CN115806068A - 一种城市更新用测绘无人机装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种城市更新用测绘无人机装置，属于无人机领域，其包括机架和机翼，机翼设于机架上，机翼上转动连接有螺旋桨，还包括摄像器、防护组件和驱动电机，摄像器设于机架上，摄像器包括镜头，镜头位于机架外，防护组件包括防护部和联动部，防护部用于防护镜头，联动部用于控制摄像器移动，驱动电机设于机架内，驱动电机用于驱动防护组件移动。无人机启动降落时同步使驱动电机运行，驱动防护部移动对镜头进行防护，同时驱动联动部带动摄像器向机架内移动，减小大颗粒尘土或石子等杂质直接与镜头接触的可能，降低对镜头表面造成的划痕损伤，确保镜头的高清程度，提高城市影像采集的清晰度,进而提高城市更新信息采集的准确性。

Description

一种城市更新用测绘无人机装置

技术领域

本申请涉及无人机技术领域，尤其是涉及一种城市更新用测绘无人机装置。

背景技术

城市更新，城市更新是一种将城市中已经不适应现代化城市社会生活的地区作必要的、有计划的改建活动。城市更新的目的是对城市中某一衰落的区域进行拆迁、改造、投资和建设，以全新的城市功能替换功能性衰败的物质空间，使之重新发展和繁荣。目前常使用测绘无人机在城市上空对整个城市各个区域进行影像采集、整合，并最终形成三维影像资料。

相关技术中，测绘无人机包括机架、摄像器和起落架，机架上设有四个机翼，机翼上均转动连接有螺旋桨，摄像器设于机架上，摄像器用于采集影像信息，机架上背离螺旋桨的一侧设有起落架，当测绘无人机需要降落时，起落架伸出并与地面抵接，完成降落。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有如下缺陷：对城市内各个区域进行影像采集时，无人机经常需要随时随地降落，而降落场地的地况各不相同，在降落的过程中极易有大颗粒尘土或石子等杂质与摄像器的镜头接触，对镜头表面造成划痕损伤，降低其影像采集的清晰度，减短摄像器的使用寿命。

发明内容

为了改善上述问题，本申请提供一种城市更新用测绘无人机装置。

本申请提供的一种城市更新用测绘无人机装置采用如下的技术方案：

一种城市更新用测绘无人机装置，包括机架和机翼，所述机翼设于机架上，所述机翼上转动连接有螺旋桨，还包括摄像器、防护组件和驱动电机，所述摄像器设于机架上，所述摄像器包括镜头，所述镜头位于机架外，所述防护组件包括防护部和联动部，所述防护部用于防护镜头，所述联动部用于控制摄像器移动，所述驱动电机设于机架内，所述驱动电机用于驱动防护组件移动。

通过采用上述技术方案，无人机启动降落时同步使驱动电机运行，驱动防护部移动对镜头进行防护，同时驱动联动部带动摄像器向机架内移动，减小大颗粒尘土或石子等杂质直接与镜头接触的可能，降低对镜头表面造成的划痕损伤，确保镜头的高清程度，提高城市影像采集的清晰度，进而提高城市更新信息采集的准确性；同时提高摄像器的使用寿命。

优选的，所述防护部包括移动板和折叠板，所述折叠板与移动板铰接，所述机架上开设有供移动板和折叠板放置的防护槽，所述移动板和折叠板位于防护槽内时，所述折叠板的板面与移动板的板面平行。

通过采用上述技术方案，无人机在城市上空飞行时，移动板和折叠板均位于防护槽内进行收纳；若无人机准备降落时，驱动电机控制移动板和折叠板沿防护槽向机架外移动，移动至折叠板全部位于机架外时，折叠板自动相对移动板转动，转动至折叠板的板面与移动板的板面垂直，并对镜头实现遮挡，减小镜头接触杂质的可能性。

优选的，所述联动部包括牵引绳和滑轮，所述牵引绳的一端与移动板固定连接，另一端与摄像器背离镜头的一侧固定连接，所述牵引绳绕设于滑轮上。

通过采用上述技术方案，移动板朝向机架外移动，在牵引绳和滑轮的作用下，摄像器同步朝向机架内移动，使得移动过程流畅便捷，进一步提高对镜头的防护能力。

优选的，还包括起落机构，所述起落机构包括横移组件，所述横移组件包括至少两个横移块，所述机架内开设有供横移块移动的横移槽，所述驱动电机驱动至少两个横移块相互靠近或相互远离移动，所述移动板与横移块固定连接。

通过采用上述技术方案，无人机飞行时，若干横移块均处于机架的中心区域，减小飞行阻力同时提高无人机的重心稳定性；若需要降落时，驱动电机驱动若干横移块分别沿横移槽向四周移动，横移块带动移动板同步移动，使得无人机的在降落过程中各个位置的受力平衡，提高降落的平稳性。

优选的，所述横移组件还包括转动杆、连接绳和连接弹簧，所述转动杆与驱动电机的输出轴同轴固定连接，所述连接绳的一端固定连接于转动杆上且绕设于其上，所述连接绳的另一端与横移块固定连接，所述连接弹簧与横移块连接于背离连接绳的一侧，所述连接弹簧远离横移块的一侧连接于机架上。

通过采用上述技术方案，无人机飞行时，若干横移块均位于机架的中心区域，此时连接弹簧处于拉伸状态；驱动电机启动，连接绳逐渐绕离转动杆，在连接弹簧的拉力作用下，横移块向机架的边缘区域移动。

优选的，所述起落机构还包括支撑组件，所述支撑组件设于横移块内，所述支撑组件包括支撑电机和支撑架，所述支撑电机的转动平面垂直于驱动电机的转动平面，所述支撑电机控制支撑架于横移块内伸出或收缩。

通过采用上述技术方案，横移块移动至机架边缘区域后，支撑电机启动后驱动支撑架伸出机架，支撑架与地面或其他接触面抵接平稳后，完成无人机的降落。

优选的，所述支撑组件还包括传动齿轮，所述支撑架包括传动齿条和抵接件，所述传动齿轮与支撑电机的输出轴同轴固定连接，所述传动齿条与传动齿轮啮合，所述传动齿条与抵接件球铰接。

通过采用上述技术方案，支撑电机启动后驱动传动齿轮转动，在传动齿轮的驱动下传动齿条沿垂直于支撑电机输出轴的轴向移动，传动齿条带动抵接件移动，直到抵接件伸出机架，便于无人机降落时抵接件与地面或其他接触面抵接，对机架进行支撑。

优选的，所述抵接件包括抵接块和若干抵接板，所述抵接块与传动齿条球铰接，若干所述抵接板均与抵接块铰接。

通过采用上述技术方案，无人机飞行时，若干抵接板相对抵接块转动并收缩于机架内；当无人机启动降落时，传动齿条驱动抵接板和抵接块伸出机架，当抵接板完全伸出机架外时，抵接板相对抵接块反向转动并展开，提高支撑架与地面或接触面的接触面积，增大抵接板对无人机的支撑强度，进一步提高无人机在城市内各个位置降落的稳定性。

优选的，所述抵接块上设有第一压力传感器，所述第一压力传感器与支撑电机电连接，所述第一压力传感器用于向支撑电机传递信号。

通过采用上述技术方案，当抵接板和抵接块与地面或其他接触面抵接时，第一压力传感器检测到压力，并将信号传递支撑电机，支撑电机接收到信号后，控制传动齿轮反向转动，带动支撑架向机架内收缩。

优选的，所述支撑电机设有至少两个，所述机架上设有陀螺仪，至少两个所述支撑电机与陀螺仪电连接，所述陀螺仪用于向支撑电机传递信号。

通过采用上述技术方案，陀螺仪设于机架上，当无人机降落并与地面或其他接触面抵接时，由于第一压力传感器的设置，可控制支撑架向机架内收缩，当陀螺仪检测到机架已经处于水平状态，则向支撑电机传递信号，支撑电机接收信号后立即停止运行，至少两个支撑架的伸出长度各不相同，但机架整体降落平稳后可处于水平状态，提高无人机的降落平稳程度，降低机架降落倾倒的可能性，进而进一步对摄像器进行防护。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过防护组件的设置，无人机启动降落同步使驱动电机运行，驱动防护部移动对镜头进行防护，同时驱动联动部带动摄像器向机架内移动，减小大颗粒尘土或石子等杂质直接与镜头接触的可能，降低对镜头表面造成的划痕损伤，确保镜头的高清程度，提高城市影像采集的清晰度，进而提高城市更新信息采集的准确性；同时提高摄像器的使用寿命；

2.通过第一压力传感器和陀螺仪的设置，陀螺仪设于机架上用于检测机架1是否处于水平状态，当无人机启动降落后，支撑电机驱动支撑架伸出机架，当抵接板接触到地面或其他接触面时，第一压力传感器检测到压力，并将信号传递给支撑电机，支撑电机再次启动并反向转动带动支撑架向机架内收缩，直到陀螺仪检测到机架处于水平状态，陀螺仪向支撑电机传递信号，支撑电机停止运行，提高无人机降落的平稳性，降低由于降落不稳而倾倒的可能性。

附图说明

图1是本申请实施例中用于体现城市更新用测绘无人机装置的整体结构示意图。

图2是本申请实施例中用于体现防护组件的具体结构示意图。

图3是本申请实施例中用于体现横移组件和防护组件位置关系结构示意图。

图4是本申请实施例中用于体现支撑组件的具体结构示意图。

附图标记说明：1、机架；11、放置板；12、防护槽；13、横移槽；14、陀螺仪；2、机翼；21、螺旋桨；3、防护组件；311、移动板；312、折叠板；321、牵引绳；322、滑杆；323、滑轮；4、起落机构；41、横移组件；411、驱动电机；4111、转动杆；412、横移块；4121、支撑空腔；4122、伸出孔；4123、收缩板；4124、收缩空腔；414、连接弹簧；415、第二压力传感器；42、支撑组件；421、支撑电机；422、传动齿轮；423、连接杆；424、转动齿轮；425、支撑架；4251、传动齿条；4252、转动齿条；426、抵接件；4261、抵接块；4262、抵接板；4263、第一压力传感器；4264、抵接杆；5、摄像器；51、镜头。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种城市更新用测绘无人机装置，如图1和2所示，包括机架1、机翼2和螺旋桨21，机翼2设于机架1上，螺旋桨21转动连接于机翼2上，机架1上还设有摄像器5、防护组件3和起落机构4，起落机构4用于提高无人机降落时的平稳度，防护组件3用于在无人机降落时防护摄像器5，在靠近地面处时，减少一些大颗粒尘土或石子等杂质对摄像器5造成的损伤。

如图2和3所示，起落机构4包括横移组件41，横移组件41包括驱动电机411、连接绳、连接弹簧414和横移块412，本实施例中横移块412的数量为四。机架1上开设有供横移块412滑移的横移槽13，驱动电机411设于机架1上且位于机架1的中心区域，驱动电机411的输出轴上同轴固定连接有转动杆4111，转动杆4111伸入横移槽13内。转动杆4111将横移槽13分隔为四个部分，且每个部分的横移槽13与横移块412一一对应。连接绳的一端固定连接于转动杆4111的侧壁上且连接绳绕设于转动杆4111上，连接绳远离转动杆4111的一端与横移块412固定连接。连接弹簧414与横移块412背离连接绳的一侧固定连接，连接弹簧414的另一端固定连接于横移槽13的槽壁上。

无人机在飞行状态时，四个横移块412均位于机架1的中心位置，且均靠近转动杆4111，连接弹簧414处于拉伸状态；驱动电机411启动，启动电机的输出轴驱动转动杆4111转动，连接绳不断地绕离转动杆4111，连接弹簧414对横移块412施加拉力，使得四个横移块412均沿各自对应的横移槽13向机架1的边缘区域滑移。

如图2和3所示，防护组件3包括防护部和联动部，防护部包括移动板311和折叠板312，折叠板312与移动板311铰接，自然状态下，折叠板312的板面与移动板311的板面垂直。机架1上开设有防护槽12，防护槽12用于放置移动板311和折叠板312并供二者移动，移动板311和折叠板312位于防护槽12内时，在防护槽12槽壁的抵接作用下，折叠板312的板面与移动板311的板面平行。防护槽12与横移槽13连通，移动板311与横移块412固定连接。机架1上还滑移连接有放置板11，摄像器5放置于放置板11上并随放置板11移动。联动部包括牵引绳321和滑轮323，机架1内固定连接有滑杆322，滑轮323同轴固定连接于滑杆322上，牵引绳321的一端与移动板311远离折叠板312的一侧固定连接，牵引绳321与滑轮323的轮面接触，牵引绳321的另一端与放置板11固定连接，摄像器5背离牵引绳321的一侧设有镜头51。

无人机工作时，镜头51始终位于机架1外。驱动电机411驱动横移块412沿横移槽13移动时，横移块412带动移动板311朝向机架1外移动，与此同时，牵引绳321带动放置板11向机架1内移动，使得镜头51收缩至机架1内。当折叠板312完全移动至机架1外时，折叠板312自动相对移动板311转动，转动至板面与移动板311的板面垂直且对镜头51进行防护遮挡。

如图2、3和4所示，起落机构4还包括支撑组件42，横移块412内开设有支撑空腔4121，支撑组件42设于支撑空腔4121内。支撑组件42包括支撑电机421、传动齿轮422和转动齿轮424和支撑架425，支撑架425包括传动齿条4251、转动齿条4252和抵接件426，支撑电机421固定连接于支撑空腔4121的腔内壁上，传动齿轮422同轴固定连接于支撑电机421的输出轴上，支撑空腔4121的内壁上固定连接有连接杆423，转动齿轮424同轴转动连接于连接杆423远离腔壁的一端，转动齿轮424与传动齿轮422啮合。传动齿条4251与传动齿轮422啮合，转动齿条4252与转动齿轮424啮合，转动齿条4252与传动齿条4251相对固定。抵接件426包括抵接杆4264、抵接块4261和若干抵接板4262，抵接杆4264与转动齿条4252和传动齿条4251均固定连接。抵接块4261与抵接杆4264球铰接，若干抵接板4262与抵接块4261背离抵接杆4264的一侧铰接。横移块412上还开设有伸出孔4122，伸出孔4122与支撑空腔4121连通。伸出孔4122沿周向一周固定连接有收缩板4123，收缩板4123位于支撑空腔4121内，收缩板4123内形成有收缩空腔4124。

如图2和4所示，无人机在城市上空飞行采集城市内各处的影像信息时，在收缩板4123的抵接作用下，若干抵接板4262均相互靠近转动，抵接块4261和抵接板4262均位于收缩空腔4124内。为了便于控制支撑电机421的启停，横移槽13的槽壁上固定连接有第二压力传感器415，且连接弹簧414套设于第二压力传感器415外，第二压力传感器415与支撑电机421电连接，用于向支撑电机421传递信号。当横移块412移动至机架1的边缘区域时，横移块412与第二压力传感器415抵接，第二压力传感器415检测到压力后，向支撑电机421传递信号，支撑电机421接收信号后启动。支撑电机421驱动传动齿轮422和转动齿轮424转动，传动齿轮422和转动齿轮424驱动传动齿条4251和转动齿条4252同步向下移动。传动齿条4251和转动齿条4252带动抵接块4261和抵接板4262沿伸出孔4122向下移动，当抵接板4262移动至伸出孔4122外，收缩板4123解除对抵接板4262的抵接作用，若干抵接板4262均相互远离转动。

如图1、2和4所示，起落机构4还包括陀螺仪14，陀螺仪14固定连接于机架1上，陀螺仪14用于检测机架1是否处于水平状态，陀螺仪14与支撑电机421电连接，陀螺仪14用于向支撑电机421传递信号。抵接块4261上固定连接有第一压力传感器4263，第一压力传感器4263与支撑电机421电连接，第一压力传感器4263用于向支撑电机421传递信号。

无人机启动降落后，支撑电机421驱动抵接板4262完全伸出伸出孔4122外。在机架1不断下降后，抵接板4262陆续与地面或其他接触面接触，当第一压力传感器4263检测到压力后，向对应的支撑电机421传递信号，支撑电机421接收信号后启动，驱动传动齿轮422反向转动，传动齿条4251带动抵接块4261和抵接板4262朝向机架1内移动。当陀螺仪14检测到机架1处于水平状态时，向支撑电机421传递信号，支撑电机421接收到信号后停止运行。球铰接的连接方式与陀螺仪14相互配合，即使无人机降落的场地并不平整，仍可以保障无人机降落的平稳度。

本申请实施例一种城市更新用测绘无人机装置的实施原理为：

无人机在城市上空飞行采集影像时，镜头51位于机架1外，移动板311和折叠板312均位于防护槽12内，四个横移块412均位于机架1的中心区域。若需要降落时，驱动电机411启动，驱动电机411带动转动杆4111转动，在连接弹簧414的拉力作用下，四个横移块412分别从中心区域向四周移动。横移块412移动的同时，移动板311和折叠板312沿防护槽12向机架1外移动。在牵引绳321的作用下，移动板311向机架1外移动，摄像器5携带镜头51向机架1内移动。当折叠板312完全移动至机架1时，折叠板312自动转动至板面与移动板311的板面垂直且对镜头51进行遮挡防护，提高了对镜头51的防护性能，减小了大颗粒尘土或石子等杂质对镜头51造成损伤的概率。

横移块412移动至与第二压力传感器415抵接，第二压力传感器415向支撑电机421传递信号，支撑电机421启动，驱动传动齿条4251和转动齿条4252移动，带动抵接块4261和抵接板4262沿伸出孔4122移出收缩空腔4124。若干抵接板4262移出伸出孔4122后自动相互远离转动。提高降落时与地面或其他接触面的接触面积，提高对机架1的支撑强度。

当抵接板4262与地面或其他接触面接触时，第一压力传感器4263检测到压力后，向相对应的支撑电机421传递信号，支撑电机421启动，驱动传动齿轮422反向转动，使得抵接块4261向收缩空腔4124内移动。当陀螺仪14检测到机架1处于水平状态时，向支撑电机421传递信号，支撑电机421接收信号后停止运行。即使无人机降落的场地地况参差不齐，但仍可以保障无人机平稳降落，提高了无人机的适用性。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种城市更新用测绘无人机装置，包括机架(1)和机翼(2)，所述机翼(2)设于机架(1)上，所述机翼(2)上转动连接有螺旋桨(21)，其特征在于：还包括摄像器(5)、防护组件(3)和驱动电机(411)，所述摄像器(5)设于机架(1)上，所述摄像器(5)包括镜头(51)，所述镜头(51)位于机架(1)外，所述防护组件(3)包括防护部和联动部，所述防护部用于防护镜头(51)，所述联动部用于控制摄像器(5)移动，所述驱动电机(411)设于机架(1)内，所述驱动电机(411)用于驱动防护组件(3)移动。

2.根据权利要求1所述的一种城市更新用测绘无人机装置，其特征在于：所述防护部包括移动板(311)和折叠板(312)，所述折叠板(312)与移动板(311)铰接，所述机架(1)上开设有供移动板(311)和折叠板(312)放置的防护槽(12)，所述移动板(311)和折叠板(312)位于防护槽(12)内时，所述折叠板(312)的板面与移动板(311)的板面平行。

3.根据权利要求2所述的一种城市更新用测绘无人机装置，其特征在于：所述联动部包括牵引绳(321)和滑轮(323)，所述牵引绳(321)的一端与移动板(311)固定连接，另一端与摄像器(5)背离镜头(51)的一侧固定连接，所述牵引绳(321)绕设于滑轮(323)上。

4.根据权利要求2所述的一种城市更新用测绘无人机装置，其特征在于：还包括起落机构(4)，所述起落机构(4)包括横移组件(41)，所述横移组件(41)包括至少两个横移块(412)，所述机架(1)内开设有供横移块(412)移动的横移槽(13)，所述驱动电机(411)驱动至少两个横移块(412)相互靠近或相互远离移动，所述移动板(311)与横移块(412)固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种城市更新用测绘无人机装置，其特征在于：所述横移组件(41)还包括转动杆(4111)、连接绳和连接弹簧(414)，所述转动杆(4111)与驱动电机(411)的输出轴同轴固定连接，所述连接绳的一端固定连接于转动杆(4111)上且绕设于其上，所述连接绳的另一端与横移块(412)固定连接，所述连接弹簧(414)与横移块(412)连接于背离连接绳的一侧，所述连接弹簧(414)远离横移块(412)的一侧连接于机架(1)上。

6.根据权利要求4所述的一种城市更新用测绘无人机装置，其特征在于：所述起落机构(4)还包括支撑组件(42)，所述支撑组件(42)设于横移块(412)内，所述支撑组件(42)包括支撑电机(421)和支撑架(425)，所述支撑电机(421)的转动平面垂直于驱动电机(411)的转动平面，所述支撑电机(421)控制支撑架(425)于横移块(412)内伸出或收缩。

7.根据权利要求6所述的一种城市更新用测绘无人机装置，其特征在于：所述支撑组件(42)还包括传动齿轮(422)，所述支撑架(425)包括传动齿条(4251)和抵接件(426)，所述传动齿轮(422)与支撑电机(421)的输出轴同轴固定连接，所述传动齿条(4251)与传动齿轮(422)啮合，所述传动齿条(4251)与抵接件(426)球铰接。

8.根据权利要求7所述的一种城市更新用测绘无人机装置，其特征在于：所述抵接件(426)包括抵接块(4261)和若干抵接板(4262)，所述抵接块(4261)与传动齿条(4251)球铰接，若干所述抵接板(4262)均与抵接块(4261)铰接。

9.根据权利要求8所述的一种城市更新用测绘无人机装置，其特征在于：所述抵接块(4261)上设有第一压力传感器(4263)，所述第一压力传感器(4263)与支撑电机(421)电连接，所述第一压力传感器(4263)用于向支撑电机(421)传递信号。

10.根据权利要求9所述的一种城市更新用测绘无人机装置，其特征在于：所述支撑电机(421)设有至少两个，所述机架(1)上设有陀螺仪(14)，至少两个所述支撑电机(421)与陀螺仪(14)电连接，所述陀螺仪(14)用于向支撑电机(421)传递信号。

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