CN114537687B - 一种地理信息测绘无人机设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于地理信息测绘技术领域，提供一种地理信息测绘无人机设备，包括无人机和测绘组件，无人机包括机体，机体的一端面上转动设有四个螺旋桨，其中四个螺旋桨由同一个转动终端控制，同时四个螺旋桨由四个转动电机分别控制转动，机体远离螺旋桨的一端面上可拆卸设有连接块，连接块远离机体的一端上开设有连接孔；本发明通过设置的平衡传感器以及速度感应器，进而对无人机在飞行过程中遇到的问题进行识别，进而控制测绘组件在空中受到两种不同的保护状态，当无人机其中一个螺旋桨停止工作时，通过保护气膜对测绘组件实现初步保护。

Description

一种地理信息测绘无人机设备

技术领域

本发明属于地理信息测绘技术领域，具体是一种地理信息测绘无人机设备。

背景技术

当前在对地理环境进行测绘时，由于地理环境的限制，无法通过人力以及仪器精准的地理环境进行观察，同时无人机的技术逐渐成熟，并且通过无人机对复杂环境进行全方面测绘越来越成熟。

申请号为202122085973.8的专利公开了一种测绘地理信息用测绘无人机减震起落架，虽然解决了无人机在起飞降落时对测绘组件带来的损伤，提高了无人机测绘的精准性，但当无人机在空中遇到危险时，无法及时的对测绘组件做出保护，可能会导致数据丢失的情况。

但现有的测绘无人机，有对起飞以及降落时的测绘组件进行保护，当无人机在空中受到危险甚至停止工作发生坠落时，只能使得测绘组件与无人机同时坠毁，不但造成经济上的损失，同时也会丢失已经采集的数据，使得测绘速率降低。

发明内容

本发明的目的是针对以上问题，本发明提供了一种地理信息测绘无人机设备，具有将无人机本体与测绘组件分开，进而进一步的对测绘组件内的精密仪器进行保护，同时应对无人机不同的故障能够产生不同的保护状态的优点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种地理信息测绘无人机设备，包括无人机和测绘组件，无人机包括机体，机体的一端面上转动设有四个螺旋桨，其中四个螺旋桨由同一个转动终端控制，同时四个螺旋桨由四个转动电机分别控制转动；

机体远离螺旋桨的一端面上可拆卸设有连接块，连接块远离机体的一端上开设有连接孔，连接块的侧壁上固定设有若干转动件，转动件远离连接块的一侧转动设有支架；

支架内设有若干缓冲伸缩球，其中缓冲伸缩球张开由支架工作过程中的转动角度控制；

测绘组件包括与连接孔配合连接的限位块，限位块远离连接块的一端固定设有保护板，保护板远离限位块的一端固定设有伸缩组件，伸缩组件上固定设有承载板，伸缩组件远离连接块的一端固定设有约束块，承载板上设有开口朝约束块的存放腔，存放腔内设有能够对约束块包裹的保护气膜，其中保护气膜工作由支架的转动角度控制；

保护气膜靠近支架的一端固定设有压力传感器；

机体内设有平衡传感器以及速度感应器，并且机体内固定设有控制终端，其中平衡传感器和速度感应器与控制终端连接，通过控制终端对支架的角度进行调整；

当四个螺旋桨其中一个停机不工作时，平衡传感器识别到机体机身发生倾斜时，支架向靠近测绘组件的一侧转动30°，保护气膜爆出对测绘组件进行初步保护；当四个螺旋桨同时停止工作时，此时平衡传感器检测到机身倾斜以及速度感应器检测降落速度加快，支架向靠近测绘组件的一侧转动60°，保护气膜与缓冲伸缩球相继爆出对测绘组件进行保护。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、通过设置的平衡传感器以及速度感应器，进而对无人机在飞行过程中遇到的问题进行识别，进而控制测绘组件在空中受到两种不同的保护状态，当无人机其中一个螺旋桨停止工作时，通过保护气膜对测绘组件实现初步保护，当无人机失去整个动力时，使得连接块与机体分离，同时支架上设置的缓冲伸缩球以及测绘组件上的保护气膜对测绘组件进行保护，避免测绘组件损坏后丢失数据。

2、利用连接块与机体之间的电磁连接方式，进而当无人机失去动力时，使得连接块与机体之间脱离，从而避免机体在坠地后电器元件损坏对缓冲伸缩球以及保护气膜造成损坏，降低对测绘组件的保护力度，进而通过与机体分离的方式，提高坠落后对测绘组件的保护，确保测绘组件内的精密仪器不会损坏以及数据不会丢失。

3、通过伸缩组件的长度变化调整正向测绘头的焦距情况，同时通过伸缩组件的长度变化能对侧向测绘头的转动角度进行调节，即当伸缩组件伸长时，侧向测绘头向远离正向测绘头的一端翻转，同时伸缩组件控制约束块移动的时候，侧向测绘头随正向测绘头同时移动，侧向测绘头的焦距也相对应的发生调整，从而使得侧向测绘头与正向测绘头的焦距始终处于匹配状态，提高测绘的范围程度。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明测绘组件的整体结构示意图；

图3为图2另一个方向上的结构示意图；

图4为图2整体结构的剖视结构示意图；

图5为本发明连接块与支架的连接结构示意图；

图6为图4中A的结构放大示意图；

图7为支架的整体结构剖视图；

图8为本发明整体结构的工作状态示意图。

图中标记：1、无人机；11、螺旋桨；12、机体；13、连接块；131、连接孔；14、支架；141、转动件；142、缓冲伸缩球；143、气体通道；144、气体存放腔；2、测绘组件；21、限位块；22、保护板；23、承载板；231、保护气膜；24、伸缩组件；25、约束块；251、侧向测绘头；252、正向测绘头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明能够根据螺旋桨11的转动状态，从而控制支架14的转动角度与姿态，以此实现对测绘组件2的不同的保护状态，避免在无人机1发生危险时，损坏测绘组件2内数据以及精密器件。

如图1-图8所示，一种地理信息测绘无人机设备，包括无人机1和测绘组件2，无人机1包括机体12，机体12的一端面上转动设有四个螺旋桨11，其中四个螺旋桨11由同一个转动终端控制，同时四个螺旋桨11由四个转动电机分别控制转动，即在四个螺旋桨11在工作时，由同一个转动终端发送转动指令，进而同时控制四个转动电机开始转动，同时也避免四个螺旋桨11在被一个转动电机统一控制时，因转动电机损坏后四个螺旋桨11都停止转动的情况发生，提高了螺旋桨11在工作中的稳定性。

机体12远离螺旋桨11的一端面上可拆卸设有连接块13，为了方便连接块13在机体12上的拆装，在本实施例中，连接块13与机体12之间的连接方式优选为电磁活动连接，同时为了避免连接块13与机体12之间的电磁影响无人机1在飞行过程中的稳定性，进而在机体12上固定设置通电线圈，同时通电线圈的四周设置减弱磁性的物质材料，例如利用波莫合金制成的留有一端开口的隔离盒，从而达到减弱磁场的目的，减少对无人机飞行中的干扰，同时为了保证通电线圈能够对连接块13的充分吸附，从而在通电线圈与连接块13之间设置导磁物质，避免因吸附力较小影响连接块13与机体12之间的连接稳定性。

连接块13远离机体12的一端上开设有连接孔131，同时测绘组件2包括与连接孔131配合连接的限位块21，其中为了方便限位块21与连接孔131之间的配合连接的稳定性，因此在本实施例中，限位块21上设置能方便卡合支撑的圆盘，从而通过限位块21伸入至连接孔131内，实现测绘组件2与连接块13之间的连接，同时连接块13与机体12之间连接，即相当于测绘组件2与机体12之间实现连接，并且为了方便测绘组件2在连接块13之间连接拆卸方便，提高测绘组件2的更换效率，同时保证测绘组件2在连接块13上的连接稳定性，进而在连接孔131内设有弹性卡合件，其中弹性卡合件通过弹性件实现对一个硬性物体的转动复位，进而通过卡合件对限位块21上的圆盘进行抓取卡合，实现限位块21的连接，从而维持测绘组件2的连接稳定。

连接块13的侧壁上固定设有若干转动件141，在本实施例中，转动件141的个数优选为四个，转动件141远离连接块13的一侧转动设有支架14，为了方便支架14在使用的过程中能够维持无人机1的稳定，继而将四个转动件141均匀的分布在连接块13上，同时为了使得支架14在转动件141上的转动便利以及在落地后不会受无人机1的重力作用而发生转动变形，从而在转动件141上固定设有用于驱动支架14转动的传动电机，通过传动电机之间的动力传动，实现对支架14的角度调整的同时，保证支架14的角度稳定性。

支架14内设有若干缓冲伸缩球142，在本实施例中，设置在支架14内的缓冲伸缩球142的个数能够将支架14整体包裹，同时缓冲伸缩球142的材料优选为弹性强的塑胶材料，从而在支架14从高空坠落后，通过缓冲伸缩球142实现对重力势能带来的冲击力，实现对支架14的保护，其中缓冲伸缩球142张开由支架14工作过程中的转动角度控制，即当支架14向靠近测绘组件2方向偏转至极限位置后，即向靠近测绘组件2的一侧转动60°，缓冲伸缩球142爆出，使得其具备缓冲功能。

同时为了方便缓冲伸缩球142在工作的过程中，能够以较快的速度实现缓冲伸缩球142的展开，进而在支架14内靠近转动件141的一侧固定设有气体存放腔144，并且为了保证无人机1在飞行过程中的安全性，同时使得缓冲伸缩球142在惰性气体的作用下具备缓冲功能的目的，从而在本实施例中，气体存放腔144内的气体成分优选为惰性气体，气体存放腔144沿支架14的形状设有一条气体通道143，气体通道143与气体存放腔144连接处设置有控制阀门，同时控制阀门的打开与缓冲伸缩球142爆开的条件相同，气体通道143分别与缓冲伸缩球142的延伸口连通，当气体充斥在气体通道143内后，能够以较快的速度实现缓冲伸缩球142的展开。

限位块21远离连接块13的一端固定设有保护板22，通过设置在靠近机体12一端的保护板22，进而在无人机1上升的过程中，将低空内附带的浑浊物体隔开，从而避免测绘组件2在爬升的过程中被浑浊物污染，确保测绘组件2在拍摄的过程中的精准度不会受到外界因素影响，保护板22远离限位块21的一端固定设有伸缩组件24，在此实施例中，伸缩组件24优选为电动伸缩杆，以此来快速实现对拍摄过程过程中的镜头进行调整，方便对地理信息的快速捕捉，伸缩组件24上固定设有承载板23，承载板23位于限定板21远离机体12的一侧，同时承载板23连接在伸缩组件24的固定套上，伸缩组件24远离连接块13的一端固定设有约束块25，承载板23上设有开口朝约束块25的存放腔，存放腔内设有能够对约束块25包裹的保护气膜231，保护气膜231能够实现对伸缩组件24以及约束块25的包裹保护，同时保护气膜231的材料与缓冲伸缩球142的材料相同，其中保护气膜231工作由支架14的转动角度控制，通过承载板23内设置的保护气膜231实现对测绘组件2的初步保护，当支架14向靠近测绘组件2的一侧转动30°时，此时保护气膜231爆出后并对约束块25的位置进行包裹，避免约束块25内的精密仪器损坏；同时保护气膜231展开的形状能与缓冲伸缩球142张开后在空间上实现抵触，从而对保护气膜231的位置进一步约束，维持测绘组件2在空中的稳定性。

保护气膜231靠近支架14的一端固定设有压力传感器，当缓冲伸缩球142与保护气膜231的外表面抵触时，此时位于保护气膜231远离测绘组件2的一端的压力传感器数值发生变化，进而压力传感器将变化传输至控制终端，通过控制终端控制通电线圈停止通电，进而使得通电线圈内的磁性消失，使得连接块13与机体12分离，并且为了避免保护气膜231在爆开时压力传感器对气膜造成损坏，进而压力传感器的外周覆盖设有易于变形的柔性物质，例如软质橡胶。

需要说明的是，保护气膜231由四个“L”形的保护膜组成，进而在保护气膜231爆出的过程中，能够对约束块25的下端实现全包裹，确保保护气膜231的作用最大程度的发挥。

机体12内设有平衡传感器以及速度感应器，并且机体12内固定设有控制终端，其中平衡传感器和速度感应器与控制终端连接，通过控制终端对支架14的角度进行调整，即当四个螺旋桨11其中一个停机不工作时，机体12的机身会从水平状态变成倾斜状态，平衡传感器识别到机体12机身发生变化时，从而将数据传输至控制终端内，进而通过控制终端对控制支架14转动的传动电机发送工作指令，使得支架14向靠近测绘组件2的一侧转动30°，进而通过支架14的转动角度对承载板23内保护气膜231的状态进行调整，使得保护气膜231爆出，实现对约束块25的包裹，从而避免在无人机1降落时因机身不稳定对测绘组件2造成损坏；

当四个螺旋桨11同时停止工作时，此时无人机1在失去平衡的同时，也会受到重力作用使得无人机1呈现加速下坠，此时平衡传感器以及速度感应器同时向控制终端传输控制指令，此时控制终端对控制支架14转动的传动电机发送工作指令，使得支架14向靠近测绘组件2的一侧转动60°，当支架14转动至30°时，保护气膜231爆开对测绘组件2实现包裹，当转动60°时，缓冲伸缩球142爆出，对支架14进行包裹，同时缓冲伸缩球142与保护气膜231的外端面抵触，提高缓冲伸缩球142的缓冲力的承受值，同时进一步提高对测绘组件2的保护。

初始状态时，保护气膜231收纳在承载板23内，缓冲伸缩球142收纳至支架14内，支架14位于远离测绘组件2的一端，伸缩组件24为收缩状态，通电线圈通电，对连接块13进行吸附连接。

在无人机1开始工作时，使得约束块25上的测绘头能够正常的工作，进而当四个螺旋桨11其中一个转动电机停机不工作时，此时机体12在空中的受力变得不均匀，机体12的机身会从水平状态变成倾斜状态，但同时剩余三个螺旋桨11仍然具备上升的动力，防止机体12发生急速坠落的情况，此时仅有平衡传感器识别到机体12机身角度发生变化时，从而将数据传输至控制终端内，进而通过控制终端对控制支架14转动的传动电机发送工作指令，使得支架14向靠近测绘组件2的一侧转动30°，进而通过支架14的转动角度对承载板23内保护气膜231的状态进行调整，使得保护气膜231爆出，实现对约束块25的包裹，此时保护气膜231外端无物体接触，即压力传感器的数值不发生改变，通电线圈内仍为通电状态，连接块13不与机体12分离，从而避免在无人机1降落时因机身不稳，使得测绘组件2先与地面发生接触，从而对测绘组件2造成损坏的情况发生；

当传送转动指令的转动终端失效或者四个转动电机同时停止工作后，即四个螺旋桨11同时停止转动，此时无人机1在失去平衡的同时，也会受到重力作用使得无人机1呈现加速下坠的情况，此时平衡传感器以及速度感应器同时向控制终端传输控制指令，此时控制终端对控制支架14转动的传动电机发送工作指令，使得支架14向靠近测绘组件2的一侧直接转动至60°值，当支架14转动至30°时，保护气膜231爆开对测绘组件2实现包裹，当转动60°时，气体存放腔144与气体通道143之间的控制阀打开，使得气体存放腔144内的惰性气体通过气体通道143，进而气体充斥在气体通道143内，使得缓冲伸缩球142充气从而支架14内爆出，实现对支架14进行包裹，同时缓冲伸缩球142与保护气膜231的外端面抵触，提高缓冲伸缩球142的缓冲力的承受值，同时进一步提高对测绘组件2的保护，当缓冲伸缩球142爆出后，由于缓冲伸缩球142抵触在保护气膜231上，致使保护气膜231上的压力传感器数值增加，从而压力传感器将变化值反馈至控制终端，控制终端发送控制指令，使位于机体12内的通电线圈停止通电，进而通电线圈产生的磁性消失，导致连接块13与机体12之间的连接力消失，使得连接块13与机体12分离，即连接块13、支架14以及测绘组件2与机体12分离，使得两部分落在不同的位置上，避免机体12内的电器元件坠地损坏后对测绘组件2造成损坏，同时支架14落地后，通过缓冲伸缩球142以及保护气膜231对坠落时产生的重力势能进行抵消，从而确保测绘组件2内的精细零部件不会受到损伤。

约束块25远离伸缩组件24的一端固定设有正向测绘头252，约束块25位于正向测绘头252的一端开设有四个倾角为45°对的斜面，四个斜面上分别摆动设有侧向测绘头251，通过正向测绘头252与侧向测绘头251之间的配合，实现对地理环境的倾斜摄影，但同时在测绘的过程中，经常会出现某处地理条件特殊，需要对正向测绘头252的焦距进行调整，同时由于无人机在飞行过程中，仅通过调整正向测绘头252的焦距，会使得侧向测绘头251与正向测绘头252之间拍摄的形状出现偏差，影响拍摄角度，进而通过伸缩组件24的长度变化调整正向测绘头252的焦距情况，同时通过伸缩组件24的长度变化能对侧向测绘头251的转动角度进行调节，即当伸缩组件24伸长时，侧向测绘头251向远离正向测绘头252的一端翻转，同时伸缩组件24控制约束块25移动的时候，侧向测绘头251随正向测绘头252同时移动，侧向测绘头251的焦距也相对应的发生调整，从而使得侧向测绘头251与正向测绘头252的焦距始终处于匹配状态，提高测绘的范围程度。

需要说明的是，在本实施例中，侧向测绘头251与正向测绘头252的焦距调整为自动对焦，即通过改变测绘头与物体之间的距离，实现焦距的自动转换。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种地理信息测绘无人机设备，包括无人机和测绘组件，其特征在于：所述无人机包括机体，所述机体的一端面上转动设有四个螺旋桨，其中四个所述螺旋桨由同一个转动终端控制，同时四个所述螺旋桨由四个转动电机分别控制转动；

所述机体远离所述螺旋桨的一端面上可拆卸设有连接块，所述连接块远离所述机体的一端上开设有连接孔，所述连接块的侧壁上固定设有若干转动件，所述转动件远离所述连接块的一侧转动设有支架；

所述支架内设有若干缓冲伸缩球，其中所述缓冲伸缩球张开由所述支架工作过程中的转动角度控制；

所述测绘组件包括与所述连接孔配合连接的限位块，所述限位块远离所述连接块的一端固定设有保护板，所述保护板远离所述限位块的一端固定设有伸缩组件，所述伸缩组件上固定设有承载板，所述伸缩组件远离所述连接块的一端固定设有约束块，所述承载板上设有开口朝所述约束块的存放腔，所述存放腔内设有能够对约束块包裹的保护气膜，其中所述保护气膜工作由所述支架的转动角度控制；

所述保护气膜靠近所述支架的一端固定设有压力传感器；

所述机体内设有平衡传感器以及速度感应器，并且所述机体内固定设有控制终端，其中平衡传感器和速度感应器与控制终端连接，通过控制终端对所述支架的角度进行调整；

当四个所述螺旋桨其中一个停机不工作时，平衡传感器识别到所述机体机身发生倾斜时，所述支架向靠近所述测绘组件的一侧转动30°，所述保护气膜爆出对所述测绘组件进行初步保护；当四个所述螺旋桨同时停止工作时，此时平衡传感器检测到机身倾斜以及速度感应器检测降落速度加快，所述支架向靠近所述测绘组件的一侧转动60°，所述保护气膜与所述缓冲伸缩球相继爆出对所述测绘组件进行保护。

2.根据权利要求1所述的一种地理信息测绘无人机设备，其特征在于：所述约束块远离所述伸缩组件的一端固定设有正向测绘头，所述约束块位于所述正向测绘头的一端开设有四个倾角为45°的斜面，四个斜面上分别摆动设有侧向测绘头。

3.根据权利要求1所述的一种地理信息测绘无人机设备，其特征在于：若干所述支架内靠近所述转动件的一侧固定设有气体存放腔，所述气体存放腔沿所述支架的形状设有一条气体通道，所述气体通道分别与所述缓冲伸缩球连通。

4.根据权利要求1所述的一种地理信息测绘无人机设备，其特征在于：所述连接块与所述机体之间通过电磁活动连接。

5.根据权利要求1所述的一种地理信息测绘无人机设备，其特征在于：所述连接孔内设有弹性卡合件，用于对所述限位块进行位置卡合，维持所述测绘组件的稳定。

6.根据权利要求2所述的一种地理信息测绘无人机设备，其特征在于：所述伸缩组件的长度变化能对所述侧向测绘头的转动角度进行调节。

7.根据权利要求1所述的一种地理信息测绘无人机设备，其特征在于：所述转动件上固定设有用于驱动所述支架转动的传动电机。

8.根据权利要求1所述的一种地理信息测绘无人机设备，其特征在于：所述缓冲伸缩球张开后能对所述保护气膜展开的形状实现抵触。

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