一种具有镜头防护装置的测绘无人机的制作方法

1.本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种具有镜头防护装置的测绘无人机。


背景技术：

2.无人机测绘是利用无人机进行地面或空中测量、摄影和数据采集的技术。它使用无人机平台搭载各种传感器，如相机、激光雷达等，对目标区域进行高效、高精度的数据采集和制图。无人机测绘具有高效快速、高精度、高灵活性、实时监测、低成本、高效益等优势，被广泛应用于土地测绘和规划、建筑基础设施监测、自然资源管理、环境与生态学研究、灾害应急和救援等领域，为地理信息获取和分析提供了新的解决方案。
3.在无人机测绘的过程中不可避免的需要使用到相机，随着无人机技术以及相机稳定技术的发展，相机云台稳定器已基本成为无人机使用过程中不可缺少的一部分，现有的无人机通过云台连接器与相机增稳平台相连接，进而保证在飞行过程中相机的稳定性，从而获得更加优质的画面，对于相机的使用，在测绘过程中往往搭配相机镜头进行使用，对于地理测绘，往往需要高清的镜头，从而保证拍摄画面的品质。
4.现有的无人机在测绘的过程中，其相机镜头往往缺乏相应的防护装置，在使用的过程中相机镜头裸露，在无人机升降的过程中，产生的气流、灰尘，容易造成镜头的损坏，因此需要对相机镜头进行保护，以保证其使用寿命，过程中可通过在相机镜头上加装防护镜片对相机镜头进行保护，但在使用的过程中，防护镜片上容易出现雾气，从而对拍摄效果造成影响，同时在现有的无人机测绘作业过程中，当光线比较强烈时，相机容易出现过曝的现象，影响无人机的作业，因此，一种能够在无人机测绘作业过程中，对其镜头进行防护，有效的避免防护镜片起雾，同时在光线强烈的天气中，能够降低光强，利于无人机作业的镜头防护装置，则是现有亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种具有镜头防护装置的测绘无人机，以解决现有的测绘无人机在使用的过程中，镜头不易防护，防护镜片容易起雾，同时在光线强烈的环境中，不能很好的作业，给测绘工作带来不便的问题。
6.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种具有镜头防护装置的测绘无人机，包括无人机，在无人机的下方设置有云台连接器，其特征在于：所述的无人机的下方设置有连接柱，在不进行测绘作业时，连接柱与防护装置相连接，在进行测绘作业时，防护装置与相机镜头相连接，在防护装置中设置有防护镜装置，在防护镜装置上方设置有弧形部，在防护镜装置中设置有通孔a，在通孔a的前端设置有防护镜片，在防护镜装置的下端设置有进气管，进气管延伸至防护镜片的内侧面，并在防护镜片内侧面的上方设置有出气管，在出气管中设置有缓冲腔室，缓冲腔室设置有多个，并在缓冲腔室中设置有挡片。
7.进一步地，所述的防护装置中设置有镜头连接机构，镜头连接机构与防护镜装置相连接，在镜头连接机构中设置螺纹连接部，在螺纹连接部中设置有贯通的镜头连接口，在
防护镜装置通孔a的末端设置有螺纹连接槽，螺纹连接槽与螺纹连接部相配合，在螺纹连接槽中设置有弹性橡胶圈放置部，在弹性橡胶圈放置部中放置有弹性橡胶圈，通过镜头连接口与相机镜头相连接，弹性橡胶圈在螺纹连接部的挤压下变形并对相机镜头进行压迫固定。
8.进一步地，所述的镜头连接机构与连接柱相连接，在连接柱的表面设置有滚花。
9.进一步地，所述的防护装置中设置有遮光装置，遮光装置的一侧与防护镜装置固定连接，遮光装置的另一侧与镜头连接机构相连接，在遮光装置中设置有通孔c，通孔c与通孔a大小一致并相对齐，螺纹连接槽布置在通孔c处。
10.进一步地，所述的遮光装置中设置有安装腔室，在安装腔室的中心设置有与通孔c大小一致的通孔b，在安装腔室中限位转动安装有遮光光圈，在遮光光圈中设置有多个第一铰接部，第一铰接部与铰接杆相连接，铰接杆与第二铰接部相连接，第二铰接部与中性密度滤镜镜片相连接，在中性密度滤镜镜片上设置有第三铰接部，第三铰接部与安装腔室后侧壁相连接，遮光光圈的转动带动中性密度滤镜镜片的开合与合拢，中性密度滤镜镜片合拢时对通孔b进行遮挡滤光。
11.进一步地，所述的安装腔室的安装腔室前侧壁与安装腔室后侧壁之间布置有限位轴，在遮光光圈的周边布置有限位滑槽，限位轴位于限位滑槽中，限位轴与限位滑槽设置有多个并一一配合，在遮光光圈的上方设置有“口”型连接架，在“口”型连接架的上方与球型滑块相连接，并在安装腔室的上侧壁上设置有球型截面滑槽，球型截面滑槽与球型滑块相配合，并设置有“口”型连接架与连接线相连接，连接线的另一端与配重小球相连接，配重小球位于遮光光圈与安装腔室之间形成的空腔中。
12.进一步地，所述的安装腔室的下方设置有支撑件，遮光光圈滚动放置在支撑件上。
13.进一步地，所述的支撑件中设置有安装槽，在安装槽中通过连接轴安装有滚轮，滚轮的上方与遮光光圈的下方相接触。
14.本发明的有益效果：
15.1、通过防护镜片能够实现对相机镜头的防护，并在使用过程中使得空气在防护镜片的内侧形成通道，于是防护镜片内外两侧的温度保持一致，能够有效的避免防护镜片的起雾，从而保证摄像的品质；
16.2、在防护镜装置的出气管中设置有缓冲腔室，过程中能够对流经的空气进行缓冲，降低空气流速，从而有效的减少空气流通时产生的噪音，有益于后期对视频素材的处理；
17.3、镜头连接机构在不使用时安装在无人机上，使用时安装在镜头上，使用更加的方便，同时镜头连接机构采用压迫弹性橡胶圈进行固定的方式，过程中能够适配于不同型号的相机镜头，使用更具有普遍性；
18.4、通过遮光装置能够在强烈的光线条件下对光线进行遮挡，从而有效的降低曝光量，使得无人机在光线强烈时也可正常的作业；
19.5、通过调节无人机的飞行状态实现对配重小球位置的调节，从而带动中性密度滤镜镜片的开合与合拢，避免了使用外在的电力驱动，使用更加的方便便捷。
附图说明
20.图1是本发明涉及无人机示意图(仰视)；
21.图2是本发明无人机上防护装置连接柱结构示意图；
22.图3是本发明防护装置与相机镜头连接示意图；
23.图4是本发明防护装置各部分结构示意图；
24.图5是本发明防护镜装置结构示意图；
25.图6是本发明防护镜装置飞行过程中空气动力以及受力分析示意图；
26.图7是本发明防护镜装置内部结构示意图；
27.图8是本发明遮光装置结构示意图；
28.图9是本发明遮光装置中中性密度滤镜镜片开合状态示意图；
29.图10是本发明遮光装置中中性密度滤镜镜片合拢状态示意图；
30.图11是本发明镜头连接机构结构示意图。
31.图中各标记对应的名称：
32.1、无人机；11、云台连接器；12、连接柱；121、滚花；2、相机镜头；3、防护装置；31、防护镜装置；311、弧形部；312、通孔a；313、防护镜片；314、进气管；315、出气管；316、缓冲腔室；317、挡片；32、遮光装置；321、螺纹连接槽；3211、弹性橡胶圈放置部；322、安装腔室；3221、球型截面滑槽；3222、支撑件；3223、安装槽；3224、连接轴；3225、滚轮；336、限位轴；3227、安装腔室后侧壁；3228、安装腔室前侧壁；323、遮光光圈；3231、“口”型连接架；3232、球型滑块；3233、限位滑槽；3234、第一铰接部；3235、铰接杆；3236、第二铰接部；3237、第三铰接部；3238、中性密度滤镜镜片；324、配重小球；3241、连接线；325、通孔b；326、通孔c；33、镜头连接机构；331、防滑纹；332、螺纹连接部；333、镜头连接口；334、弹性橡胶圈。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
34.本发明的实施例：
35.如图1-3所示，在无人机1的下方设置有云台连接器11与连接柱12，防护装置3在不使用时与连接柱12相连接，防护装置3在使用时与相机镜头2相连接(现有的，通过云台连接器11与相机相连接，相机与相机镜头2相连接)。
36.如图4-7所示，在防护装置3中设置有防护镜装置31，在防护镜装置31上方设置有弧形部311，在防护镜装置31中设置有通孔a312，在通孔a312的前端设置有防护镜片313，在防护镜装置31的下方设置有进气管314，在气压的作用下，从进气管314流入的空气流经防护镜片313的内侧面并从出气管315逸出，其中在出气管315上设置有缓冲腔室316，其中缓冲腔室316设置有多个，并在其中设置有形状各异的挡片317。
37.如图4,8-10所示，在防护装置3中设置有遮光装置32，在遮光装置32的一侧设置有螺纹连接槽321，在螺纹连接槽321中设置有通孔c326，并在通孔c326的周边形成了弹性橡胶圈放置部3211。
38.在遮光装置3中设置有安装腔室322，在安装腔室322的安装腔室后侧壁3227与安装腔室前侧壁3228之间布置有限位轴336，通过限位轴336与遮光光圈323相连接，其中遮光
光圈323可相对于限位轴336转动，并在遮光光圈323上设置有“口”型连接架3231，“口”型连接架3231的上方与球型滑块3232相连接，同时在安装腔室322的上侧壁上设置有球形截面滑槽3221，球型截面滑槽3221与球形滑块3232相配合，同时在安装腔室322的下方设置有支撑件3222，遮光光圈232的下部支撑放置在支撑件3222上，并在支撑件3222上设置有安装槽3223，在安装槽3223中通过连接轴3224安装有滚轮3225。遮光光圈232滚动放置在支撑件3222上。
39.遮光光圈323内部的切面呈环型，在遮光光圈323的内部周边布置有限位滑槽3233，限位滑槽3233与限位轴336相配合，使得遮光光圈323能够在安装腔室322中转动，并在遮光光圈323内部周边布置有多个第一铰接部3234，第一铰接部3234与铰接杆3235相连接，铰接杆3235与第二铰接部3236相连接，第二铰接部3236与中性密度滤镜镜片3238相连接，在中性密度滤镜镜片3238上还设置有第三铰接部3237，第三铰接部3237与安装腔室后侧壁3227相连接(遮光光圈323在安装腔室后侧壁3227以及安装腔室后侧壁3228的一侧是开口的)。
40.在安装腔室322中设置有配重小球324，配重小球324通过连接线3241与“口”型连接架3231相连接，配重小球324位置的改变(图9-10)可带动遮光光圈323转动，遮光光圈323转动时，在连接机构的带动下，中性密度滤镜镜片3238可由开合状态转变为合拢状态，从而实现对通孔b325是否遮挡的过程。
41.如图4,8，11所示，在防护装置3中设置有镜头连接机构33，在镜头连接机构33中设置有贯通的镜头连接口333，在镜头连接机构33的外侧周边设置有防滑纹331，并在镜头连接机构33的一侧设置有螺纹连接部332，螺纹连接部332与螺纹连接槽321相配合，并在弹性橡胶圈放置部3211中放置有弹性橡胶圈334。
42.本发明原理为：
43.本发明防护装置3在不使用时连接在无人机1下方的连接柱12上，过程中连接柱12上的滚花121，增加了连接摩擦力，保证了连接的稳定性，并在测绘作业时，将防护装置3取下并安装在相机镜头2的前方即可，过程中通过拧动镜头连接机构33，使得螺纹连接部332松开或压迫弹性橡胶圈334，于是弹性橡胶圈334恢复或发生形变，即可实现对连接柱12的松开，并实现对相机镜头2的压迫夹持固定。
44.防护装置3安装在相机镜头2上，即可实现对相机镜头2的防护，有效的避免相机镜头2在无人机升降或是飞行过程中出现的损坏，由于相机镜头2价格昂贵，从而有效的避免不必要的损失。
45.在使用的过程中，考虑到成本，防护镜片313尽量避免采用高端的镜片，保证其耐磨损的性能即可，于是在使用过程中，当无人机1进入到温暖湿润的空气环境中时，防护镜片313上容易起雾，从而对拍摄的质量造成影响，此时，通过防护镜装置31中弧形部311的设置，使得在无人机1飞行的过程中，防护镜装置31上方的气压小于下方的气压，于是空气从防护镜装置31下方的进气管314进入，在进入到通孔a312中时，在防护镜片313的内侧面形成风幕，并从出气管315排出，过程中由于防护镜片313两侧的空气温度、湿度保持一致，于是能够有效的防止防护镜片313起雾，实际使用中，即使出现起雾现象，也会很快消失，当然若采用防雾的防护镜片313，其效果更佳。
46.在上述空气在出气管315中流通的过程中，会产生明显的风经过孔道的噪音，通过
在出气管315上的缓冲腔室316，能够对空气的流通进行缓冲，通过挡片317有效的降低风速，从而有效降低噪音，减少对拍摄视频的影响，但过程中噪音不可能完全的消除，但不影响后续对视频的剪辑与处理。
47.在无人机1飞行的过程中，当外界光线比较强烈，相机则有可能出现过曝的现象，对拍摄的视频造成严重的影响，此时可以通过遥控器遥控无人机的飞行状态，过程中可以将无人机的机身倾斜(采用遥控器控制无人机1调整飞行姿态为现有成熟的技术，在此就不再赘述)，此时遮光装置32中的配重小球324则会发生转动，从而带动遮光光圈323转动，在遮光光圈323转动的过程中，第三铰接部3237由于和安装腔室后侧壁3227固定连接，于是其位置不会发生改变，但此时由于遮光光圈323的转动，会带动铰接杆3235转动，铰接杆3235转动则会带动中性密度滤镜镜片3238发生偏转，从而实现中性密度滤镜镜片3238的开合与合拢的变化，中性密度滤镜镜片3288是现有的，能够起到降低光强的作用，从而使得在光线强烈时无人机仍然可以工作，但采用中性密度滤镜镜片3288则可能造成图像颜色出现偏差，过程中可以在后处理阶段进行修正，此外，中性密度滤镜镜片3238在合拢时，需要保证各个镜片的连接处的缝隙尽可能的小，当然，越高的精度则代表着越高的成本，对此，考虑到成本，也可以在后处理过程中对视频进行修正，过程中涉及到视频剪辑的一些常规的操作，也就不再赘述。
48.在配重小球324带动遮光光圈323转动的过程中，为了保证稳定性与流畅性，在遮光光圈323下方的支撑件3222上设置有滚轮3225，从而保证遮光光圈323转动的流畅度。
49.应用例1
50.某建筑测绘企业在进行测绘作业过程中采用本发明的防护装置对相机的镜头进行防护。
51.在维持半年的使用过程中，本发明防护装置表现良好，实现了对镜头的有效防护，同时在飞行的过程中，没有出现防护镜片起雾导致的的视频素材模糊的情况出现，并且产生的噪音小，对后续的视频素材处理基本没有影响。
52.在以往的测绘过程中，当光线强烈时，特别在午间，无人机基本无法工作，采用本发明防护装置，在测绘作业中，通过调整无人机的飞行姿态即可实现对遮光装置的快速调节，使用十分的便捷。
53.通过对遮光装置的调节，使得以往需要连续几天的作业，往往一天即可完成，大大的提高了作业的效率，同时，测绘效果良好，给测绘工作带来便捷。
54.本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本技术相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种具有镜头防护装置的测绘无人机，包括无人机(1)，在无人机(1)的下方设置有云台连接器(11)，其特征在于：所述的无人机(1)的下方设置有连接柱(12)，在不进行测绘作业时，连接柱(12)与防护装置(3)相连接，在进行测绘作业时，防护装置(3)与相机镜头(2)相连接，在防护装置(3)中设置有防护镜装置(31)，在防护镜装置(31)上方设置有弧形部(311)，在防护镜装置(31)中设置有通孔a(312)，在通孔a(312)的前端设置有防护镜片(313)，在防护镜装置(31)的下端设置有进气管(314)，进气管(314)延伸至防护镜片(313)的内侧面，并在防护镜片(313)内侧面的上方设置有出气管(315)，在出气管(315)中设置有缓冲腔室(316)，缓冲腔室(316)设置有多个，并在缓冲腔室(316)中设置有挡片(317)。2.根据权利要求1所述的一种具有镜头防护装置的测绘无人机，其特征在于：所述的防护装置(3)中设置有镜头连接机构(33)，镜头连接机构(33)与防护镜装置(31)相连接，在镜头连接机构(33)中设置螺纹连接部(332)，在螺纹连接部(332)中设置有贯通的镜头连接口(333)，在防护镜装置(31)通孔a(312)的末端设置有螺纹连接槽(321)，螺纹连接槽(321)与螺纹连接部(332)相配合，在螺纹连接槽(321)中设置有弹性橡胶圈放置部(3211)，在弹性橡胶圈放置部(3211)中放置有弹性橡胶圈(334)，通过镜头连接口(333)与相机镜头(2)相连接，弹性橡胶圈(334)在螺纹连接部(332)的挤压下变形并对相机镜头(2)进行压迫固定。3.根据权利要求2所述的一种具有镜头防护装置的测绘无人机，其特征在于：所述的镜头连接机构(33)与连接柱(12)相连接，在连接柱(12)的表面设置有滚花(121)。4.根据权利要求2所述的一种具有镜头防护装置的测绘无人机，其特征在于：所述的防护装置(3)中设置有遮光装置(32)，遮光装置(32)的一侧与防护镜装置(31)固定连接，遮光装置(32)的另一侧与镜头连接机构(33)相连接，在遮光装置(32)中设置有通孔c(326)，通孔c(326)与通孔a(312)大小一致并相对齐，螺纹连接槽(321)布置在通孔c(326)处。5.根据权利要求4所述的一种具有镜头防护装置的测绘无人机，其特征在于：所述的遮光装置(32)中设置有安装腔室(322)，在安装腔室(322)的中心设置有与通孔c(326)大小一致的通孔b(325)，在安装腔室(322)中限位转动安装有遮光光圈(323)，在遮光光圈(323)中设置有多个第一铰接部(3234)，第一铰接部(3234)与铰接杆(3235)相连接，铰接杆(3235)与第二铰接部(3236)相连接，第二铰接部(3236)与中性密度滤镜镜片(3238)相连接，在中性密度滤镜镜片(3238)上设置有第三铰接部(3237)，第三铰接部(3237)与安装腔室后侧壁(3227)相连接，遮光光圈(323)的转动带动中性密度滤镜镜片(3238)的开合与合拢，中性密度滤镜镜片(3238)合拢时对通孔b(325)进行遮挡滤光。6.根据权利要求5所述的一种具有镜头防护装置的测绘无人机，其特征在于：所述的安装腔室(322)的安装腔室前侧壁(3228)与安装腔室后侧壁(3227)之间布置有限位轴(336)，在遮光光圈(323)的周边布置有限位滑槽(3233)，限位轴(336)位于限位滑槽(3233)中，限位轴(336)与限位滑槽(3233)设置有多个并一一配合，在遮光光圈(323)的上方设置有“口”型连接架(3231)，在“口”型连接架(3231)的上方与球型滑块(3232)相连接，并在安装腔室(322)的上侧壁上设置有球型截面滑槽(3221)，球型截面滑槽(3221)与球型滑块(3232)相配合，并设置有“口”型连接架(3231)与连接线(3241)相连接，连接线(3241)的另一端与配重小球(324)相连接，配重小球(324)位于遮光光圈(323)与安装腔室(322)之间形成的空腔中。7.根据权利要求6所述的一种具有镜头防护装置的测绘无人机，其特征在于：所述的安
装腔室(322)的下方设置有支撑件(3222)，遮光光圈(323)滚动放置在支撑件(3222)上。8.根据权利要求7所述的一种具有镜头防护装置的测绘无人机，其特征在于：所述的支撑件(3222)中设置有安装槽(3223)，在安装槽(3223)中通过连接轴(3224)安装有滚轮(3225)，滚轮(3225)的上方与遮光光圈(323)的下方相接触。

技术总结
本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种具有镜头防护装置的测绘无人机，包括防护镜装置、遮光装置与镜头连接机构。在镜头连接机构通过螺纹连接部压迫弹性橡胶圈变形，使得镜头连接机构可适配不同型号的相机镜头，遮光装置中采用配重小球与遮光光圈相连接，调整无人机的飞行状态即可实现对滤镜镜片开合状态的调节，在防护镜装置中设置风道，使得空气在防护镜片的内侧面上形成风幕，有效避免防护镜片起雾，并通过消音，避免空气流通产生的噪音对视频造成影响。本发明使用简单方便，适用性广，实现对相机镜头防护的同时，有效的避免防护镜片起雾，还能够避免相机过曝，使得在光线强烈的条件下，无人机仍然可正常工作，给测绘工作带来便捷。来便捷。来便捷。


技术研发人员：牛中周 杨宏园 牛雪洲 邱娜娜 田超峰 康志威 侯杰
受保护的技术使用者：优普科技集团有限公司
技术研发日：2023.07.11
技术公布日：2023/9/6