CN215972140U - 一种无人机用测绘综合防护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种无人机用测绘综合防护装置，包括承载挂架、连接基座、吊舱、承载托盘、球头铰链、二轴转台、三轴陀螺仪、加速度传感器及驱动电路，连接基座嵌于连接基座下端面的槽体内，连接基座下端面通过球头铰链与吊舱上端面连接，承载托盘上端面嵌于吊舱下端面内，且承载托盘侧壁与吊舱侧壁间通过二轴转台铰接，三轴陀螺仪分别嵌于承载挂架的槽底及吊舱槽底，加速度传感器嵌于承载托盘槽底，驱动电路嵌于连接基座上端面。本新型一方面可有效克服无人机飞行中对测绘、摄像设备造成各个方向的震动干扰影响，另一方面可有效对测绘设备提供安全防护，并有效的简化了挂架设备的结构及自重。

Description

一种无人机用测绘综合防护装置

技术领域

本实用新型涉及一种成像挂架设备，属无人机设备技术领域。

背景技术

通过无人机设备在进行航拍、测绘等作业时，因无人机运行时自身产生的机械震动、无人机飞行中气流造成的干扰及无人机飞行姿态调整等因素，极易导致航拍、测绘设备的成像观测稳定性受到较大的影响，并因此导致航拍成像质量及精度受到极大的影响，同时也极易因震动、无人机在起飞、降落等作业时与异物撞击等因素导致航拍、测绘设备受损，因此针对这一问题，当前开发了大量的无人机挂架设备，如专利申请号为“2018220213108”的“一种用于无人机的吊舱悬挂装置”及专利申请号为“2020219099537”的“一种多功能无人机机吊舱”，虽然可以一定程度满足对航拍、测绘承载作业及对无人机运行时的振动干扰及外力冲击进行抵御，但一方面均不同程度在设备结构相对独立，通用性和适用性差，往往仅能满足特此那个无人机设备或测绘、航拍设备使用的需要，使用灵活性及通用性差；另一方面也不同程度存在对机械震动抵御及吸收能力差，且结构强度较弱，对外力冲击的防护作业能力差，且无法实现360°范围内作用力全面吸收减震作业的需要，且在减震作业时的控制精度相对较差，减震能力相对较弱，且设备结构自重及体积也相对较差，从而造成对航拍及测绘设备承载防护作业能力不足的同时，也导致无人机运行时需要消耗大量的有效载荷用以承载挂架，从而导致无人机的适航性、续航能力等均受到较大影响。

因此针对这一现状，迫切需要开发一种全新的无人机挂架设备，以满足实际使用的需要。

实用新型内容

针对现有技术上存在的不足，本实用新型提供一种灭火防护设备，本实用新型结构简单，使用灵活，通用性好，一方面可有效满足对多种结构类型测绘、拍摄设备承载安装的需要，并可有效克服无人机飞行中对测绘、摄像设备造成各个方向的震动干扰影响，另一方面较传统的同类挂架设备可有效对测绘设备提供安全防护，并有效的简化了挂架设备的结构及自重，从而达到有效防止因外力冲击等造成测绘设备损毁故障情况发生的同时，另有效的降低了挂架设备造成的无人机设备有效载荷损失，改善和提高了无人机设备运行的适航性和续航能力。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：

一种无人机用测绘综合防护装置，包括承载挂架、连接基座、吊舱、承载托盘、球头铰链、二轴转台、调节电磁铁、三轴陀螺仪、加速度传感器及驱动电路，承载挂架为横断面呈“H”字形的槽状框架结构，连接基座为横断面呈矩形的板状结构，嵌于连接基座下端面的槽体内并与槽壁间通过滑槽滑动连接，连接基座上端面与承载挂架轴线平行分布，连接基座下端面通过球头铰链与吊舱上端面连接并同轴分布，吊舱为轴向截面呈“冂”字形槽状结构，其下端面超出承载挂架下端面至少5厘米，承载托盘为轴向截面呈“凵”字形槽状结构，其上端面嵌于吊舱下端面内，承载托盘侧壁与吊舱侧壁间通过二轴转台铰接，承载托盘下端面与吊舱上端面间间距不小于1厘米，且承载托盘下端面与吊舱上端面间呈0°—180°夹角，调节电磁铁若干，分别嵌于连接基座下端面及吊舱上端面，并环绕球头铰链呈环状结构均布，且连接基座、吊舱连接的各调节电磁铁间均相互对称分布，三轴陀螺仪分别嵌于承载挂架的槽底及吊舱槽底，并位于承载挂架和吊舱重心位置，加速度传感器嵌于承载托盘槽底，并位于承载托盘重心位置，驱动电路嵌于连接基座上端面，并分别与二轴转台、调节电磁铁、三轴陀螺仪、加速度传感器电气连接。

进一步的，所述的承载挂架上端面槽体侧壁设导向滑槽、承载弹簧、连接块及定位销，其中所述导向滑槽若干，沿承载挂架轴线方向均布并对称分布在承载挂架轴线两侧，所述导向滑槽轴线与承载挂架槽底垂直分布，所述导向滑槽与一个连接块滑动连接，所述连接块下端面与导向滑槽槽底间通过承载弹簧连接，且承载弹簧嵌于导向滑槽内并于导向滑槽同轴分布，所述连接块上端面及前端面均设一个连接螺孔，连接块后端面设紧固孔，且紧固孔对应的导向滑槽底部及承载挂架侧壁设定位槽，所述连接块后端面与定位销连接，且定位销前端面通过定位槽位于承载挂架外并于承载挂架外侧面连接。

进一步的，所述的连接基座侧表面设行走机构并通过行走机构与滑槽滑动连接，且所述连接基座内设与承载基座同轴分布的闭合腔体结构的控制腔，所述驱动电路嵌于控制腔内，且控制腔内另设辅助电池，控制腔对应的连接基座外表面设至少一个接线端子，且所述驱动电路分别与辅助电池及接线端子电气连接，并通过接线端子分别与二轴转台、调节电磁铁、三轴陀螺仪、加速度传感器电气连接。

进一步的，所述的球头铰链与连接基座下端面间通过二轴转台连接，并与连接基座同轴分布，且球头铰链可进行0°—360°范围旋转。

进一步的，所述的二轴转台上均设一个角度传感器，且角度传感器与驱动电路电气连接。

进一步的，所述的承载托盘通过旋转轴可进行0°—360°范围旋转，且承载托盘槽底设至少一个定位夹具。

进一步的，所述的连接基座下端面设一个弹性气腔，所述弹性气腔为与连接基座同轴分布的闭合环状结构，位于球头铰链与调节电磁铁之间位置，所述弹性气腔下端面与吊舱上端面间间距为0—5毫米。

进一步的，所述驱动电路为基于DSP芯片、FPGA芯片中任意一种为基础的电路系统中任意一种，且驱动电路另设多路稳压直流电源电路。

本实用新型结构简单，使用灵活，通用性好，一方面可有效满足对多种结构类型测绘、拍摄设备承载安装的需要，并可有效克服无人机飞行中对测绘、摄像设备造成各个方向的震动干扰影响，另一方面较传统的同类挂架设备可有效对测绘设备提供安全防护，并有效的简化了挂架设备的结构及自重，从而达到有效防止因外力冲击等造成测绘设备损毁故障情况发生的同时，另有效的降低了挂架设备造成的无人机设备有效载荷损失，改善和提高了无人机设备运行的适航性和续航能力。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型。

图1为本实用新型结构示意图；

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

如图1所示，一种无人机用测绘综合防护装置，包括承载挂架1、连接基座2、吊舱3、承载托盘4、球头铰链5、二轴转台6、调节电磁铁7、三轴陀螺仪8、加速度传感器9及驱动电路10，承载挂架1为横断面呈“H”字形的槽状框架结构，连接基座2为横断面呈矩形的板状结构，嵌于连接基座1下端面的槽体内并与槽壁间通过滑槽11滑动连接，连接基座2上端面与承载挂架1轴线平行分布，连接基座2下端面通过球头铰链5与吊舱3上端面连接并同轴分布，吊舱3为轴向截面呈“冂”字形槽状结构，其下端面超出承载挂架1下端面至少5厘米，承载托盘4为轴向截面呈“凵”字形槽状结构，其上端面嵌于吊舱3下端面内，承载托盘4侧壁与吊舱3侧壁间通过二轴转台6铰接，承载托盘4下端面与吊舱3上端面间间距不小于1厘米，且承载托盘4下端面与吊舱3上端面间呈0°—180°夹角，调节电磁铁7若干，分别嵌于连接基座2下端面及吊舱3上端面，并环绕球头铰链5呈环状结构均布，且连接基座2、吊舱3连接的各调节电磁铁7间均相互对称分布，三轴陀螺仪8分别嵌于承载挂架1的槽底及吊舱3槽底，并位于承载挂架1和吊舱3重心位置，加速度传感器9嵌于承载托盘4槽底，并位于承载托盘4重心位置，驱动电路10嵌于连接基座2上端面，并分别与二轴转台6、调节电磁铁7、三轴陀螺仪8、加速度传感器9电气连接。

重点说明的，所述的承载挂架1上端面槽体侧壁设导向滑槽12、承载弹簧13、连接块14及定位销15，其中所述导向滑槽12若干，沿承载挂架1轴线方向均布并对称分布在承载挂架1轴线两侧，所述导向滑槽12轴线与承载挂架1槽底垂直分布，所述导向滑槽12与一个连接块14滑动连接，所述连接块14下端面与导向滑槽12槽底间通过承载弹簧13连接，且承载弹簧13嵌于导向滑槽12内并于导向滑槽12同轴分布，所述连接块14上端面及前端面均设一个连接螺孔16，连接块14后端面设紧固孔17，且紧固孔17对应的导向滑槽12底部及承载挂架1侧壁设定位槽18，所述连接块14后端面与定位销15连接，且定位销15前端面通过定位槽18位于承载挂架1外并于承载挂架1外侧面连接。

同时，所述的连接基座2侧表面设行走机构并通过行走机构19与滑槽11滑动连接，且所述连接基座2内设与承载基座2同轴分布的闭合腔体结构的控制腔20，所述驱动电路10嵌于控制腔20内，且控制腔20内另设辅助电池21，控制腔20对应的连接基座2外表面设至少一个接线端子22，且所述驱动电路10分别与辅助电池21及接线端子22电气连接，并通过接线端子22分别与二轴转台6、调节电磁铁7、三轴陀螺仪8、加速度传感器9电气连接。

本实施例中，所述的球头铰链5与连接基座2下端面间通过二轴转台6连接，并与连接基座2同轴分布，且球头铰链5可进行0°—360°范围旋转。

此外，所述的二轴转台6上均设一个角度传感器23，且角度传感器23与驱动电路10电气连接。

进一步优化的，所述的承载托盘4通过旋转轴可进行0°—360°范围旋转，且承载托盘4槽底设至少一个定位夹具24。

本实施例中，所述的连接基座2下端面设一个弹性气腔25，所述弹性气腔25为与连接基座2同轴分布的闭合环状结构，位于球头铰链5与调节电磁铁7之间位置，所述弹性气腔25下端面与吊舱3上端面间间距为0—5毫米。

本实施例中，所述驱动电路10为基于DSP芯片、FPGA芯片中任意一种为基础的电路系统中任意一种，且驱动电路另设多路稳压直流电源电路。

本新型在具体实施中，首先对构成本新型的承载挂架、连接基座、吊舱、承载托盘、球头铰链、二轴转台、调节电磁铁、三轴陀螺仪、加速度传感器及驱动电路进行组装，然后将测绘设备通过定位夹具安装在承载托盘内，并通过接线端子与驱动电路电气连接，再将承载挂架通过其上方的槽体包覆在待挂载无人机的机腹外并通过连接块与无人机连接，最后将驱动电路通过接线端子与无人机的飞控电路电气连接，即可完成本新型装配。

在无人机测绘作业时，本新型通过承载挂架、连接基座、吊舱、承载托盘的结构强度有效的实现对外力冲击抵御，防止因外力冲击造成测绘设备损毁情况发生，同时在运行中一方面通过二轴转台、三轴陀螺仪机行走机构调节测绘设备工作位置及角度，满足测绘作业的需要，同时通过三轴陀螺仪、加速度传感器为测绘设备运行时运行角度及受力状态进行监控，在精确调整测绘设备运行状态调控精度的同时，另对测绘设备运行时受到的振动作用力方向及大小进行检测，然后驱动调节电磁铁运行，并调节各电磁铁的磁场强度，从而达到通过磁场对震动作用力进行吸收和减震的目的。

需要说明的，调节电磁铁较传统的弹簧、弹性垫块、弹性伸缩杆等设备一方面运行状态调整精确灵活性和调节精确性好；另一方面调节电磁铁的结构体积及自重均小于传统的弹簧、弹性垫块、弹性伸缩杆等设备，从而在达到减震并提高设备测绘、拍摄设备运行稳定的同时，另有效的简化了挂架设备的结构体积，并降低了挂架设备的自重，从而有效节省了无人机系统的有效载荷，提高了无人机系统运行的适航性和续航能力。

本实用新型结构简单，使用灵活，通用性好，一方面可有效满足对多种结构类型测绘、拍摄设备承载安装的需要，并可有效克服无人机飞行中对测绘、摄像设备造成各个方向的震动干扰影响，另一方面较传统的同类挂架设备可有效对测绘设备提供安全防护，并有效的简化了挂架设备的结构及自重，从而达到有效防止因外力冲击等造成测绘设备损毁故障情况发生的同时，另有效的降低了挂架设备造成的无人机设备有效载荷损失，改善和提高了无人机设备运行的适航性和续航能力。

本实用新型结构简单，使用灵活，通用性好，一方面可有效满足对多种结构类型测绘、拍摄设备承载安装的需要，并可有效克服无人机飞行中对测绘、摄像设备造成各个方向的震动干扰影响，另一方面较传统的同类挂架设备可有效对测绘设备提供安全防护，并有效的简化了挂架设备的结构及自重，从而达到有效防止因外力冲击等造成测绘设备损毁故障情况发生的同时，另有效的降低了挂架设备造成的无人机设备有效载荷损失，改善和提高了无人机设备运行的适航性和续航能力。

本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制。上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理。在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进。这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种无人机用测绘综合防护装置，其特征在于：所述无人机用测绘综合防护装置包括承载挂架、连接基座、吊舱、承载托盘、球头铰链、二轴转台、调节电磁铁、三轴陀螺仪、加速度传感器及驱动电路，所述承载挂架为横断面呈“H”字形的槽状框架结构，所述连接基座为横断面呈矩形的板状结构，嵌于连接基座下端面的槽体内并与槽壁间通过滑槽滑动连接，且所述连接基座上端面与承载挂架轴线平行分布，所述连接基座下端面通过球头铰链与吊舱上端面连接并同轴分布，所述吊舱为轴向截面呈“冂”字形槽状结构，其下端面超出承载挂架下端面至少5厘米，所述承载托盘为轴向截面呈“凵”字形槽状结构，其上端面嵌于吊舱下端面内，所述承载托盘侧壁与吊舱侧壁间通过二轴转台铰接，所述承载托盘下端面与吊舱上端面间间距不小于1厘米，且承载托盘下端面与吊舱上端面间呈0°—180°夹角，所述调节电磁铁若干，分别嵌于连接基座下端面及吊舱上端面，并环绕球头铰链呈环状结构均布，且连接基座、吊舱连接的各调节电磁铁间均相互对称分布，所述三轴陀螺仪分别嵌于承载挂架的槽底及吊舱槽底，并位于承载挂架和吊舱重心位置，所述加速度传感器嵌于承载托盘槽底，并位于承载托盘重心位置，所述驱动电路嵌于连接基座上端面，并分别与二轴转台、调节电磁铁、三轴陀螺仪、加速度传感器电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种无人机用测绘综合防护装置，其特征在于：所述的承载挂架上端面槽体侧壁设导向滑槽、承载弹簧、连接块及定位销，其中所述导向滑槽若干，沿承载挂架轴线方向均布并对称分布在承载挂架轴线两侧，所述导向滑槽轴线与承载挂架槽底垂直分布，所述导向滑槽与一个连接块滑动连接，所述连接块下端面与导向滑槽槽底间通过承载弹簧连接，且承载弹簧嵌于导向滑槽内并于导向滑槽同轴分布，所述连接块上端面及前端面均设一个连接螺孔，连接块后端面设紧固孔，且紧固孔对应的导向滑槽底部及承载挂架侧壁设定位槽，所述连接块后端面与定位销连接，且定位销前端面通过定位槽位于承载挂架外并于承载挂架外侧面连接。

3.根据权利要求1所述的一种无人机用测绘综合防护装置，其特征在于：所述的连接基座侧表面设行走机构并通过行走机构与滑槽滑动连接，且所述连接基座内设与承载基座同轴分布的闭合腔体结构的控制腔，所述驱动电路嵌于控制腔内，且控制腔内另设辅助电池，控制腔对应的连接基座外表面设至少一个接线端子，且所述驱动电路分别与辅助电池及接线端子电气连接，并通过接线端子分别与二轴转台、调节电磁铁、三轴陀螺仪、加速度传感器电气连接。

4.根据权利要求1所述的一种无人机用测绘综合防护装置，其特征在于：所述的球头铰链与连接基座下端面间通过二轴转台连接，并与连接基座同轴分布，且球头铰链可进行0°—360°范围旋转。

5.根据权利要求1或4所述的一种无人机用测绘综合防护装置，其特征在于：所述的二轴转台上均设一个角度传感器，且角度传感器与驱动电路电气连接。

6.根据权利要求1所述的一种无人机用测绘综合防护装置，其特征在于：所述的承载托盘通过旋转轴可进行0°—360°范围旋转，且承载托盘槽底设至少一个定位夹具。

7.根据权利要求1所述的一种无人机用测绘综合防护装置，其特征在于：所述的连接基座下端面设一个弹性气腔，所述弹性气腔为与连接基座同轴分布的闭合环状结构，位于球头铰链与调节电磁铁之间位置，所述弹性气腔下端面与吊舱上端面间间距为0—5毫米。

8.根据权利要求1所述的一种无人机用测绘综合防护装置，其特征在于：所述驱动电路为基于DSP芯片、FPGA芯片中任意一种为基础的电路系统中任意一种，且驱动电路另设多路稳压直流电源电路。

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