一种适用于全天候的土地测量无人机的制作方法

1.本技术涉及无人机技术领域，具体公开了一种适用于全天候的土地测量无人机。


背景技术：

2.无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“uav”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。目前在航拍、农业、测绘、等等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途，发达国家也在积极扩展行业应用与发展无人机技术。在土地测量时无人机是必备设备，由于无人机是在户外进行工作，户外的天气情况多变，所以需要一种能全天候使用的无人机。
3.中国公开号cn202121252491.0公开了一种适用于全天气候土地测量无人机，包括机架，机架上方固定安装有用于带动机架运动的螺旋桨，机架下表面开设有滑动槽，且机架呈十字形块状，滑动槽位于机架底面也呈十字形开设,滑动槽内卡接有能在滑动槽内运动的电动驱动块,套接管下方设置有套接管,套接管下端固定安装有摄像机，机架底面还固定安装有用于控制套接管升降的引导架，该适用于全天气候土地测量无人机，通过将机架设置为特定形状进行配合使用，让摄像机能够具备更大的活动范围，并且能够根据测量需要移动到不同的位置进行更加准确的测量，增加了装置的实用性。
4.该实用新型使用滑动槽来实现土地测量无人机下方的摄像机的移动，摄像机只能在槽内进行移动，摄像机的转向需要进行人工操作转向之后，再将无人机进行放飞，拍摄的角度只有滑动槽的四个顶点的四个方向，对于土地测量无人机来说，拍摄的角度应该尽量多，拍摄的画面才能更精准，鉴于此，发明人提出了一种适用于全天候的土地测量无人机。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于解决传统的无人机在飞行过程中摄像头转向困难的问题。
6.为了达到上述目的，本实用新型的基础方案提供一种适用于全天候的土地测量无人机，包括土地测量无人机机体，所述土地测量无人机机体四周安装有若干用于带动土地测量无人机运动的机翼，所述土地测量无人机机体下表面设置有旋转台，所述旋转台可拆卸连接有摄像头底座，所述摄像头底座可拆卸连接有摄像头，所述旋转台的四周设置有用于固定土地测量无人机机体的支撑架，所述支撑架之间可拆卸连接有用于保护摄像头的挡板；
7.所述旋转台包括马达、与马达输出端连接的第一齿轮、与第一齿轮啮合的第二齿轮、与第二齿轮可拆卸连接的凸台基座、与凸台基座和第二齿轮可拆卸连接的连接轴，所述凸台基体上设置有若干螺纹孔，所述第一齿轮与第二齿轮的传动比为一比三；
8.所述土地测量无人机机体内部设置有用于控制土地测量无人机机体驱动的控制芯片和与控制芯片电连接的图像处理模块，所述控制芯片与蓄电池模块连接，所述图像处理模块与摄像头电连接，所述控制芯片连接有信号处理器，信号处理器与地面控制站台对接，通过地面控制站台对土地测量无人机进行控制。
9.本基础方案的原理及效果在于：
10.1.与现有技术相比，本土地测量无人机在摄像头底座与土地测量无人机下表面连接处设置旋转台，利用马达的动力带动齿轮的旋转，再由齿轮传动带动齿轮上的凸台基座，由凸台基座的旋转带动连接在凸台基座上的摄像头底座的旋转，实现摄像头的旋转拍摄。
11.2.与现有技术相比，本土地测量无人机在支撑架上设置挡板，在高温天气时，遮挡猛烈的阳光，避免拍摄时光线过强导致画面曝光，在阴雨天气时，遮挡雨水，避免雨水吸附到摄像头镜头表面，导致摄像头镜头表面遮挡，拍摄画面不全面。
12.进一步，所述机翼包括固定连接在土地测量无人机机体外壳侧壁的连接杆、与连接杆固定连接的防护外壳、与防护外壳固定连接的支撑杆、与支撑杆固定连接的连接柱、设置在连接柱内部的电机、与电机输出端连接的旋转轴和对称设置在旋转轴四周的四片扇叶。机翼四周设置防护外壳，用于防止土地测量无人机飞行过程中杂物接近机翼，造成事故，设置电机，由电机的转动带动旋转轴的转动，再由旋转轴带动扇叶的转动，从而产生空气的流动，通过反作用力来实现土地测量无人机的运动。
13.进一步，所述支撑架使用胶接的方式与土地测量无人机机体的下表面连接。胶接一般适用于传递均布载荷或承受剪切载荷的部位；在轻型飞机、汽车行业等应用较多；有密封、减震、绝缘等要求的部位。
14.进一步，所述挡板两侧对称设置有用于与支撑架进行可拆卸连接的螺纹孔，所述螺纹孔用于螺栓对挡板及支撑架的可拆卸连接。挡板与支撑架之间通过螺栓可拆卸连接，在不需要使用挡板的天气可以将其拆卸，减轻土地测量无人机的负重。
15.进一步，所述摄像头底座包括固定板、支撑板、连接板、万向联轴器，所述固定板上设置有用于与凸台基体连接的若干螺纹孔，所述支撑板数量为两个，固定板与水平面平行，支撑板的长度方向与水平面垂直，支撑板对称设置在固定板上表面，所述连接板设置在支撑板上方与固定板平行，所述万向联轴器固定设置在连接板上表面。固定板上设置有螺纹孔，用于与旋转台的连接，设置万向联轴器用于摄像头的拆卸，在摄像头出现损坏时能只对摄像头进行更换。
16.进一步，所述摄像头包括摄像头连接柱、摄像头底板、摄像头机体、摄像头镜头，所述摄像头连接柱与万向联轴器连接，摄像头底板设置在摄像头连接柱上表面，摄像头机体设置在摄像头底板上方，摄像头镜头设置在摄像头机体正中间。摄像头与万向联轴器可拆卸连接，便于拆卸、更换。
17.进一步，所述摄像头和图像处理模块一体化，为rer-usb4k02af的摄像头模组。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1示出了本技术实施例提出的一种适用于全天候的土地测量无人机的轴测图；
20.图2示出了本技术实施例提出的一种适用于全天候的土地测量无人机的俯视图；
21.图3示出了本技术实施例提出的一种适用于全天候的土地测量无人机的旋转台结
构图；
22.图4示出了本技术实施例提出的一种适用于全天候的土地测量无人机的摄像头底座-摄像头轴测图；
23.图5示出了本技术实施例提出的一种适用于全天候的土地测量无人机的机翼结构图；
24.图6示出了本技术实施例提出的一种适用于全天候的土地测量无人机的图像处理流程示意图。
具体实施方式
25.为更进一步阐述本实用新型为实现预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
26.说明书附图中的附图标记包括：土地测量无人机机体1、扇叶2、防护外壳3、支撑架4、挡板5、旋转台6、摄像头底座7、摄像头8、马达9、第一齿轮10、第二齿轮11、连接轴12、凸台基体13、固定板14、支撑板15、连接板16、万向联轴器17、摄像头连接柱18、摄像头底板19、摄像头机体20、摄像头镜头21、连接杆22、支撑杆23、连接柱24、旋转轴25。
27.实施例如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示：
28.一种适用于全天候的土地测量无人机，由土地测量无人机机体1、扇叶2、防护外壳3、支撑架4、挡板5、旋转台6、摄像头底座7、摄像头8、马达9、第一齿轮10、第二齿轮11、连接轴12、凸台基体13、固定板14、支撑板15、连接板16、万向联轴器17、摄像头连接柱18、摄像头底板19、摄像头机体20、摄像头镜头21、连接杆22、支撑杆23、连接柱24、旋转轴25组成。
29.如图1、图2和图5所示，土地测量无人机机体1四周设置有带动土地测量无人机主体运动的机翼，机翼包括固定连接在土地测量无人机机体1外壳侧壁的连接杆22、与连接杆22固定连接的防护外壳3、与防护外壳3固定连接的支撑杆23、与支撑杆23固定连接的连接柱24、设置在连接柱24内部的电机、与电机输出端连接的旋转轴25、对称设置在旋转轴25四周的四片扇叶2，扇叶2外设置有防护外壳3，防护外壳3用于在土地测量无人机运动时对扇叶2的保护，防止有杂物从四周接近高速旋转的扇叶2，减少土地测量无人机飞行时的事故发生。设置电机，由电机的转动带动旋转轴的转动，再由旋转轴带动扇叶2的转动，从而产生空气的流动，通过反作用力来实现土地测量无人机的运动。
30.土地测量无人机机体1下表面设置旋转台6，在土地测量无人机工作时，用于调整摄像头8的拍摄角度，使其能全方位的拍摄，使拍摄过程更加流畅。
31.旋转台6的四周设置有四个支撑架4，支撑架4用于在土地测量无人机机体1停留在地面时起支撑作用，支撑架4使用胶接的方式与土地测量无人机机体1的下表面连接。胶接一般适用于传递均布载荷或承受剪切载荷的部位；在轻型飞机、汽车行业等应用较多；有密封、减震、绝缘等要求的部位，土地测量无人机机体1外壳和支撑架4均使用复合材料，复合材料的性能好，成本较低，材料高韧性、高低温冲击不开裂、可电镀易喷涂、高强度、高流动、易加工。
32.支撑架4之间设置有挡板5，挡板5两侧对称设置有用于与支撑架4进行可拆卸连接的螺纹孔，挡板5与支撑架4之间通过螺栓可拆卸连接，在不需要使用挡板5的天气可以将其
拆卸，减轻土地测量无人机的负重，挡板5用于在土地测量无人机工作时替摄像头8遮挡阳光，避免阳光的直射，影像摄像机影像的曝光，在雨天挡板5能遮挡雨水，防止雨水沾染摄像头8，影像拍摄画面的完整性。
33.具体的，挡板5的长度长于摄像头8的尺寸，由此实现挡板5对摄像头8的保护功能，虽然在一定程度上会影响摄像头8的视角，但是由于土地测量无人机在空中飞行的位置不是固定的，因此摄像头8仍然能获取到想要的影像。
34.挡板5使用abs树脂和pvc混合材质，pvc材质刚性好、强度高、阻燃、耐腐蚀、电气绝缘性好以及软硬可调，abs树脂具有良好的综合性能,在较宽的温度范围内具有较高的冲击强度与表面强度,热变形温度高,尺寸稳定性好,具有一定的化学稳定性,二者混合具有很好的相容性，它既具有abs树脂耐冲击、耐低温、易于成型加工等优点,又具有pvc的阻燃性和耐腐蚀的优良性能。
35.如图3所示，旋转台6由马达9提供动力，第一齿轮10安装在马达9的输出端，由马达9驱动，从而带动与第一齿轮10啮合的第二齿轮11转动，再由第二齿轮11带动连接轴12，由连接轴12带动凸台基体13，达到控制凸台基体13旋转的目的，凸台基体13连接摄像头底座7，从而控制摄像头8在飞行过程中的转动，凸台基体13上设置有螺纹孔，用于使用螺栓与摄像头底座7可拆卸连接。
36.如图4所示，摄像头底座7由固定板14、支撑板15、连接板16、万向联轴器17组成，固定板14上设置有用于与凸台基体13连接的若干螺纹孔，支撑板15数量为两个，固定板14与水平面平行，支撑板15的长度方向与水平面垂直，支撑板15对称设置在固定板14上表面，连接板16设置在支撑板15上方与固定板14平行，万向联轴器17固定设置在连接板16上表面。设置万向联轴器17用于摄像头8的拆卸，在摄像头8出现损坏时能只对摄像头8进行更换。摄像头底座7使用工程塑料，工程塑料在机械性能、耐久性、耐腐蚀性、耐热性等方面能达到更高的要求，而且加工更方便并可替代金属材料，摄像头底座7的固定板14设置有与凸台基体13的螺纹孔规格一致，用于使用螺栓与凸台基体13的可拆卸连接。
37.摄像头8由摄像头连接柱18、摄像头底板19、摄像头机体20、摄像头镜头21组成，摄像头连接柱18与万向联轴器17连接，摄像头底板19设置在摄像头连接柱18上表面，用于固定连接摄像头机体20与摄像头连接柱18，摄像头镜头21设置摄像头机体20中心，摄像头8与万向联轴器17可拆卸连接，便于拆卸、更换。摄像头机体20的外壳使用碳纤维材质，碳纤维材质轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小且具有各向异性，耐腐蚀性好，x射线透过性好，具有良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。
38.如图6所示，整个土地测量无人机的图像处理流程为：工作人员在地面控制站台发出信号，信号以电子信号的形式传播，通过土地测量无人机上载有的信号处理器对信号进行接收，接收之后对信号进行处理，并将信号反馈给控制芯片，由控制芯片控制摄像头8进行拍摄，摄像头8拍摄完成之后，将拍摄的影像传输给图像处理模块，由图像处理模块对影像进行存储、处理，图像处理模块处理完成之后将图像传输到控制芯片，由控制芯片对图像进行处理转换，将图像转换为电子信号，再将信号传输给信号处理器，由信号处理器将电子信号传输给地面控制站台，工作人员在通过地面控制站台内的信号处理器对信号进行处理解读，得到摄像头8拍摄的完整画面，土地测量无人机内部的电子组件均由土地测量无人机
内部设置的蓄电池模块提供能源，蓄电池模块与控制芯片连接。
39.具体实现过程：先启动土地测量无人机，工作人员在地面控制站台控制土地测量无人机的升空与飞行，在土地测量无人机飞行过程中对土地测量无人机发出信号指令，通过设置在土地测量无人机内部的信号处理器对发出的指令进行解读，将指令传达至控制芯片，从而操控土地测量无人机在空中的工作，调整好土地测量无人机的飞行高度。在土地测量无人机的飞行过程中利用旋转台6的旋转调整摄像头8的拍摄方向，从而使摄像头8的拍摄角度更加全面，在高温天气或者雨天，土地测量无人机飞行过程中挡板5能遮挡阳光或者雨水，在普通的阴天可以将挡板5拆卸，减少土地测量无人机的负重，节省更多能源，在拍摄好画面之后，通过土地测量无人机内部的控制芯片，对拍摄画面进行存储、处理，在处理好之后将影像传输会地面控制站台，在土地测量无人机土地测量完成之后，通过地面控制站台控制土地测量无人机返航之后，将土地测量无人机内部的存储条拆卸下来，对其中的影像进行存储、备份，这样就能实现通过土地测量无人机测量土地的目的。
40.无人机在空中进行转向等操作的具体原理如下：将位于土地测量无人机机体同一对角线上的两个机翼归为一组，如图2，将前后两个机翼归为一组，左右两个机翼归为一组，前后端的机翼沿顺时针方向旋转，从而可以产生顺时针方向的扭矩；而左右端的机翼则沿逆时针方向旋转，从而产生逆时针方向的扭矩。
41.通过调节四个机翼的驱动电机的转速来控制无人机的姿态和位置的变化：让无人机的四个机翼具有相同的转速，产生的上升合力正好与自身重力相等，并且因为机翼转速大小相同、前后端和左右端转速方向相反，从而使得无人机总扭矩为零，得以静止在空中，实现无人机在空中的悬停；在保证无人机每个机翼转速大小相同、前后端和左右端转速方向相反的情况下，同时对每个机翼增加或者减小大小相同的转速，便可实现无人机的垂直运动。当机翼的总升力大于无人机本身的重力，无人机就会垂直上升，机翼的总升力小于无人机本身的重力，无人机就会垂直下降；
42.在保持无人机前后端机翼转速不变的情况下，通过改变左右端的机翼转速，使得左右机翼之间形成一定的升力差，从而使得沿土地测量无人机机体左右对称轴上产生一定力矩，导致在方向上产生角加速度实现无人机的翻滚运动；与翻滚运动相似，在保持无人机左右端机翼转速不变的情况下，通过改变前后端的机翼转速，形成前后机翼升力差，从而在机体前后对称轴上形成一定力矩，引起角方向上的角加速度实现控制无人机的俯仰运动；
43.在保持前后端或左右端机翼转速相同时，其便不会发生俯仰或翻滚运动，而当每组内的两个机翼与另一组机翼转速不同时，由于两组机翼旋转方向不同，就会导致反扭矩力的不平衡，此时便会产生绕机身中心轴的反作用力，引起沿角角加速度，当前后端机翼的转速相同并大于左右端机翼转速时，因为前者沿顺时针方向旋转，后者相反，总的反扭矩沿逆时针方向，反作用力作用在机身中心轴上沿逆时针方向，引起逆时针偏航运动，即右转；反之，则会引起顺时针偏航运动，即左转。
44.本实用新型的目的在于解决传统的土地测量无人机在飞行过程中摄像头转向困难的问题。
45.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出
些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围。

技术特征：
1.一种适用于全天候的土地测量无人机，其特征在于：包括土地测量无人机机体，所述土地测量无人机机体四周安装有若干用于带动土地测量无人机运动的机翼，所述土地测量无人机机体下表面设置有旋转台，所述旋转台可拆卸连接有摄像头底座，所述摄像头底座可拆卸连接有摄像头，所述旋转台的四周设置有用于固定土地测量无人机机体的支撑架，所述支撑架之间可拆卸连接有用于保护摄像头的挡板；所述旋转台包括马达、与马达输出端连接的第一齿轮、与第一齿轮啮合的第二齿轮、与第二齿轮可拆卸连接的凸台基体、与凸台基体和第二齿轮可拆卸连接的连接轴，所述凸台基体上设置有若干螺纹孔，所述第一齿轮与第二齿轮的传动比为一比三；所述土地测量无人机机体内部设置有用于控制土地测量无人机机体驱动的控制芯片和与控制芯片电连接的图像处理模块，所述控制芯片与蓄电池模块连接，所述图像处理模块与摄像头电连接，所述控制芯片连接有信号处理器，信号处理器与地面控制站台对接，通过地面控制站台对土地测量无人机进行控制。2.根据权利要求1所述的一种适用于全天候的土地测量无人机，其特征在于，所述机翼包括固定连接在土地测量无人机机体外壳侧壁的连接杆、与连接杆固定连接的防护外壳、与防护外壳固定连接的支撑杆、与支撑杆固定连接的连接柱、设置在连接柱内部的电机、与电机输出端连接的旋转轴和对称设置在旋转轴四周的四片扇叶。3.根据权利要求1所述的一种适用于全天候的土地测量无人机，其特征在于，所述支撑架使用胶接的方式与土地测量无人机机体的下表面连接。4.根据权利要求3所述的一种适用于全天候的土地测量无人机，其特征在于，所述挡板两侧对称设置有用于与支撑架进行可拆卸连接的螺纹孔，所述螺纹孔用于螺栓对挡板及支撑架的可拆卸连接。5.根据权利要求1所述的一种适用于全天候的土地测量无人机，其特征在于，所述摄像头底座包括固定板、支撑板、连接板、万向联轴器，所述固定板上设置有用于使用螺栓与凸台基体连接的若干螺纹孔，所述支撑板数量为两个，固定板与水平面平行，支撑板的长度方向与水平面垂直，支撑板对称设置在固定板上表面，所述连接板设置在支撑板上方与固定板平行，所述万向联轴器固定设置在连接板上表面。6.根据权利要求5所述的一种适用于全天候的土地测量无人机，其特征在于，所述摄像头包括摄像头连接柱、摄像头底板、摄像头机体、摄像头镜头，所述摄像头连接柱与万向联轴器连接，摄像头底板设置在摄像头连接柱上表面，摄像头机体设置在摄像头底板上方，摄像头镜头设置在摄像头机体正中间。7.根据权利要求6所述的一种适用于全天候的土地测量无人机，其特征在于，所述摄像头和图像处理模块一体化，为rer-usb4k02af的摄像头模组。

技术总结
本实用新型涉及无人机技术领域，具体公开了一种适用于全天候的土地测量无人机，包括土地测量无人机机体，土地测量无人机机体四周安装有若干用于带动无人机运动的机翼，土地测量无人机机体下表面设置有旋转台，旋转台可拆卸连接有摄像头底座，摄像头底座可拆卸连接有摄像头；旋转台包括马达、与马达输出端连接的第一齿轮、与第一齿轮啮合的第二齿轮、与第二齿轮可拆卸连接的凸台基座、与凸台基座和第二齿轮可拆卸连接的连接轴；土地测量无人机内部设置有用于控制土地测量无人机驱动的控制芯片和与控制芯片电连接的图像处理模块以及与控制芯片连接的蓄电池模块，本土地测量无人机解决了传统无人机飞行过程中摄像头转向困难的问题。问题。问题。


技术研发人员：朱怀松 薛山 朱强
受保护的技术使用者：新疆国通房地产土地资产评估有限公司
技术研发日：2022.11.03
技术公布日：2023/4/28