CN112623211B - 一种测绘航拍用的无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测绘航拍用的无人机,包括机架环、螺旋桨臂、螺旋桨组件,其中,所述机架环内分布有多条由圆心向边缘辐射的辐条,所述机架环上圆周均匀分布有六个活塞套筒,所述活塞套筒的轴指向机架环的圆心,所述活塞套筒内贯穿设置有与其同轴滑动配合的螺旋桨臂,所述螺旋桨臂远离圆心的一端上设有螺旋桨组件;所述机架环的下方通过辐条固定有起落架,所述起落架内设置有电池飞控装置,所述起落架下方的中心设有摄像机云台装置。与现有技术相比,本发明无人机在靠近地面时,占用地面空间较小,以适应不同地形和地理位置;确保桨叶能获得较高的转速和机动性,使无人机操控更精确,在高空时,有更好的稳定性和抗风能力,确保拍摄画面平稳。
Description
技术领域
本发明涉及一种无人机技术领域,具体是一种测绘航拍用的无人机。
背景技术
无人机航测是传统航空摄影测量手段的有力补充,具有机动灵活、高效快速、精细准确、作业成本低、适用范围广、生产周期短等特点,在小区域和飞行困难地区高分辨率影像快速获取方面具有明显优势,其系统携带的数码相机、数字彩色航摄相机等设备可快速获取地表信息,获取超高分辨率数字影像和高精度定位数据,便于进行各类环境下应用系统的开发和应用。无人机航拍可广泛应用于国家重大工程建设、灾害应急与处理、国土监察、资源开发、新农村和小城镇建设等方面,尤其在基础测绘、土地资源调查监测、土地利用动态监测、数字城市建设和应急救灾测绘数据获取等方面具有广阔前景。
现有数据可以得知,多旋翼飞行器轴距越大,其升力杠杆越长,稳定性越好,大风环境中干扰较小,获取的图像越平稳和清晰。但是受到物理性质的限制,随着轴距增加,其控制带宽在不断地减小,随之带来的影响有,陀螺效应更为明显,机动性更低,控制精度越低。
在无人机测绘航拍的实际应用中,由于起飞的地理地形条件限制,其在起飞和降落时要求体积小,机动性和控制精度高,以防止碰到树枝、崖壁、墙体等障碍物,其在高空中时不存在障碍物,但风力较强,因此控制精度的要求不高,而对稳定性和抗风能力有更高的要求。
另外,随着无人机轴距越大,为提供稳定的升力,其对应的螺旋桨旋转直径也应该越大,否则升力杠杆不能维持较好的平衡反而会降低其稳定性。
因此,有必要提供一种测绘航拍用的无人机,以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种测绘航拍用的无人机,包括机架环、螺旋桨臂、螺旋桨组件,其中,所述机架环内分布有多条由圆心向边缘辐射的辐条,所述机架环上圆周均匀分布有六个活塞套筒,所述活塞套筒的轴指向机架环的圆心,所述活塞套筒内贯穿设置有与其同轴滑动配合的螺旋桨臂,所述螺旋桨臂远离圆心的一端上设有螺旋桨组件;
所述机架环的下方通过辐条固定有起落架,所述起落架内设置有电池飞控装置,所述起落架下方的中心设有摄像机云台装置。
进一步的,作为优选,所述辐条的中心可转动地设置有转盘,所述转盘的边缘铰接有多根桨臂连杆,且每根所述桨臂连杆的另一端各与一根螺旋桨臂靠近圆心的一端铰接。
进一步的,作为优选,所述转盘的底部中心固定连接有转盘轴,所述转盘轴可转动地设置在辐条的中心,所述转盘下方的转盘轴上套设有与其固定连接的转盘涡轮,所述转盘涡轮一侧的辐条上可转动地设有与之配合的转盘蜗杆,所述转盘蜗杆能够由固定在辐条上的转盘电机驱动旋转。
进一步的,作为优选,所述螺旋桨组件包括电机底座、桨叶夹条,所述电机底座下方固定有螺旋桨电机,所述螺旋桨电机的输出轴为转轴,所述转轴与电机底座可转动地连接,且贯穿其上表面与桨叶夹条固定连接,所述桨叶夹条由上下两块长板组成,每块长板的左右两边都开设有腰形槽,所述桨叶夹条两侧的上下长板间各设有一个桨叶根,所述桨叶根的上方通过桨叶销钉与桨叶夹条上长板的腰形槽滑动连接,所述桨叶根上固定有桨叶。
进一步的,作为优选,所述螺旋桨组件还包括升降环和桨叶连杆,所述桨叶连杆穿过桨叶夹条下长板的腰形槽与桨叶根的底部铰接,且两侧的桨叶连杆远离桨叶夹条一端对称地铰接到升降环的边缘,所述升降环套设在桨叶夹条与电机底座间的转轴上。
进一步的,作为优选,所述升降环通过滚珠花键与转轴连接;所述升降环为上大下小的阶梯套轴,其下部分套设有轴承拨叉,所述轴承拨叉两侧固定有拨叉销钉。
进一步的,作为优选,所述电机底座一侧固定有桨臂套头,所述桨臂套头与螺旋桨臂可拆卸地连接;
所述桨臂套头上方两侧有提升杆铰接座,每个提升杆铰接座上铰接有一根提升杆,所述提升杆远离提升杆铰接座的一端开设有腰形槽,且两根提升杆上的腰形槽分别于轴承拨叉两侧的拨叉销钉连接;
两根提升杆间通过在一根拉伸连杆连接柱固定连接,所述拉伸连杆连接柱中间可转动地连接有拉伸连杆,所述拉伸连杆远离拉伸连杆连接柱的一端铰接在活塞套筒的上方。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明中,转盘电机通过蜗轮蜗杆传动使驱动转盘旋转,改变桨臂连杆跟与其铰接的螺旋桨臂间的夹角,使螺旋桨臂伸出机架环外的长度不同,同时,随着螺旋桨臂的伸缩,提升杆铰接座改变与活塞套筒的距离,拉伸连杆拉动提升杆划动,使与其连接的轴承拨叉拨动升降环升降,从而使桨叶连杆将桨叶根向桨叶夹条推开或聚合桨叶,改变桨叶的旋转直径;
使得本发明的无人机在靠近地面时,占用地面空间较小,以适应不同地形和地理位置;确保桨叶能获得较高的转速和机动性,使无人机操控更精确,在高空时,有更好的稳定性和抗风能力,确保拍摄画面平稳。
本发明中,每个螺旋桨臂同步伸缩,平衡性好,且联动桨叶的聚合程度,使螺旋桨臂在缩回时避免桨叶太大而相互碰撞,也避免螺旋桨臂在伸长时桨叶太小而降低稳定性。
附图说明
图1为一种测绘航拍用的无人机的结构示意图;
图2为一种测绘航拍用的无人机的转盘与螺旋桨臂连接结构示意图;
图3为一种测绘航拍用的无人机的转盘与螺旋桨臂连接剖面结构示意图;
图4为一种测绘航拍用的无人机的螺旋桨组件结构示意图;
图5为一种测绘航拍用的无人机的螺旋桨组件剖面结构示意图;
图中:1、机架环;2、辐条;3、螺旋桨臂;4、活塞套筒;5、螺旋桨组件;6、转盘;7、桨臂连杆;8、电池飞控装置;9、摄像机云台装置;10、起落架;11、转盘轴;12、转盘涡轮;13、转盘蜗杆;14、转盘电机;31、桨臂套头;32、提升杆铰接座;33、提升杆;34、拉伸连杆;35、拉伸连杆连接柱;51、电机底座;52、转轴;53、升降环;54、轴承拨叉;55、桨叶连杆;56、桨叶夹条;57、桨叶;58、拨叉销钉;59、螺旋桨电机;510、桨叶根;511、桨叶销钉。
具体实施方式
请参阅图1,本发明实施例中,一种测绘航拍用的无人机,包括机架环1、螺旋桨臂3、螺旋桨组件5,其中,所述机架环1内分布有多条由圆心向边缘辐射的辐条2,所述机架环1上圆周均匀分布有六个活塞套筒4,所述活塞套筒4的轴指向机架环1的圆心,所述活塞套筒4内贯穿设置有与其同轴滑动配合的螺旋桨臂3,所述螺旋桨臂3远离圆心的一端上设有螺旋桨组件5;
所述机架环1的下方通过辐条2固定有起落架10,所述起落架10内设置有电池飞控装置8,所述起落架10下方的中心设有摄像机云台装置9。
请参阅图1和图2,本实施例中,所述辐条2的中心可转动地设置有转盘6,所述转盘6的边缘铰接有多根桨臂连杆7,且每根所述桨臂连杆7的另一端各与一根螺旋桨臂3靠近圆心的一端铰接;
需要注意的是,所述桨臂连杆7的长度使其跟与其铰接的螺旋桨臂3间的夹角能够在0°到45°间变化,且该夹角在最大和最小时分别对应螺旋桨臂3伸出机架环1外的最小和最大长度。
请参阅图2和图3,本实施例中,所述转盘6的底部中心固定连接有转盘轴11,所述转盘轴11可转动地设置在辐条2的中心,所述转盘6下方的转盘轴11上套设有与其固定连接的转盘涡轮12,所述转盘涡轮12一侧的辐条2上可转动地设有与之配合的转盘蜗杆13,所述转盘蜗杆13能够由固定在辐条2上的转盘电机14驱动旋转,且还使得转盘6能够自锁;
也就是说,转盘电机14通过蜗轮蜗杆传动能够驱动转盘6旋转,改变桨臂连杆7跟与其铰接的螺旋桨臂3间的夹角,使螺旋桨臂3伸出机架环1外不同长度,从而改变本发明无人机的直径。
请参阅图4和图5,本实施例中,所述螺旋桨组件5包括电机底座51、桨叶夹条56,所述电机底座51下方固定有螺旋桨电机59,所述螺旋桨电机59的输出轴为转轴52,所述转轴52与电机底座51可转动地连接,且贯穿其上表面与桨叶夹条56固定连接,所述桨叶夹条56由上下两块长板组成,每块长板的左右两边都开设有腰形槽,所述桨叶夹条56两侧的上下长板间各设有一个桨叶根510,所述桨叶根510的上方通过桨叶销钉511与桨叶夹条56上长板的腰形槽滑动连接,所述桨叶根510上固定有桨叶57。
请参阅图4和图5,本实施例中,所述螺旋桨组件5还包括升降环53和桨叶连杆55,所述桨叶连杆55穿过桨叶夹条56下长板的腰形槽与桨叶根510的底部铰接,且两侧的桨叶连杆55远离桨叶夹条56一端对称地铰接到升降环53的边缘,所述升降环53套设在桨叶夹条56与电机底座51间的转轴52上。
请参阅图5,本实施例中,所述升降环53通过滚珠花键与转轴52连接,使其能够沿转轴52上下移动且能够传递转轴52的扭矩。
请参阅图4和图5,本实施例中,所述升降环53为上大下小的阶梯套轴,其下部分套设有轴承拨叉54,所述轴承拨叉54两侧固定有拨叉销钉58。
请参阅图1和图4,本实施例中,所述电机底座51一侧固定有桨臂套头31,所述桨臂套头31与螺旋桨臂3可拆卸地连接;
所述桨臂套头31上方两侧有提升杆铰接座32,每个提升杆铰接座32上铰接有一根提升杆33,所述提升杆33远离提升杆铰接座32的一端开设有腰形槽,且两根提升杆33上的腰形槽分别于轴承拨叉54两侧的拨叉销钉58连接;
两根提升杆33间通过在一根拉伸连杆连接柱35固定连接,所述拉伸连杆连接柱35中间可转动地连接有拉伸连杆34,所述拉伸连杆34远离拉伸连杆连接柱35的一端铰接在活塞套筒4的上方;
也就是说,当螺旋桨臂3伸长,提升杆铰接座32远离活塞套筒4,则拉伸连杆34拉动提升杆33划动上升,使与其连接的轴承拨叉54拨动升降环53上升,从而使桨叶连杆55将桨叶根510向桨叶夹条56边缘推动而撑开桨叶57,使得桨叶57的旋转直径变大,有利于保持螺旋桨臂3伸长后的飞行稳定性。
具体实施时,起飞或降落前,转盘电机14通过蜗轮蜗杆传动使驱动转盘6旋转,增大桨臂连杆7跟与其铰接的螺旋桨臂3间的夹角,使螺旋桨臂3伸出机架环1外的长度最短,以确保无人机占用地面空间较小,以适应不同地形和地理位置;
同时,螺旋桨臂3缩短,提升杆铰接座32靠近活塞套筒4,则拉伸连杆34拉动提升杆33划动下降,使与其连接的轴承拨叉54拨动升降环53下降,从而使桨叶连杆55将桨叶根510向桨叶夹条56中心推动而聚合桨叶57,使得桨叶57的旋转直径变小,确保桨叶57能获得较高的转速和机动性,使无人机操控更精确;
起飞后,同理,时螺旋桨臂3伸出机架环1外的长度增加,桨叶57的旋转直径变大,从而使无人机有更好的稳定性和抗风能力,确保拍摄画面平稳。
以上所述的,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种测绘航拍用的无人机,包括机架环(1)、螺旋桨臂(3)、螺旋桨组件(5),其特征在于,所述机架环(1)内分布有多条由圆心向边缘辐射的辐条(2),所述机架环(1)上圆周均匀分布有六个活塞套筒(4),所述活塞套筒(4)的轴指向机架环(1)的圆心,所述活塞套筒(4)内贯穿设置有与其同轴滑动配合的螺旋桨臂(3),所述螺旋桨臂(3)远离圆心的一端上设有螺旋桨组件(5);
所述机架环(1)的下方通过辐条(2)固定有起落架(10),所述起落架(10)内设置有电池飞控装置(8),所述起落架(10)下方的中心设有摄像机云台装置(9);
所述螺旋桨组件(5)包括电机底座(51)、桨叶夹条(56),所述电机底座(51)下方固定有螺旋桨电机(59),所述螺旋桨电机(59)的输出轴为转轴(52),所述转轴(52)与电机底座(51)可转动地连接,且贯穿其上表面与桨叶夹条(56)固定连接,所述桨叶夹条(56)由上下两块长板组成,每块长板的左右两边都开设有腰形槽,所述桨叶夹条(56)两侧的上下长板间各设有一个桨叶根(510),所述桨叶根(510)的上方通过桨叶销钉(511)与桨叶夹条(56)上长板的腰形槽滑动连接,所述桨叶根(510)上固定有桨叶(57);
所述螺旋桨组件(5)还包括升降环(53)和桨叶连杆(55),所述桨叶连杆(55)穿过桨叶夹条(56)下长板的腰形槽与桨叶根(510)的底部铰接,且两侧的桨叶连杆(55)远离桨叶夹条(56)一端对称地铰接到升降环(53)的边缘,所述升降环(53)套设在桨叶夹条(56)与电机底座(51)间的转轴(52)上;
所述电机底座(51)一侧固定有桨臂套头(31),所述桨臂套头(31)与螺旋桨臂(3)可拆卸地连接;
所述桨臂套头(31)上方两侧有提升杆铰接座(32),每个提升杆铰接座(32)上铰接有一根提升杆(33),所述提升杆(33)远离提升杆铰接座(32)的一端开设有腰形槽,且两根提升杆(33)上的腰形槽分别于轴承拨叉(54)两侧的拨叉销钉(58)连接;
两根提升杆(33)间通过在一根拉伸连杆连接柱(35)固定连接,所述拉伸连杆连接柱(35)中间可转动地连接有拉伸连杆(34),所述拉伸连杆(34)远离拉伸连杆连接柱(35)的一端铰接在活塞套筒(4)的上方。
2.根据权利要求1所述的一种测绘航拍用的无人机,其特征在于,所述辐条(2)的中心可转动地设置有转盘(6),所述转盘(6)的边缘铰接有多根桨臂连杆(7),且每根所述桨臂连杆(7)的另一端各与一根螺旋桨臂(3)靠近圆心的一端铰接。
3.根据权利要求2所述的一种测绘航拍用的无人机,其特征在于,所述转盘(6)的底部中心固定连接有转盘轴(11),所述转盘轴(11)可转动地设置在辐条(2)的中心,所述转盘(6)下方的转盘轴(11)上套设有与其固定连接的转盘涡轮(12),所述转盘涡轮(12)一侧的辐条(2)上可转动地设有与之配合的转盘蜗杆(13),所述转盘蜗杆(13)能够由固定在辐条(2)上的转盘电机(14)驱动旋转。
4.根据权利要求1所述的一种测绘航拍用的无人机,其特征在于,所述升降环(53)通过滚珠花键与转轴(52)连接。
5.根据权利要求1所述的一种测绘航拍用的无人机,其特征在于,所述升降环(53)为上大下小的阶梯套轴,其下部分套设有轴承拨叉(54),所述轴承拨叉(54)两侧固定有拨叉销钉(58)。
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