CN112874802B - 基于无人机的智能工程监理监控系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种基于无人机的智能工程监理监控系统，包括设置于无人机上的拍摄装置，所述无人机的底部转动设置有转盘，所述拍摄装置的一端铰接于所述转盘，所述无人机上设置有用于驱动所述转盘转动的驱动装置，所述转盘上还设置有用于调节所述拍摄装置的倾斜角度的角度调节装置；所述角度调节装置包括滑动设置于所述转盘上的滑块以及一端铰接于所述滑块的连杆，所述连杆远离所述滑块的一端铰接于所述拍摄装置的一端，所述转盘上设置有用于驱动所述滑块滑动的动力机构，所述转盘上还设置有用于调节所述滑块的滑动速度的变速调节机构。本申请具有无需重复调整无人机便可多角度调节拍摄装置的拍摄角度的效果。

Description

基于无人机的智能工程监理监控系统

技术领域

本发明涉及工程监理的领域，尤其是涉及基于无人机的智能工程监理监控系统。

背景技术

建设工程监理单位受建设单位委托，根据法律法规、工程建设标准、勘察设计文件及合同，在施工阶段对建设工程质量、造价、进度进行监控，对合同、信息进行管理，对工程建设相关方的关系进行协调，并履行建设工程安全生产管理法定职责的服务活动。

随着无人机应用在国内的推广，无人机逐渐被应用在监理工作中。在工程施工中，通过将拍摄设备安装在无人机上，并使用无人机对施工现场进行监控和拍摄，将实时数据回传至查看终端供监理人员查看，以便于监理人员对施工现场进行监控管理。

然而，相关技术中，由于拍摄设备一般是固定在无人机上，使用无人机进行监理拍摄工作时，对于需要拍摄不同角度的施工区域，则需要反复调节无人机的位置，从而调整拍摄角度，且由于无人机在每次调整角度时摆动幅度都比较大，导致难以将无人机调节至合适的拍摄角度。

发明内容

为了改善现有的工程监理工作中难以通过控制无人机以调整拍摄角度的现象，本申请提供基于无人机的智能工程监理监控系统。

本申请提供的基于无人机的智能工程监理监控系统采用如下的技术方案：

一种基于无人机的智能工程监理监控系统，包括设置于无人机上的拍摄装置，所述无人机的底部转动设置有转盘，所述拍摄装置的一端铰接于所述转盘，所述无人机上设置有用于驱动所述转盘转动的驱动装置，所述转盘上还设置有用于调节所述拍摄装置的倾斜角度的角度调节装置；

所述角度调节装置包括滑动设置于所述转盘上的滑块以及一端铰接于所述滑块的连杆，所述连杆远离所述滑块的一端铰接于所述拍摄装置的一端，所述转盘上设置有用于驱动所述滑块滑动的动力机构，所述转盘上还设置有用于调节所述滑块的滑动速度的变速调节机构。

通过采用上述技术方案，在使用无人机进行监理的过程中，通过驱动装置驱动转盘转动，以使拍摄装置随着转盘的转动而发生转动，由此改变拍摄装置在水平面上的拍摄角度。同时，通过驱动滑块滑动，以使连杆的一端随着滑块的滑动而发生移动，由此使得连杆发生倾斜，即，当连杆由竖直状态移动至倾斜状态时，连杆的两端之间的垂直距离逐渐变短，从而使得连杆远离滑块的一端逐渐上升，进而带动拍摄装置绕铰接点转动，以改变拍摄装置的倾斜角度，由此使得在实际拍摄的过程中，可通过调节拍摄装置的拍摄角度进行拍摄，从而无需反复多次调节无人机的位置，使得调整拍摄施工区域的拍摄角度更方便。

优选的，所述动力机构包括设置于所述转盘上的螺杆以及用于驱动所述螺杆转动的第一电机，所述螺杆贯穿且螺纹连接于所述滑块。

通过采用上述技术方案，第一电机驱动螺杆转动，由此带动滑块滑动，从而实现调节拍摄装置的拍摄角度。

优选的，所述变速调节机构包括用于改变所述第一电机的输入电压的滑动变阻器以及用于调节所述滑动变阻器的阻值的变阻调节组件，所述滑动变阻器与所述第一电机电性连接。

通过采用上述技术方案，调节滑动变阻器的阻值以改变流过滑动变阻器的电压，从而改变流入第一电机的电压，由此改变第一电机的转速。

优选的，所述滑动变阻器包括支架以及设置于所述支架上的线圈，所述支架上还设置有金属导杆，所述金属导杆上滑移设置有导电片，所述导电片的一端抵触于所述线圈，所述金属导杆的一端连接输入电源，所述线圈的一端连接于所述第一电机的输入端。

通过采用上述技术方案，电能通过金属导杆传导至导电片，并通过导电片传导至线圈，然后由线圈的一端传导至第一电机的输入端，通过改变电压流过线圈的圈数，从而改变滑动变阻器的阻值，由此改变流过滑动变阻器的电压大小，以实现调节第一电机的转速上。

优选的，所述变阻调节组件包括沿所述螺杆的长度方向设置于所述转盘的转轴以及套设于所述转轴的凸轮，所述导电片上设置有受力部，所述凸轮的边沿抵接于所述受力部的一侧，所述滑动变阻器上设置有用于驱动所述受力部复位的弹性复位组件，所述弹性复位组件位于所述受力部背离所述凸轮的一侧。

通过采用上述技术方案，调节滑动变阻器的阻值时，通过驱动转轴转动，从而使凸轮转动，以使凸轮推动受力部滑动，从而改变导电片抵触线圈的位置，以实现改变线圈的阻值。

优选的，所述螺杆上套设有小齿轮，所述转轴上套设有大齿轮，所述大齿轮与所述小齿轮啮合连接。

通过采用上述技术方案，使得第一电机驱动螺杆转动时，能够同步驱动转轴转动，且利用大齿轮与小齿轮之间的传动比，从而降低转轴的转速，使凸轮转动更稳定。

优选的，所述弹性复位组件包括套设于所述金属导杆上的弹簧，所述弹簧的一端连接于所述支架，所述弹簧的另一端连接于所述受力部。

通过采用上述技术方案，弹簧向受力部提供弹力，以使凸轮由远心端抵触受力部转动至近心端抵触受力部时，凸轮还能够保持抵触受力部。

优选的，所述驱动装置包括设置于所述无人机上的第二电机以及设置于所述第二电机的输出轴的传动齿轮，所述转盘上设置有内齿环，所述传动齿轮与所述内齿圈啮合连接。

通过采用上述技术方案，利用内齿环与传动齿轮的传动比，从而使得转盘转速不会太快，从而使得转盘转动更稳定，进一步使得拍摄装置的转动更稳定。

优选的，所述第二电机的侧壁包覆有弹性橡胶套。

通过采用上述技术方案，在第二电机的侧壁增设弹性橡胶套以包覆第二电机，以减小第二电机工作时所产生的震动对无人机的影响。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过驱动装置驱动转盘转动，由此改变拍摄装置在水平面上的拍摄角度，同时，通过驱动滑块滑动，以改变连杆的倾斜角度，由此改变拍摄装置的拍摄角度进行拍摄，从而无需反复多次调节无人机的位置，使得调整拍摄施工区域的拍摄角度更方便；

2.通过调节滑动变阻器的阻值以改变流过滑动变阻器的电压，从而改变流入第一电机的电压，由此改变第一电机的转速。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明中底座与转盘爆炸后的局部剖视图；

图3是图2中A部分的放大图；

图4是本发明中转盘的局部剖视图；

图5是图4中B部分的放大图；

图6是本发明中电阻R1、滑动变阻器以及第一电机的电路连接结构图。

附图标记说明：1、无人机；2、底座；3、转动座；4、转盘；41、铰接座；42、铰接轴；43、条形槽；5、安装杆；51、折弯部；6、摄像头；7、第二电机；8、传动齿轮；9、固定环；10、内齿环；11、滑块；12、连杆；13、第一电机；14、螺杆；15、滑动变阻器；151、支架；152、套管；153、线圈；154、金属导杆；155、导电片；156、金属弹片；157、受力部；16、转轴；17、凸轮；18、大齿轮；19、小齿轮；20、弹簧；21、固定块。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

一种基于无人机的智能工程监理监控系统，参照图1，包括无人机1，无人机1的底部安装有底座2。参照图2，底座2的底部开设有转动槽，转动槽上安装有大致呈环形的转动座3，转动座3大致呈环形设置。转动座3上转动安装有转盘4，转盘4的底面安装有用于拍摄的拍摄装置。

具体的，参照图2和图3，拍摄装置包括安装在转盘4上的安装杆5以及安装在安装杆5上的摄像头6。其中，转盘4的底面安装有铰接座41，铰接座41上安装有铰接轴42，安装杆5的一端与铰接轴42转动连接。安装杆5远离铰接轴42的一端设有折弯部51，摄像头6安装在安装杆5的折弯部51。本实施例中，无人机1上还安装有用于向摄像头6提供电能的蓄电池。

参照图2和图3，底座2上还安装有用于驱动转盘4转动的驱动装置，具体的，驱动装置包括第二电机7以及套设在第二电机7的输出轴的传动齿轮8，转盘4上一体成型有固定环9，固定环9位于转盘4朝向无人机1的一侧。固定环9上固定有内齿环10，且内齿环10与传动齿轮8啮合连接。通过利用内齿环10与传动齿轮8的传动比，从而降低转盘4的转动速度，以使第二电机7驱动转盘4转动时更稳定。本实施例中，在无人机1的内部还安装有弹性橡胶套，弹性橡胶套套设在第二电机7的外侧，以使使第二电机7转动时所产生的大部分震动被弹性橡胶套抵消，从而减小震动对无人机1的影响。

此外，参照图2和图3，转盘4上还安装有用于调节摄像头6的拍摄角度的角度调节装置。可以理解为，上述中通过第二电机7驱动转盘4转动，以使摄像头6能够沿转盘4的周向方向转动，而角度调节装置则用于调节摄像头6朝向拍摄位置的倾斜角度。

具体的，参照图2和图3，角度调节装置包括开设在转盘4上的条形槽43以及与条形槽43滑移配合的滑块11，其中，条形槽43自转盘4的中心向转盘4的边沿延伸。本实施例中，条形槽43开设在转盘4的底面，且条形槽43沿转盘4的直径方向设置。

参照图2和图3，条形槽43的截面呈T形设置，滑块11为与条形槽43相配合的T形滑块11，以使得滑块11相对条形槽43的滑动更稳定，且滑块11不易从条形槽43中脱离。

参照图2和图3，滑块11的底面安装有连杆12，且连杆12的一端与滑块11铰接，另一端与安装杆5靠近摄像头6的一端铰接，由此使得滑块11沿滑槽滑动时，能够带动连杆12铰接于滑块11的一端发生移动，从而改变连杆12的倾斜角度，由此拉动安装杆5绕铰接轴42转动，从而带动摄像头6转动，以使摄像头6随着安装杆5的转动而发生转动，从而改变摄像头6朝向地面的倾斜角度，以便于调整摄像头6的拍摄角度，从而无需重复控制和调整无人机1的拍摄位置。

此外，参照图2和图3，转盘4上安装有用于驱动滑块11沿条形槽43的长度方向滑动的动力机构。

具体的，动力机构包括固定安装在转盘4上的第一电机13以及与第一电机13的输出轴连接的螺杆14。本实施例中，第一电机13通过无人机1上的蓄电池进行供电。即，第一电机13与上述第二电机7共用蓄电池，且第一电机13和第二电机7均为直流电机。

参照图2和图3，螺杆14沿条形槽43的长度方向设置，且螺杆14转动安装在条形槽43内。滑块11上开设有供螺杆14穿设的螺孔，且螺杆14与螺孔螺纹配合，由此以使第一电机13驱动螺杆14转动时，能够驱动滑块11沿条形槽43的长度方向移动，从而带动连杆12的一端移动，以改变连杆12的倾斜角度，使安装杆5转动，由此改变摄像头6的拍摄角度。

同样，为了减小第一电机13工作时的震动对无人机1的影响，因此，在第一电机13外同样套设有弹性橡胶套。

参照图4和图5，转盘4上还设有用于调节第一电机13的转速的变速调节机构。其中，变速调节机构为用于调节第一电机13的输入电压，通过变速调节机调节第一电机13的输入电压，从而改变第一电机13的功率，实现改变第一电机13的转速，由此改变滑块11的滑动速度，以便于调节摄像头6的倾斜角度。

具体的，参照图4和图5，变速调节机构包括安装在转盘4上的滑动变阻器15以及用于改变滑动变阻器15的阻值的变阻调节组件。其中，滑动变阻器15与第一电机13并联。

滑动变阻器15包括两个相对设置的支架151以及设在两个支架151之间的套管152，套管152上套设有金属线圈153，金属线圈153的两端均设有输出接线柱。

参照图4和图5，滑动变阻器15还包括安装在两个支架151之间的金属导杆154，金属导杆154的两端均设有输入接线柱，以便接入输入电源。金属导杆154上安装有导电片155，导电片155与金属导杆154滑移连接。导电片155的侧壁设有金属弹片156，金属弹片156远离导电片155的一端一体成型有触点，触点与线圈153相抵触。本实施例中，结合图6，滑动变阻器15的其中一个输入接线柱为输入接线柱a1，输入接线柱a1连接有电阻R1，电阻R1的另一端连接蓄电池的正极，由此与滑动变阻器15实现串联，从而起到分压的作用。滑动变阻器15的其中一个输出接线柱为输出接线柱b1，输出接线柱b1连接蓄电池的负极，第一电机13的正极和负极分别对应连接滑动变阻器的输入接线柱a1和输出接线柱b1，并通过滑动导电片155即可改变滑动变阻器15的阻值，由此改变第一电机13的输入电压，以改变第一电机13的转速。具体的，电阻R1、滑动变阻器15以及第一电机13的电路连接结构图参照图6。

继续参照图4和图5，变阻调节组件包括转动安装在转盘4上的转轴16以及套设在转轴16上的凸轮17。其中，转轴16沿螺杆14的长度方向设置。转轴16上套设有大齿轮18，螺杆14上套设有与大齿轮18啮合连接的小齿轮19，以使得螺杆14转动时能够带动转轴16转动。且利用大齿轮18与小齿轮19的传动比，从而降低转轴16的转速。

参照图4和图5，导电片155上固定安装有受力部157，凸轮17位于受力部157的一侧，且凸轮17的边沿抵触于受力部157的侧壁。滑动变阻器15上还安装有弹性复位组件，弹性复位组件位于受力部157背离凸轮17的一侧。本实施例中，弹性复位组件用于向受力部157提供弹力，以使受力部157能够始终保持抵触凸轮17。

具体的，参照图4和图5，弹性复位组件包括套设在金属导杆154上的弹簧20，弹簧20位于受力部157背离凸轮17的一侧，弹簧20的一端连接于受力部157，另一端连接有固定块21，固定块21与金属导杆154固定连接。需要说明的是，本实施例中，当凸轮17的近心端抵触受力部157时，弹簧20处于轻微压缩状态，且该状态下分至第一电机13的电压能够驱动第一电机13工作，以使螺杆14转动杆，从而带动转轴16转动。同时，当转轴16转动，从而带动凸轮17由近心端抵触受力部157转动至远心端抵触受力部157的过程中，受力部157受到凸轮17的抵接力，从而向弹簧20的一侧移动以压缩弹簧20，此时，滑动变阻器15的阻值变小，流过滑动变阻器15的电压增大，从而使得第一电机13的接入电压逐渐变大，由此使第一电机13的转速逐渐变快。

本申请的实施原理为：在使用无人机1进行监理的过程中，通过第二电机7驱动转盘4转动，以使拍摄装置随着转盘4的转动而发生转动，由此改变摄像头6在水平面上的拍摄角度。同时，通过第一电机13驱动滑块11滑动，以使连杆12的一端随着滑块11的滑动而发生移动，由此使得连杆12发生倾斜，即，当连杆12由竖直状态移动至倾斜状态时，连杆12的两端之间的垂直距离逐渐变短，从而使得连杆12远离滑块11的一端逐渐上升，进而带动拍摄装置绕铰接轴42转动，以改变摄像头6的倾斜角度。此外，在拍摄的过程中通过驱动滑动变阻器15的导电块移动，从而改变流向第一电机13的电压，由此改变第一电机13的转速，使第一电机13转动以较慢的转速逐渐变快，从而减小电机工作时的抖动。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (4)

1.基于无人机的智能工程监理监控系统，包括设置于无人机(1)上的拍摄装置，其特征在于：所述无人机(1)的底部转动设置有转盘(4)，所述拍摄装置的一端铰接于所述转盘(4)，所述无人机(1)上设置有用于驱动所述转盘(4)转动的驱动装置，所述转盘(4)上还设置有用于调节所述拍摄装置的倾斜角度的角度调节装置；

所述角度调节装置包括滑动设置于所述转盘(4)上的滑块(11)以及一端铰接于所述滑块(11)的连杆(12)，所述连杆(12)远离所述滑块(11)的一端铰接于所述拍摄装置的一端，所述转盘(4)上设置有用于驱动所述滑块(11)滑动的动力机构，所述转盘(4)上还设置有用于调节所述滑块(11)的滑动速度的变速调节机构；

所述动力机构包括设置于所述转盘(4)上的螺杆(14)以及用于驱动所述螺杆(14)转动的第一电机(13)，所述螺杆(14)贯穿且螺纹连接于所述滑块(11)；

所述变速调节机构包括用于改变所述第一电机(13)的输入电压的滑动变阻器(15)以及用于调节所述滑动变阻器(15)的阻值的变阻调节组件，所述滑动变阻器(15)与所述第一电机(13)电性连接；

所述滑动变阻器(15)包括支架(151)以及设置于所述支架(151)上的线圈(153)，所述支架(151)上还设置有金属导杆(154)，所述金属导杆(154)上滑移设置有导电片(155)，所述导电片(155)的一端抵触于所述线圈(153)，所述金属导杆(154)的一端连接输入电源，所述线圈(153)的一端连接于所述第一电机(13)的输入端；

所述变阻调节组件包括沿所述螺杆(14)的长度方向设置于所述转盘(4)的转轴(16)以及套设于所述转轴(16)的凸轮(17)，所述导电片(155)上设置有受力部(157)，所述凸轮(17)的边沿抵接于所述受力部(157)的一侧，所述滑动变阻器(15)上设置有用于驱动所述受力部(157)复位的弹性复位组件，所述弹性复位组件位于所述受力部(157)背离所述凸轮(17)的一侧；

所述螺杆(14)上套设有小齿轮(19)，所述转轴(16)上套设有大齿轮(18)，所述大齿轮(18)与所述小齿轮(19)啮合连接。

2.根据权利要求1所述的基于无人机的智能工程监理监控系统，其特征在于：所述弹性复位组件包括套设于所述金属导杆(154)上的弹簧(20)，所述弹簧(20)的一端连接于所述支架(151)，所述弹簧(20)的另一端连接于所述受力部(157)。

3.根据权利要求1所述的基于无人机的智能工程监理监控系统，其特征在于：所述驱动装置包括设置于所述无人机(1)上的第二电机(7)以及设置于所述第二电机(7)的输出轴的传动齿轮(8)，所述转盘(4)上设置有内齿环(10)，所述传动齿轮(8)与所述内齿环(10)啮合连接。

4.根据权利要求3所述的基于无人机的智能工程监理监控系统，其特征在于：所述第二电机(7)的侧壁包覆有弹性橡胶套。

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