CN114111746B - 一种遥感测绘用定位机器人及保持标识杆稳定的方法 - Google Patents

Abstract

一种遥感测绘用定位机器人，涉及遥感测绘装置技术领域，包括底座、设于底座下端的多个钻地固定腿、设于底座上表面中心处的标识杆、设于标识杆顶端的无线信号发射器，所述的底座内设有蓄电池和控制器，所述的蓄电池通过导线与控制器电性连接，所述的底座的上表面还设有倾角传感器，所述的倾角传感器通过导线与控制器信号连接，所述的控制器分别通过导线与无线信号发射器、钻地固定腿电性连接。保持标识杆稳定的方法包括装置安装定位、锁定土壤、恶劣天气自动调节的步骤。本发明通过智能化控制，在遇到恶劣天气时，可及时调整钻地固定腿入地的深度，并调节底座的水平度，确保标识杆的稳定。

Description

一种遥感测绘用定位机器人及保持标识杆稳定的方法

技术领域

本发明涉及遥感测绘装置技术领域，具体涉及一种遥感测绘用定位机器人及保持标识杆稳定的方法。

背景技术

遥感(remote sensing)是指非接触的，远距离的探测技术。一般指运用传感器/遥感器对物体的电磁波的辐射、反射特性的探测。遥感是通过遥感器这类对电磁波敏感的仪器，在远离目标和非接触目标物体条件下探测目标地物，获取其反射、辐射或散射的电磁波信息(如电场、磁场、电磁波、地震波等信息)，并进行提取、判定、加工处理、分析与应用的一门科学和技术。

测绘遥感是以空间载体为基础，对地面实地利用遥感器等传感器进行扫描，通过各种内业处理，从而得到地面各地物的三维坐标。

现有的遥感测绘定位装置结构简单，难以抵御大风等恶劣天气影响，不具备自动调节功能。

发明内容

为解决现有技术的问题，本发明提供了一种遥感测绘用定位机器人及保持标识杆稳定的方法。

为解决上述问题，本发明技术方案为：

一种遥感测绘用定位机器人，包括底座、设于底座下端的多个钻地固定腿、设于底座上表面中心处的标识杆、设于标识杆顶端的无线信号发射器，所述的底座内设有蓄电池和控制器，所述的蓄电池通过导线与控制器电性连接，所述的底座的上表面还设有倾角传感器，所述的倾角传感器通过导线与控制器信号连接，所述的控制器分别通过导线与无线信号发射器、钻地固定腿电性连接。

优选的，所述的钻地固定腿包括设于底座内的第一伺服电机、对应第一伺服电机设于底座下表面并沿纵向向下延伸的第一套管、设于第一套管底端且与第一套管滑动套接的第二套管、固定设于第二套管底端的钻地钉，所述的第一伺服电机的输出端向第一套管内延伸并同轴固定连接有第一转轴，所述的第一转轴的外壁表面间隔设置有多组第一伸缩爪，所述的第一套管的外壁上设有用以供第一伸缩爪的爪杆出入的导向孔，当第一伺服电机转动至固定角度时，爪杆伸出导向孔，当第一伺服电机回到初始位置时，爪杆回缩，并将导向孔封闭；

所述的第二套管内的顶部还固定设有第二私服电机，所述的第二伺服电机的输出端固定连接有第二转轴，所述的第二转轴的外壁上间隔分布有多组第二伸缩爪，所述的第二伸缩爪与第一伸缩爪结构相同，在第二套管的外壁上也设有可供第二伸缩爪的爪杆出入的导向孔；

所述的第一转轴的底端通过第一推力轴承连接有电动推杆；所述的电动推杆的固定端与第一推力轴承的底端固定连接，伸缩端延伸入第二套管内，并与第二伺服电机的顶端固定连接，所述的电动推杆的缸筒外壁与第一套管的内壁固定连接；

所述的第二套管与第一套管的外径相同，在第二套管的顶部设有第一缩径段，第一缩径段插入第一套管的底部，在第一缩径段的顶部同轴设有向外翻折的限位环，在第一套管的底端同轴设有向内翻折的限位环，所述的向外翻折的限位环与向内翻折的限位环配合使用。

优选的，所述的第二伸缩爪包括同轴设于第二套管内的环形固定板，所述的环形固定板的内孔可供第二转轴穿过，在内孔的上表面边缘同轴固定设有环形定位板，所述的环形定位板的外周等间隔分布有多个拉伸弹簧，所述的拉伸弹簧的一端与环形定位板的外表面固定连接，另一端固定连接有滑动座，所述的滑动座底部所在的环形固定板的上表面沿对应的导向孔的轴向设有直线导轨，所述的滑动座与直线导轨滑动连接，滑动座的外侧端固定连接有爪杆，在初始状态下，爪杆的端部伸入导向孔内，并将导向孔封闭；所述的第二转轴的外壁表面还设有L形推杆，所述的L形推杆包括水平杆及竖直杆，所述的水平杆的一端与第二转轴的外壁固定连接，另一端与竖直杆的顶端固定连接，所述的竖直杆的底部外侧还设有滑块，在滑动座的内侧端沿水平方向设有直线滑槽，所述的滑块限位于直线滑槽内，并与直线滑槽滑动连接；初始状态下，滑块位于滑动座内侧端面的一侧端部，当第二转轴转动时，滑块移动至直线滑槽的中部，并将爪杆推出导向孔。

优选的，所述的在第一缩径段的底部与第一套管底部的接触面为向外侧斜下方倾斜的斜面。

优选的，所述的标识杆的顶部设有第二缩径段，所述的第二缩径段上设有径向轴承，所述的径向轴承的外圈外表面等间隔固定设有多个反光叶片。

优选的，所述的底座的上表面四角分别设有射灯，所述的射灯的灯光射向反光叶片。

优选的，所述的底座上表面设有光敏传感器，所述的光敏传感器通过导线与控制器信号连接，所述的控制器通过导线与射灯电性连接。

本发明一种遥感测绘用定位机器人及保持标识杆稳定的方法具有如下有益效果：1、本发明通过设置可旋转的反光叶片和射灯，可起到良好的标识效果，在夜间也可以指引操作人员和无人机找到标识杆；2、本发明通过智能化控制，在遇到恶劣天气时，可及时调整钻地固定腿入地的深度，并调节底座的水平度，确保标识杆的稳定。

附图说明

图1、本发明的正面剖视结构示意图；

图2、本发明的俯视结构示意图；

图3、本发明C-C向的剖视结构示意图；

图4、本发明A处的局部结构示意图；

图5、本发明B处的局部结构示意图；

1：底座，2：标识杆安装座，3：标识杆，4：径向轴承，5：反光叶片，6：无线信号发射器，7：第二缩径段，8：射灯安装座，9：射灯，10：控制器；11：蓄电池，12：第一伺服电机，13：第一套管，14：第一转轴，15：电动推杆，16：第一推力轴承，17：第二推力轴承，18：第二私服电机，19：钻地钉,20：第二转轴；21：滑动座，22：爪杆，23：导向孔，24：直线导轨，25：环形固定板，26：环形定位板，27：拉伸弹簧，28：水平杆，29：竖直杆，30.第一缩径段，31：接触面，32：向外翻折的限位环，33：倾角传感器，34：第二套管，35：直线滑槽，36：滑块。

具体实施方式

以下所述，是以阶梯递进的方式对本发明的实施方式详细说明，该说明仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”“下”“左”“右”“顶”“底”“内”“外”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，仅是为了描述本发明和简化描述，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、以及特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在一个实施例中，本发明一种遥感测绘用定位机器人，如图1-5所示，包括底座1、设于底座1下端四角处的钻地固定腿、设于底座1上表面中心处的标识杆3、设于标识杆3顶端的无线信号发射器6，所述的底座1内设有蓄电池11和控制器10，所述的蓄电池通过导线与控制器电性连接，所述的底座1的上表面还设有倾角传感器33，所述的倾角传感器33通过导线与控制器信号连接，所述的控制器分别通过导线与无线信号发射器、钻地固定腿电性连接。

在进一步的实施例中，如图1-5所示，所述的钻地固定腿包括设于底座1内的第一伺服电机12、对应第一伺服电机12设于底座1下表面并沿纵向向下延伸的第一套管13、设于第一套管13底端且与第一套管滑动套接的第二套管34、固定设于第二套管34底端的钻地钉19，所述的第一伺服电机12的输出端向第一套管内延伸并同轴固定连接有第一转轴14，所述的第一转轴14的外壁表面间隔设置有多组第一伸缩爪，所述的第一套管13的外壁上设有用以供第一伸缩爪的爪杆出入的导向孔23，当第一伺服电机12转动至固定角度时，爪杆伸出导向孔，当第一伺服电机12回到初始位置时，爪杆回缩，并将导向孔23封闭；

所述的第二套管34内的顶部还固定设有第二私服电机18，所述的第二伺服电机18的输出端固定连接有第二转轴20，所述的第二转轴20的外壁上间隔分布有多组第二伸缩爪，所述的第二伸缩爪与第一伸缩爪结构相同，在第二套管的外壁上也设有可供第二伸缩爪的爪杆出入的导向孔；

所述的第一转轴14的底端通过第一推力轴承16连接有电动推杆15；所述的电动推杆15的固定端与第一推力轴承16的底端固定连接，伸缩端延伸入第二套管34内，并与第二伺服电机的顶端固定连接，所述的电动推杆14的缸筒外壁与第一套管13的内壁固定连接；

所述的第二套管34与第一套管13的外径相同，在第二套管34的顶部设有第一缩径段30，第一缩径段30插入第一套管13的底部，在第一缩径段30的顶部同轴设有向外翻折的限位环32，在第一套管13的底端同轴设有向内翻折的限位环，所述的向外翻折的限位环32与向内翻折的限位环配合使用。

在进一步的实施例中，如图1-5所示，所述的第二伸缩爪包括同轴设于第二套管34内的环形固定板25，所述的环形固定板25的内孔可供第二转轴20穿过，在内孔的上表面边缘同轴固定设有环形定位板26，所述的环形定位板26的外周等间隔分布有多个拉伸弹簧27，所述的拉伸弹簧27的一端与环形定位板26的外表面固定连接，另一端固定连接有滑动座21，所述的滑动座21底部所在的环形固定板25的上表面沿对应的导向孔23的轴向设有直线导轨24，所述的滑动座21与直线导轨24滑动连接，滑动座21的外侧端固定连接有爪杆22，在初始状态下，爪杆22的端部伸入导向孔23内，并将导向孔封闭；所述的第二转轴20的外壁表面还设有L形推杆，所述的L形推杆包括水平杆28及竖直杆29，所述的水平杆28的一端与第二转轴的外壁固定连接，另一端与竖直杆29的顶端固定连接，所述的竖直杆的底部外侧还设有滑块36，在滑动座21的内侧端沿水平方向设有直线滑槽35，所述的滑块36限位于直线滑槽35内，并与直线滑槽35滑动连接；初始状态下，滑块36位于滑动座内侧端面的一侧端部，当第二转轴转动时，滑块36移动至直线滑槽35的中部，并将爪杆22推出导向孔23。

在进一步的实施例中，如图4所示，所述的在第一缩径段30的底部与第一套管底部的接触面31为向外侧斜下方倾斜的斜面。接触面为斜面可避免在接触面上积存较多泥沙，影响到钻地动作。

在进一步的实施例中，如图1-5所示，所述的标识杆3的顶部设有第二缩径段7，所述的第二缩径段7上设有径向轴承4，所述的径向轴承4的外圈外表面等间隔固定设有多个反光叶片5。反光叶片在白天可反射太阳光，具有良好的标识作用，风力作用下，反光叶片可随风旋转，使操作无人机的工作人员或无人机可很容易在远处发现标识杆。

在进一步的实施例中，如图1-5所示，所述的底座1的上表面四角分别设有射灯9，所述的射灯9的灯光射向反光叶片5。

在进一步的实施例中，如图1-5所示，所述的底座1上表面设有光敏传感器(图中未画出)，所述的光敏传感器通过导线与控制器信号连接，所述的控制器通过导线与射灯9电性连接。在夜晚的时候，控制器根据光敏传感器的光信号控制射灯9发射光线到反光叶片5，反光叶片5在风力作用下旋转，可有效提高标识作用，使操作人员和无人机容易在夜晚发现标识杆。

本发明的使用原理公开了保持标识杆稳定的方法：

包括如下步骤：

S1、在指定地点，使底座保持水平，并将钻地固定腿插入土壤内；

S2、打开控制器，控制器启动第一伺服电机和第二伺服电机，第一伺服电机和第二伺服电机的输出端转动设定角度，将多组爪杆推出导向孔，使钻地固定腿牢牢固定；在使用过程中，由于多组第一伸缩爪和第二伸缩爪，故可保证装置的稳定，避免标识杆发生晃动；

S3、当遇到较为恶劣的天气，标识杆发生倾斜时，倾角传感器检测到倾角信息，控制器先同时控制各个钻地固定腿做钻地动作，使钻地固定腿更深地钻入土壤内，然后调节底座较高一侧的钻地固定腿，使其做更多的钻地动作，直至底座恢复到水平状态；

S4、当底座恢复到水平状态后，重复启动第一伺服电机和第二伺服电机，将爪杆伸出导向孔，重新使装置与土壤牢固锁定。

其中，钻地动作的步骤是：

A、在控制器的操控下，保持第一伸缩爪的爪杆锁定土壤，将第二伸缩爪的爪杆收回，启动电动推杆，向下推动第二套管，使第二套管更深地插入土壤内；

B、在控制器的操控下，第二伸缩爪的爪杆伸出导向孔，并锁定土壤，第一伸缩爪的爪杆收回，启动电动推杆，在电动推杆的拉力作用下，第一套管被更深入地拉入土壤内；

C、在控制器的操控下，第一伸缩爪的爪杆伸出导向孔，重复以上步骤，直到钻地固定腿钻入所需深度为止。

另外，在步骤S3中，倾角传感器检测检测到底座倾斜较小角度时就应启动步骤S3，比如底座上表面与水平面夹角5度时即启动步骤S3，如此可降低底座调平的难度，同时避免夹角较大时造成钻地固定腿与土壤之间过度松动。

本发明的电动推杆优选笔式电动推杆，所需推力根据施工地点土壤的硬度而定。

Claims (5)

1.一种遥感测绘用定位机器人，其特征为：包括底座、设于底座下端的多个钻地固定腿、设于底座上表面中心处的标识杆、设于标识杆顶端的无线信号发射器，所述的底座内设有蓄电池和控制器，所述的蓄电池通过导线与控制器电性连接，所述的底座的上表面还设有倾角传感器，所述的倾角传感器通过导线与控制器信号连接，所述的控制器分别通过导线与无线信号发射器、钻地固定腿电性连接；

所述的钻地固定腿包括设于底座内的第一伺服电机、对应第一伺服电机设于底座下表面并沿纵向向下延伸的第一套管、设于第一套管底端且与第一套管滑动套接的第二套管、固定设于第二套管底端的钻地钉，所述的第一伺服电机的输出端向第一套管内延伸并同轴固定连接有第一转轴，所述的第一转轴的外壁表面间隔设置有多组第一伸缩爪，所述的第一套管的外壁上设有用以供第一伸缩爪的爪杆出入的导向孔，当第一伺服电机转动至固定角度时，爪杆伸出导向孔，当第一伺服电机回到初始位置时，爪杆回缩，并将导向孔封闭；

所述的第二套管内的顶部还固定设有第二伺服电机，所述的第二伺服电机的输出端固定连接有第二转轴，所述的第二转轴的外壁上间隔分布有多组第二伸缩爪，所述的第二伸缩爪与第一伸缩爪结构相同，在第二套管的外壁上也设有可供第二伸缩爪的爪杆出入的导向孔；

所述的第一转轴的底端通过第一推力轴承连接有电动推杆；所述的电动推杆的固定端与第一推力轴承的底端固定连接，伸缩端延伸入第二套管内，并与第二伺服电机的顶端固定连接，所述的电动推杆的缸筒外壁与第一套管的内壁固定连接；

所述的第二套管与第一套管的外径相同，在第二套管的顶部设有第一缩径段，第一缩径段插入第一套管的底部，在第一缩径段的顶部同轴设有向外翻折的限位环，在第一套管的底端同轴设有向内翻折的限位环，所述的向外翻折的限位环与向内翻折的限位环配合使用；

所述的第二伸缩爪包括同轴设于第二套管内的环形固定板，所述的环形固定板的内孔可供第二转轴穿过，在内孔的上表面边缘同轴固定设有环形定位板，所述的环形定位板的外周等间隔分布有多个拉伸弹簧，所述的拉伸弹簧的一端与环形定位板的外表面固定连接，另一端固定连接有滑动座，所述的滑动座底部所在的环形固定板的上表面沿对应的导向孔的轴向设有直线导轨，所述的滑动座与直线导轨滑动连接，滑动座的外侧端固定连接有爪杆，在初始状态下，爪杆的端部伸入导向孔内，并将导向孔封闭；所述的第二转轴的外壁表面还设有L形推杆，所述的L形推杆包括水平杆及竖直杆，所述的水平杆的一端与第二转轴的外壁固定连接，另一端与竖直杆的顶端固定连接，所述的竖直杆的底部外侧还设有滑块，在滑动座的内侧端沿水平方向设有直线滑槽，所述的滑块限位于直线滑槽内，并与直线滑槽滑动连接；初始状态下，滑块位于滑动座内侧端面的一侧端部，当第二转轴转动时，滑块移动至直线滑槽的中部，并将爪杆推出导向孔；

所述的在第一缩径段的底部与第一套管底部的接触面为向外侧斜下方倾斜的斜面；

保持标识杆稳定的方法，包括如下步骤：

S1、在指定地点，使底座保持水平，并将钻地固定腿插入土壤内；

S2、打开控制器，控制器启动第一伺服电机和第二伺服电机，第一伺服电机和第二伺服电机的输出端转动设定角度，将多组爪杆推出导向孔，使钻地固定腿牢牢固定；

S3、当遇到较为恶劣的天气，标识杆发生倾斜时，倾角传感器检测到倾角信息，控制器先同时控制各个钻地固定腿做钻地动作，使钻地固定腿更深地钻入土壤内，然后调节底座较高一侧的钻地固定腿，使其做更多的钻地动作，直至底座恢复到水平状态；

S4、当底座恢复到水平状态后，重复启动第一伺服电机和第二伺服电机，将爪杆伸出导向孔，重新使装置与土壤牢固锁定；

所述的钻地动作的步骤是：

A、在控制器的操控下，保持第一伸缩爪的爪杆锁定土壤，将第二伸缩爪的爪杆收回，启动电动推杆，向下推动第二套管，使第二套管更深地插入土壤内；

B、在控制器的操控下，第二伸缩爪的爪杆伸出导向孔，并锁定土壤，第一伸缩爪的爪杆收回，启动电动推杆，在电动推杆的拉力作用下，第一套管被更深入地拉入土壤内；

C、在控制器的操控下，第一伸缩爪的爪杆伸出导向孔，重复以上步骤，直到钻地固定腿钻入所需深度为止。

2.如权利要求1所述的一种遥感测绘用定位机器人，其特征为：所述的标识杆的顶部设有第二缩径段，所述的第二缩径段上设有径向轴承，所述的径向轴承的外圈外表面等间隔固定设有多个反光叶片。

3.如权利要求2所述的一种遥感测绘用定位机器人，其特征为：所述的底座的上表面四角分别设有射灯，所述的射灯的灯光射向反光叶片。

4.如权利要求3所述的一种遥感测绘用定位机器人，其特征为：所述的底座上表面设有光敏传感器，所述的光敏传感器通过导线与控制器信号连接，所述的控制器通过导线与射灯电性连接。

5.如权利要求4所述的一种遥感测绘用定位机器人，其特征为：在步骤S3中，倾角传感器检测检测到底座上表面与水平面夹角5度时即启动步骤S3。