CN105460209A - 一种航拍飞行器的实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种航拍飞行器的实现方法，飞行器包括支架(12)、旋翼、底板(9)、云台(13)、支腿(8)和相机(7)；旋翼和云台设置在支架上；底板固定在支架底部；相机安装在云台上；支腿固定在底板的底部；相机包括机身(77)和复合式镜头(72)；机身内设有CCD传感器(76)，机身上设有用于镜头对准的光电发射与接收装置(75)；本发明的航拍飞行器的实现方法集成度高，结构紧凑，不但具有性能优异的飞行机构，还具有独特缓冲功能的支腿，更进一步，还具有独创的相机，因此，这种航拍飞行器功能丰富，安全性高，结构巧妙，升力大，飞行平稳，易于实施。
Description
技术领域
本发明涉及一种航拍飞行器的实现方法。
背景技术
旋翼航拍飞行器现在广泛应用于航拍、勘测等领域，现有的旋翼航拍飞行器的支架与支撑臂(飞行臂)一般是刚性连接，缺乏必要的缓冲，因此，飞行器降落是振动较大，在非水平的地方也容易导致飞行器倾覆，导致飞行器上的相关设备损毁，安全性较差；
另外，现有的航拍飞行器一般具有单个的定焦头或变焦头，采用变焦头虽然能灵活调整焦距，但是，整体素质并没有定焦头高，且变焦过程中，目标物的成像容易产生变形；
因此，有必要设计一种全新的航拍飞行器的实现方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种航拍飞行器的实现方法，该航拍飞行器的实现方法具有灵活性好的特点，安全性高，易于实施。
发明的技术解决方案如下：
一种航拍飞行器的实现方法，在飞行平台上设置云台(13)和相机(7)用于航拍；
飞行平台包括支架(12)、旋翼、底板(9)和支腿(8)；
旋翼和云台设置在支架上；
底板固定在支架底部；相机安装在云台上；
支腿固定在底板的底部；
相机包括机身(77)和复合式镜头(72)；机身内设有CCD传感器(76)，机身上设有用于镜头对准的光电发射与接收装置(75)；
复合式镜头上设有转轴(73)；复合式镜头内集成有3-6个子镜头(71)；子镜头沿复合式镜头的周向均匀布置；复合式镜头的后端还设有与所述光电发射与接收装置适配的光反射片(74)；机身内还设有用于驱动镜头旋转的步进电机，通过旋转复合式镜头使得某一个子镜头与CCD传感器对准，并通过旋转复合式镜头使得实现子镜头的切换。光电发射与接收装置和光反射片可以是多套，优选2套，呈轴线对称，对准效果更好，只有2套光电发射与接收装置和光反射片都对准后，才认为镜头与CCD传感器对准了，这样对准精度更高。
支腿为3-6根，支腿竖直设置，相邻支腿之间的设置有水平的横梁(7)；
支腿包括上支腿(81)、下支腿(84)和脚钉(86)；
上支腿下端设有导向槽；下支腿上端设有导向杆(83)；导向杆插装在导向槽中；在导向槽内设有弹簧(82)；弹簧设置在导向槽的顶壁(最里端的内壁)与导向杆顶端之间；
下支腿的下端部设有脚钉(86)。
作为优选，支腿为4根。
下支腿的下端部的外壁设有外螺纹；下支腿的下端部套接有带内螺纹的套筒(85)，套筒的下端设有垫环(87)。
底盘上还设置有陀螺仪和无线通信模块。【陀螺仪用于导航，无线通信模块用于接收遥控器的指令，并将拍摄的照片和视频信息传送到地面接收端设备】
所述的支架为由4个结构相同的伸缩式悬臂组成的十字形悬臂架；每一个伸缩式悬臂包括外臂(1)和内臂(2)；
外臂的内端部与内臂的外端部通过锁扣(5)相连；锁扣上设有带倒刺(53)的插脚(52)；锁扣为多个；
外臂的内端部和内臂的外端部均设有多组用于插脚穿过的插孔(4)；每组插孔包括至少2个插孔；旋翼包括主旋翼和副旋翼；
在外臂的外端部设有主旋翼(3)和副悬臂(6)；主旋翼和副悬臂共轴线设置，且主旋翼位于外臂的上方，副旋翼位于外臂的下方；
主旋翼的桨径大于副旋翼的桨径；
副旋翼为涵道风扇，副旋翼通过涵道风扇固定件(7)固定在外臂的底部；
锁扣具有壳体(51)；壳体包括外壳体(511)、压块(512)和压簧(513)；插脚为2根；插脚固定在外壳体上；压块位于外壳体内并套装在2根插脚上；压块能沿插脚移动；压块与插脚之间设有压簧，压簧套装在插脚的根部。
外臂的内端部设有2组用于插脚穿过的插孔；外臂上的每组插孔包括2个插孔；锁扣为2个；
内臂的外端部上等间距设有4组用于插脚穿过的插孔；内臂上的每组插孔包括2个插孔。
另一种支架形式：支架为由6根长度相同的横向支杆组成的六角星形支架；六角星形支架的每一个角位均设置有旋翼。
旋翼包括主旋翼和副旋翼；
在外臂的外端部设有主旋翼(3)和副悬臂(6)；主旋翼和副悬臂共轴线设置，且主旋翼位于外臂的上方，副旋翼位于外臂的下方；
主旋翼的桨径大于副旋翼的桨径；
副旋翼为涵道风扇，副旋翼通过涵道风扇固定件(7)固定在外臂的底部。
在六角星形支架的每一个交叉位处均设有旋翼，所述的交叉位为相邻的横向支杆形成的X交叉所对应的位置；这样一个飞行器就具有12个或12组旋翼。
副旋翼的桨径与主旋翼的桨径之比为0.2-0.35；优选值为0.25和0.3。
垫环为橡胶材质，脚钉为不锈钢材质。
不同的子镜头焦距不同，因此，通过子镜头的切换实现了焦距的调整。
每一个子镜头中都具有一组镜片，这些镜片的组合形成具有特定焦距的镜头，镜头技术为现有成熟技术。如具有15mm，28mm，35mm，50mm，100mm，150mm，200mm，400mm，500mm，800mm和1200mm等焦距。
有益效果：
本发明的航拍飞行器的实现方法，具有以下突出的特点：
(1)其脚架采用导向槽-导线杆-弹簧的缓冲模式，能为飞行器提供有效的缓冲，结构简单，易于实施，另外，横梁的采用加强了整个脚架的刚性，使得所有的支脚连成一体，更进一步，下支脚的底部设置有脚钉和垫环，套筒去掉或旋上时，脚钉起作用，使得飞行器适用于在柔软的地方(如野外泥土地)起降，若套筒向下旋转到垫环比脚钉更低的位置，垫环起作用，使得飞行器适用于在坚硬的地方(如水泥地)起降，适配性好。
(2)另外，其相机采用切换的自镜头的复合式镜头，复合式镜头中集成有4个不同焦距的镜头，用于对目标物拍摄不同视角的照片，灵活性好；相机上设置的光电发射与接收装置和镜头上设置的光反射片用于子镜头与CCD传感器对准，复合式镜头由步进电机驱动，对准精度高，子镜头切换方便。这种相机具有定焦头的优秀素质，也具有改变焦距的灵活性，因此，实用性好。
(3)采用伸缩式悬臂；
其伸缩式悬臂采用外臂-内臂的两段式伸缩结构，伸缩方便；且外臂和内臂通过独特的锁扣相连，锁扣带有倒刺，插装方便，另外锁扣上设有压簧和压块，能保障锁定稳固。总而言之，这种具有伸缩式悬臂的四轴旋翼飞行器结构巧妙，灵活性好，拆装方便。
(4)采用六角星形旋翼；采用独创的六角星形支架，这种支架稳定性好，由于每一个旋翼都位于角位，而每一个角位都处于三角形的顶点，由2根支杆支撑，而且由于三角形本身的稳定性，飞行时该顶点不会存在任何的偏移或漂移，因此，相对于正六边形、十字形的支架或其他支架具有极大的稳定性方面的优势。另外，6个旋翼的布置方式，相比2-4旋翼的布置方式，具有更好的气动布局，总而言之，这种六旋翼飞行器结构巧妙，稳定性好。
当交叉位再设置旋翼时，飞行器升力能进一步增强。
(5)采用副旋翼。
采用涵道风扇作为副旋翼，涵道风扇用于提供辅助升力，涵道风扇具有响应快的优点，这样能提高飞行器的整体载重量和稳定性。
综上所述，基于本发明的航拍飞行器的实现方法设计的飞行器集成度高，结构紧凑，不但具有性能优异的飞行机构，还具有独特缓冲功能的支腿，更进一步，还具有独创的相机，因此，这种航拍飞行器功能丰富，安全性高，结构巧妙，升力大，飞行平稳，易于实施。
附图说明
图1为航拍飞行器的总体结构示意图；
图2为四旋翼伸缩支架以及旋翼的结构示意图(俯视图)；
图3为具有四旋翼伸缩支架的飞行器的结构示意图(仰视图，未示出副旋翼、云台和相机等部件)；
图4为主旋翼与副旋翼的位置关系示意图；
图5为伸缩式悬臂的爆炸图；
图6为伸缩式悬臂组装完成后的结构示意图；
图7为锁扣的结构示意图；
图8为六角星形支架及旋翼的结构示意图；
图9为支腿的结构示意图；
图10为复合式镜头与相机的结构示意图。
标号说明：1-外臂，2-内臂，3-主旋翼，4-插孔，5-锁扣；6-副旋翼，7-涵道风扇固定件，8-支腿，9-底盘，10-横梁，11-交叉位，12-支架；13-云台；51-壳体，52-插脚，53-倒刺，511-外壳体，512-压块，513-压簧；
71-子镜头，72-复合式镜头，73-转轴，74-光反射片，75-光电发射与接收装置，76-CCD传感器，77-机身；
81-上支腿，82-弹簧，83-导向杆，84-下支腿，85-套筒，86-脚钉，87-垫环。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明：
实施例1：
如图1-7，9-10，一种航拍飞行器的实现方法，在飞行平台上设置云台13和相机7用于航拍；
飞行平台包括支架12、旋翼、底板9和支腿8；
旋翼和云台设置在支架上；
底板固定在支架底部；相机安装在云台上；
支腿固定在底板的底部；
相机包括机身77和复合式镜头72；机身内设有CCD传感器76，机身上设有用于镜头对准的光电发射与接收装置75；
复合式镜头上设有转轴73；复合式镜头内集成有3-6个子镜头71；子镜头沿复合式镜头的周向均匀布置；复合式镜头的后端还设有与所述光电发射与接收装置适配的光反射片74；机身内还设有用于驱动镜头旋转的步进电机，通过旋转复合式镜头使得某一个子镜头与CCD传感器对准，并通过旋转复合式镜头使得实现子镜头的切换。
光电发射与接收装置和光反射片可以是多套，优选2套，呈轴线对称，对准效果更好，只有2套光电发射与接收装置和光反射片都对准后，才认为镜头与CCD传感器对准了，这样对准精度更高。
支腿为4根，支腿竖直设置，相邻支腿之间的设置有水平的横梁7；
支腿包括上支腿81、下支腿84和脚钉86；
上支腿下端设有导向槽；下支腿上端设有导向杆83；导向杆插装在导向槽中；在导向槽内设有弹簧82；弹簧设置在导向槽的顶壁(最里端的内壁)与导向杆顶端之间；
下支腿的下端部设有脚钉86。
下支腿的下端部的外壁设有外螺纹；下支腿的下端部套接有带内螺纹的套筒85，套筒的下端设有垫环87。
底盘上还设置有陀螺仪和无线通信模块。【陀螺仪用于导航，无线通信模块用于接收遥控器的指令，并将拍摄的照片和视频信息传送到地面接收端设备】
所述的支架为由4个结构相同的伸缩式悬臂组成的十字形悬臂架；每一个伸缩式悬臂包括外臂1和内臂2；
外臂的内端部与内臂的外端部通过锁扣5相连；锁扣上设有带倒刺53的插脚52；锁扣为多个；
外臂的内端部和内臂的外端部均设有多组用于插脚穿过的插孔4；每组插孔包括至少2个插孔；旋翼包括主旋翼和副旋翼；
在外臂的外端部设有主旋翼3和副悬臂6；主旋翼和副悬臂共轴线设置，且主旋翼位于外臂的上方，副旋翼位于外臂的下方；
主旋翼的桨径大于副旋翼的桨径；
副旋翼为涵道风扇，副旋翼通过涵道风扇固定件7固定在外臂的底部；
锁扣具有壳体51；壳体包括外壳体511、压块512和压簧513；插脚为2根；插脚固定在外壳体上；压块位于外壳体内并套装在2根插脚上；压块能沿插脚移动；压块与插脚之间设有压簧，压簧套装在插脚的根部。
外臂的内端部设有2组用于插脚穿过的插孔；外臂上的每组插孔包括2个插孔；锁扣为2个；
内臂的外端部上等间距设有4组用于插脚穿过的插孔；内臂上的每组插孔包括2个插孔。
副旋翼的桨径与主旋翼的桨径之比为0.2-0.35；优选值为0.25和0.3。
垫环为橡胶材质，脚钉为不锈钢材质。
实施例2：
如图1，4，8-10，除支架不同之外，实施例2的方案与实施例1的相同。本实施例的支架为由6根长度相同的横向支杆组成的六角星形支架；六角星形支架的每一个角位均设置有旋翼。
旋翼包括主旋翼和副旋翼；
在外臂的外端部设有主旋翼3和副悬臂6；主旋翼和副悬臂共轴线设置，且主旋翼位于外臂的上方，副旋翼位于外臂的下方；
主旋翼的桨径大于副旋翼的桨径；
副旋翼为涵道风扇，副旋翼通过涵道风扇固定件7固定在外臂的底部。
更进一步，在六角星形支架的每一个交叉位处均设有旋翼，所述的交叉位为相邻的横向支杆形成的X交叉所对应的位置；这样一个飞行器就具有12个或12组旋翼。
副旋翼的桨径与主旋翼的桨径之比为0.25或0.3。
Claims (10)
1.一种航拍飞行器的实现方法，其特征在于，在飞行平台上设置云台(13)和相机(7)用于航拍；
飞行平台包括支架(12)、旋翼、底板(9)和支腿(8)；
旋翼和云台设置在支架上；
底板固定在支架底部；相机安装在云台上；
支腿固定在底板的底部；
相机包括机身(77)和复合式镜头(72)；机身内设有CCD传感器(76)，机身上设有用于镜头对准的光电发射与接收装置(75)；
复合式镜头上设有转轴(73)；复合式镜头内集成有3-6个子镜头(71)；子镜头沿复合式镜头的周向均匀布置；复合式镜头的后端还设有与所述光电发射与接收装置适配的光反射片(74)；机身内还设有用于驱动镜头旋转的步进电机，通过旋转复合式镜头使得某一个子镜头与CCD传感器对准，并通过旋转复合式镜头使得实现子镜头的切换。
2.根据权利要求1所述的航拍飞行器的实现方法，其特征在于，支腿为3-6根，支腿竖直设置，相邻支腿之间的设置有水平的横梁(7)；横梁起到加固支腿的作用；
支腿包括上支腿(81)、下支腿(84)和脚钉(86)；
上支腿下端设有导向槽；下支腿上端设有导向杆(83)；导向杆插装在导向槽中；在导向槽内设有弹簧(82)；弹簧设置在导向槽的顶壁与导向杆顶端之间；通过以上结构为航拍飞行器的着陆提供缓冲；
下支腿的下端部设有脚钉(86)。
3.根据权利要求2所述的航拍飞行器的实现方法，其特征在于，支腿为4根。
4.根据权利要求3所述的航拍飞行器的实现方法，其特征在于，下支腿的下端部的外壁设有外螺纹；下支腿的下端部套接有带内螺纹的套筒(85)，套筒的下端设有垫环(87)。
5.根据权利要求1所述的航拍飞行器的实现方法，其特征在于，底盘上还设置有陀螺仪和无线通信模块。
6.根据权利要求1-5任一项所述的航拍飞行器的实现方法，其特征在于，所述的支架为由4个结构相同的伸缩式悬臂组成的十字形悬臂架；每一个伸缩式悬臂包括外臂(1)和内臂(2)；
外臂的内端部与内臂的外端部通过锁扣(5)相连；锁扣上设有带倒刺(53)的插脚(52)；锁扣为多个；
外臂的内端部和内臂的外端部均设有多组用于插脚穿过的插孔(4)；每组插孔包括至少2个插孔；旋翼包括主旋翼和副旋翼；
在外臂的外端部设有主旋翼(3)和副悬臂(6)；主旋翼和副悬臂共轴线设置，且主旋翼位于外臂的上方，副旋翼位于外臂的下方；
主旋翼的桨径大于副旋翼的桨径；
副旋翼为涵道风扇，副旋翼通过涵道风扇固定件(7)固定在外臂的底部；
锁扣具有壳体(51)；壳体包括外壳体(511)、压块(512)和压簧(513)；插脚为2根；插脚固定在外壳体上；压块位于外壳体内并套装在2根插脚上；压块能沿插脚移动；压块与插脚之间设有压簧，压簧套装在插脚的根部。
7.根据权利要求6所述的航拍飞行器的实现方法，其特征在于，外臂的内端部设有2组用于插脚穿过的插孔；外臂上的每组插孔包括2个插孔；锁扣为2个；
内臂的外端部上等间距设有4组用于插脚穿过的插孔；内臂上的每组插孔包括2个插孔。
8.根据权利要求1-5任一项所述的航拍飞行器的实现方法，其特征在于，支架为由6根长度相同的横向支杆组成的六角星形支架；六角星形支架的每一个角位均设置有旋翼。
9.根据权利要求8所述的航拍飞行器的实现方法，其特征在于，旋翼包括主旋翼和副旋翼；
在外臂的外端部设有主旋翼(3)和副悬臂(6)；主旋翼和副悬臂共轴线设置，且主旋翼位于外臂的上方，副旋翼位于外臂的下方；
主旋翼的桨径大于副旋翼的桨径；
副旋翼为涵道风扇，副旋翼通过涵道风扇固定件(7)固定在外臂的底部。
10.根据权利要求9所述的航拍飞行器的实现方法，其特征在于，在六角星形支架的每一个交叉位处均设有旋翼，所述的交叉位为相邻的横向支杆形成的X交叉所对应的位置。
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