CN220263085U - 地质灾害重建用的自稳型无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及无人机领域，具体公开了一种地质灾害重建用的自稳型无人机，机身下方中间下方设有云台，云台连接摄像机，云台包括安装于机身下表面的顶板、可水平转动安装于顶板下方的旋转体、驱动旋转体旋转的第二电机、可上下翻转安装于旋转体前面的翻转体，可以驱动翻转体上下翻转的第三电机，摄像机安装于翻转体前面，顶板下方连接限位板，限位板套设于旋转体外围，顶板和限位板之间设有若干可沿着旋转体表面水平滚动的滚轮。能实现摄像机的水平旋转和上下翻转，进而获取更大的摄影范围，而且所述云台设计结构简单、紧凑，制造成本低，旋转的稳定性好。

Description

地质灾害重建用的自稳型无人机

技术领域

本实用新型涉及无人机领域，尤其是涉及地质灾害重建用的自稳型无人机。

背景技术

无人机的全称是无人驾驶飞机(Unmanned Aerial Vehicle)，英文缩写为“UAV”，是一种利用无线电遥控操纵或自主程序控制、机上无人驾驶的可重复使用的航空器。

无人机由五大部分组成：

一、机身：是无人机的主要骨架，一般采用轻物料制造为主，以减轻无人机的负载量，其他零部件都需要按照机身的布局进行安装。

二、动力系统：包括两部分，一部分是电源模块，一个是动力输出系统。电源就是为电机提供能量的，而电机是通过电调的控制带动桨叶旋转，为无人机提供动力。由螺旋桨、电机、电子调速器和动力电源组成，具体如下：

1、螺旋桨：无人机产生推力的主要部件，常见的多旋翼无人机一般搭配4个螺旋桨，两个顺时针旋转，两个逆时针旋转。对于一种电机来说螺旋桨过大或过小都不太好，多轴飞行器的操纵主要就是依靠改变电机的转速，使每个螺旋桨产生不同的升力来进行操纵。

2、电机：俗称马达，能将电能转化为机械能，带动螺旋桨旋转，从而产生推力。在微型无人机当中使用的动力电机可以分为两类：有刷电动机和无刷电动机。其中有刷电动机由于效率较低，且会产生摩擦，在快速旋转时难以控制，在无人机领域已逐渐不再使用。无刷电机里面的电刷不转被称为定子，外面的永磁体转动被称为转子。无刷电机需要用交流电来驱动所以外面需要接上一个电子调速器。

电动机的技术指标很多，与无人机动力特性最相关的两个是转速和功率。转速一般用kV来表示，所谓kV是指每伏特(V)能达到的空载每分钟转速。比如，使用kV1000的电机，11.1V电池，电机转速应该是1000x11.1＝11100.即每分钟11100转。即每增加1V电机空载转速增加1000转。

3、电子调速器：不仅可以调节电机转速，也可以为遥控接收器上其他通道的舵机供电，还能将电池提供的直流电转换为可直接驱动电机的三相交流电。动力电机的调速系统称为电调，全称为电子调速器，英文为Electronic SpedCotoller,简称ESC，它根据控制信号调节电动机的转速。

4、动力电源：为多旋翼无人机提供能量，直接关系到无人机的悬停时长、最大负载重量和飞行距离等重要指标。通常采用化学电池来作为电动无人机的动力电源，综合重量、能量密度等原因，现用锂聚合物动力电池作为动力电源，锂聚合物的电池的标称电压是3.7V，满电电压是4.2V,储存电压是3.8V，放电后的保护电压为3.6V。

三、飞行控制系统：又称为飞行管理和控制系统，是无人机的大脑，是核心模块。它的工作流程是先接受收地面遥控器的指令，然后将这些指令分发到无人机上各个控制模块，再接受各个模块反馈回来的信息，最后将反馈信息传回到地面遥控器上，不断地重复这个流程保证无人机在空中完美地执行飞手的任务命令。一般会内置控制器、陀螺仪、加速度计和气压计等传感器，已实现无人机数据传输的可靠性和精确度。

控制无人机的方式有很多，最传统的就是遥控器了，此外地面站用的数传电台。另外还有不是特别主流的蓝牙、wifi、3G/4G等。无人机的遥控器一般成对出售，一个发射机，一个接收机，需配对使用，但不同厂家之间的设备可能不能通用，遥控器有美国手、日本手之说。美国手与日本手是指无人机的操控方式，美国手是左手油门，日本手是右手油门，对应不同的操控器油门方向杆的不同布局。中国手：也有人称作“反美国手”，因为其与“美国手”完全相反。几种操作方式只不过是不同人的习惯不同而已，并无优劣之分。

在地质灾害重建过程中，需要高空获取灾后地质面貌，于是会在无人机上设置摄像机和图传系统，进而方便建模进行灾后重建设计。

其中，无人机图传系统的视频压缩技术、信号处理技术、信道编码技术及调制解调技术，将无人机在空中拍摄的视频以无线的方式实时传送给地面遥控器显示端上。

但是现有的摄像机直接安装在无人机上，而且地质灾害面积比较大，现有的无人 机拍摄范围有限，无法充分获取地质灾害前后方的景象，无法实现水平和竖直的灵活旋转，即使设计了云台，体积大，占用空间大制造成本高，而且旋转的稳定性不佳。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种地质灾害重建用的自稳型无人机，能实现水平和竖直的灵活旋转，体积小，结构紧凑，旋转稳定性好。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种地质灾害重建用的自稳型无人机，包括机身和安装机身上的四个螺旋桨、驱动4个螺旋桨旋转的第一电机、以及安装于机身上的摄像机，所述机身下方中间下方设有云台，云台连接摄像机，所述云台包括安装于机身下表面的顶板、可水平转动安装于顶板下方的旋转体、驱动旋转体旋转的第二电机、可上下翻转安装于旋转体前面的翻转体，可以驱动翻转体上下翻转的第三电机，所述摄像机安装于翻转体前面，所述顶板下方连接限位板，所述限位板套设于旋转体外围，所述顶板和限位板之间设有若干可沿着旋转体表面水平滚动的滚轮。使用时，第二电机驱动旋转体沿着顶板水平旋转，进而带动翻转体和摄像机水平旋转；第三电机带动翻转体和摄像机上下翻转，进而实现摄像机水平旋转和上下翻转，获取图像范围更广，而且所述旋转体能沿着限位板和滚轮旋转，提高了摄像机旋转的稳定性，其次，该设计结构简单、紧凑，制造成本低，容易实现。

进一步地，所述机身前面设有第一灯体，所述机身前面两侧设有水平的前杆，所述机身后面两侧设有水平的后杆，所述其中两个螺旋桨设于两个前杆末端，另外两个螺旋桨设于两个后杆末端，所述两个前杆侧面设有第二灯体。所述第一灯体和第二灯体的设计，能够实现在黑夜起到警示作用，方便观察控制，避免撞到，提高使用安全性。

综上所述，本实用新型的有益效果：能实现摄像机的水平旋转和上下翻转，进而在出现倾斜时能够在竖直和水平方向上灵活调整，达到了自稳的效果，进而获取更大的摄影范围，而且所述云台设计结构简单、紧凑，制造成本低，旋转的稳定性好。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型的云台结构示意图；

其中，机身1、前杆11、后杆12、第一灯体13、第二灯体14；螺旋桨2；摄像机3；云台4、顶板41、旋转体42、翻转体43、限位板44、滚轮45。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和2所示，一种地质灾害重建用的自稳型无人机，包括机身1、动力系统以及摄像机3。动力系统包括螺旋桨、第一电机、电子调速器、动力电源、飞行控制系统。这些结构均选自现有技术，背景技术中有了对应的描述。四个螺旋桨2安装机身1上，第一电机驱动4个螺旋桨2旋转，摄像机3安装于机身1上。所述机身1前面设有第一灯体13，该第一灯体13为蓝色，而且第一灯体连接动力电源，所述机身1前面两侧设有水平的前杆11，所述机身1后面两侧设有水平的后杆12，其中两个螺旋桨设于两个前杆11末端，另外两个螺旋桨设于两个后杆12末端，所述两个前杆11侧面设有第二灯体14，第二灯体14为红色，而且也连接动力电源。

本产品的改进之处在于：所述机身1下方中间下方设有云台4，云台4连接摄像机3，所述云台4包括顶板41、旋转体42、第二电机、翻转体43以及第三电机，其中，顶板41卡接于机身1下表面，旋转体42可水平转动安装于顶板41下方，另外，所述顶板41下方两侧通过两根立柱连接限位板44，所述限位板44套设于旋转体42外围，所述顶板41和限位板44之间设有滚轮45，滚轮45可沿着旋转体42表面水平滚动，所述滚轮45也为2个而且分别套于两根立柱外围，滚轮45可绕立柱自由旋转。当然滚轮45和立柱的数量也可以根据需要设计。

所述第二电机驱动旋转体42旋转，而且第二电机设于机身1内，第二电机具有第二旋转轴，第二旋转轴穿出机身1的底部和顶板41连接旋转体42，旋转体42为竖直的圆筒形，顶板41底部设有圆形凸部，旋转体42顶部设有与圆形凸部配合的凹环。翻转体43可上下翻转安装于旋转体42前面，所述翻转体43后端设有加长部，加长部穿入旋转体42内，翻转体43最好呈水平圆柱形，加长部最好为竖直板，加长部可绕旋转体42翻转，旋转体42内设有第三电机，第三电机具有连接加长部的第三旋转轴，进而第三电机能够驱动第三旋转轴旋转，带动加长部上下翻转，所述摄像机3安装于翻转体43前面，进而也能带动摄像机3一起翻转。

使用时，第二电机带动旋转体42绕顶板41水平旋转，旋转体42绕滚轮45旋转，带动翻转体43和摄像机3实现水平方向上旋转，旋转范围最好为0-360°，获取地质灾水平方向的景象。第二电机带动加长部和翻转体43绕旋转体42上下翻转，进而带动摄像机3一起上下翻转，翻转范围最好为0-90°，进而获取地质灾前后方向的景象。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种地质灾害重建用的自稳型无人机，包括机身(1)和安装机身(1)上的四个螺旋桨(2)、驱动4个螺旋桨(2)旋转的第一电机、以及安装于机身(1)上的摄像机(3)，其特征在于：所述机身(1)下方中间下方设有云台(4)，云台(4)连接摄像机(3)，所述云台(4)包括安装于机身(1)下表面的顶板(41)、可水平转动安装于顶板(41)下方的旋转体(42)、驱动旋转体(42)旋转的第二电机、可上下翻转安装于旋转体(42)前面的翻转体(43)，可以驱动翻转体(43)上下翻转的第三电机，所述摄像机(3)安装于翻转体(43)前面，所述顶板(41)下方连接限位板(44)，所述限位板(44)套设于旋转体(42)外围，所述顶板(41)和限位板(44)之间设有若干可沿着旋转体(42)表面水平滚动的滚轮(45)。

2.根据权利要求1所述的地质灾害重建用的自稳型无人机，其特征在于：所述机身(1)前面设有第一灯体(13)，所述机身(1)前面两侧设有水平的前杆(11)，所述机身后面两侧设有水平的后杆(12)，所述其中两个螺旋桨设于两个前杆(11)末端，另外两个螺旋桨设于两个后杆末端，所述两个前杆侧面设有第二灯体(14)。