CN114735218B - 一种基于无人机的三维地形测绘装置 - Google Patents

一种基于无人机的三维地形测绘装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于无人机的三维地形测绘装置，涉及测绘技术领域，包括无人机主机，所述无人机主机外侧转动设置有一号轴向调节框，所述一号轴向调节框外侧转动设置有二号轴向调节框，所述无人机主机下端表面固定安装有测绘摄像仪，所述推进器圆框下端固定安装有两个无人机支撑架，本方案通过在无人机主机侧面通过两个一号轴向旋转轴转动设置的一号轴向调节框，以及外侧通过两个二号轴向旋转轴转动设置的二号轴向调节框，通过无人机主机内部的传感器控制一号轴向旋转轴和二号轴向旋转轴旋转，能够使无人机主机始终处在相对水平的状态，从而能够使无人机在图像测绘对下方的地形检测保持稳定的状态，相比较现在的无人机具有更好的稳定性。

Description

一种基于无人机的三维地形测绘装置
技术领域
本发明涉及测绘技术领域，具体为一种基于无人机的三维地形测绘装置。
背景技术
无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。无人机实际上是无人驾驶飞行器的统称，从技术角度定义可以分为：无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机这几大类。
地形测量指的是测绘地形图的作业。即对地球表面的地物、地形在水平面上的投影位置和高程进行测定，并按一定比例缩小，用符号和注记绘制成地形图的工作。地形图的测绘基本上采用航空摄影测量方法，利用航空像片主要在室内测图。但面积较小的或者工程建设需要的地形图，采用平板仪测量方法，在野外进行测图。
而在对地形测绘时，图像测绘仪，需要在稳定的状态下对下方的地形进行图像扫描和图像分析，并通过图像分析的数据，进行远程传输，而现在的地形测绘摄像仪安装的无人机，由于驱动的螺旋桨裸露外，高空不稳定的气流素乱的流动，导致无人机无法稳定的浮空停滞的相对固定的位置进行高空摄像。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于无人机的三维地形测绘装置，解决了在对地形测绘时，图像测绘仪，需要在稳定的状态下对下方的地形进行图像扫描和图像分析，并通过图像分析的数据，进行远程传输，而现在的地形测绘摄像仪安装的无人机，由于驱动的螺旋桨裸露外，高空不稳定的气流素乱的流动，导致无人机无法稳定的浮空停滞的相对固定的位置进行高空摄像的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于无人机的三维地形测绘装置，包括无人机主机，所述无人机主机外侧转动设置有一号轴向调节框，所述一号轴向调节框外侧转动设置有二号轴向调节框，所述二号轴向调节框外侧一体化设置有推进器圆框，所述推进器圆框外侧一体化等距设备有四个推进器支臂，每个所述推进器支臂外端均转动设置有推进器，所述无人机主机上端表面固定安装有远程天线，所述无人机主机下端表面固定安装有测绘摄像仪，所述推进器圆框下端固定安装有两个无人机支撑架。
作为优选的，所述无人机主机与一号轴向调节框之间设置有两个一号轴向旋转轴，所述一号轴向调节框与二号轴向调节框之间设置有两个二号轴向旋转轴，所述一号轴向旋转轴与二号轴向调节框的轴线相互垂直。
作为优选的，所述无人机主机包括：主机底板、主机上板、一号水平传感器、二号水平传感器、天线安装底座、天线连接插孔和主机芯片，所述主机底板上端表面一体化设置有主机上板，所述主机上板上端固定安装有天线安装底座，所述天线安装底座中间设置有天线连接插孔，所述主机底板下端设置有主机芯片，所述主机底板上端表面分别固定安装有一号水平传感器、二号水平传感器。
作为优选的，所述一号水平传感器、二号水平传感器和天线连接插孔与主机芯片电性连接。
作为优选的，所述天线连接插孔与远程天线配合安装。
作为优选的，所述推进器包括：推进器外壳、支臂连接杆、电动旋转轴、扩流板、聚流圈、分流罩固定板、分流罩、固定板通孔、电机安装板、驱动电机、分向驱动筒、乘波尾、出气孔和扰流板，所述推进器支臂外端固定安装有电动旋转轴，所述电动旋转轴外端转动安装有支臂连接杆，所述支臂连接杆外端一体化设置有推进器外壳，所述推进器外壳上端一体化设置有聚流圈，所述推进器外壳下端一体化设置有若干扩流板，每个所述扩流板内侧均一体化设置有扰流板，所述推进器外壳内壁上固定连接有分流罩固定板，所述分流罩固定板上开设有若干固定板通孔，所述分流罩固定板内侧固定连接有分流罩，所述分流罩内壁下端一体化固定连接有电机安装板，所述电机安装板中间固定安装有驱动电机，所述驱动电机上端固定连接有分向驱动筒，所述电机安装板下端一体化固定连接有乘波尾，所述乘波尾上开设有若干出气孔。
作为优选的，所述分向驱动筒上转动设置有分流叶圈、聚流叶圈，所述分向驱动筒顶端设置有乘波头。
作为优选的，所述电机安装板上开设有若干孔洞。
作为优选的，所述分向驱动筒包括：驱动筒外壳、旋转主轴、分向轴、一号锥齿轮、二号锥齿轮和三号锥齿轮，所述驱动筒外壳，所述驱动电机上端固定连接有驱动筒外壳，所述驱动筒外壳上转动设置有旋转主轴，所述旋转主轴上转动套设有分向轴，所述旋转主轴上同轴固定连接有一号锥齿轮，所述分向轴上同轴固定连接有二号锥齿轮，所述一号锥齿轮与二号锥齿轮之间共同啮合连接有三号锥齿轮，所述三号锥齿轮转动安装在驱动筒外壳侧面内壁上。
作为优选的，所述旋转主轴与驱动电机的输出轴同轴固定连接，所述分向轴上端与分流叶圈固定连接，所述旋转主轴上端侧面与聚流叶圈同轴固定连接，所述旋转主轴顶端与乘波头固定连接。
本发明提供了一种基于无人机的三维地形测绘装置。具备以下有益效果：
本方案根据上述背景技术中提出的在对地形测绘时，图像测绘仪，需要在稳定的状态下对下方的地形进行图像扫描和图像分析，并通过图像分析的数据，进行远程传输，而现在的地形测绘摄像仪安装的无人机，由于驱动的螺旋桨裸露外，高空不稳定的气流素乱的流动，导致无人机无法稳定的浮空停滞的相对固定的位置进行高空摄像的问题，本方案通过在无人机主机侧面通过两个一号轴向旋转轴转动设置的一号轴向调节框，以及外侧通过两个二号轴向旋转轴转动设置的二号轴向调节框，通过无人机主机内部的传感器控制一号轴向旋转轴和二号轴向旋转轴旋转，能够使无人机主机始终处在相对水平的状态，并通过推进器辅助调节，能够使整体设备的高度滞空状态更加稳定，从而能够使无人机在图像测绘对下方的地形检测保持稳定的状态，相比较现在的无人机具有更好的稳定性；
其中，通过无人机主机中的一号水平传感器和二号水平传感器连接主机芯片进行传感器的数据分析，再对一号轴向旋转轴和二号轴向旋转轴进行控制，同时将边缘数据同步传输至推进器中，进行辅助，从而能够实时保持下端测绘摄像仪的稳定；
其中，通过启动推进器中的驱动电机，并通过其上端的分向驱动筒能够带动分流叶圈和聚流叶圈相对方向旋转，通过上端的乘波头能够使上端吸入的气流经过乘波头时，使其产生上升的作用力，其中，通过上端外圈的聚流圈，通过其弧形的圈状，能够使上端进入的气流，更向中间汇集，增大吸气量，通过分流叶圈上翘式的叶片，能够使一部分气流进入分流罩与推进器外壳之间，一部分从分流罩内部通过，将气流分散的作用，是能够使气流向下的作用面积变大，对下方空气作用的相对力更加稳定，通过下端的扩流板能够保护喷出的气流，并通过其上的扰流板，防止气流在下端的相互干扰，分割气流使气流分散呈均匀的若干股，向下作用，保证整体的作用稳定性；
其中，通过分向驱动筒中的一号锥齿轮、二号锥齿轮和啮合，能够使旋转主轴与分向轴之间的旋转方向相反，使推进器的作用力更强。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的另一视角结构示意图；
图3为本发明中推进器的结构示意图；
图4为本发明中滤芯固定组件的正视结构示意图；
图5为本发明图4中a-a线的剖面结构示意图；
图6为本发明中分向驱动筒的结构示意图；
图7为本发明中无人机主机的结构示意图；
图8为本发明中无人机主机的另一视角结构示意图。
其中，1、无人机主机；101、主机底板；102、主机上板；103、一号水平传感器；104、二号水平传感器；105、天线安装底座；106、天线连接插孔；107、主机芯片；2、一号轴向调节框；3、二号轴向调节框；4、推进器圆框；5、推进器支臂；6、推进器；601、推进器外壳；602、支臂连接杆；603、电动旋转轴；604、扩流板；605、聚流圈；606、分流罩固定板；607、分流罩；608、固定板通孔；609、电机安装板；610、驱动电机；611、分流叶圈；612、分向驱动筒；6121、驱动筒外壳；6122、旋转主轴；6123、分向轴；6124、一号锥齿轮；6125、二号锥齿轮；6126、三号锥齿轮；613、聚流叶圈；614、乘波头；615、乘波尾；616、出气孔；617、扰流板；7、远程天线；8、测绘摄像仪；9、一号轴向旋转轴；10、二号轴向旋转轴；11、无人机支撑架。
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。
实施例：
如图1至8所示，本发明实施例提一种基于无人机的三维地形测绘装置，包括无人机主机1，所述无人机主机1外侧转动设置有一号轴向调节框2，所述一号轴向调节框2外侧转动设置有二号轴向调节框3，所述二号轴向调节框3外侧一体化设置有推进器圆框4，所述推进器圆框4外侧一体化等距设备有四个推进器支臂5，每个所述推进器支臂5外端均转动设置有推进器6，所述无人机主机1上端表面固定安装有远程天线7，所述无人机主机1下端表面固定安装有测绘摄像仪8，所述推进器圆框4下端固定安装有两个无人机支撑架11，所述无人机主机1与一号轴向调节框2之间设置有两个一号轴向旋转轴9，所述一号轴向调节框2与二号轴向调节框3之间设置有两个二号轴向旋转轴10，所述一号轴向旋转轴9与二号轴向调节框3的轴线相互垂直。
通过上述的技术方案，通过在无人机主机1侧面通过两个一号轴向旋转轴9转动设置的一号轴向调节框2，以及外侧通过两个二号轴向旋转轴10转动设置的二号轴向调节框3，通过无人机主机1内部的传感器控制一号轴向旋转轴9和二号轴向旋转轴10旋转，能够使无人机主机1始终处在相对水平的状态，并通过推进器6辅助调节，能够使整体设备的高度滞空状态更加稳定，从而能够使无人机在图像测绘对下方的地形检测保持稳定的状态，相比较现在的无人机具有更好的稳定性。
本实施例中，所述无人机主机1包括：主机底板101、主机上板102、一号水平传感器103、二号水平传感器104、天线安装底座105、天线连接插孔106和主机芯片107，所述主机底板101上端表面一体化设置有主机上板102，所述主机上板102上端固定安装有天线安装底座105，所述天线安装底座105中间设置有天线连接插孔106，所述主机底板101下端设置有主机芯片107，所述主机底板101上端表面分别固定安装有一号水平传感器103、二号水平传感器104，所述一号水平传感器103、二号水平传感器104和天线连接插孔106与主机芯片107电性连接，所述天线连接插孔106与远程天线7配合安装。
通过上述的技术方案，通过无人机主机1中的一号水平传感器103和二号水平传感器104连接主机芯片107进行传感器的数据分析，再对一号轴向旋转轴9和二号轴向旋转轴10进行控制，同时将边缘数据同步传输至推进器6中，进行辅助，从而能够实时保持下端测绘摄像仪8的稳定。
本实施例中，所述推进器6包括：推进器外壳601、支臂连接杆602、电动旋转轴603、扩流板604、聚流圈605、分流罩固定板606、分流罩607、固定板通孔608、电机安装板609、驱动电机610、分向驱动筒612、乘波尾615、出气孔616和扰流板617，所述推进器支臂5外端固定安装有电动旋转轴603，所述电动旋转轴603外端转动安装有支臂连接杆602，所述支臂连接杆602外端一体化设置有推进器外壳601，所述推进器外壳601上端一体化设置有聚流圈605，所述推进器外壳601下端一体化设置有若干扩流板604，每个所述扩流板604内侧均一体化设置有扰流板617，所述推进器外壳601内壁上固定连接有分流罩固定板606，所述分流罩固定板606上开设有若干固定板通孔608，所述分流罩固定板606内侧固定连接有分流罩607，所述分流罩607内壁下端一体化固定连接有电机安装板609，所述电机安装板609中间固定安装有驱动电机610，所述驱动电机610上端固定连接有分向驱动筒612，所述电机安装板609下端一体化固定连接有乘波尾615，所述乘波尾615上开设有若干出气孔616，所述分向驱动筒612上转动设置有分流叶圈611、聚流叶圈613，所述分向驱动筒612顶端设置有乘波头614，所述电机安装板609上开设有若干孔洞。
通过上述的技术方案，通过启动推进器6中的驱动电机610，并通过其上端的分向驱动筒612能够带动分流叶圈611和聚流叶圈613相对方向旋转，通过上端的乘波头614能够使上端吸入的气流经过乘波头614时，使其产生上升的作用力，其中，通过上端外圈的聚流圈605，通过其弧形的圈状，能够使上端进入的气流，更向中间汇集，增大吸气量，通过分流叶圈611上翘式的叶片，能够使一部分气流进入分流罩607与推进器外壳601之间，一部分从分流罩607内部通过，将气流分散的作用，是能够使气流向下的作用面积变大，对下方空气作用的相对力更加稳定，通过下端的扩流板604能够保护喷出的气流，并通过其上的扰流板617，防止气流在下端的相互干扰，分割气流使气流分散呈均匀的若干股，向下作用，保证整体的作用稳定性。
本实施例中，所述分向驱动筒612包括：驱动筒外壳6121、旋转主轴6122、分向轴6123、一号锥齿轮6124、二号锥齿轮6125和三号锥齿轮6126，所述驱动筒外壳6121，所述驱动电机610上端固定连接有驱动筒外壳6121，所述驱动筒外壳6121上转动设置有旋转主轴6122，所述旋转主轴6122上转动套设有分向轴6123，所述旋转主轴6122上同轴固定连接有一号锥齿轮6124，所述分向轴6123上同轴固定连接有二号锥齿轮6125，所述一号锥齿轮6124与二号锥齿轮6125之间共同啮合连接有三号锥齿轮6126，所述三号锥齿轮6126转动安装在驱动筒外壳6121侧面内壁上，所述旋转主轴6122与驱动电机610的输出轴同轴固定连接，所述分向轴6123上端与分流叶圈611固定连接，所述旋转主轴6122上端侧面与聚流叶圈613同轴固定连接，所述旋转主轴6122顶端与乘波头614固定连接。
通过上述的技术方案，通过分向驱动筒612中的一号锥齿轮6124、二号锥齿轮6125和6126啮合，能够使旋转主轴6122与分向轴6123之间的旋转方向相反，使推进器6的作用力更强。
工作原理：
本方案通过在无人机主机1侧面通过两个一号轴向旋转轴9转动设置的一号轴向调节框2，以及外侧通过两个二号轴向旋转轴10转动设置的二号轴向调节框3，通过无人机主机1内部的传感器控制一号轴向旋转轴9和二号轴向旋转轴10旋转，能够使无人机主机1始终处在相对水平的状态，并通过推进器6辅助调节，能够使整体设备的高度滞空状态更加稳定，从而能够使无人机在图像测绘对下方的地形检测保持稳定的状态，相比较现在的无人机具有更好的稳定性；
其中，通过无人机主机1中的一号水平传感器103和二号水平传感器104连接主机芯片107进行传感器的数据分析，再对一号轴向旋转轴9和二号轴向旋转轴10进行控制，同时将边缘数据同步传输至推进器6中，进行辅助，从而能够实时保持下端测绘摄像仪8的稳定；
其中，通过启动推进器6中的驱动电机610，并通过其上端的分向驱动筒612能够带动分流叶圈611和聚流叶圈613相对方向旋转，通过上端的乘波头614能够使上端吸入的气流经过乘波头614时，使其产生上升的作用力，其中，通过上端外圈的聚流圈605，通过其弧形的圈状，能够使上端进入的气流，更向中间汇集，增大吸气量，通过分流叶圈611上翘式的叶片，能够使一部分气流进入分流罩607与推进器外壳601之间，一部分从分流罩607内部通过，将气流分散的作用，是能够使气流向下的作用面积变大，对下方空气作用的相对力更加稳定，通过下端的扩流板604能够保护喷出的气流，并通过其上的扰流板617，防止气流在下端的相互干扰，分割气流使气流分散呈均匀的若干股，向下作用，保证整体的作用稳定性；
其中，通过分向驱动筒612中的一号锥齿轮6124、二号锥齿轮6125和6126啮合，能够使旋转主轴6122与分向轴6123之间的旋转方向相反，使推进器6的作用力更强。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所做的举例，而并非是对本发明实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (5)

1.一种基于无人机的三维地形测绘装置，包括无人机主机(1)，其特征在于：所述无人机主机(1)外侧转动设置有一号轴向调节框(2)，所述一号轴向调节框(2)外侧转动设置有二号轴向调节框(3)，所述二号轴向调节框(3)外侧一体化设置有推进器圆框(4)，所述推进器圆框(4)外侧一体化等距设备有四个推进器支臂(5)，每个所述推进器支臂(5)外端均转动设置有推进器(6)，所述无人机主机(1)上端表面固定安装有远程天线(7)，所述无人机主机(1)下端表面固定安装有测绘摄像仪(8)，所述推进器圆框(4)下端固定安装有两个无人机支撑架(11)；
所述推进器(6)包括：推进器外壳(601)、支臂连接杆(602)、电动旋转轴(603)、扩流板(604)、聚流圈(605)、分流罩固定板(606)、分流罩(607)、固定板通孔(608)、电机安装板(609)、驱动电机(610)、分向驱动筒(612)、乘波尾(615)、出气孔(616)和扰流板(617)，所述推进器支臂(5)外端固定安装有电动旋转轴(603)，所述电动旋转轴(603)外端转动安装有支臂连接杆(602)，所述支臂连接杆(602)外端一体化设置有推进器外壳(601)，所述推进器外壳(601)上端一体化设置有聚流圈(605)，所述推进器外壳(601)下端一体化设置有若干扩流板(604)，每个所述扩流板(604)内侧均一体化设置有扰流板(617)，所述推进器外壳(601)内壁上固定连接有分流罩固定板(606)，所述分流罩固定板(606)上开设有若干固定板通孔(608)，所述分流罩固定板(606)内侧固定连接有分流罩(607)，所述分流罩(607)内壁下端一体化固定连接有电机安装板(609)，所述电机安装板(609)中间固定安装有驱动电机(610)，所述驱动电机(610)上端固定连接有分向驱动筒(612)，所述电机安装板(609)下端一体化固定连接有乘波尾(615)，所述乘波尾(615)上开设有若干出气孔(616)；
所述分向驱动筒(612)上转动设置有分流叶圈(611)、聚流叶圈(613)，所述分向驱动筒(612)顶端设置有乘波头(614)；
所述电机安装板(609)上开设有若干孔洞；
所述分向驱动筒(612)包括：驱动筒外壳(6121)、旋转主轴(6122)、分向轴(6123)、一号锥齿轮(6124)、二号锥齿轮(6125)和三号锥齿轮(6126)，所述驱动筒外壳(6121)，所述驱动电机(610)上端固定连接有驱动筒外壳(6121)，所述驱动筒外壳(6121)上转动设置有旋转主轴(6122)，所述旋转主轴(6122)上转动套设有分向轴(6123)，所述旋转主轴(6122)上同轴固定连接有一号锥齿轮(6124)，所述分向轴(6123)上同轴固定连接有二号锥齿轮(6125)，所述一号锥齿轮(6124)与二号锥齿轮(6125)之间共同啮合连接有三号锥齿轮(6126)，所述三号锥齿轮(6126)转动安装在驱动筒外壳(6121)侧面内壁上；
所述旋转主轴(6122)与驱动电机(610)的输出轴同轴固定连接，所述分向轴(6123)上端与分流叶圈(611)固定连接，所述旋转主轴(6122)上端侧面与聚流叶圈(613)同轴固定连接，所述旋转主轴(6122)顶端与乘波头(614)固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的三维地形测绘装置，其特征在于：所述无人机主机(1)与一号轴向调节框(2)之间设置有两个一号轴向旋转轴(9)，所述一号轴向调节框(2)与二号轴向调节框(3)之间设置有两个二号轴向旋转轴(10)，所述一号轴向旋转轴(9)与二号轴向调节框(3)的轴线相互垂直。
3.根据权利要求2所述的一种基于无人机的三维地形测绘装置，其特征在于：所述无人机主机(1)包括：主机底板(101)、主机上板(102)、一号水平传感器(103)、二号水平传感器(104)、天线安装底座(105)、天线连接插孔(106)和主机芯片(107)，所述主机底板(101)上端表面一体化设置有主机上板(102)，所述主机上板(102)上端固定安装有天线安装底座(105)，所述天线安装底座(105)中间设置有天线连接插孔(106)，所述主机底板(101)下端设置有主机芯片(107)，所述主机底板(101)上端表面分别固定安装有一号水平传感器(103)、二号水平传感器(104)。
4.根据权利要求3所述的一种基于无人机的三维地形测绘装置，其特征在于：所述一号水平传感器(103)、二号水平传感器(104)和天线连接插孔(106)与主机芯片(107)电性连接。
5.根据权利要求4所述的一种基于无人机的三维地形测绘装置，其特征在于：所述天线连接插孔(106)与远程天线(7)配合安装。
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