一种新型无人机测绘系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种新型无人机测绘系统，包括外壳、内环、球壳、立柱、支架、扇叶、连杆、滚轮、浮板、弹簧、抽插杆、摆杆、网罩壳、引脚、绝缘层、压电晶片、共振片、阻抗匹配器、电线，内环两端铰接在外壳内，内环在外壳内摆动；球球壳顶部两个铰接片铰接在内环上，球壳在内环内摆动，保持球壳始终竖直向下；立柱底端销接在球壳内侧底面中心处，扇叶外端通过连杆铰接在立柱上，扇叶底部装有滚轮；扇叶环绕立柱顶端转动，随着气流的增大加速转动，扇叶底部的滚轮将浮板下压，浮板下移带动两件摆杆的头部向下移动，最终实现摆杆底部的两件网罩壳之间的夹角增大，以保证机尾侧的网罩壳能够顺利接收到地面物体反射的超声波，进一步推动测绘行业技术发展。

A New Surveying and Mapping System for UAV

【技术实现步骤摘要】
一种新型无人机测绘系统
本技术涉及一种数据采集系统，特别是涉及一种新型无人机测绘系统。
技术介绍
测绘就是测量和绘图。以计算机技术、光电技术、网络通讯技术、空间科学、信息科学为基础，以全球导航卫星定位系统(GNSS)、遥感(RS)、地理信息系统(GIS)为技术核心，将地面已有的特征点和界线通过测量手段获得反映地面现状的图形和位置信息，供工程建设的规划设计和行政管理之用。测绘事业是一个为国家经济建设、国防建设和社会发展服务的基础性、先进性、公益性事业，是现代化建设事业中必不可少的重要保障，其在社会发展规划、国民经济建设、国防建设等诸多领域都发挥着其独特的作用。无人机是未来航空发展趋势之一，是大力推进测绘科技自主创新、切实提高测绘保障服务能力的重要举措。随着科技的迅猛发展，近年来无人机技术广泛运用于测绘工作。无人机测绘相对人力成本更低，效率更高，目前无人机作业都是在计算机上利用控制器直接布设好作业路线，无人机只要起飞后接受计算机指令就可以完成飞行作业，无需驾驶员控制。另外，对于人类来说非常艰巨而又危险的区域的测绘任务，无人机可进行无障碍测绘工作，很好的避免出现测绘事故。无人机上装有图像采集装置和测高装置，两种采集数据相结合即可构建出地表的三维立体影像。但是，目前无人机测绘工作中，由于无人机在升高、转弯、降低等过程中会机身倾斜，而测高装置不能保持始终竖直向下，导致测量目标的高度测量偏差较大，并且随着无人机飞行速度的改变，由于发射器和接收器之间的角度不可调，测高装置中的接收器经常无法接收到目标物体反射回来的波段。因此，亟需一种新型的无人机测绘系统，无论无人机的机身如何倾斜，飞行速度如何改变，测高装置始终能保持竖直向下，并且发射器和接收器之间的夹角能够随着飞行速度的变化而改变，能够极大提高目标物的高度测量精度。本技术有利于有关部门及时掌握所需动态地理信息，对于推动测绘行业技术发展，加快数字城市/智慧城市建设，全面提高测绘工作在国家经济建设中的保障服务能力与水平等具有重要意义。
技术实现思路
因此，本技术克服传统无人机测绘过程中，目标物的高度测量精度较差的缺点，将高度测量系统设计成三维可转动结构，始终保持竖直向下，并且实现了随着飞行速度的增加，波段发射器和接收器之间的夹角随之增大的目标。本技术所采用的技术方案是：一种新型无人机测绘系统，其特征在于：包括外壳、内环、球壳、立柱、支架、扇叶、连杆、滚轮、浮板、弹簧、抽插杆、摆杆、网罩壳、引脚、绝缘层、压电晶片、共振片、阻抗匹配器、电线。所述外壳的主体为中心轴线竖直的环形结构，环形结构的内外均为球面，所述外壳的顶面沿着气流方向的两侧边缘处，向上设有竖直的立壁，立壁顶部螺接在机身底部；所述外壳的内壁上，对向设有两个圆柱形凸起的内环铰接柱；所述外壳的内球面底部边缘，设有环形凸起的阶梯台。所述内环为环形，内环的内外均为球面，所述内环上开设有两个对向的铰接孔，分别套装在外壳内部的内环铰接柱上；所述内环的内侧球面上对向设有两个圆柱形凸起的球壳铰接柱。所述球壳的主体为半球壳形，球壳的顶部向上设有两个凸起的铰接片，铰接片套装在内环内侧球面的球壳铰接柱上；所述球壳的内外面均为球面；所述球壳的内侧面底部中央处，设有竖直的立柱插管，在立柱插管的两侧均开设有摆杆槽，所述摆杆槽内中间位置处设有摆杆铰接柱。所述立柱为竖直细杆形，立柱的底部插在球壳内的立柱插管内，并且通过销钉连接；所述立柱的中间高度处设有水平圆形的限位片，限位片上侧一段距离处，环绕立柱中心轴线设有多个凸片。所述支架由多个辐射状的水平横杆组成，支架中央套装在立柱的顶端区域；所述扇叶为弧形片状，弧形片状的中间位置设为管形，套在支架的横杆上；所述扇叶的外侧向下弯折为竖直的竖管，所述竖管的底端铰接有滚轮；所述连杆的外端铰接在竖管的中间位置处，内端铰接在立柱的凸片上。所述浮板为水平圆板，中间开设有圆孔套装在立柱的凸片和限位片之间，所述浮板的底面设有两个竖直片状的竖片；所述弹簧套在立柱上，安装在浮板和限位片之间。所述摆杆有两件，主体为细长杆形，细长杆底端设有基座，所述基座铰接在球壳的摆杆槽内的摆杆铰接柱上，每个基座的底部均装有一件网罩壳；细长杆与基座的衔接部位弯折，使得细长杆和基座不在同一个竖直面内。所述摆杆的细长杆内中空，所述抽插杆的顶端铰接在浮板底面的竖片上，底部插入对向侧摆杆的细长杆内。所述网罩壳内顶端设有绝缘层，所述引脚穿过绝缘层后伸出在网罩壳顶部外侧，所述压电晶片粘在绝缘层底部，所述共振片粘贴在压电晶片的底部，朝向无人机后方的网罩壳内的共振片外部，装有阻抗匹配器。本技术的原理为：无人机起飞时机头抬起，机身倾斜，并且当无人机转弯时左右机翼倾斜向机身一侧。所述内环在外壳内，环绕内环铰接柱转动；所述球壳在内环内，环绕球壳铰接柱摆动，所以由于重力作用，球壳的球面始终保持向下。无人机在起飞时速度越来越大，超声波测距装置的发射器和接收器的夹角也要随之增大才能保证测距的精度。所述扇叶的转速随着气流速度的增大而增大，由于离心力的影响，扇叶在环绕立柱转动过程中，同时背向立柱方向滑动，由于连杆的长度是固定的，所以扇叶上的滚轮将浮板向下压迫。浮板克服弹簧的弹力向下移动时，抽插杆带动摆杆的顶部向下移动，摆杆带动网罩壳倾斜，使得两个网罩壳之间的夹角增大。无人机在飞行过程中，朝向机头侧的网罩壳内产生的超声波向前向下发射，经过地面障碍物的反射后，由朝向机尾的网罩壳接收。本技术一种新型无人机测绘系统具有如下优点：(1)克服目前基于无人机测绘工作的目标物的高度测量精度较差的难题；(2)利用扇叶转动的离心力，配合连杆结构，实现扇叶下压浮板的结构；(3)利用抽插杆在摆杆内滑动的结构，实现浮板下压带动网罩壳倾斜的结构。所以，这种新型无人机测绘系统，高度测量系统设计成三维可转动结构，始终保持竖直向下，并且实现了随着飞行速度的增加，波段发射器和接收器之间的夹角随之增大的目标，能够极大提高目标物的高度测量精度。本技术有利于有关部门及时掌握所需动态地理信息，对于推动测绘行业技术发展，加快数字城市/智慧城市建设，全面提高测绘工作在国家经济建设中的保障服务能力与水平等具有重要意义。本技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者通过实施本技术而了解。附图说明附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。图1是无人机将测绘数据传递至数据库的原理示意图。图2是测高系统安装在机身底部的结构示意图。图3是俯视角度的测距结构的整体装配示意图。图4是仰视角度的测距结构的整体装配示意图。图5是外壳沿气流方向的对称面剖切后的内部装配结构示意图。图6是外壳沿气流方向的对称面剖切后的外壳、内环、球壳的装配示意图。图7是外壳的结构示意图。图8是内环和球壳的装配示意图。图9是球壳的内部结构示意图。图10是球壳的底部结构示意图。图11是风动旋转部分和球壳的装配结构示意图。图12是球壳剖开时的风动旋转部分和球壳的装配结构示意图。图13是球壳剖开时的浮板和摆杆的装配结构示意图。图14是扇叶在低速转动时的两个网罩壳的倾斜角度示意图。图15是扇叶在速度增加时的两个网罩壳向两侧转动时的结构示意图。图16是立柱、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型无人机测绘系统，其特征在于：包括外壳(1)、内环(2)、球壳(3)、立柱(4)、支架(5)、扇叶(6)、连杆(7)、滚轮(8)、浮板(9)、弹簧(10)、抽插杆(11)、摆杆(12)、网罩壳(13)、引脚(14)、绝缘层(15)、压电晶片(16)、共振片(17)、阻抗匹配器(18)、电线(19)；所述外壳(1)的主体为中心轴线竖直的环形结构，环形结构的内外均为球面，所述外壳(1)的顶面沿着气流方向的两侧边缘处，向上设有竖直的立壁(101)，立壁(101)顶部螺接在机身底部；所述外壳(1)的内壁上，对向设有两个圆柱形凸起的内环铰接柱(102)；所述外壳(1)的内球面底部边缘，设有环形凸起的阶梯台(103)；所述内环(2)为环形，内环(2)的内外均为球面，所述内环(2)上开设有两个对向的铰接孔(201)，分别套装在外壳(1)内部的内环铰接柱(102)上；所述内环(2)的内侧球面上对向设有两个圆柱形凸起的球壳铰接柱(202)；所述球壳(3)的主体为半球壳形，球壳(3)的顶部向上设有两个凸起的铰接片(301)，铰接片(301)套装在内环(2)内侧球面的球壳铰接柱(202)上；所述球壳(3)的内外面均为球面；所述球壳(3)的内侧面底部中央处，设有竖直的立柱插管(302)，在立柱插管(302)的两侧均开设有摆杆槽(303)，所述摆杆槽(303)内中间位置处设有摆杆铰接柱(304)；所述立柱(4)为竖直细杆形，立柱(4)的底部插在球壳(3)内的立柱插管(302)内，并且销接为一体；所述立柱(4)的中间高度处设有水平圆形的限位片(401)，限位片(401)上侧一段距离处，环绕立柱(4)中心轴线设有多个凸片(402)；所述支架(5)由多个辐射状的水平横杆组成，支架(5)中央套装在立柱(4)的顶端区域；所述扇叶(6)为弧形片状，弧形片状的中间位置设为管形，套在支架(5)的横杆上；所述扇叶(6)的外侧向下弯折为竖直的竖管(601)，所述竖管(601)的底端铰接有滚轮(8)；所述连杆(7)的外端铰接在竖管(601)的中间位置处，内端铰接在立柱(4)的凸片(402)上；所述浮板(9)为水平圆板，中间开设有圆孔套装在立柱(4)的凸片(402)和限位片(401)之间，所述浮板(9)的底面设有两个竖直片状的竖片(901)；所述弹簧(10)套在立柱(4)上，安装在浮板(9)和限位片(401)之间；所述摆杆(12)有两件，主体为细长杆形，细长杆底端设有基座(1201)，所述基座(1201)铰接在球壳(3)的摆杆槽(303)内的摆杆铰接柱(304)上，每个基座(1201)的底部均装有一件网罩壳(13)；细长杆与基座(1201)的衔接部位弯折，使得细长杆和基座(1201)不在同一个竖直面内；所述摆杆(12)的细长杆内中空，所述抽插杆(11)的顶端铰接在浮板(9)底面的竖片(901)上，底部插入对向侧摆杆(12)的细长杆内；所述网罩壳(13)内顶端设有绝缘层(15)，所述引脚(14)穿过绝缘层(15)后伸出在网罩壳(13)顶部外侧，所述压电晶片(16)粘在绝缘层(15)底部，所述共振片(17)粘贴在压电晶片(16)的底部，朝向无人机后方的网罩壳(13)内的共振片(17)外部，装有阻抗匹配器(18)。...

【技术特征摘要】
1.一种新型无人机测绘系统，其特征在于：包括外壳(1)、内环(2)、球壳(3)、立柱(4)、支架(5)、扇叶(6)、连杆(7)、滚轮(8)、浮板(9)、弹簧(10)、抽插杆(11)、摆杆(12)、网罩壳(13)、引脚(14)、绝缘层(15)、压电晶片(16)、共振片(17)、阻抗匹配器(18)、电线(19)；所述外壳(1)的主体为中心轴线竖直的环形结构，环形结构的内外均为球面，所述外壳(1)的顶面沿着气流方向的两侧边缘处，向上设有竖直的立壁(101)，立壁(101)顶部螺接在机身底部；所述外壳(1)的内壁上，对向设有两个圆柱形凸起的内环铰接柱(102)；所述外壳(1)的内球面底部边缘，设有环形凸起的阶梯台(103)；所述内环(2)为环形，内环(2)的内外均为球面，所述内环(2)上开设有两个对向的铰接孔(201)，分别套装在外壳(1)内部的内环铰接柱(102)上；所述内环(2)的内侧球面上对向设有两个圆柱形凸起的球壳铰接柱(202)；所述球壳(3)的主体为半球壳形，球壳(3)的顶部向上设有两个凸起的铰接片(301)，铰接片(301)套装在内环(2)内侧球面的球壳铰接柱(202)上；所述球壳(3)的内外面均为球面；所述球壳(3)的内侧面底部中央处，设有竖直的立柱插管(302)，在立柱插管(302)的两侧均开设有摆杆槽(303)，所述摆杆槽(303)内中间位置处设有摆杆铰接柱(304)；所述立柱(4)为竖直细杆形，立柱(4)的底部插在球壳(3)内的立柱插管(302)内，并且销接为一体；所述立柱(4)的中间高度处设有水平圆形的限位片(401)，限位片(401)上侧一段距离处，环绕立柱(4)中心轴线设有多个凸片(402)；所述支架(5)由多个辐射状的水平横杆组成，支架(5)中央套装在立柱(4)的顶端区域；所述扇叶(6)为弧形片状，弧形片状的中间位置设为管形，套在支架(5)的横杆上；所述扇叶(6)的外侧向下弯折为竖直的竖管(601)，所述竖管(601)的底端铰接有滚轮(8)；所述连杆(7)的外端铰接在竖管(601)的中间位置处，内端铰接在立柱(4)的凸片(402)上；所述浮板(9)为水平圆板，中间开...

【专利技术属性】
技术研发人员：田瑜基，蒋世峰，刘子立，李萌，陈云，
申请(专利权)人：厦门精图信息技术有限公司，
类型：新型
国别省市：福建,35