述红外测距传感器102的输出端连接至数据存储器103的输入端，数据存储器103的输出端连接至终端；所述柔性驱动机构2沿着管体周向分布若干柔性定向驱动单元8，若干柔性定向驱动单元8的驱动端连接至驱动器1。
31.具体的，柔性驱动机构2内装有面阵光纤传像束7，其中面阵光纤传像束7的一端连接在可见光成像系统4上，另一端连接至数据存储器103上。
32.具体的，柔性驱动机构2内设有耦合物镜12和面阵电荷耦合元件13，所述面阵光纤传像束7的一端依次通过耦合物镜12和面阵电荷耦合元件13连接至数据存储器103上，其中耦合物镜12和面阵电荷耦合元件13用于采集可见光图像并将其转化为数字信号。
33.具体的，若干柔性定向驱动单元8在柔性驱动机构2内，一侧与面阵光纤传像束7贴紧，另一侧与柔性驱动机构2的内壁贴紧。
34.具体的，若干柔性定向驱动单元8的长度均与柔性驱动机构2的管体长度相等。
35.具体的，柔性驱动机构2内设有红外光输出传像光纤10，所述红外光输出传像光纤10的一端连接至红外光发射镜头6，另一端连接红外测距传感器102。
36.具体的，柔性驱动机构2内设有红外光输入传像光纤11，所述红外光输入传像光纤
11的一端连接红外测距传感器102另一端连接红外光接收镜头5。
37.具体的，柔性驱动机构2的外层包裹弹性支撑层9，用于在柔性定向驱动单元8未发生形变驱动时，柔性驱动机构2快速恢复到原来的形状角度。
38.其中红外测距传感器102分别与红外光输入传像光纤11和红外光输出传像光纤10相连，用于采集与探测物体之间的距离信息。
39.其中，弹性支撑层9外还包裹绝缘表皮，用于避免外部环境的物理量信号干扰，如外部光、热、电信号的干扰。
40.具体的，柔性定向驱动单元8的材料为柔性压电材料、高分子液晶材料、尼龙丝材料或天然橡胶材料等可以由电能、热能、光能刺激产生定向形变和应力的柔性驱动材料。
41.本实用新型中如图2所示，面阵光纤传像束7占柔性驱动机构2大部分体积的中段部分，若干柔性定向驱动单元8可采用四条，均匀对称分布在面阵光纤传像束7的四周，起到驱动柔性驱动机构2进行弯曲变形的作用。数据存储器与耦合物镜12和面阵电荷耦合元件13以及红外测距传感器相连，用于储存图像信息和距离信息；数据存储器103与终端无线连接，用于将图像信息和距离信息远程传输给地面设备；
42.本实用新型所提供的一种无人机巡检柔性驱动云台的工作原理如下：
43.电气盒1包括驱动器101、红外测距传感器102和数据存储器103，在实现拍摄功能时，拍摄对象的图像首先通过可见光成像系统4成像，由面阵光纤传像束7将图像分解为像素点阵列并进行传递，像素图像通过耦合物镜12被面阵电荷耦合元件13采集为数字图像信号；红外测距传感器102的测距过程，首先由红外测距传感器102中的红外发射器射出红外光线，由红外光输出传像光纤10传输，通过红外光发射镜头6发射到外界环境中，在照射到物体被反射后，由红外光接收镜头5接收到红外信号，再由红外光输入传像光纤11将检测到的红外信号传输到红外测距传感器102的信号接收端上，由红外测距传感器102将红外信号转化为距离数据，数字图像信号和距离数据由数据存储器103储存，数据存储器103与终端无线连接，数字图像信号和距离数据传递到地面接收和显示设备。
44.在进行拍摄角度调整时，操作人员根据接收到数字图像信号和距离数据将驱动信号发送至电气盒1中的驱动器101，驱动器101收到信号转化为能够驱动柔性定向驱动单元8变形的电信号(或热信号或光信号)，同时控制一侧柔性定向驱动单元8膨胀伸长以及对侧的柔性定向驱动单元8收缩，即可控制柔性驱动机构2进行弯曲变形，进而控制探头3的角度，进而通过可见光成像系统4、红外光接收镜头5和红外光发射镜头6对所需的对象进行成像和测距。
45.综上所述，本实用新型提供了一种无人机巡检柔性驱动云台，在电器盒与探头之间设置柔性驱动机构，柔性驱动机构代替了传统无人机云台的多个电机驱动的串联结构，有效降低了无人机云台的重量，提高了云台和摄像头的柔韧性和抗击打性。电器盒内设有驱动器、红外测距传感器和数据存储器，都是由芯片组和对应的主板组成，重量同样较轻，进一步减小无人机所需要负荷的重量；柔性驱动机构内沿着管体周向分布若干柔性定向驱动单元，若干柔性定向驱动单元通过驱动器的驱动可实现对柔性驱动机构进行自由度的旋转，提高了无人机巡检柔性驱动云台的灵活性，探头为“长触手”形态，通过若干柔性定向驱动单元驱动自由弯曲调整前端拍摄角度，必要时可以通过调整伸出安装面，对无人机对侧的图像场景进行拍摄，实现全空间无死角的拍摄，实现了比传统云台摄像头更广的拍摄角
度和更强的灵活性。
46.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求保护范围之内。