CN113464808A - 一种适用于复杂地形的测绘仪及其测绘方法 - Google Patents

一种适用于复杂地形的测绘仪及其测绘方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及测绘设备技术领域，公开了一种适用于复杂地形的测绘仪，包括用于放置测绘仪的载物台(1)及支撑载物台(1)的脚架(2)，其特征在于，还包括设于载物台(1)上的转向机构，所述转向机构包括安装于载物台(1)上底座(3)、带动测绘仪在水平方向旋转的水平扭转组件(4)、带动测绘仪在水平方向移动的平移组件(5)、带动测绘仪在竖直方向旋转的竖直扭转组件(6)及安装于竖直扭转组件(6)上的测绘仪安装座(7)；该测绘仪通过水平扭转组件、平移组件和竖直扭转组件共同作用实现对测绘仪进行调节，配合水平传感器、位移传感器等保持测绘仪处于水平状态及使测绘仪到所需要的测绘点，满足多方位测绘的需求。

Description

一种适用于复杂地形的测绘仪及其测绘方法
技术领域
本发明涉及测绘设备技术领域，具体涉及一种适用于复杂地形的测绘仪及其测绘方法。
背景技术
测绘仪是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离和高度差测量功能于一体的测绘仪器系统。测绘仪使用的区域很多，有山区、坡地、田野、水坑等，对于这种复杂地形现有常规测绘仪使用时，需要工作人员反复多次调解。有些区域还需要人机携带，如一种便于无人机携带的复杂地形测绘装置(授权公告号为CN110901915B)，其通过驱动电机，电动齿轮转动，电动齿轮与齿条啮合设置，齿条带动安装架上下移动，从而实现摄像头的上下移动，支撑杆上套设有套块，提高了齿条的移动稳定性；支撑保护机构的设置可对齿条底端起到支撑保护作用；齿条向下移动，带动支撑保护柱在套盒内移动，进而挤压复位缓冲弹簧，继而对齿条起到保护效果。但其对测绘摄像机的调节主要是竖直方向上下移动，不能满足多方位测绘的需求。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种适用于复杂地形的测绘仪，该测绘仪通过水平扭转组件、平移组件和竖直扭转组件共同作用实现对测绘仪进行调节，配合水平传感器、位移传感器等保持测绘仪处于水平状态及使测绘仪到所需要的测绘点，满足多方位测绘的需求；并提供相应的测绘方法。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种适用于复杂地形的测绘仪，包括用于放置测绘仪的载物台及支撑载物台的脚架，还包括设于载物台上的转向机构，所述转向机构包括安装于载物台上底座、带动测绘仪在水平方向旋转的水平扭转组件、带动测绘仪在水平方向移动的平移组件、带动测绘仪在竖直方向旋转的竖直扭转组件及安装于竖直扭转组件上的测绘仪安装座；
水平扭转组件包括安装于底座上的第一驱动电机及与第一驱动电机连接的第一转盘；
平移组件包括安装于第一转盘上的驱动轨道、滑动设置在驱动轨道的平移滑块及带动平移滑块沿驱动轨道上移动的第二驱动电机，第二驱动电机连接第一丝杆，第一丝杆与平移滑块螺纹连接；
竖直扭转组件包括与平移滑块端部转动连接的竖直扭转支架及带动竖直扭转支架相对平移滑块旋转的第三驱动电机；
水平扭转组件、平移组件和竖直扭转组件共同作用实现对测绘仪进行调节，配合水平传感器、位移传感器等保持测绘仪处于水平状态及使测绘仪到所需要的测绘点。
作为优选，还包括角度微调组件，角度微调组件包括与竖直扭转支架端部转动连接的角度微调支架及带动角度微调支架相对竖直扭转支架旋转的第四驱动电机；且测绘仪安装座设置在角度微调支架上。
作为优选，底座与第一转盘间还设有减震组件，缓解脚架震动对测绘仪的影响。
作为优选，脚架包括至少三支架腿，每一支架腿均与载物台背向转向机构的一侧通过转轴转动连接。
作为优选，脚架还包括带动架腿开合的调整机构，调整机构包括安装于载物台背向转向机构一侧的调整电机、与调整电机输出轴连接的第二丝杆及与第二丝杆螺纹连接调整移动块，调整移动块与每一支架腿间均通过连接杆连接，连接杆分别与调整移动块及支架腿转动。
调整电机工作，带动第二丝杆转动，从而带动调整移动块沿第二丝杆长度方向上下移动，以实现对架腿开合角度进行调节，通过连接杆连接调整移动块与架腿，稳定性较高。
作为优选，脚架还包括设于架腿端部的移动轮，方便移动。
作为优选，脚架还包括设于架腿端部的伸缩支撑组件，以适应不平的地面或调节高度。
作为优选，伸缩支撑组件为电动伸缩杆或驱动气缸。
作为优选，伸缩支撑组件的输出端安装有抓手，用于抓取地面上的可固定物以增强测绘仪的稳定性。
作为优选，伸缩支撑组件的输出端安装有伞型支撑爪，伞型支撑爪伸出伸缩支撑组件后自动打开以增强测绘仪的稳定性。
一种适用于复杂地形的测绘方法，使用上述测绘仪，测绘具体步骤如下：
S1：通过无人机、吊车或人工将测绘仪放置在测绘目标区域；
S2：配合水平传感器调整架腿开合角度及伸展长度，同时水平扭转组件带动测绘仪在水平方向旋转、竖直扭转组件带动测绘仪在竖直方向旋转、以及角度微调组件(对测绘仪进行角度旋转微调保持测绘仪处于水平状态；
S3：配合位移传感器调整平移组件带动测绘仪在水平方向移动，使测绘仪到所需要的测绘点，测绘仪工作进行测绘。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的测绘仪通过水平扭转组件、平移组件和竖直扭转组件共同作用实现对测绘仪进行调节，配合水平传感器、位移传感器等保持测绘仪处于水平状态及使测绘仪到所需要的测绘点，满足多方位测绘的需求。
附图说明
图1为本实施例1-4的测绘仪处于展开状态的结构示意图。
图2为本实施例1-4的测绘仪处于缩合状态的结构示意图。
图3为本实施例1-4的测绘仪中转向机构的结构示意图I。
图4为本实施例1-4的测绘仪中转向机构的结构示意图II。
图5为本实施例5的测绘仪的结构示意图。
图6为图5的主视图。
图7为本实施例6的测绘仪的结构示意图。
图8为本实施例6的测绘仪中抓手的结构示意图。
图9为本实施例7的测绘仪中伞型支撑爪的结构示意图。
附图中：1-载物台、2-脚架、21-架腿、22-调整机构、221-调整电机、222-第二丝杆、223-调整移动块、23-连接杆、24-移动轮、25-伸缩支撑组件、26-抓手、27-伞型支撑爪、3-底座、4-水平扭转组件、41-第一驱动电机、42-第一转盘、5-平移组件、51-驱动轨道、52-平移滑块、53-第二驱动电机、54-第一丝杆、6-竖直扭转组件、61-竖直扭转支架、62-第三驱动电机、7-测绘仪安装座、8-角度微调组件、81-角度微调支架、82-第四驱动电机、9-减震组件、10-测绘仪。
具体实施方式
实施例1：本发明一较佳实施例提供一种适用于复杂地形的测绘仪，包括用于放置测绘仪10的载物台1及支撑载物台1的脚架2，脚架2包括至少三支架腿21，每一支架腿21均与载物台1背向转向机构的一侧通过转轴转动连接。
本测绘仪10还包括设于载物台1上的转向机构，所述转向机构包括安装于载物台1上底座3、带动测绘仪10在水平方向旋转的水平扭转组件4、带动测绘仪10在水平方向移动的平移组件5、带动测绘仪10在竖直方向旋转的竖直扭转组件6及安装于竖直扭转组件6上的测绘仪10安装座7；
水平扭转组件4包括安装于底座3上的第一驱动电机41及与第一驱动电机41连接的第一转盘42；
平移组件5包括安装于第一转盘42上的驱动轨道51、滑动设置在驱动轨道51的平移滑块52及带动平移滑块52沿驱动轨道51上移动的第二驱动电机53，第二驱动电机53连接第一丝杆54，第一丝杆54与平移滑块52螺纹连接；
竖直扭转组件6包括与平移滑块52端部转动连接的竖直扭转支架61及带动竖直扭转支架61相对平移滑块52旋转的第三驱动电机62。
底座3与第一转盘42间还设有减震组件9，缓解脚架2震动对测绘仪10的影响。
水平扭转组件4、平移组件5和竖直扭转组件6共同作用实现对测绘仪10进行调节，配合水平传感器、位移传感器等保持测绘仪10处于水平状态及使测绘仪10到所需要的测绘点，平移组件5根据驱动轨道51对测绘仪10进行平移调节，不是大范围的平移调节。
实施例2：本发明一较佳实施例提供一种适用于复杂地形的测绘仪，其与上述实施例的区别仅在于：还包括角度微调组件8，角度微调组件8包括与竖直扭转支架61端部转动连接的角度微调支架81及带动角度微调支架81相对竖直扭转支架61旋转的第四驱动电机82；且测绘仪10安装座7设置在角度微调支架81上，角度微调组件8根据实际需要对测绘仪10进行角度旋转微调，满足多方面测绘的需求。
实施例3：本发明一较佳实施例提供一种适用于复杂地形的测绘仪，其与上述实施例的区别仅在于：脚架2还包括带动架腿21开合的调整机构22，调整机构22包括安装于载物台1背向转向机构一侧的调整电机221、与调整电机221输出轴连接的第二丝杆222及与第二丝杆222螺纹连接调整移动块223，调整移动块223与每一支架腿21间均通过连接杆23连接，连接杆23分别与调整移动块223及支架腿21转动。
调整电机221工作，带动第二丝杆222转动，从而带动调整移动块223沿第二丝杆222长度方向上下移动，以实现对架腿21开合角度进行调节，通过连接杆23连接调整移动块223与架腿21，稳定性较高。
实施例4：本发明一较佳实施例提供一种适用于复杂地形的测绘仪，其与上述实施例的区别仅在于：脚架2还包括设于架腿21端部的移动轮24，移动轮24便于测绘仪10使用在平地上，方便移动。
实施例5：本发明一较佳实施例提供一种适用于复杂地形的测绘仪，其与上述实施例的区别仅在于：脚架2还包括设于架腿21端部的伸缩支撑组件25，伸缩支撑组件25为电动伸缩杆或驱动气缸；每一支脚架2的伸缩支撑组件25根据地面的状态进行伸长，配合水平传感器等装置保持测绘仪10处于水平状态，以适应不平的地面；再保持测绘仪10处于水平状态的情况下，再同时调整每一支脚架2的伸缩支撑组件25的伸缩状态，可以调节测绘仪10的高度，满足测绘要求。
实施例6：本发明一较佳实施例提供一种适用于复杂地形的测绘仪，其与实施例5的区别仅在于：伸缩支撑组件25的输出端安装有抓手26，抓手26选取现有可自动进行抓取工作的抓爪，其抓取地面上的草皮、凸起岩石等可固定物以增强测绘仪10的稳定性。
实施例7：本发明一较佳实施例提供一种适用于复杂地形的测绘仪，其与实施例5或实施例6的区别仅在于：伸缩支撑组件25的输出端安装有伞型支撑爪27，伞型支撑爪27类似雨伞的伞骨结构，伸缩支撑组件25内设有容纳槽，而伸缩支撑组件25将其推出容纳槽后，在弹簧的作用下，伞型支撑爪27展开，再支撑与地面上，能够增强测绘仪10的稳定性。
具体测绘方法，步骤如下：
S1：通过无人机、吊车或人工将测绘仪10放置在测绘目标区域；
S2：配合水平传感器，通过调整机构22调整架腿21开合角度及伸展长度，同时水平扭转组件4带动测绘仪在水平方向旋转、竖直扭转组件6带动测绘仪在竖直方向旋转、以及角度微调组件8对测绘仪10进行角度旋转微调保持测绘仪处于水平状态；
S3：配合位移传感器调整平移组件5带动测绘仪10在水平方向移动，使测绘仪10到所需要的测绘点，测绘仪10工作进行测绘。

Claims (10)

1.一种适用于复杂地形的测绘仪，包括用于放置测绘仪的载物台(1)及支撑载物台(1)的脚架(2)，其特征在于，还包括设于载物台(1)上的转向机构，所述转向机构包括安装于载物台(1)上底座(3)、带动测绘仪在水平方向旋转的水平扭转组件(4)、带动测绘仪在水平方向移动的平移组件(5)、带动测绘仪在竖直方向旋转的竖直扭转组件(6)及安装于竖直扭转组件(6)上的测绘仪安装座(7)；
水平扭转组件(4)包括安装于底座(3)上的第一驱动电机(41)及与第一驱动电机(41)连接的第一转盘(42)；
平移组件(5)包括安装于第一转盘(42)上的驱动轨道(51)、滑动设置在驱动轨道(51)的平移滑块(52)及带动平移滑块(52)沿驱动轨道(51)上移动的第二驱动电机(53)，第二驱动电机(53)连接第一丝杆(54)，第一丝杆(54)与平移滑块(52)螺纹连接；
竖直扭转组件(6)包括与平移滑块(52)端部转动连接的竖直扭转支架(61)及带动竖直扭转支架(61)相对平移滑块(52)旋转的第三驱动电机(62)。
2.根据权利要求1所述的一种适用于复杂地形的测绘仪，其特征在于，还包括角度微调组件(8)，角度微调组件(8)包括与竖直扭转支架(61)端部转动连接的角度微调支架(81)及带动角度微调支架(81)相对竖直扭转支架(61)旋转的第四驱动电机(82)；且测绘仪安装座(7)设置在角度微调支架(81)上。
3.根据权利要求1所述的一种适用于复杂地形的测绘仪，其特征在于，底座(3)与第一转盘(42)间还设有减震组件(9)。
4.根据权利要求1所述的一种适用于复杂地形的测绘仪，其特征在于，脚架(2)包括至少三支架腿(21)，每一支架腿(21)均与载物台(1)背向转向机构的一侧通过转轴转动连接。
5.根据权利要求4所述的一种适用于复杂地形的测绘仪，其特征在于，脚架(2)还包括带动架腿(21)开合的调整机构(22)，调整机构(22)包括安装于载物台(1)背向转向机构一侧的调整电机(221)、与调整电机(221)输出轴连接的第二丝杆(222)及与第二丝杆(222)螺纹连接调整移动块(223)，调整移动块(223)与每一支架腿(21)间均通过连接杆(23)连接，连接杆(23)分别与调整移动块(223)及支架腿(21)转动。
6.根据权利要求5所述的一种适用于复杂地形的测绘仪，其特征在于，脚架(2)还包括设于架腿(21)端部的移动轮(24)。
7.根据权利要求5所述的一种适用于复杂地形的测绘仪，其特征在于，脚架(2)还包括设于架腿(21)端部的伸缩支撑组件(25)，以适应不平的地面或调节高度。
8.根据权利要求7所述的一种适用于复杂地形的测绘仪，其特征在于，伸缩支撑组件(25)为电动伸缩杆或驱动气缸。
9.根据权利要求8所述的一种适用于复杂地形的测绘仪，其特征在于，伸缩支撑组件(25)的输出端安装有抓手(26)，用于抓取地面上的可固定物以增强测绘仪的稳定性；伸缩支撑组件(25)的输出端安装有伞型支撑爪(27)，伞型支撑爪(27)伸出伸缩支撑组件(25)后自动打开以增强测绘仪的稳定性。
10.一种适用于复杂地形的测绘方法，其特征在于，使用权利要求1-9中任一项所述的测绘仪，测绘具体步骤如下：
S1：通过无人机、吊车或人工将测绘仪放置在测绘目标区域；
S2：配合水平传感器调整架腿(21)开合角度及伸展长度，同时水平扭转组件(4)带动测绘仪在水平方向旋转、竖直扭转组件(6)带动测绘仪在竖直方向旋转、以及角度微调组件(8)对测绘仪进行角度旋转微调保持测绘仪处于水平状态；
S3：配合位移传感器调整平移组件(5)带动测绘仪在水平方向移动，使测绘仪到所需要的测绘点，测绘仪工作进行测绘。
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