CN210465475U - 一种测流速无人机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种测流速无人机，包括机架、流速测量仪以及流速定位仪，所述机架的下端安装有控制盒，控制盒内部设置有电池及控制电路组件等电器控制部件，所述流速测量仪通过一三轴云台安装在控制盒的下端，所述控制盒中部开有安装槽，所述流速定位仪通过一三轴云台安装在控制盒中部的安装槽内。本实用新型通过在无人机上设置流速测量仪以及流速定位仪，先利用流速定位仪检测河水的流向，无人机根据流向自动调整姿态和角度，使得流速测量仪能够正面面对水流方向，然后流速测量仪再对河水流速进行测量，从而保证流速检测的准确性，提高准确精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及无人机技术领域，尤其涉及一种测流速无人机。
背景技术
江河湖泊的水情信息、流量资料具有极为重要的作用，涉及防洪安全、水文水利计算、水资源评价等各个方面，因此河流流量测验是水文工作的重要内容，每年需要耗费大量人力财力资源去进行测验。
液面测流是一个野外作业的过程，且作业现场常远离村庄，难以做到准时、随机掌握现场的第一手资料，目前大部分的中小型河流仍需要人工应急现场监测，而专门针对水文监测的仪器装备也较少，大多选择ADCP多普勒超声波测流仪、电波流速仪、手持激光测距仪等便携式监测设备，使用上述监测设备必须在技术人员到达待测区后人工采集监测数据，难以满足应急监测时效性、非常规性、复杂性应用的特殊要求，同时在水文作业人员无法到达的待测区域内，使用上述监测设备也不具备水文数据的自动采集、自动传输和自动处理分析的能力。现还有一些无人机利用多普勒流速仪进行测流速，但是使用时需要手动调整无人机来使得多普勒流速仪对准水流方向来保证检测的准确性，但是如果距离较远，操作人员则无法准确操控多普勒流速仪对准水流方向，因此具有一定的使用局限性，或造成检测的数据不准确。
发明内容
鉴于以上所述，有必要提供一种测流速无人机，通过操作无人机搭载多普勒流速仪对水流进行流速测量，能够自动检测水流方向调整多普勒流速仪的测量角度，在空中对待测区域进行多方位精准流速测量，提高检测的准确性。
本实用新型采用的技术方案如下：一种测流速无人机，包括机架、安装在机架上的流速测量仪以及流速定位仪，所述机架的下端安装有控制盒，控制盒内部设置有电池及控制电路组件等电器控制部件，所述流速测量仪通过一三轴云台安装在控制盒的下端，所述三轴云台包括云台支架、偏航角转轴、俯仰角转轴及翻滚角转轴，所述云台支架安装在控制盒的下端，所述云台支架中部设置有一安装座，所述偏航角转轴安装在安装座上，所述偏航角转轴的转动轴上连接有一7字形的连接片，所述翻滚角转轴安装在连接片的下端，所述翻滚角转轴的转轴上安装有一夹持件，夹持件呈U字形，所述俯仰角转轴安装在U字形夹持件的一侧，所述流速测量仪安装在夹持件上，所述控制盒中部开有安装槽，所述流速定位仪通过一三轴云台安装在控制盒中部的安装槽内；所述流速测量仪以及流速定位仪均与电池及控制电路组件电性连接，控制电路组件内设置有相关控制程序。
进一步的，所述云台支架与控制盒连接的四个脚各安装有一减震球。
进一步的，所述偏航角转轴、俯仰角转轴及翻滚角转轴内均设置有加速度陀螺仪芯片，加速度陀螺仪芯片电路均与电池及控制电路组件电性连接。
进一步的，所述翻滚角转轴的旋转方向与偏航角转轴旋转方向在空间上垂直。
进一步的，所述俯仰角转轴旋转方向与翻滚角转轴旋转方向在空间上垂直。
进一步的，所述机架上安装有若干个螺旋桨组件，所述螺旋桨组件通过一转轴与机架连接，多组桨组件成偶数个数设置且围绕机架的周向均匀布置。
进一步的，所述机架的下方安装有两个支撑架，两个支撑架呈一定倾斜角度设置。
与现有技术相比，本实用新型通过在无人机上设置流速测量仪以及流速定位仪，先利用流速定位仪检测河水的流向，无人机根据流向自动调整姿态和角度，使得流速测量仪能够正面面对水流方向，然后流速测量仪再对河水流速进行测量，从而保证流速检测的准确性，提高准确精度。
附图说明
图1是本实用新型所述测流速无人机的结构示意图；
图2是附图1所示三轴云台的结构示意图。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
如图1、图2所示，一种测流速无人机，包括机架1、安装在机架1上的流速测量仪2以及流速定位仪3。
所述机架1上安装有若干个螺旋桨组件11，机架1的下端安装有控制盒12，控制盒12内部设置有电池及控制电路组件等电器控制部件，所述螺旋桨组件11成偶数个数设置且围绕机架1的周向均匀布置，所述机架的下方安装有两个支撑架14，两个支撑架14呈一定倾斜角度设置，支撑架14用于支撑无人机的停放，支撑架14为杆状结构。
所述电池为锂电池，用于向无人机的相关用电部件提供电能，控制电路组件包括多个控制模块，如用于控制无人机飞行姿态飞行控制模块、用于导航无人机的定位模块(如GPS模块)、以及用于处理相关机载设备所获取的环境信息的数据处理模块等。
所述螺旋桨组件11通过一转轴13与机架1连接，多组桨组件11成偶数个数设置且围绕机架1的周向均匀布置，以使得无人机的姿态控制更加简单，桨组件11能够沿转轴13上下旋转，当不使用时，桨组件11沿转轴13向下旋转进行折叠，以减少体积，便于存放。
所述流速测量仪2通过一三轴云台21安装在控制盒12的下端，所述三轴云台21包括云台支架211、偏航角转轴212、俯仰角转轴213及翻滚角转轴214，所述云台支架211安装在控制盒12的下端，云台支架211大体呈H字形状，云台支架211与控制盒12连接的四个脚各安装有一减震球215，以减少无人机飞行时产生的抖动对对三轴云台21的影响；所述云台支架211中部设置有一安装座216，所述偏航角转轴212安装在安装座216上，偏航角转轴212能够在水平方向上进行360度旋转；所述偏航角转轴212的转动轴上连接有一7字形的连接片217，所述翻滚角转轴214安装在连接片217的下端，翻滚角转轴214的旋转轴能在垂直方向上360度旋转，翻滚角转轴214的旋转方向与偏航角转轴212旋转方向在空间上垂直；所述翻滚角转轴214的转轴上安装有一夹持件2141，夹持件2141呈U字形，所述俯仰角转轴213安装在U字形夹持件2141的一侧，俯仰角转轴213能在垂直方向上360度旋转，并且其旋转方向与翻滚角转轴214旋转方向在空间上垂直；所述流速测量仪2安装在夹持件2141上。
所述控制盒12中部开有安装槽，所述流速定位仪3通过一三轴云台21安装在控制盒12中部的安装槽内，流速定位仪3通过内部的多光谱成像系统采集前方图像，利用视觉判别算法运算处理，控制盒12内部的无人机飞行控制系统融合视觉算法得出的数据以及流速测量仪2当前采集的数据，综合计算得出实际水流方向，进而调整无人机的姿态以及流速测量仪2的角度，从而保证流速测量仪2测量的准确性，图像识别及视觉判别算法运算技术为现有技术中常用的技术手段，在此不再详细说明,流速定位仪3使用的三轴云台与流速测量仪2使用的三轴云台结构一致。
所述偏航角转轴212、俯仰角转轴213及翻滚角转轴214内均设置有加速度陀螺仪芯片等传感器件，通过内部的电子处理芯片实时控制三个转轴的运动，达到运动过程中保持机载设备的运动平衡，增强稳定性的目的，加速度陀螺仪芯片电路均与电池及控制电路组件电性连接；所述流速测量仪2以及流速定位仪3均与电池及控制电路组件电性连接，控制电路组件内设置有相关控制程序，用于控制流速测量仪2以及流速定位仪3的自动运行，该部分属于软件控制部分，属于现有技术中常用的技术手段，通过相关程序编码即可实现，在此不做详细描述。
本实用新型的使用原理如下：无人机飞抵监测区域后，流速定位仪3自动检测水流的方向，根据检测到的水流的方向发送相关程序控制无人机自动调整姿态和角度，使得流速测量仪2能够正面面对水流方向，然后流速测量仪2再对河水流速进行测量，在其中三轴云台21能够进行自动调整，以克服无人机的颠簸造成的影响，提高检测的精度。
本实用新型通过在无人机上设置流速测量仪以及流速定位仪，先利用流速定位仪检测河水的流向，无人机根据流向自动调整姿态和角度，使得流速测量仪能够正面面对水流方向，然后流速测量仪再对河水流速进行测量，从而保证流速检测的准确性，提高准确精度。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种测流速无人机，包括机架、安装在机架上的流速测量仪以及流速定位仪，其特征在于：所述机架的下端安装有控制盒，控制盒内部设置有电池及控制电路组件，所述流速测量仪通过一三轴云台安装在控制盒的下端，所述三轴云台包括云台支架、偏航角转轴、俯仰角转轴及翻滚角转轴，所述云台支架安装在控制盒的下端，所述云台支架中部设置有一安装座，所述偏航角转轴安装在安装座上，所述偏航角转轴的转动轴上连接有一7字形的连接片7，所述翻滚角转轴安装在连接片7的下端，所述翻滚角转轴的转轴上安装有一夹持件，夹持件呈U字形，所述俯仰角转轴安装在U字形夹持件的一侧，所述流速测量仪安装在夹持件上，所述控制盒中部开有安装槽，所述流速定位仪通过一三轴云台安装在控制盒中部的安装槽内；所述流速测量仪以及流速定位仪均与电池及控制电路组件电性连接，控制电路组件内设置有相关控制程序。
2.根据权利要求1所述的测流速无人机，其特征在于：所述云台支架与控制盒连接的四个脚各安装有一减震球。
3.根据权利要求1所述的测流速无人机，其特征在于：所述偏航角转轴、俯仰角转轴及翻滚角转轴内均设置有加速度陀螺仪芯片，加速度陀螺仪芯片电路均与电池及控制电路组件电性连接。
4.根据权利要求1所述的测流速无人机，其特征在于：所述翻滚角转轴的旋转方向与偏航角转轴旋转方向在空间上垂直。
5.根据权利要求1所述的测流速无人机，其特征在于：所述俯仰角转轴旋转方向与翻滚角转轴旋转方向在空间上垂直。
6.根据权利要求1所述的测流速无人机，其特征在于：所述机架上安装有若干个螺旋桨组件，所述螺旋桨组件通过一转轴与机架连接，多组桨组件成偶数个数设置且围绕机架的周向均匀布置。
7.根据权利要求1所述的测流速无人机，其特征在于：所述机架的下方安装有两个支撑架，两个支撑架呈一定倾斜角度设置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201921517358.6U CN210465475U (zh) | 2019-09-11 | 2019-09-11 | 一种测流速无人机 |
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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| CN (1) | CN210465475U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112034200A (zh) * | 2020-09-03 | 2020-12-04 | 上海旭宇信息科技有限公司 | 一种螺旋桨式的水流速度计量装置 |
| CN113252933A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-08-13 | 北京航空航天大学 | 一种螺旋桨来流速度检测装置及方法 |
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| CN113252933A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-08-13 | 北京航空航天大学 | 一种螺旋桨来流速度检测装置及方法 |
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