CN117068420B - 一种基于无人机的自回收式遥感测绘设备 - Google Patents

一种基于无人机的自回收式遥感测绘设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及遥感测绘技术领域，具体是一种基于无人机的自回收式遥感测绘设备，包括装载平台，还包括：与装载平台相连接的飞行测绘结构，飞行测绘结构包括无人机，无人机包括转动支撑机构，转动支撑机构上安装有第一无线充电发射器，转动支撑机构连接有无人机主体，无人机主体上安装有飞行动力部，无人机主体上安装有遥感传感器，无人机主体顶部固定安装有吊装架，吊装架上开设有环形槽，环形槽上固定安装有第一无线充电接收器，吊装架顶部固定安装有第二无线充电接收器；与无人机主体相连接的侧夹结构；安装在装载平台上的充电模块，充电模块与第二无线充电接收器相适配。本发明避免控制人员出去寻找失事的无人机，便于对无人机进行回收。

Description

一种基于无人机的自回收式遥感测绘设备
技术领域
本发明涉及遥感测绘技术领域，具体是一种基于无人机的自回收式遥感测绘设备。
背景技术
遥感测绘是利用地面、航空、航天平台上的各类传感器和摄像装置对地表进行地形图或其他专题图绘制的技术，无人机测绘技术通常采用无人机低空飞行，空域申请便利，受气候条件影响较小。对起降场地的要求限制较小，可通过一段较为平整的路面实现起降，在获取航拍影像时不用考虑飞行员的飞行安全，对获取数据时的地理空域以及气象条件要求较低，能够快速解决人工探测无法达到的视角，无人机让野外地形数据采集效率大幅提升，让地籍测量与管理更加便捷。
由于测绘过程中需要经过各种地形因此一般需要使用车辆进行移动测绘，随着测绘技术的不断发展，越来越多的测绘使用无人机进行测绘，旋翼式无人机由于灵活度高而广受测绘者喜爱，但是若仅仅使用单独无人机测绘效果往往较差，因此需要使用安装在汽车上的起降平台与多个无人机配合使用，在一般情况下，人员可在车内对无人机进行远程操作，但受限于勘测环境和气候变化以及电力消耗的原因，使得无人机会意外失事，无法返航，此时需要人员主动寻找并回收失事的无人机，期间需要消耗大量时间，十分不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于无人机的自回收式遥感测绘设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于无人机的自回收式遥感测绘设备，包括装载平台，还包括：
与装载平台相连接的多组飞行测绘结构，所述飞行测绘结构包括与装载平台活动连接的无人机，所述无人机包括与装载平台活动连接的多组转动支撑机构，所述转动支撑机构上安装有第一无线充电发射器，所述转动支撑机构连接有无人机主体，无人机主体上安装有飞行动力部，所述无人机主体底部安装有遥感传感器，所述无人机主体顶部固定安装有吊装架，所述吊装架上开设有环形槽，所述环形槽上固定安装有与第一无线充电发射器相适配的多组第一无线充电接收器，所述吊装架顶部固定安装有第二无线充电接收器；
与无人机主体相连接的侧夹结构，所述侧夹结构用于进行夹持作业；
安装在装载平台上的充电模块，充电模块与第二无线充电接收器相适配。
作为本发明进一步的改进方案：所述转动支撑机构包括与无人机主体相铰接的支脚，所述支脚与第一无线充电发射器固定连接，所述支脚固定连接有弧形片，所述弧形片上固定安装有永磁体，所述弧形片通过弹簧连接有电磁铁，所述电磁铁固定连接有与无人机主体固定连接的罩体，所述罩体与弧形片滑动连接。
作为本发明进一步的改进方案：所述侧夹结构包括与无人机主体固定连接的两组第一电机，所述第一电机的输出轴固定连接有转动架，所述无人机主体固定连接有第一主动伸缩架，所述第一主动伸缩架的端部固定安装有防滑垫。
作为本发明进一步的改进方案：所述飞行动力部包括与无人机主体固定连接的至少四组第二主动伸缩架，所述第二主动伸缩架的移动端固定安装有第二电机，所述第二电机的输出轴固定连接有螺旋桨。
作为本发明进一步的改进方案：所述第二主动伸缩架上固定安装有侧挡架，所述无人机主体上安装有与侧挡架相适配的盖架。
作为本发明进一步的改进方案：所述盖架上固定安装有多组红外闪光灯。
作为本发明进一步的改进方案：所述充电模块包括与装载平台固定连接的支撑台，所述支撑台上固定安装有第三电机，所述第三电机的输出轴固定连接有悬架，所述悬架上安装有与第二无线充电接收器相适配的第二无线充电发射器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
安装在装载平台上的充电模块，充电模块与第二无线充电发射器。
在正常工作时，飞行动力部提供飞行动力，从而使得无人机主体升空并移动，无人机主体带动遥感传感器移动，遥感传感器通过无人机主体内第一无线通信模块将测绘数据发送向无线通信计算机，无线通信计算机对测绘数据进行处理和存储，在一组无人机无法自主返回至装载平台上时，另一组无人机移动向失事的无人机，遥感传感器对失事的无人机进行实时拍摄，在失事的无人机顶部无空间时，救援用的无人机通过侧夹结构对无人机主体进行夹持并带动失事的无人机返航，在失事的无人机顶部存在飞行空间时，救援用的无人机移动至失事无人机的顶部，在转动支撑机构转动向环形槽，使得第一无线充电发射器卡入环形槽并接近第一无线充电接收器，从而使得第一无线充电接收器接收到第一无线充电发射器发射的电磁波并将转换的电力供给缺电的无人机，从而使得电力不足的无人机恢复自主返航能力，在失事无人机并未因电力不足而无法返航时，救援的无人机将通过转动支撑机构、环形槽、第一无线充电发射器间的配合，将失事无人机吊起并返航。本发明利用无人机带动遥感传感器移动并进行空中遥感测绘作业，在无人机无法返航时，另一组无人机通过反向充电的方式恢复失事无人机的电力，救援用的无人机也可通过侧夹结构主动带动失事的无人机返航，从而避免控制人员出去寻找失事的无人机，便于对无人机进行回收。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的飞行测绘结构与侧夹结构相互配合的立体结构示意图；
图3为本发明的转动支撑机构、第一无线充电发射器、无人机主体、吊装架、环形槽、第一无线充电接收器相互配合的结构示意图；
图4为本发明的盖架的立体结构示意图；
图5为图3中A处的局部放大示意图；
图6为图2中B处的局部放大示意图。
图中：1、装载平台；2、飞行测绘结构；3、无人机；4、转动支撑机构；5、第一无线充电发射器；6、无人机主体；7、飞行动力部；8、遥感传感器；9、吊装架；10、环形槽；11、第一无线充电接收器；12、第二无线充电接收器；13、侧夹结构；14、充电模块；15、支脚；16、弧形片；17、永磁体；18、电磁铁；19、罩体；20、第一电机；21、转动架；23、第一主动伸缩架；24、防滑垫；25、第二主动伸缩架；26、第二电机；27、螺旋桨；28、侧挡架；29、盖架；30、红外闪光灯；31、支撑台；32、第三电机；33、悬架；34、第二无线充电发射器。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
实施例一，参阅图1～图6所示，一种基于无人机的自回收式遥感测绘设备，包括装载平台1，装载平台1上安装有无线通信计算机和蓄电池，无线通信计算机用于远程通信连接无线控制设备，无线控制设备可选为笔记本电脑，也可选为平板电脑，装载平台1上安装有多组连接孔，还包括：
与装载平台1相连接的多组飞行测绘结构2，所述飞行测绘结构2包括与装载平台1活动连接的无人机3，所述无人机3包括与装载平台1活动连接的多组转动支撑机构4，所述转动支撑机构4上安装有第一无线充电发射器5，所述转动支撑机构4连接有无人机主体6，无人机主体6内设置有第一无线通信模块、总控模块、蓄电模块，第一无线通信模块用于与无线通信计算机进行信息交互，总控模块包括飞控系统、电力系统、传感系统、定位系统，蓄电模块用于存储电能，无人机主体6上安装有飞行动力部7，所述无人机主体6底部安装有遥感传感器8，遥感传感器8包括与无人机主体6固定连接的透明罩，所述透明罩内固定安装有光学相机和红外扫描仪，所述无人机主体6顶部固定安装有吊装架9，所述吊装架9上开设有环形槽10，所述环形槽10上固定安装有与第一无线充电发射器5相适配的多组第一无线充电接收器11，所述吊装架9顶部固定安装有第二无线充电接收器12；
与无人机主体6相连接的侧夹结构13，所述侧夹结构13用于进行夹持作业；
安装在装载平台1上的充电模块14，充电模块14与第二无线充电接收器12相适配。
在正常工作时，飞行动力部7提供飞行动力，从而使得无人机主体6升空并移动，无人机主体6带动遥感传感器8移动，遥感传感器8通过无人机主体6内第一无线通信模块将测绘数据发送向无线通信计算机，无线通信计算机对测绘数据进行处理和存储，在一组无人机3无法自主返回至装载平台1上时，另一组无人机3移动向失事的无人机3，遥感传感器8对失事的无人机3进行实时拍摄，在失事的无人机3顶部无空间时，救援用的无人机3通过侧夹结构13对无人机3主体进行夹持并带动失事的无人机3返航，在失事的无人机3顶部存在飞行空间时，救援用的无人机3移动至失事无人机3的顶部，在转动支撑机构4转动向环形槽10，使得第一无线充电发射器5卡入环形槽10并接近第一无线充电接收器11，从而使得第一无线充电接收器11接收到第一无线充电发射器5发射的电磁波并将转换的电力供给缺电的无人机3，从而使得电力不足的无人机3恢复自主返航能力，在失事无人机3并未因电力不足而无法返航时，救援的无人机3将通过转动支撑机构4、环形槽10、第一无线充电发射器5间的配合，将失事无人机3吊起并返航。本发明利用无人机3带动遥感传感器8移动并进行空中遥感测绘作业，在无人机3无法返航时，另一组无人机3通过反向充电的方式恢复失事无人机3的电力，救援用的无人机3也可通过侧夹结构13主动带动失事的无人机3返航，从而避免控制人员出去寻找失事的无人机，便于对无人机3进行回收。
在本实施例的一种情况中，所述转动支撑机构4包括与无人机主体6相铰接的支脚15，所述支脚15与第一无线充电发射器5固定连接，所述支脚15固定连接有弧形片16，所述弧形片16上固定安装有永磁体17，所述弧形片16通过弹簧连接有电磁铁18，所述电磁铁18固定连接有与无人机主体6固定连接的罩体19，所述罩体19与弧形片16滑动连接。电磁铁18驱动永磁体17，永磁体17带动弧形片16沿罩体19滑动，弧形片16带动支脚15转动，支脚15带动第一无线充电发射器5移动，从而调节第一无线充电发射器5的位置，以便于第一无线充电发射器5与第一无线充电接收器11接触或电性耦合。
在本实施例的一种情况中，所述侧夹结构13包括与无人机主体6固定连接的两组第一电机20，第一电机20可选为伺服电机，也可选为步进电机，所述第一电机20的输出轴固定连接有转动架21，第一电机20用于驱动转动架21转动，所述无人机主体6固定连接有第一主动伸缩架23，第一主动伸缩架23包括与无人机主体6相连接的从动伸缩架，所述从动伸缩架内安装有电动伸缩杆，所述第一主动伸缩架23的端部固定安装有防滑垫24。第一电机20驱动转动架21转动，使得转动架21相互接近，从而使得转动架21进行夹持作业，在第一电机20驱动转动架21相互远离且第一主动伸缩架23进行收缩时，侧夹结构13进行松夹作业，在大风天气时，本发明在空中易受高速气流的扰动，从而导致飞行姿态不稳，此时通过转动架21夹持固定物的方式和第一主动伸缩架23驱动防滑垫24挤压固定物的方式，使得侧夹结构13夹持固定物，从而使得无人机3在大风天气中处于稳定状态，固定物可选为电线杆，也可选为灯杆等固定在地面上的结构。
在本实施例的一种情况中，所述飞行动力部7包括与无人机主体6固定连接的至少四组第二主动伸缩架25，所述第二主动伸缩架25的移动端固定安装有第二电机26，所述第二电机26的输出轴固定连接有螺旋桨27。第二电机26用于驱动螺旋桨27转动。第二主动伸缩架25用于调节第二电机26间的间距，第二电机26通过驱动螺旋桨27转动，从而为无人机3提供升力。
在本实施例的一种情况中，所述第二主动伸缩架25上固定安装有侧挡架28，侧挡架28环绕设置在螺旋桨27外侧，所述无人机主体6上安装有与侧挡架28相适配的盖架29。在第二主动伸缩架25的带动下，侧挡架28移动向盖架29，使得侧挡架28配合盖架29一同遮蔽螺旋桨27，从而为螺旋桨27提供防护。
在本实施例的一种情况中，所述盖架29上固定安装有多组红外闪光灯30。红外闪光灯30用于发射闪动的红外射线，从而便于遥感传感器8的红外扫描仪及时发现失事的无人机3的位置。
实施例二，在实施例一的基础上，参阅图1，所述充电模块14包括与装载平台1固定连接的支撑台31，所述支撑台31上固定安装有第三电机32，所述第三电机32的输出轴固定连接有悬架33，所述悬架33上安装有与第二无线充电接收器12相适配的第二无线充电发射器34。第三电机32通过驱动悬架33转动的方式带动第二无线充电发射器34进行转动，从而调节第二无线充电发射器34的位置，从而在无人机3起飞和降落的过程中，避免悬架33和第二无线充电发射器34阻挡无人机3，在无人机3降落在装载平台1上后，第三电机32驱动悬架33转动，随着第二无线充电接收器12与第二无线充电发射器34的相互接近，第二无线充电发射器34通过第二无线充电接收器12对无人机3输送电力。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种基于无人机的自回收式遥感测绘设备，包括装载平台，其特征在于，还包括：
与装载平台相连接的多组飞行测绘结构，所述飞行测绘结构包括与装载平台活动连接的无人机，所述无人机包括与装载平台活动连接的多组转动支撑机构，所述转动支撑机构上安装有第一无线充电发射器，所述转动支撑机构连接有无人机主体，无人机主体上安装有飞行动力部，所述无人机主体底部安装有遥感传感器，所述无人机主体顶部固定安装有吊装架，所述吊装架上开设有环形槽，所述环形槽上固定安装有与第一无线充电发射器相适配的多组第一无线充电接收器，所述吊装架顶部固定安装有第二无线充电接收器；
与无人机主体相连接的侧夹结构，所述侧夹结构用于进行夹持作业，所述侧夹结构包括与无人机主体固定连接的两组第一电机，所述第一电机的输出轴固定连接有转动架，第一电机用于调节转动架的位置，在转动架相互接近时，转动架进行夹持作业，在第一电机驱动转动架相互远离且第一主动伸缩架进行收缩时，侧夹结构进行松夹作业，所述无人机主体固定连接有第一主动伸缩架，所述第一主动伸缩架的端部固定安装有防滑垫，通过转动架夹持固定物的方式和第一主动伸缩架驱动防滑垫挤压固定物的方式，侧夹结构对固定物进行夹持作业；
安装在装载平台上的充电模块，充电模块与第二无线充电接收器相适配，所述充电模块包括与装载平台固定连接的支撑台，所述支撑台上固定安装有第三电机，所述第三电机的输出轴固定连接有悬架，所述悬架上安装有与第二无线充电接收器相适配的第二无线充电发射器，第三电机通过驱动悬架转动的方式调节第二无线充电发射器的位置，在无人机降落在装载平台上后，第三电机调节驱动悬架位置，第二无线充电发射器用于对第二无线充电接收器远程供能，第二无线充电接收器用于将获得的电力输送向无人机；
在一组无人机无法自主返回至装载平台上时，另一组无人机移动向失事的无人机，遥感传感器对失事的无人机进行实时拍摄，在失事的无人机顶部无空间时，救援用的无人机通过侧夹结构对无人机主体进行夹持，在失事的无人机顶部存在飞行空间时，转动支撑机构转动向环形槽，使得第一无线充电发射器卡入环形槽并接近第一无线充电接收器，从而使得第一无线充电接收器接收到第一无线充电发射器发射的电磁波并将转换的电力供给缺电的无人机，救援的无人机的转动支撑机构驱动第一无线充电发射器卡入失事无人机的环形槽，从而完成救援的无人机与失事无人机的连接作业。
2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的自回收式遥感测绘设备，其特征在于，所述转动支撑机构包括与无人机主体相铰接的支脚，所述支脚与第一无线充电发射器固定连接，所述支脚固定连接有弧形片，所述弧形片上固定安装有永磁体，所述弧形片通过弹簧连接有电磁铁，所述电磁铁固定连接有与无人机主体固定连接的罩体，所述罩体与弧形片滑动连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于无人机的自回收式遥感测绘设备，其特征在于，所述飞行动力部包括与无人机主体固定连接的至少四组第二主动伸缩架，所述第二主动伸缩架的移动端固定安装有第二电机，所述第二电机的输出轴固定连接有螺旋桨。
4.根据权利要求3所述的一种基于无人机的自回收式遥感测绘设备，其特征在于，所述第二主动伸缩架上固定安装有侧挡架，所述无人机主体上安装有与侧挡架相适配的盖架。
5.根据权利要求4所述的一种基于无人机的自回收式遥感测绘设备，其特征在于，所述盖架上固定安装有多组红外闪光灯。
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