一种三维激光扫描无人机的制作方法

1.本实用新型涉及激光扫描仪技术领域，具体涉及一种三维激光扫描无人机。


背景技术：

2.目前，在水电工程、交通工程及地质灾害防治等工程领域，针对某段、某部位的地质体，主要的调查方法为现场地质测绘及地形测绘，但受地形条件及地理条件等因素的制约，很对地质体不能直接进行测绘，需要借助间接手段，如卫星遥感、航拍及激光扫描等。激光扫描技术近几年取得了迅猛的进展，无论从体积、测量速度、测量距离和精度上，都有了巨大的进步。因此使无人机搭载三维激光扫描仪进行数据获取成为可能，并逐渐被电力、农业、环境、测绘等多个行业所广泛应用。无人机激光雷达系统，集无人机技术和机载激光雷达的双重优势，可在超低空安全作业，无需繁复的空域申请，可直接获得地表及地物真三维信息，可到人员无法进入的危险区域完成作业。现有的无人机机载三维激光扫描仪，而且由于测绘处多为山川险地，在使用的过程中，可能会发生无人机掉落的状况，导致三维激光扫描仪撞坏。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的是提出一种三维激光扫描无人机，旨在解决现有装载三维激光扫描仪的无人机在无人机发生掉落的状况时，容易导致三维激光扫描仪撞坏的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提出一种三维激光扫描无人机，包括：
5.无人机本体；
6.两个支撑脚，沿左右向间隔设置在所述无人机本体的下侧，各所述支撑脚包括与所述无人机本体连接的安装段、以及间隔设置在所述安装段下侧的支撑段，一所述支撑段在靠近另一所述支撑段的一侧上凹设有安装槽；
7.三维激光扫描仪，设置在所述无人机本体的下侧、且位于所述无人机本体的中部位置，所述三维激光扫描仪的镜头朝下设置，所述三维激光扫描仪的镜头至所述无人机本体的长度距离小于所述支撑段至所述无人机本体的长度距离；以及，
8.缓冲组件，所述缓冲组件包括气囊以及导引件，所述气囊设置在所述安装槽内，所述气囊可充放气设置，所述气囊在其充放气过程中具有放气收缩至所述安装槽内的第一状态、以及充气膨胀自所述安装槽内伸出的第二状态，所述导引件用以在所述气囊自所述第一状态变化至所述第二状态时导引所述气囊沿左右向延伸；
9.其中，所述气囊位于所述第二状态时，其位于所述三维激光扫描仪的下侧。
10.可选地，所述导引件包括：
11.两个横杆，设于两个所述支撑段之间，两个所述横杆沿左右向延伸、且沿左右向间隔设置；以及，
12.连接杆，所述连接杆沿前后向延伸设置，且沿左右向滑动安装在两个所述横杆之间；
13.所述气囊呈长形设置，其在左右向的一侧设置在所述安装槽内，其在左右向的另一侧与所述连接杆连接。
14.可选地，两个所述横杆相互靠近的一侧均开设有沿左右向延伸设置的导槽，所述导槽沿槽底至槽口方向呈渐缩设置，所述导槽内均滑动设置有球形件，所述球形件的直径大小大于所述导槽的槽口大小；
15.所述连接杆的两端分别延伸至对应的所述导槽内，且与对应的所述球形件连接。
16.可选地，所述连接杆靠近所述安装槽的一侧安装有密封件，所述密封件用以密封所述安装槽的槽口设置；
17.所述气囊对应与所述密封件连接。
18.可选地，所述气囊包括可充放气设置的中间部、以及位于所述中间部左右两侧的两个连接部，两个所述连接部分别与所述密封件和所述安装槽的槽壁连接。
19.可选地，所述密封件包括橡胶板，所述橡胶板可弹性伸缩设置，所述橡胶板在前后向的横截面大小大于所述安装槽的槽口大小。
20.可选地，所述橡胶板自左至右呈渐缩设置。
21.可选地，所述缓冲组件还包括：
22.气体发生装置，所述气体发生装置的出气端连通所述气囊的内腔；以及，
23.加速度传感器，所述加速度传感器安装在所述无人机本体上，用以检测所述无人机本体的下落速度。
24.可选地，所述支撑脚还包括设于所述安装段和所述支撑段之间的弹性伸缩段，所述弹性伸缩段可沿上下向伸缩设置，所述弹性伸缩段的伸缩距离大小小于所述支撑段在上下方向上至所述三维激光扫描仪的镜头的距离大小。
25.可选地，所述弹性伸缩段包括：
26.第一段，沿上下向延伸设置，所述第一段的上端与所述安装段连接，下端凹设有滑槽；
27.第二段，沿上下向伸缩设置，所述第二段的下端与所述支撑段连接，上端滑动设置在所述滑槽内；以及，
28.弹性件，设于所述滑槽内，所述弹性件沿上下向弹性伸缩设置，且连接所述第一段和所述第二段。
29.本实用新型的技术方案中，通过将所述三维激光扫描仪设置在所述无人机本体的下侧，以在所述三维激光扫描无人机飞行途中，获取地表信息，在所述三维激光扫描无人机正常飞行情况下，所述气囊处于所述第一状态，以不影响到所述三维激光扫描仪的正常工作，在所述三维激光扫描无人机从空中跌落时，所述气囊可自所述第一状态变化至所述第二状态，并在所述导引件的作用下平铺在所述三维激光扫描仪的下侧，则在所述三维激光扫描无人机触地的时候，所述气囊首先接触地面进行缓冲，以避免位于所述无人机本体下侧的所述三维激光扫描仪首先接触到地面，从而造成所述三维激光扫描仪的损坏。
附图说明
30.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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
是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
31.图1为本实用新型提供的三维激光扫描无人机的一实施例的结构示意图；
32.图2为本实用新型提供的三维激光扫描无人机的一实施例的部分剖视结构示意图。
33.附图标号说明：
34.标号名称标号名称100三维激光扫描无人机511中间部1无人机本体512连接部2支撑脚52导引件21安装段521横杆22支撑段522连接杆23弹性伸缩段53气体发生装置231第一段54加速度传感器232第二段6导槽233弹性件7球形件3安装槽8密封件4三维激光扫描仪81橡胶板5缓冲组件9滑槽51气囊
35.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
36.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的一部分实施例，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作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。
37.需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
38.另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
39.目前，在水电工程、交通工程及地质灾害防治等工程领域，针对某段、某部位的地
质体，主要的调查方法为现场地质测绘及地形测绘，但受地形条件及地理条件等因素的制约，很对地质体不能直接进行测绘，需要借助间接手段，如卫星遥感、航拍及激光扫描等。激光扫描技术近几年取得了迅猛的进展，无论从体积、测量速度、测量距离和精度上，都有了巨大的进步。因此使无人机搭载三维激光扫描仪进行数据获取成为可能，并逐渐被电力、农业、环境、测绘等多个行业所广泛应用。无人机激光雷达系统，集无人机技术和机载激光雷达的双重优势，可在超低空安全作业，无需繁复的空域申请，可直接获得地表及地物真三维信息，可到人员无法进入的危险区域完成作业。现有的无人机机载三维激光扫描仪，而且由于测绘处多为山川险地，在使用的过程中，可能会发生无人机掉落的状况，导致三维激光扫描仪撞坏。
40.鉴于此，本实用新型提出一种三维激光扫描无人机，图1至图2为本实用新型的一实施例。
41.请参阅图1至图2，所述三维激光扫描无人机100包括无人机本体1、两个支撑脚2、三维激光扫描仪4以及缓冲组件5，两个所述支撑脚2沿左右向间隔设置在所述无人机本体1的下侧，各所述支撑脚2包括与所述无人机本体1连接的安装段21、以及间隔设置在所述安装段21下侧的支撑段22，一所述支撑段22在靠近另一所述支撑段22的一侧上凹设有安装槽3；所述三维激光扫描仪4设置在所述无人机本体1的下侧、且位于所述无人机本体1的中部位置，所述三维激光扫描仪4的镜头朝下设置，所述三维激光扫描仪4的镜头至所述无人机本体1的长度距离小于所述支撑段22至所述无人机本体1的长度距离；所述缓冲组件5包括气囊51以及导引件52，所述气囊51设置在所述安装槽3内，所述气囊51可充放气设置，所述气囊51在其充放气过程中具有放气收缩至所述安装槽3内的第一状态、以及充气膨胀自所述安装槽3内伸出的第二状态，所述导引件52用以在所述气囊51自所述第一状态变化至所述第二状态时导引所述气囊51沿左右向延伸；其中，所述气囊51位于所述第二状态时，其位于所述三维激光扫描仪4的下侧。
42.本实用新型的技术方案中，通过将所述三维激光扫描仪4设置在所述无人机本体1的下侧，以在所述三维激光扫描无人机100飞行途中，获取地表信息，在所述三维激光扫描无人机100正常飞行情况下，所述气囊51处于所述第一状态，以不影响到所述三维激光扫描仪4的正常工作，在所述三维激光扫描无人机100从空中跌落时，所述气囊51可自所述第一状态变化至所述第二状态，并在所述导引件52的作用下平铺在所述三维激光扫描仪4的下侧，则在所述三维激光扫描无人机100触地的时候，所述气囊51首先接触地面进行缓冲，以避免位于所述无人机本体1下侧的所述三维激光扫描仪4首先接触到地面，从而造成所述三维激光扫描仪4的损坏。
43.进一步地，所述导引件52包括两个横杆521以及连接杆522，两个所述横杆521设于两个所述支撑段22之间，两个所述横杆521沿左右向延伸、且沿左右向间隔设置；所述连接杆522沿前后向延伸设置，且沿左右向滑动安装在两个所述横杆521之间；所述气囊51呈长形设置，其在左右向的一侧设置在所述安装槽3内，其在左右向的另一侧与所述连接杆522连接。其中，所述气囊51呈长形设置，即其位于未充气状态时，所述气囊51就可平铺开并位于所述三维激光扫描仪4的下侧，因而所述气囊51是收缩折叠置于所述安装槽3内的，在所述气囊51充气的过程中，由于所述气囊51在左右向的一侧与所述安装槽3的槽壁连接，则所述气囊51沿左右向往与所述连接杆522连接的一端膨胀活动，从而推动所述连接杆522在两
个所述横杆521之间滑动，以限定所述气囊51膨胀延伸的方向，使得所述气囊51在膨胀后可精准的位于所述三维激光扫描仪4的下侧。
44.进一步地，两个所述横杆521相互靠近的一侧均开设有沿左右向延伸设置的导槽6，所述导槽6沿槽底至槽口方向呈渐缩设置，所述导槽6内均滑动设置有球形件7，所述球形件7的直径大小大于所述导槽6的槽口大小；所述连接杆522的两端分别延伸至对应的所述导槽6内，且与对应的所述球形件7连接。通过设置有所述球形件7的直径大小大于所述导槽6的槽口大小，以避免其在所述导槽6内滑动的时候从所述导槽6内脱出，而所述连接杆522的两端均延伸至对应的所述导槽6内、且连接所述球形件7，以避免所述连接杆522在沿左右向滑动过程中出现晃动等情况。
45.进一步地，所述连接杆522靠近所述安装槽3的一侧安装有密封件8，所述密封件8用以密封所述安装槽3的槽口设置；所述气囊51对应与所述密封件8连接。其中，设置有所述密封件8，在所述气囊51位于所述第一状态时，所述连接杆522靠近所述安装槽3设置，所述密封件8会密封住所述气囊51的开口，可以避免所述三维激光扫描无人机100处于飞行状态时、且所述气囊51位于所述第一状态时，气囊51直接暴露在外部环境中，而导致其容易破裂。
46.进一步地，所述气囊51包括可充放气设置的中间部511、以及位于所述中间部511左右两侧的两个连接部512，两个所述连接部512分别与所述密封件8和所述安装槽3的槽壁连接。其中，所述气囊51通过两个所述连接部512分别起到连接作用，可充气的所述中间部511不与外部零件连接，以提高所述气囊51使用的安全性。
47.进一步地，所述密封件8包括橡胶板81，所述橡胶板81可弹性伸缩设置，所述橡胶板81在前后向的横截面大小大于所述安装槽3的槽口大小。通过所述橡胶板81可弹性伸缩设置，且其横截面大小大于所述安装槽3的槽口大小，则在所述橡胶板81嵌入至所述安装槽3的槽口时，利用其弹性形变能力使得所述橡胶板81不会从所述安装槽3的槽口位置脱出。而在所述气囊51自所述第一状态变化至所述第二状态的过程中，所述气囊51会膨胀顶开所述橡胶板81，从而在持续膨胀过程中被所述连接杆522引导运动。
48.此外，在本实用新型的一具体实施例中，位于所述无人机本体1靠右侧的一所述支撑段22开设有所述安装槽3，则在上述技术方案的的基础上，所述橡胶板81自左至右呈渐缩设置。通过设置所述橡胶板81呈渐缩设置，以便于所述橡胶板81嵌入至所述安装槽3内。
49.请再次参阅图1，所述缓冲组件5还包括气体发生装置53和加速度传感器54，所述气体发生装置53的出气端连通所述气囊51的内腔；所述加速度传感器54安装在所述无人机本体1上，用以检测所述无人机本体1的下落速度。其中，在所述三维激光扫描无人机100故障发生掉落时，所述加速度传感器54可检测到所述激光扫描无人机掉落的加速度，从而将信号可传递给外部控制系统，并通过外部控制系统控制所述气体发生装置53启动，促使所述气囊51充气，对所述三维激光扫描仪4进行缓冲保护，避免所述三维激光扫描仪4造成大损伤，减少维修成本。其中，所述气体发生装置53的具体类型不做限制，可以是吸取外部空气对所述气囊51进行充气，也可以是在其内部设置有化学药品，在所述三维激光扫描无人机100掉落的时候，化学药品发生反应产生气体，从而使得所述气囊51膨胀。
50.进一步地，所述支撑脚2还包括设于所述安装段和所述支撑段22之间的弹性伸缩段23，所述弹性伸缩段23可沿上下向伸缩设置，所述弹性伸缩段23的伸缩距离大小小于所
述支撑段22在上下方向上至所述三维激光扫描仪4的镜头的距离大小。通过设置有所述弹性伸缩段23，以在所述三维激光扫描无人机100触地的时候，可起到进一步缓冲的作用，且由于所述弹性伸缩段23的伸缩距离小于所述镜头至所述支撑段22的长度，因而在所述气囊51发生意外未打开时，所述弹性伸缩段23发生弹性伸缩进行缓冲时，也不会使得所述三维激光扫描仪4直接触地。
51.进一步地，所述弹性伸缩段23包括第一段231、第二段232以及弹性件233，所述第一段231沿上下向延伸设置，所述第一段231的上端与所述安装段21连接，下端凹设有滑槽9；所述第二段232沿上下向伸缩设置，所述第二段232的下端与所述支撑段22连接，上端滑动设置在所述滑槽9内；所述弹性件233设于所述滑槽9内，所述弹性件233沿上下向弹性伸缩设置，且连接所述第一段231和所述第二段232。其中，利用位于所述滑槽9内的所述弹性件233的弹性伸缩能力，在所述三维激光扫描无人机100触地时进行缓冲。
52.其中，所述弹性件233的设置形式不做限制，可以是弹簧、也可以是弹性垫片；具体地，在本实用新型的一实施例中，所述弹性件233包括弹簧，所述弹簧沿上下向弹性伸缩设置。
53.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，凡是在本实用新型的发明构思下，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/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种三维激光扫描无人机，其特征在于，包括：无人机本体；两个支撑脚，沿左右向间隔设置在所述无人机本体的下侧，各所述支撑脚包括与所述无人机本体连接的安装段、以及间隔设置在所述安装段下侧的支撑段，一所述支撑段在靠近另一所述支撑段的一侧上凹设有安装槽；三维激光扫描仪，设置在所述无人机本体的下侧、且位于所述无人机本体的中部位置，所述三维激光扫描仪的镜头朝下设置，所述三维激光扫描仪的镜头至所述无人机本体的长度距离小于所述支撑段至所述无人机本体的长度距离；以及，缓冲组件，所述缓冲组件包括气囊以及导引件，所述气囊设置在所述安装槽内，所述气囊可充放气设置，所述气囊在其充放气过程中具有放气收缩至所述安装槽内的第一状态、以及充气膨胀自所述安装槽内伸出的第二状态，所述导引件用以在所述气囊自所述第一状态变化至所述第二状态时导引所述气囊沿左右向延伸；其中，所述气囊位于所述第二状态时，其位于所述三维激光扫描仪的下侧。2.如权利要求1所述的三维激光扫描无人机，其特征在于，所述导引件包括：两个横杆，设于两个所述支撑段之间，两个所述横杆沿左右向延伸、且沿左右向间隔设置；以及，连接杆，所述连接杆沿前后向延伸设置，且沿左右向滑动安装在两个所述横杆之间；所述气囊呈长形设置，其在左右向的一侧设置在所述安装槽内，其在左右向的另一侧与所述连接杆连接。3.如权利要求2所述的三维激光扫描无人机，其特征在于，两个所述横杆相互靠近的一侧均开设有沿左右向延伸设置的导槽，所述导槽沿槽底至槽口方向呈渐缩设置，所述导槽内均滑动设置有球形件，所述球形件的直径大小大于所述导槽的槽口大小；所述连接杆的两端分别延伸至对应的所述导槽内，且与对应的所述球形件连接。4.如权利要求2所述的三维激光扫描无人机，其特征在于，所述连接杆靠近所述安装槽的一侧安装有密封件，所述密封件用以密封所述安装槽的槽口设置；所述气囊对应与所述密封件连接。5.如权利要求4所述的三维激光扫描无人机，其特征在于，所述气囊包括可充放气设置的中间部、以及位于所述中间部左右两侧的两个连接部，两个所述连接部分别与所述密封件和所述安装槽的槽壁连接。6.如权利要求4所述的三维激光扫描无人机，其特征在于，所述密封件包括橡胶板，所述橡胶板可弹性伸缩设置，所述橡胶板在前后向的横截面大小大于所述安装槽的槽口大小。7.如权利要求6所述的三维激光扫描无人机，其特征在于，所述橡胶板自左至右呈渐缩设置。8.如权利要求1所述的三维激光扫描无人机，其特征在于，所述缓冲组件还包括：气体发生装置，所述气体发生装置的出气端连通所述气囊的内腔；以及，加速度传感器，所述加速度传感器安装在所述无人机本体上，用以检测所述无人机本体的下落速度。9.如权利要求1所述的三维激光扫描无人机，其特征在于，所述支撑脚还包括设于所述
安装段和所述支撑段之间的弹性伸缩段，所述弹性伸缩段可沿上下向伸缩设置，所述弹性伸缩段的伸缩距离大小小于所述支撑段在上下方向上至所述三维激光扫描仪的镜头的距离大小。10.如权利要求9所述的三维激光扫描无人机，其特征在于，所述弹性伸缩段包括：第一段，沿上下向延伸设置，所述第一段的上端与所述安装段连接，下端凹设有滑槽；第二段，沿上下向伸缩设置，所述第二段的下端与所述支撑段连接，上端滑动设置在所述滑槽内；以及，弹性件，设于所述滑槽内，所述弹性件沿上下向弹性伸缩设置，且连接所述第一段和所述第二段。

技术总结
本实用新型公开一种三维激光扫描无人机，包括无人机本体、两个支撑脚、三维激光扫描仪以及缓冲组件，两个所述支撑脚沿左右向间隔设置在所述无人机本体的下侧，各所述支撑脚包括与所述无人机本体连接的安装段、以及间隔设置在所述安装段下侧的支撑段，一所述支撑段在靠近另一所述支撑段的一侧上凹设有安装槽；所述三维激光扫描仪设置在所述无人机本体的下侧、且位于所述无人机本体的中部位置，所述三维激光扫描仪的镜头朝下设置，所述三维激光扫描仪的镜头至所述无人机本体的长度距离小于所述支撑段至所述无人机本体的长度距离。本实用新型旨在解决现有装载三维激光扫描仪的无人机在无人机发生掉落的状况时，容易导致三维激光扫描仪撞坏的问题。扫描仪撞坏的问题。扫描仪撞坏的问题。


技术研发人员：黄俊 任海林 陈耿佳 李凌伟
受保护的技术使用者：深圳市宇驰检测技术股份有限公司
技术研发日：2022.11.17
技术公布日：2023/8/13