CN115649442A - 一种用于室内结构扫描建模的无人机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于室内结构扫描建模的无人机，涉及救援无人机技术领域，包括防护转向组件，所述防护转向组件包括基座，基座上固定安装有防护环，防护环上通过滚珠转动安装有抵蹭环，所述防护环上固定安装有翻滚架。本发明通过设置翻滚架，在工作过程中如意外坠落，通过间断启动动力电机的方式，使得装置摇晃起来，从而方便装置重新翻转过来，继续起飞；通过对角螺旋桨差速的方式，使得基座产生自转，从而带动成像仪转动，实现贴墙视角的转移；将成像仪移动到远离基座的位置，其目的在于减少基座对成像仪的视角遮挡，从而让成像仪可以收纳更多视觉信息。

Description

一种用于室内结构扫描建模的无人机

技术领域

本发明涉及救援无人机技术领域，具体为一种用于室内结构扫描建模的无人机。

背景技术

三维扫描是指集光、机、电和计算机技术于一体的高新技术，主要用于对物体空间外形和结构及色彩进行扫描，以获得物体表面的空间坐标。它的重要意义在于能够将实物的立体信息转换为计算机能直接处理的数字信号，为实物数字化提供了相当方便快捷的手段。三维扫描技术能实现非接触测量，且具有速度快、精度高的优点。而且其测量结果能直接与多种软件接口，这使它在CAD、CAM、CIMS等技术应用日益普及的今天很受欢迎。尤其在火灾救援行动中，可用于扫描建筑的整体构造，来判断房屋的危险位置，但是目前的扫描设备无法深入火海，从而无法完成火灾救援的工作。

现有技术，公告号为CN216433922U的实用新型专利公开了一种室内结构模型激光扫描装置，包括组合扫描轨道和导向扫描车，组合扫描轨道的顶部设有导向扫描车，组合扫描轨道由多个扫描轨道单体组成，多个扫描轨道单体之间依次卡合连接，导向扫描车顶端的一侧固定安装有蓄电池，该激光扫描装置采用组合扫描轨道和导向扫描车来配合激光扫描仪进行室内建筑结构扫描，整体运行平稳可靠，有效避免了传统人为手持扫描仪移动扫描容易出现晃动，扫描精度低的问题，组合扫描轨道可根据室内建筑的实际情况进行灵活快速的拆卸和拼接，在不使用时可进行收卷折叠，为扫描装置的携带提供了便利，操作简单。但是该现有技术并未解决上述技术问题。

发明内容

为克服上述现有技术的缺陷，本发明提供如下技术方案：一种用于室内结构扫描建模的无人机，包括防护转向组件，所述防护转向组件包括基座，基座上固定安装有防护环，防护环上通过滚珠转动安装有抵蹭环，所述防护环上固定安装有翻滚架；折叠组件，所述折叠组件包括转动安装在基座上的上支撑臂和下支撑臂，基座上还活动安装有电缸，电缸伸缩杆的端部通过连接轴与上支撑臂活动连接，所述折叠组件还包括可收纳的成像模块，所述成像模块包括与上支撑臂和下支撑臂活动连接的工作台，工作台上转动安装有拨动片，拨动片上滑动配合有拨动杆，拨动杆的一端转动安装在上支撑臂上。

优选地，所述翻滚架为椭圆形状，其短轴与收纳状态的传动带支架重合。

优选地，所述上支撑臂的其中一端转动安装在基座上，所述下支撑臂的其中一端转动安装在基座上。

优选地，所述传动带支架转动安装在工作台上，所述传动带支架上套接有传动带，所述传动带支架上设置有滑槽，滑槽内滑动安装有成像仪支架，成像仪支架上固定安装有成像仪，所述成像仪支架与传动带固定连接。

优选地，所述拨动片通过连接轴与拨动齿轮固定连接，拨动齿轮转动安装在工作台上，所述拨动齿轮的外表面齿轮啮合有执行齿轮。

优选地，所述执行齿轮固定安装在变速箱的输入轴上，变速箱固定安装在工作台上，变速箱的输出轴上固定安装有输出齿轮。

优选地，所述输出齿轮上齿轮啮合有转向齿轮，转向齿轮通过连接轴固定安装有摩擦带轮，摩擦带轮和转向齿轮均转动安装在摩擦带轮支架上，摩擦带轮支架固定安装在工作台上，所述摩擦带轮与传动带摩擦传动。

优选地，所述基座的四角处均设置有电机臂，每个电机臂均通过起落架和垫片与基座固定配合，并且每个电机臂上均固定安装有动力电机，动力电机的输出轴上固定安装有螺旋桨。

本发明与现有技术相比具备以下有益效果：（1）本发明通过设置翻滚架，在工作过程中如意外坠落，通过间断启动动力电机的方式，使得装置摇晃起来，从而方便装置重新翻转过来，继续起飞；（2）本发明通过对角螺旋桨差速的方式，使得基座产生自转，从而带动成像仪转动，实现贴墙视角的转移；（3）本发明将成像仪移动到远离基座的位置，其目的在于减少基座对成像仪的视角遮挡，从而让成像仪可以收纳更多视觉信息。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明整体结构俯视图。

图3为本发明图2中A处结构示意图。

图4为本发明电机臂处结构示意图。

图5为本发明电缸处结构示意图。

图6为本发明基座结构剖视图。

图7为本发明拨动杆处结构示意图。

图8为本发明工作台处结构示意图。

图9为本发明图8中B处结构示意图。

图10为本发明变速箱处结构示意图。

图11为本发明上支撑臂与工作台夹角示意图。

图12为本发明成像仪支架处结构示意图。

图13为本发明成像仪底端位置示意图。

图14为本发明成像仪顶端位置示意图。

图中：101-基座；102-防护环；103-翻滚架；104-抵蹭环；105-滚珠；106-电机臂；107-螺旋桨；108-动力电机；109-起落架；110-垫片；201-上支撑臂；202-下支撑臂；203-电缸；204-工作台；205-拨动杆；206-拨动片；207-拨动齿轮；208-执行齿轮；209-变速箱；210-输出齿轮；211-转向齿轮；212-摩擦带轮支架；213-摩擦带轮；214-传动带支架；215-传动带；216-成像仪支架；217-成像仪。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

如图1-图4所示，本发明提供一种技术方案：一种用于室内结构扫描建模的无人机，包括防护转向组件，防护转向组件包括基座101，基座101上固定安装有防护环102，防护环102上通过滚珠105转动安装有抵蹭环104，防护环102上固定安装有翻滚架103，翻滚架103为椭圆形状，其短轴与收纳状态的传动带支架214重合，基座101的四角处均设置有电机臂106，每个电机臂106均通过起落架109和垫片110与基座101固定配合，并且每个电机臂106上均固定安装有动力电机108，动力电机108的输出轴上固定安装有螺旋桨107，起落架109与电机臂106螺纹配合，其目的是将四个电机臂106与基座101分离，便于收纳。

如图5-图14所示，折叠组件，折叠组件包括转动安装在基座101上的上支撑臂201和下支撑臂202，基座101上还活动安装有电缸203，电缸203伸缩杆的端部通过连接轴与上支撑臂201活动连接，折叠组件还包括可收纳的成像模块，成像模块包括与上支撑臂201和下支撑臂202活动连接的工作台204，工作台204上转动安装有拨动片206，拨动片206上滑动配合有拨动杆205，拨动杆205的一端转动安装在上支撑臂201上，上支撑臂201的其中一端转动安装在基座101上，下支撑臂202的其中一端转动安装在基座101上，传动带支架214转动安装在工作台204上，传动带支架214上套接有传动带215，传动带支架214上设置有滑槽，滑槽内滑动安装有成像仪支架216，成像仪支架216上固定安装有成像仪217，成像仪支架216与传动带215固定连接，拨动片206通过连接轴与拨动齿轮207固定连接，拨动齿轮207转动安装在工作台204上，拨动齿轮207的外表面齿轮啮合有执行齿轮208，执行齿轮208固定安装在变速箱209的输入轴上，变速箱209固定安装在工作台204上，变速箱209的输出轴上固定安装有输出齿轮210，输出齿轮210上齿轮啮合有转向齿轮211，转向齿轮211通过连接轴固定安装有摩擦带轮213，摩擦带轮213和转向齿轮211均转动安装在摩擦带轮支架212上，摩擦带轮支架212固定安装在工作台204上，摩擦带轮213与传动带215摩擦传动。

本发明公开的一种用于室内结构扫描建模的无人机的工作原理如下：当启动时，通过飞控控制四个动力电机108启动，动力电机108的输出轴带动螺旋桨107旋转，从而使得螺旋桨107产生升力，螺旋桨107带动整体向上移动。下一步控制电缸203的伸长或收缩，当电缸203伸长时，电缸203的伸缩杆会推动上支撑臂201向上摆动，此过程工作台204始终处于垂直状态；当电缸203收缩时，电缸203的伸缩杆会拉动上支撑臂201向下摆动。与此同时发生的是，无论上支撑臂201向上摆动还是上支撑臂201向下摆动，上支撑臂201与工作台204的夹角都会改变，当上支撑臂201向上摆动时，上支撑臂201与工作台204的夹角变为锐角，当上支撑臂201向下摆动时，上支撑臂201与工作台204的夹角变为钝角，此时拨动杆205会在拨动片206表面产生相对滑动，同时带动拨动片206摆动，拨动片206摆动会带动拨动齿轮207摆动，拨动齿轮207摆动会带动执行齿轮208转动，执行齿轮208转动会通过变速箱209带动输出齿轮210转动，输出齿轮210转动会带动转向齿轮211转动，转向齿轮211转动会带动摩擦带轮213转动，摩擦带轮213转动会带动传动带215转动，传动带215转动会带动成像仪支架216在传动带支架214上滑动，成像仪217同步移动。当上支撑臂201向下摆动时，成像仪217移动到如图13所示位置，当上支撑臂201向上摆动时，成像仪217移动到如图14所示位置。将成像仪217移动到远离基座101的位置，其目的在于减少基座101对成像仪217的视角遮挡，从而让成像仪217可以收纳更多视觉信息。

使用者可以将装置的抵蹭环104靠近墙角，然后通过对角螺旋桨107差速的方式，使得基座101产生自转，从而带动成像仪217转动，实现贴墙视角的转移。通过设置翻滚架103，可以防止顶部的物体对螺旋桨107造成干扰，通过设置椭圆形状的翻滚架103，当装置反转时，通过间断启动动力电机108的方式，使得装置摇晃起来，从而方便装置重新翻转过来，继续起飞。

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)

1.一种用于室内结构扫描建模的无人机，其特征在于：包括防护转向组件，所述防护转向组件包括基座（101），基座（101）上固定安装有防护环（102），防护环（102）上通过滚珠（105）转动安装有抵蹭环（104），所述防护环（102）上固定安装有翻滚架（103），所述基座（101）的四角处均设置有电机臂（106），并且每个电机臂（106）上均固定安装有动力电机（108），每个动力电机（108）的输出轴上均固定安装有用于产生升力的螺旋桨（107）；

折叠组件，所述折叠组件包括转动安装在基座（101）上的上支撑臂（201）和下支撑臂（202），基座（101）上还活动安装有电缸（203），电缸（203）伸缩杆的端部通过连接轴与上支撑臂（201）活动连接，所述折叠组件还包括可收纳的成像模块，所述成像模块包括与上支撑臂（201）和下支撑臂（202）活动连接的工作台（204），工作台（204）上转动安装有拨动片（206），拨动片（206）上滑动配合有拨动杆（205），拨动杆（205）的一端转动安装在上支撑臂（201）上。

2.根据权利要求1所述的一种用于室内结构扫描建模的无人机，其特征在于：所述翻滚架（103）为椭圆形状，其短轴与收纳状态的传动带支架（214）重合。

3.根据权利要求2所述的一种用于室内结构扫描建模的无人机，其特征在于：所述上支撑臂（201）的其中一端转动安装在基座（101）上，所述下支撑臂（202）的其中一端转动安装在基座（101）上。

4.根据权利要求3所述的一种用于室内结构扫描建模的无人机，其特征在于：所述传动带支架（214）转动安装在工作台（204）上，所述传动带支架（214）上套接有传动带（215），所述传动带支架（214）上设置有滑槽，滑槽内滑动安装有成像仪支架（216），成像仪支架（216）上固定安装有成像仪（217），所述成像仪支架（216）与传动带（215）固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种用于室内结构扫描建模的无人机，其特征在于：所述拨动片（206）通过连接轴与拨动齿轮（207）固定连接，拨动齿轮（207）转动安装在工作台（204）上，所述拨动齿轮（207）的外表面齿轮啮合有执行齿轮（208）。

6.根据权利要求5所述的一种用于室内结构扫描建模的无人机，其特征在于：所述执行齿轮（208）固定安装在变速箱（209）的输入轴上，变速箱（209）固定安装在工作台（204）上，变速箱（209）的输出轴上固定安装有输出齿轮（210）。

7.根据权利要求6所述的一种用于室内结构扫描建模的无人机，其特征在于：所述输出齿轮（210）上齿轮啮合有转向齿轮（211），转向齿轮（211）通过连接轴固定安装有摩擦带轮（213），摩擦带轮（213）和转向齿轮（211）均转动安装在摩擦带轮支架（212）上，摩擦带轮支架（212）固定安装在工作台（204）上，所述摩擦带轮（213）与传动带（215）摩擦传动。

8.根据权利要求7所述的一种用于室内结构扫描建模的无人机，其特征在于：每个所述的电机臂（106）均通过起落架（109）和垫片（110）与基座（101）固定配合。

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