CN112357108A - 一种遥感机载摄像头固定装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及航空遥杆遥测技术领域，公开了一种遥感机载摄像头固定装置，包括：无人机的机身、摄像机、支撑架、连接座、套筒、第一测距传感器、第二测距传感器和微处理器，机身下端连接有摄像机，靠近两侧位置固连有支撑架，连接座与机身固连，下端中心位置与摄像机可拆卸连接，多个套筒的上端与连接座连接，内部设有伸缩机构，伸缩机构能够沿套筒的轴向伸缩，移动杆的上端套接于套筒内，并与伸缩机构的伸缩端连接，多个第一测距传感器呈环状设于摄像机的外侧面，第二测距传感器设于支撑架的侧壁上，微处理器设于机身内，并分别与第一测距传感器和第二测距传感器信号连接，与机身内的电源电连接。本发明装置保证了摄像机不会被障碍物损坏。

Description

一种遥感机载摄像头固定装置

技术领域

本发明涉及航空遥杆遥测技术领域，特别涉及一种遥感机载摄像头固定装置。

背景技术

随着科技的发展，航空遥感遥测相关装置有了很大程度的发展，它的发展给人们在对地面物体进行高空探测时带来了很大的便利，其种类和数量也正在与日俱增，无人机是航空遥感遥测技术中应用最广的一种设备，而摄影摄像装置是无人机中不可或缺的一部分。

在现有的无人机上，摄像头是固定安装在无人机机身的下端，便于拍摄下方的视频照片信息，无人机的缓冲架安装在机身下端的两侧位置，摄像头最下端一般不会超过缓冲架的最下端，当无人机下降时，缓冲架可以对机身起到一定的缓冲作用，防止机身损坏，同时，避免摄像头与地面直接接触对摄像头造成损坏。

但无人机的下落位置并不一定都是在平坦的地面上，若是需要对一些山地等环境进行侦查或者数据检测时，山区环境中石块等凸起的障碍物较多，无人机在下落时可能会落在凸起的障碍物上，摄像头则可能直接碰撞到凸起的障碍物等坚硬物体导致其损坏，进而无法完成后续的拍摄工作，影响正常使用。

发明内容

本发明提供一种遥感机载摄像头固定装置，能够计算摄像头与正下方凸起的障碍物之间的距离值及支撑架与地面之间的距离值进而调整移动杆的伸出长度，避免无人机在下落至山区地面时，地面上的凸起的障碍物等尖硬物体直接接触摄像机。

本发明提供了一种遥感机载摄像头固定装置，包括：

包括无人机的机身，机身的下端中心位置连接有摄像机，机身的下端靠近两侧位置固连有支撑架，支撑架位于摄像机的两侧，支撑架的下端面低于摄像机的下端面；

连接座，上端与机身的下端固连，下端中心位置与摄像机可拆卸连接；

多个套筒，上端与连接座连接，下端面低于摄像机的下端面，内部设有伸缩机构，伸缩机构能够沿套筒的轴向伸缩；

移动杆，上端套接于套筒内，并与伸缩机构的伸缩端连接，下端能够延伸出套筒的下端面；

多个第一测距传感器，呈环状设于摄像机的外侧面，下端面与摄像机的下端面齐平；

第二测距传感器，设于支撑架的靠近下端面的侧壁上，下端与支撑架的下端面齐平；

微处理器，设于机身内，并分别与第一测距传感器和第二测距传感器信号连接，与机身内的电源电连接，能够同时接收多个第一测距传感器和第二测距传感器传送来的距离信息并进行差值计算得出最大的差值，此差值为第一测距传感器检测到的距离值减去第二测距传感器检测到的距离值，同时微处理器内预设摄像机与套筒下端面的初始差值，在每次计算第一测距传感器和第二测距传感器传送来的距离信息并进行差值计算时需要减去初始差值得到绝对差值，当绝对差值大于零时，通过此绝对差值控制伸缩机构伸长同等数值的长度，当再次开启电源时，微处理器控制伸缩机构复位即移动杆缩入套筒内，此时，移动杆的下端面与套筒的下端面齐平。

可选的，伸缩机构包括：

电机，固定于套筒的上底壁，输出轴竖直设置，与微处理器通过电机控制器信号连接，与电源电连接；

螺杆，竖直设于套筒内，上端与电机的输出轴通过联轴器连接，下端不低于套筒的下端面；

螺母，螺接于螺杆上，移动杆的内部中空，上端开口，螺杆的上部套接入移动杆的内部，移动杆的上端面与螺母的下端面固连，侧面连接有滑块，滑块与设置于套筒内壁上的竖直滑槽滑动配合；

微处理器接收到第一测距传感器和第二测距传感器传送来的距离信息并进行两次差值计算得到绝对差值后，通过电机控制器控制电机转动绝对差值对应的圈数，则螺母下移，螺母下移的距离等于绝对差值，再次开启电源后，微处理器通过电机控制器电机反向转动相同圈数。

可选的，连接座内具有多个空腔，空腔分别与套筒位置对应，连接座的下端面具有多个连通孔，连通孔分别与空腔连通，空腔内设有缓冲机构，套筒的上端穿过连通孔延伸入空腔内并与缓冲机构连接。

可选的，缓冲机构包括：

移动块，下端与套筒的上端固连，上端通过多个依次铰接的连杆与空腔的上腔面铰接；

多个滑动块，设于移动块的四周，与空腔的上腔面滑动连接，滑动块与移动块相互接触的面均为斜面。

可选的，滑动块与空腔的侧壁之间连接有弹簧。

可选的，移动杆的下端连接有缓冲垫。

可选的，连接座下端中心位置具有连接槽，连接槽的槽壁具有内螺纹，摄像机的上端面固连有连接柱，连接柱具有与内螺纹相配合的外螺纹，连接柱与连接槽螺纹连接。

可选的，移动杆之间连接有加强筋。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明通过设置的连接座使摄像机和无人机的机身实现可拆卸式连接，通过分别设置在摄像机和支撑架上设置的第一测距传感器和第二测距传感器可以在无人机下降至测距传感器检测范围内时实时检测摄像机和支撑架相对于其正下方的地面或物体的距离值传送给微处理器，微处理器进行差值计算得出最大差值，同时将此差值减去两个测距传感器的初始差值，得到绝对差值，若绝对差值大于零，则微处理器通过控制伸缩机构的伸出长度来使移动杆伸出套筒的伸出长度等于绝对差值，从而保证了摄像机的下端不会接触到正下方的凸起的障碍物，避免对摄像机造成损坏。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种遥感机载摄像头固定装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的伸缩机构的结构示意图；

图3为图1中G处的几部结构放大示意图。

附图标记说明：

1-机身，2-摄像机，3-支撑架，4-连接座，5-套筒，6-伸缩机构，610-电机，620-螺杆，630-螺母，640-滑块，650-竖直滑槽，7-移动杆，8-第一测距传感器，9-第二测距传感器，10-空腔，11-连通孔，12-缓冲机构，13-移动块，14-连杆，15-滑动块，16-弹簧，17-连接槽，18-连接柱，19-缓冲垫，20-加强筋。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的技术方案和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，本发明实施例提供的一种遥感机载摄像头固定装置，包括：无人机的机身1、摄像机2、支撑架3、连接座4、套筒5、第一测距传感器8、第二测距传感器9和微处理器，机身1的下端中心位置连接有摄像机2，机身1的下端靠近两侧位置固连有支撑架3，支撑架3位于摄像机2的两侧，支撑架3的下端面低于摄像机2的下端面，连接座4的上端与机身1的下端固连，下端中心位置与摄像机2可拆卸连接，多个套筒5的上端与连接座4连接，下端面低于摄像机2的下端面，内部设有伸缩机构6，伸缩机构6能够沿套筒5的轴向伸缩，移动杆7的上端套接于套筒5内，并与伸缩机构6的伸缩端连接，下端能够延伸出套筒5的下端面，多个第一测距传感器8呈环状设于摄像机2的外侧面，下端面与摄像机2的下端面齐平，第二测距传感器9设于支撑架3的靠近下端面的侧壁上，下端与支撑架3的下端面齐平，微处理器设于机身1内，并分别与第一测距传感器8和第二测距传感器9信号连接，与机身1内的电源电连接，能够同时接收多个第一测距传感器8和第二测距传感器9传送来的距离信息并进行差值计算得出最大的差值，此差值为第一测距传感器8检测到的距离值减去第二测距传感器9检测到的距离值，同时微处理器内预设摄像机2与套筒5下端面的初始差值，在每次计算第一测距传感器8和第二测距传感器9传送来的距离信息并进行差值计算时需要减去初始差值得到绝对差值，当绝对差值大于零时，通过此绝对差值控制伸缩机构6伸长同等数值的长度，当再次开启电源时，微处理器控制伸缩机构6复位即移动杆7缩入套筒5内，此时，移动杆7的下端面与套筒5的下端面齐平。

使用方法及工作原理：将摄像机2连接在连接座4上，在无人机的下落过程中，由于所有的距离传感器都有测量的最大范围，如100米，在无人机下落至距离地面100米时，第一传感器8和第二传感器9分别实时检测支撑架3和摄像机2与地面的距离值发送给微处理器，微处理器将多个第一传感器8检测到的距离值分别与第二传感器9检测到的距离值进行差值计算得出最大差值，同时减去第一传感器8与第二传感器9本身的高度差，即摄像机2与支撑架3最下端的距离值得到绝对差值，若地面平坦，则绝对差值约等于零，若摄像机2的正下方有凹陷低于支撑架正下方的地面，则此绝对差值小于零，若摄像机2的下方有凸起的障碍物，则此绝对差值大于零，此时，微处理器通过控制伸缩机构6使移动杆7伸出套筒5的距离为此绝对差值，如5cm，则套筒5和移动杆7的长度之和比支撑架3的长度长5cm，则无人机载下落的过程中，移动杆7先接触到凸起的障碍物上表面，对摄像机2起到支撑保护作用，避免了摄像机2与凸起的障碍物的直接接触，在本实施例中，套筒5为三个，分别以摄像机2为中心均布在其周围，形成三角形支撑，避免无人机下落后直接倾倒。

本发明通过设置的连接座使摄像机和无人机的机身实现可拆卸式连接，通过分别设置在摄像机和支撑架上设置的第一测距传感器和第二测距传感器可以在无人机下降至测距传感器检测范围内时实时检测摄像机和支撑架相对于其正下方的地面或物体的距离值传送给微处理器，微处理器进行差值计算得出最大差值，同时将此差值减去两个测距传感器的初始差值，得到绝对差值，若绝对差值大于零，则微处理器通过控制伸缩机构的伸出长度来使移动杆伸出套筒的伸出长度等于绝对差值，从而保证了摄像机的下端不会接触到正下方的凸起的障碍物，避免对摄像机造成损坏。

如图2所示，伸缩机构6包括：电机610、螺杆620和螺母630，电机610固定于套筒5的上底壁，输出轴竖直设置，与微处理器通过电机控制器信号连接，与电源电连接，螺杆620竖直设于套筒5内，上端与电机610的输出轴通过联轴器连接，下端不低于套筒5的下端面，螺母630螺接于螺杆620上，移动杆7的内部中空，上端开口，螺杆620的上部套接入移动杆7的内部，移动杆7的上端面与螺母630的下端面固连，侧面连接有滑块640，滑块640与设置于套筒5内壁上的竖直滑槽650滑动配合，微处理器接收到第一测距传感器8和第二测距传感器9传送来的距离信息并进行两次差值计算得到绝对差值后，通过电机控制器控制电机610转动绝对差值对应的圈数，则螺母630下移，螺母630下移的距离等于绝对差值，再次开启电源后，微处理器通过电机控制器电机610反向转动相同圈数。

使用方法及工作原理：若摄像机2的下方有凸起的障碍物，则此绝对差值大于零，此时，微处理器通过电机控制器控制电机610正转，则电机610带动螺杆620同步转动，螺接于螺杆620上的螺母630在滑块640和竖直滑槽650的限位作用下沿螺杆620竖直下移，直至螺母630的下移距离等于绝对差值，在此期间，微处理器根据绝对差值计算出螺杆620的转动圈数，螺杆620没转动一圈螺母630下移的距离是固定的，即将绝对差值除以螺杆620转动一圈螺母630下移的距离(单个螺距)即得到电机610的转动圈数，微处理器通过电机控制器控制电机610正转此圈数后使电机610停止转动即可使移动杆7伸出套筒5的长度等于绝对差值，每次完成降落后再次启动无人机电源时，微处理器通过电机控制器控制电机610反转相同的圈数进行移动杆7和螺母630的复位，即移动杆7缩入套筒5内，下端与套筒5的下端齐平，在本实施例中，螺杆620的底部连接有挡板，避免螺母630从螺杆620上脱落，竖直滑槽650的下端也未延伸出套筒5的下端，避免滑块640从竖直滑槽650内脱落，从而影响螺母630的竖直运动。

由于无人机在下落过程中会有重力加速度，在降落至地面时必然会和地面有撞击力产生，特别是在山区地带，地面较硬，也能遇到石块等硬质凸起的障碍物，这样当移动杆7的下端首先接触到障碍物后，会将较大的冲击力传递给连接座4，连接座4会进一步将冲击力传递给摄像机2，容易导致摄像机2产生位移甚至会有脱落损坏的风险，因此，本实施例在连接座4内设置了缓冲机构12用于缓冲掉移动杆7传递给连接座4的冲击力，这样就可以避免摄像机2在受到冲击时从连接座4脱落的情况，避免损坏摄像头。

如图3所示，连接座4内具有多个空腔10，空腔10分别与套筒5位置对应，连接座4的下端面具有多个连通孔11，连通孔11分别与空腔10连通，空腔10内设有缓冲机构12，套筒5的上端穿过连通孔11延伸入空腔10内并与缓冲机构12连接，缓冲机构12包括：移动块13和多个滑动块15，移动块13的下端与套筒5的上端固连，上端通过多个依次铰接的连杆14与空腔10的上腔面铰接，多个滑动块15设于移动块13的四周，与空腔10的上腔面滑动连接，滑动块15与移动块13相互接触的面均为斜面。

使用方法及工作原理：在本实施例中空腔10为三个，与套筒5的个数相同，每个空腔10内具有一个穿冲机构12，每个缓冲机构12包括四个滑动块15，四个滑动块15绕移动块13环布在其四周，且相邻的两个滑动块15之间的夹角为90°，空腔10的上腔壁分别具有前后左右四个方向的滑槽，滑动块15分别在各自的滑槽中与空腔10的上腔壁滑动连接，在移动杆7受到冲击后，冲击力沿移动杆7传递给套筒5，套筒5传递给其上的移动块13，移动块13则向上移动，进而推动四个滑动块15向前后左右四个方向滑动以此缓冲向上的冲击力，且在竖直方向上设置了依次铰接的连杆14，在本实施例中每个移动块13上端可连接3组依次铰接的连杆14，从而将残余的冲击力转化为连杆14的转动力进行缓冲，这样则很好的缓冲了障碍物对移动杆7的冲击力，避免冲击力通过连接座4传递给摄像机2。

可选的，滑动块15与空腔10的侧壁之间连接有弹簧16，可以使滑动块15迅速复位，同时也可起到一定的缓冲作用。

可选的，移动杆7的下端连接有缓冲垫19，在本实施例中，缓冲垫19为弹簧，在冲击力刚开始传导给移动杆7时进行初步缓冲吸收一部分冲击力，随后再经过缓冲机构12的缓冲，可以进一步保证缓冲效果。

可选的，连接座4下端中心位置具有连接槽17，连接槽17的槽壁具有内螺纹，摄像机2的上端面固连有连接柱18，连接柱18具有与内螺纹相配合的外螺纹，连接柱18与连接槽17螺纹连接，摄像机2与连接座4通过螺纹连接的方式实现可拆卸连接。

可选的，移动杆7之间连接有加强筋20，为了避免冲击力对移动杆7造成巨大冲击，将各个移动杆7之间分别用加强筋20进行连接，可以增强移动杆7的整体刚性，避免损坏影响支撑，保护了摄像机的安全。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种遥感机载摄像头固定装置，包括无人机的机身(1)，所述机身(1)的下端中心位置连接有摄像机(2)，所述机身(1)的下端靠近两侧位置固连有支撑架(3)，所述支撑架(3)位于所述摄像机(2)的两侧，所述支撑架(3)的下端面低于所述摄像机(2)的下端面，其特征在于，还包括：

连接座(4)，上端与所述机身(1)的下端固连，下端中心位置与所述摄像机(2)可拆卸连接；

多个套筒(5)，上端与所述连接座(4)连接，下端面低于所述摄像机(2)的下端面，内部设有伸缩机构(6)，所述伸缩机构(6)能够沿所述套筒(5)的轴向伸缩；

移动杆(7)，上端套接于所述套筒(5)内，并与所述伸缩机构(6)的伸缩端连接，下端能够延伸出所述套筒(5)的下端面；

多个第一测距传感器(8)，呈环状设于所述摄像机(2)的外侧面，下端面与所述摄像机(2)的下端面齐平；

第二测距传感器(9)，设于所述支撑架(3)的靠近下端面的侧壁上，下端与所述支撑架(3)的下端面齐平；

微处理器，设于所述机身(1)内，并分别与所述第一测距传感器(8)和第二测距传感器(9)信号连接，与所述机身(1)内的电源电连接，能够同时接收所述多个第一测距传感器(8)和第二测距传感器(9)传送来的距离信息并进行差值计算得出最大的差值，此差值为第一测距传感器(8)检测到的距离值减去第二测距传感器(9)检测到的距离值，同时所述微处理器内预设所述摄像机(2)与套筒(5)下端面的初始差值，在每次计算所述第一测距传感器(8)和第二测距传感器(9)传送来的距离信息并进行差值计算时需要减去初始差值得到绝对差值，当绝对差值大于零时，通过此绝对差值控制所述伸缩机构(6)伸长同等数值的长度，当再次开启电源时，微处理器控制伸缩机构(6)复位即移动杆(7)缩入所述套筒(5)内，此时，所述移动杆(7)的下端面与所述套筒(5)的下端面齐平。

2.如权利要求1所述的遥感机载摄像头固定装置，其特征在于，所述伸缩机构(6)包括：

电机(610)，固定于所述套筒(5)的上底壁，输出轴竖直设置，与所述微处理器通过电机控制器信号连接，与所述电源电连接；

螺杆(620)，竖直设于所述套筒(5)内，上端与所述电机(610)的输出轴通过联轴器连接，下端不低于所述套筒(5)的下端面；

螺母(630)，螺接于所述螺杆(620)上，所述移动杆(7)的内部中空，上端开口，所述螺杆(620)的上部套接入所述移动杆(7)的内部，所述移动杆(7)的上端面与所述螺母(630)的下端面固连，侧面连接有滑块(640)，所述滑块(640)与设置于所述套筒(5)内壁上的竖直滑槽(650)滑动配合；

所述微处理器接收到所述第一测距传感器(8)和第二测距传感器(9)传送来的距离信息并进行两次差值计算得到绝对差值后，通过电机控制器控制电机(610)转动绝对差值对应的圈数，则螺母(630)下移，螺母(630)下移的距离等于绝对差值，再次开启电源后，微处理器通过电机控制器电机(610)反向转动相同圈数。

3.如权利要求1所述的遥感机载摄像头固定装置，其特征在于，所述连接座(4)内具有多个空腔(10)，所述空腔(10)分别与所述套筒(5)位置对应，所述连接座(4)的下端面具有多个连通孔(11)，所述连通孔(11)分别与所述空腔(10)连通，所述空腔(10)内设有缓冲机构(12)，所述套筒(5)的上端穿过所述连通孔(11)延伸入所述空腔(10)内并与所述缓冲机构(12)连接。

4.如权利要求3所述的遥感机载摄像头固定装置，其特征在于，所述缓冲机构(12)包括：

移动块(13)，下端与所述套筒(5)的上端固连，上端通过多个依次铰接的连杆(14)与所述空腔(10)的上腔面铰接；

多个滑动块(15)，设于所述移动块(13)的四周，与所述空腔(10)的上腔面滑动连接，所述滑动块(15)与所述移动块(13)相互接触的面均为斜面。

5.如权利要求4所述的遥感机载摄像头固定装置，其特征在于，所述滑动块(15)与所述空腔(10)的侧壁之间连接有弹簧(16)。

6.如权利要求1所述的遥感机载摄像头固定装置，其特征在于，所述移动杆(7)的下端连接有缓冲垫(19)。

7.如权利要求1所述的遥感机载摄像头固定装置，其特征在于，所述连接座(4)下端中心位置具有连接槽(17)，所述连接槽(17)的槽壁具有内螺纹，所述摄像机(2)的上端面固连有连接柱(18)，所述连接柱(18)具有与所述内螺纹相配合的外螺纹，所述连接柱(18)与所述连接槽(17)螺纹连接。

8.如权利要求1所述的遥感机载摄像头固定装置，其特征在于，所述移动杆(7)之间连接有加强筋(20)。

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