CN107600443A - 一种用于摄制外语教学资源的航拍系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于摄制外语教学资源的航拍系统，其能解决现有无人机悬停拍摄时机位不够稳定且消耗大量电能的技术问题。其包括无人机装置、挂杆装置和录像录音装置；挂杆装置包括第一空心杆、第一电磁铁和第一电磁铁开关，第一空心杆为伸缩杆并悬挂于天花板，第一电磁铁固定于第一空心杆下端，第一电磁铁的下端面为内凹球面，第一电磁铁与第一电磁铁电源、第一电磁铁开关电连接；无人机装置包括无人机、第二遥控器、第二空心杆、第二电磁铁和第二电磁铁遥控开关，第二空心杆固定于无人机的机壳并位于机身的重心上方，第二电磁铁固定于第二空心杆上端并高于无人机的全部旋翼，第二电磁铁与无人机内部的锂电池和第二电磁铁遥控开关电连接。

Description

一种用于摄制外语教学资源的航拍系统

技术领域

本发明涉及教学仪器领域，具体为一种用于摄制外语教学资源的航拍系统。

背景技术

摄制外语教学资源时，特别是摄制外语实训教学资源时，一般需要1课时或2课时，持续45分钟或一个半小时左右，有些时候甚至需要摄制更长时间，同时很多场合需要模拟实际情境或者真实工作过程，摄制的对象，很多时候要在摄制场地边走动或者跑动、边表演或者操作或者演示、边用外语进行会话，需要跟随拍摄，另外有时还需要频繁更换摄制对象，从教师更换到学生或者从学生更换到教师，从一个或一组学生更换到另一个或另一组学生，用无人机拍摄可以解决以上问题。但是，更多的时候只要固定摄像机机位拍摄即可，无人机飞行时悬停在空中不是很稳定，同时还需要人员操控，更需要消耗大量的无人机锂电池的宝贵电能，不适合长时间拍摄。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种用于摄制外语教学资源的航拍系统，其能解决现有无人机悬停拍摄时机位不够稳定且消耗大量电能的技术问题。

其技术方案是这样的，一种用于摄制外语教学资源的航拍系统，其特征在于：其包括无人机装置、挂杆装置和录像录音装置；所述录像录音装置包括三轴云台、可调焦距的摄像机、录音装置和第一遥控器，摄像机通过三轴云台安装在无人机下方，录音装置安装在采音位置，第一遥控器用于远程操控摄像机和录音装置；所述挂杆装置包括第一空心杆、第一电磁铁和第一电磁铁开关，所述第一空心杆为伸缩杆并悬挂于天花板，所述第一电磁铁固定于所述第一空心杆下端，所述第一电磁铁的下端面为内凹球面，第一电磁铁通过第一连接线与第一电磁铁电源、第一电磁铁开关电连接，所述第一连接线自所述第一空心杆内穿过；所述无人机装置包括无人机、第二遥控器、第二空心杆、第二电磁铁和第二电磁铁遥控开关，所述第二空心杆固定于无人机的机壳并位于机身的重心上方，所述第二电磁铁固定于第二空心杆上端并高于所述无人机的全部旋翼，所述第二电磁铁的上端面为外凸球面，所述外凸球面的球面度大于所述内凹球面的球面度，所述第二电磁铁通过第二连接线与所述无人机内部的锂电池和第二电磁铁遥控开关电连接，所述第二连接线自所述第二空心杆内穿过，所述第二电磁铁遥控开关使用第二遥控器远程操控。

进一步的，所述无人机装置还包括第一充电端口、第二充电端口、充电线路、锂电池和充电遥控开关，无人机的驱动装置、摄像机和三轴云台均与所述锂电池电连接，所述第一充电端口为即插式充电端口并安装于无人机的机身侧面，所述第一端口、所述第二端口通过充电线路与所述锂电池电连接，所述充电线路自所述第二空心杆内穿过，所述第二充电端口安装于所述第二电磁铁的外凸球面，所述第二充电端口的阴极接触片为圆形位于所述外凸球面的中心，所述第二充电端口的阳极接触片为圆环状并围绕所述阴极接触片，第二充电端口与锂电池之间连接有充电遥控开关，所述充电遥控开关使用第二遥控器远程操控；所述挂杆装置还包括充电器、充电器输出端口、充电器输入线路、充电器输出线路和充电器电源开关，充电器安装于第一空心杆与天花板交汇处，所述充电器通过所述充电器输入线路与充电器电源、充电器电源开关电连接，所述充电器通过所述充电器输出线路与充电器输出端口电连接，所述充电器输出线路自所述第一空心杆内穿过，所述充电器输出端口的阴极接触片呈圆形位于所述内凹球面的中心，所述充电器输出端口的阳极接触头为3个金属柱，均为圆柱状并且末端呈半球形，3个所述充电器输出端口的阳极接触头环绕设置于阴极接触片的外周，所述第一电磁铁设有安装槽，所述充电器输出端口的阳极接触头均通过弹簧弹性安装于所述安装槽内并且末端突出于内凹球面，所述充电器输出端口的阳极接触头、阴极接触片分别与所述第二充电端口的阳极接触片、阴极接触片配合，所述第一电磁铁、所述第二电磁铁外均包覆有绝缘外壳，所述充电器输出端口的阳极接触头、阴极接触片以及所述第二充电端口的阳极接触片、阴极接触片均外露于相应的绝缘外壳。

进一步的，所述挂杆装置设有两组以上并标记有编号、安装于天花板不同位置，第一电磁铁开关标有与对应挂杆装置编号相同的编号并有序安装在操控处，所有所述挂杆装置充电器共用一个所述充电器电源开关并安装在操控处。

进一步的，所述无人机为多旋翼无人机，所述多旋翼无人机的各旋翼均匀设置于无人机的机身周边。

进一步的，所述多旋翼无人机为四旋翼无人机、六旋翼无人机或八旋翼无人机。

本发明的系统，其通过电磁铁的吸引力，使无人机可以在关闭动力系统的状态下悬停在空中，大大节省了无人机锂电池的宝贵电能，无人机关机时无需人员操控，节省操纵无人机的人力，摄制机位稳定性极高从而视频质量更高；同时在关机悬停在挂杆装置时还可以进行空中充电，为摄像机拍摄以及后续的无人机飞行补充宝贵的电能。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中A处局部放大后的结构示意图。

图3为第一电磁铁的仰视图。

图4为第二电磁铁的俯视图。

具体实施方式

如图1～图4所示，一种用于摄制外语教学资源的航拍系统，包括无人机装置、挂杆装置和录像录音装置；

无人机12为多旋翼无人机，多旋翼无人机的各旋翼均匀设置于无人机的机身周边，可以是四旋翼无人机、六旋翼无人机或八旋翼无人机，无人机12的外壳、内部支架、旋翼、齿轮和轴承等由航空铝合金或者优质塑料制成；

录像录音装置包括三轴云台13、可调焦距的摄像机14、录音装置和第一遥控器，摄像机14通过三轴云台13安装在无人机12下方，录音装置安装在采音位置，可以更加清晰地录制外语音频，第一遥控器用于远程操控摄像机14和录音装置，录像和录音的开始、暂停、停止保存通过开始键、暂停键、停止保存键同步操控；

挂杆装置包括第一空心杆2、第一电磁铁1和第一电磁铁开关，第一空心杆2为伸缩杆并悬挂于天花板15，第一电磁铁1固定于第一空心杆2下端，第一电磁铁1的下端面为内凹球面，第一电磁铁1通过第一连接线与第一电磁铁电源、第一电磁铁开关电连接，第一连接线自第一空心杆2内穿过；无人机装置包括无人机12、第二遥控器、第二空心杆11、第二电磁铁5和第二电磁铁遥控开关，第二空心杆11下端固定于无人机12的机壳并位于机身的重心上方，第二电磁铁5固定于第二空心杆11上端并高于无人机12的全部旋翼，第二电磁铁5的上端面为外凸球面，外凸球面的球面度大于内凹球面的球面度，第二电磁铁5通过第二连接线与无人机12内部的锂电池和第二电磁铁遥控开关电连接，第二连接线自第二空心杆11内穿过，第二电磁铁遥控开关使用第二遥控器远程操控。

无人机装置还包括第一充电端口、第二充电端口、充电线路、锂电池和充电遥控开关，无人机12的驱动装置、摄像机14和三轴云台13均与锂电池电连接，第一充电端口为即插式充电端口并安装于无人机12的机身侧面，第一端口、第二端口通过充电线路与锂电池电连接，充电线路自第二空心杆11内穿过，第二充电端口安装于第二电磁铁5的外凸球面，第二充电端口的阴极接触片6为圆形位于外凸球面的中心，第二充电端口的阳极接触片4为圆环状并围绕阴极接触片，第二充电端口与锂电池之间连接有充电遥控开关，充电遥控开关使用第二遥控器远程操控；挂杆装置还包括充电器16、充电器输出端口、充电器输入线路、充电器输出线路和充电器电源开关，充电器16安装于第一空心杆2与天花板15交汇处，充电器16通过充电器输入线路与充电器电源、充电器电源开关电连接，充电器16通过充电器输出线路与充电器输出端口电连接，充电器输出线路自第一空心杆2内穿过，充电器输出端口的阴极接触片3呈圆形并位于内凹球面的中心，充电器输出端口的阳极接触头8为3个金属柱，均为圆柱状并且末端呈半球形，3个充电器输出端口的阳极接触头8环绕设置于阴极接触片3的外周，第一电磁铁1设有安装槽7，阳极接触头8均通过弹簧10弹性安装于安装槽内并且末端突出于内凹球面，9为堵头，盖合于安装槽7开口处，充电器输出端口的阳极接触头8、阴极接触片3分别与第二充电端口的阳极接触片4、阴极接触片6配合。第一电磁铁1外包覆有绝缘外壳（未在图中示出），充电器输出端口的阳极接触头8、阴极接触片3均外露于绝缘外壳，第二电磁铁外包覆有绝缘外壳（未在图中示出），第二充电端口的阳极接触片4、阴极接触片6均外露于相应的绝缘外壳。充电器输出端口的阴极接触片3、充电器输出端口的阳极接触头8、第二充电端口的阴极接触片6和第二充电端口的阳极接触片4的材质均为铜并镀金。

挂杆装置设有两组以上并标记有编号、安装于天花板15不同位置，第一电磁铁开关标有与对应挂杆装置编号相同的编号并有序安装在操控处，所有挂杆装置充电器共用一个充电器电源开关并安装在操控处。

使用第二遥控器启动无人机12起飞，跟随需要拍摄的对象，使用第一遥控器开始键同时开启摄像机14和录音装置，开始进行航拍，当拍摄对象移动不大时，可以操控无人机12接近一个位置适合的挂杆装置，并使第二电磁铁5的外凸球面对准第一电磁铁1的内凹球面，使其相互接触，内凹球面的3个金属柱可以起到导向对准、缓冲扶正以及防止无人机12晃动的作用，开启无人机装置接触到的挂杆装置对应的第一电磁铁开关，第一电磁铁1吸引住第二电磁铁5，关闭无人机12驱动装置，无人机12就可以关机悬停在空中，继续拍摄，此时可以通过遥控器操纵三轴云台13调节摄像机14的拍摄角度，也可以通过遥控器操纵挂杆装置的伸缩杆调节摄像机的高低位置，还可以通过第一遥控器操纵摄像机14调节焦距，如果又需要飞行跟踪航拍，只需使用第二遥控器启动无人机12驱动装置，然后关闭无人机12所在挂杆装置的第一电磁铁开关，第一电磁铁1失去吸引力，无人机12脱离挂杆装置飞行拍摄，无人机12飞行状态与关机悬停状态交替时，只要重复上述操作。如果需要不断转动无人机12拍摄不同角度视频，只要开启第二遥控器飞行开关，并保持第一电磁铁1通电状态，操纵无人机12悬停转弯，无人机12就可以做360度无死角连续旋转，拍摄各角度视频；需要静止拍摄时只要关闭第二遥控器飞行开关，继续拍摄视频；无人机12转动状态与静止状态交替时，只要重复上述操作。因为挂杆装置设有两组以上并标记有编号、安装于天花板15不同位置，第一电磁铁开关标有与对应挂杆装置编号相同的编号并有序安装在操控处，无人机12可以飞行并关机悬停到各个位置不同的第一电磁铁1下，各个位置转换灵活，摄像机14机位变换方便。

其中，本发明中的有关电路原理以及连接关系，例如，第一电磁铁1、第一电磁铁开关和第一电磁铁电源的电路原理以及连接关系，第二充电端口、充电线路、锂电池和充电遥控开关的电路原理以及连接关系，第二电磁铁5、第二电磁铁遥控开关和锂电池的电路原理以及连接关系，充电器16、充电器输出端口、充电器输入线路、充电器输出线路和充电器电源开关的电路原理以及连接关系，均为本领域常规设置，在此不再一一说明。

无人机12关机悬停在挂杆装置上时，可以进行空中充电，第一电磁铁1吸住第二电磁铁5，无人机12第二充电端口的阴极接触片6与挂杆装置充电器16输出端口的阴极接触片3对接，无人机12第二充电端口的阳极接触片4与挂杆装置充电器16输出端口的阳极接触头8对接，开启充电器电源开关，然后使用第二遥控器开启充电遥控开关，挂杆装置充电器16开始为无人机12锂电池充电，就能为正在拍摄的摄像机14以及无人机12后续的飞行提供宝贵的电能，支持长时间的拍摄和飞行，在无人机脱离挂杆装置前，使用第二遥控器关闭充电遥控开关，然后关闭充电器电源开关。无人机12不使用时，也能通过安装在无人机12机身侧面的第一充电端口使用另外的配套充电器进行充电。

在没有挂杆装置的室内或者室外，也可以方便灵活地使用无人机12装置，只要有像吊扇之类的现成的位于半空的铁质物品，或者使用挂钩等悬挂一个底面平坦的铁质物品。使用第二遥控器启动无人机12起飞，跟随需要拍摄的对象，使用第一遥控器开始键同时开启摄像机14和录音装置，开始进行航拍，当拍摄对象移动不大时，可以操控无人机12接近一个位置适合的铁质物品，并使第二电磁铁5的外凸球面靠近或者接触铁质物品，使用第二遥控器开启第二电磁铁开关，第二电磁铁5吸引住铁质物品，关闭无人机12驱动装置，无人机12就可以关机悬停在空中，继续拍摄，可以通过遥控器操纵三轴云台13调节摄像机14的拍摄角度，也可以通过第一遥控器操纵摄像机14调节焦距，如果又需要飞行跟踪航拍，只需使用第二遥控器启动无人机12驱动装置，然后使用第二遥控器关闭第二电磁铁开关，第二电磁铁5失去吸引力，无人机12脱离铁质物品飞行拍摄，无人机12飞行状态与关机悬停状态交替时，只要重复上述操作。无人机12可以飞行固定到各个位置不同的铁质物品下，各个位置转换灵活，摄像机14机位变换方便。在此种场合使用时，无人机12充电遥控开关始终处于关闭状态，以防无人机12锂电池短路或者漏电。

视频和音频录制结束时，使用第一遥控器停止保存键同时关闭摄像机和录音装置并保存视频和音频。然后只要使用电脑软件把视频和音频编辑到一起，就可以在外语教学中使用了。

本发明具有新颖独特、结构简单、操作方便、转换灵活等优点，具有很大的推广价值。

Claims (5)

1.一种用于摄制外语教学资源的航拍系统，其特征在于：其包括无人机装置、挂杆装置和录像录音装置；所述录像录音装置包括三轴云台、可调焦距的摄像机、录音装置和第一遥控器，摄像机通过三轴云台安装在无人机下方，录音装置安装在采音位置，第一遥控器用于远程操控摄像机和录音装置；所述挂杆装置包括第一空心杆、第一电磁铁和第一电磁铁开关，所述第一空心杆为伸缩杆并悬挂于天花板，所述第一电磁铁固定于所述第一空心杆下端，所述第一电磁铁的下端面为内凹球面，第一电磁铁通过第一连接线与第一电磁铁电源、第一电磁铁开关电连接，所述第一连接线自所述第一空心杆内穿过；所述无人机装置包括无人机、第二遥控器、第二空心杆、第二电磁铁和第二电磁铁遥控开关，所述第二空心杆固定于无人机的机壳并位于机身的重心上方，所述第二电磁铁固定于第二空心杆上端并高于所述无人机的全部旋翼，所述第二电磁铁的上端面为外凸球面，所述外凸球面的球面度大于所述内凹球面的球面度，所述第二电磁铁通过第二连接线与所述无人机内部的锂电池和第二电磁铁遥控开关电连接，所述第二连接线自所述第二空心杆内穿过，所述第二电磁铁遥控开关使用第二遥控器远程操控。

2.根据权利要求1所述的一种用于摄制外语教学资源的航拍系统，其特征在于：所述无人机装置还包括第一充电端口、第二充电端口、充电线路、锂电池和充电遥控开关，无人机的驱动装置、摄像机和三轴云台均与所述锂电池电连接，所述第一充电端口为即插式充电端口并安装于无人机的机身侧面，所述第一端口、所述第二端口通过充电线路与所述锂电池电连接，所述充电线路自所述第二空心杆内穿过，所述第二充电端口安装于所述第二电磁铁的外凸球面，所述第二充电端口的阴极接触片为圆形位于所述外凸球面的中心，所述第二充电端口的阳极接触片为圆环状并围绕所述阴极接触片，第二充电端口与锂电池之间连接有充电遥控开关，所述充电遥控开关使用第二遥控器远程操控；所述挂杆装置还包括充电器、充电器输出端口、充电器输入线路、充电器输出线路和充电器电源开关，充电器安装于第一空心杆与天花板交汇处，所述充电器通过所述充电器输入线路与充电器电源、充电器电源开关电连接，所述充电器通过所述充电器输出线路与充电器输出端口电连接，所述充电器输出线路自所述第一空心杆内穿过，所述充电器输出端口的阴极接触片呈圆形位于所述内凹球面的中心，所述充电器输出端口的阳极接触头为3个金属柱，均为圆柱状并且末端呈半球形，3个所述充电器输出端口的阳极接触头环绕设置于阴极接触片的外周，所述第一电磁铁设有安装槽，所述充电器输出端口的阳极接触头均通过弹簧弹性安装于所述安装槽内并且末端突出于内凹球面，所述充电器输出端口的阳极接触头、阴极接触片分别与所述第二充电端口的阳极接触片、阴极接触片配合，所述第一电磁铁、所述第二电磁铁外均包覆有绝缘外壳，所述充电器输出端口的阳极接触头、阴极接触片以及所述第二充电端口的阳极接触片、阴极接触片均外露于相应的绝缘外壳。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于摄制外语教学资源的航拍系统，其特征在于：所述挂杆装置设有两组以上并标记有编号、安装于天花板不同位置，第一电磁铁开关标有与对应挂杆装置编号相同的编号并有序安装在操控处，所有所述挂杆装置充电器共用一个所述充电器电源开关并安装在操控处。

4.根据权利要求1或2所述的一种用于摄制外语教学资源的航拍系统，其特征在于：所述无人机为多旋翼无人机，所述多旋翼无人机的各旋翼均匀设置于无人机的机身周边。

5.根据权利要求4所述的一种用于摄制外语教学资源的航拍系统，其特征在于：所述多旋翼无人机为四旋翼无人机、六旋翼无人机或八旋翼无人机。