具有测量装置的无人机的制作方法

本实用新型涉及无人机测量技术领域，尤其涉及一种具有测量装置的无人机。

背景技术：

无人机的发明是人类飞行史上的奇迹，因其灵活性、机动性和隐蔽性，在不断进行技术发展和完善的同时在许多领域得到普遍性的运用，功能也得到进一步的拓展，例如航拍、侦查、定点等等。例如，无人机可以机载多种遥感设备，如高分辨率CCD数码相机、激光扫描仪、轻型光学相机等获取信息，并通过相应的软件对所获取的图像信息进行处理，按照一定精度要求制作成图像。

在无人机的应用技术中，有几个环节技术十分重要，包括无人机的起飞、空中控制、离地高度、降落等，这几个环节的技术直接影响无人机是否能顺利使用的关键。例如离地高度，无人机的离地高度过低可能影响到无人机对地面侦查、地形匹配功能的应用，高度过高因为气压和风力的影响可能直接造成无人机的失控，所以科学实时的测量出无人机的离地高度十分有必要，在实际应用中，为适应测绘测量的需求，对无人机的高度数据需要具有高精度的要求。

无人机目前使用的高度测量装置主要有气压高度计、激光测量装置等。相对于气压高度计测量范围宽、但误差较大的问题，激光测量装置是较为理想的高度测量装置。

但是，无人机在飞行时，由于无人机的飞行姿态总在不断地变化，导致安装在无人机上的激光测量装置的测量头测量的距离数据存在一定的误差。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种具有测量装置的无人机，能够保证无人机在飞行时测量的高度数据的准确性。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种具有测量装置的无人机，所述具有测量装置的无人机包括机体、安装在所述机体上的调节装置，所述调节装置包括固定件和用于调节所述固定件在无人机飞行时处于竖直状态的调节组件，所述固定件上安装有激光测距装置。

优选地，所述激光测距装置包括激光发生器、准直透镜、接收物镜和光电转换器，所述激光发生器产生的测量光束经所述准直透镜转折后投射到被测物表面形成光斑，所述接收物镜接收被测物反射的光束，所述光电转换器对所述接收物镜上的成像进行光电转换，所述接收物镜的光轴平行于所述准直透镜投射到被测物上的光束。

优选地，所述光电转换器采用雪崩光电二极管或者PIN光电二极管作为光敏元件。

优选地，所述调节组件包括第一调节件、能够驱动所述第一调节件绕垂直于YZ平面的方向转动的第一驱动件、第二调节件和安装在所述第一调节件上并且能够驱动所述第二调节件绕垂直于XZ平面的方向转动的第二驱动件，所述第二调节件上安装有所述固定件。

优选地，所述第一驱动件固定安装在连接件上，所述第一调节件通过转轴可转动地安装在所述连接件上，所述第一驱动件与所述第一调节件传动连接，以驱动所述第一调节件围绕所述转轴转动。

优选地，所述第一调节件包括相互垂直连接的第一安装板和第二安装板，所述转轴安装在所述第一安装板上，所述第二驱动件安装在所述第二安装板上，所述第一驱动件的输出轴通过驱动板与所述第一安装板传动连接。

优选地，所述第一驱动件为舵机，所述驱动板的一端与所述舵机的摆臂铰接连接，所述驱动板的另一端与所述第二安装板铰接连接。

优选地，所述第二调节件包括第三安装板，所述第三安装板与所述第二驱动件传动连接。

优选地，所述第二驱动件为舵机，所述舵机的摆臂与所述第三安装板固定连接。

本实用新型与现有技术的不同之处在于，本实用新型提供的具有测量装置的无人机通过在机体上安装调节装置，调节装置可以使其固定件在无人机飞行时始终保持竖直状态，然后通过安装在固定件上的激光测距装置即可准确地测量无人机在飞行时的高度数据。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种实施方式的具有测量装置的无人机的结构示意图；

图2是图1所示的具有测量装置的无人机的激光测距装置的结构示意图；

图3是图1所示的具有测量装置的无人机的调节装置的结构示意图；

附图标记说明：

1-机体；2-调节装置；3-固定件；4-激光测距装置；5-激光发生器；6-准直透镜；7-接收物镜；8-光电转换器；9-被测物；10-第一调节件；11-第一驱动件；12-第二调节件；13-第二驱动件；14-连接件；15-转轴；16-第一安装板；17-第二安装板；18-驱动板。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型进一步说明。但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本实用新型，并非对本实用新型的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本实用新型的保护范围局限于此。

在本实用新型中限定了一些方位词，在未作出相反说明的情况下，所使用的方位词如“上、下、左、右”是指本实用新型提供的具有测量装置的无人机在正常使用情况下定义的，其中左右方向与附图3中所示X方向一致，上下方向与附图3中所述的Z方向一致。“内、外”是指相对于各零部件本身轮廓的内外。这些方位词是为了便于理解而采用的，因而不构成对本实用新型保护范围的限制。

适当参考图1所示，本实用新型提供的基本实施方式的具有测量装置的无人机包括机体1、安装在所述机体1上的调节装置2，所述调节装置2包括固定件3和用于调节所述固定件3在无人机飞行时处于竖直状态的调节组件，所述固定件3上安装有激光测距装置4。

上述实施方式提供的具有测量装置的无人机在飞行过程中需要测量高度时，首先通过安装在机体1上的调节装置2，调节装置2调整固定件3的角度，使其在无人机飞行时始终保持竖直状态，从而使得安装在固定件3上的激光测距装置4向下发出的光线保持竖直状态，从而可以准确地测量无人机在飞行时的高度数据。

在本实用新型中，所述激光测距装置4可以采用现有的任何适当的装置。

在本实用新型的一个优选实施方式中，如图2所示，所述激光测距装置4包括激光发生器5、准直透镜6、接收物镜7和光电转换器8，所述激光发生器5产生的测量光束经所述准直透镜6转折后投射到被测物9表面形成光斑，所述接收物镜7接收被测物9反射的光束，所述光电转换器8对所述接收物镜7上的成像进行光电转换，所述接收物镜7的光轴平行于所述准直透镜6投射到被测物9上的光束。

在上述实施方式中，所述准直透镜6可以为一平行棱镜，该平行棱镜包括相互平行的两个反射面，激光发生器5出射的测量光束投射到一个反射面上并经过另一反射面射出成为投射向被测物9的光束。本领域的技术人员可很容易想到，在其它实施方式中，准直透镜6也可采用两个反射镜，只要该两个反射镜的反射面相互平行既能实现本实施方式中平行棱镜的功能。

本实用新型通过使用上述结构的激光测距装置4，由于接收物镜7的光轴平行于准直透镜6投射到被测物9上的光束，且两个光束距离很近，因此可以忽略在近距离的成像光斑中心偏移量，在远距离和近距离，光斑中心都不偏移，从而减小了超近距离的测距“盲区”，也提高了超近距离的测量稳定性，使得应用范围更广。

在本实用新型中，所述光电转换器8优选采用雪崩光电二极管或者PIN光电二极管作为光敏元件。

在本实用新型中使用的调节组件也可以采用任何能够改变固定件角度的适当结构。在本实用新型的一个优选实施方式中，所述调节组件包括第一调节件10、能够驱动所述第一调节件10绕垂直于YZ平面的方向转动的第一驱动件11、第二调节件12和安装在所述第一调节件10上并且能够驱动所述第二调节件12绕垂直于XZ平面的方向转动的第二驱动件13，所述第二调节件12上安装有所述固定件3。

其中所述YZ平面，即图3中所示的Y轴和Z轴构成的平面，垂直于YZ平面的方向，即平行于X轴的方向，所述XZ平面，即图3中所示的X轴和Z轴构成的平面，垂直于XZ平面的方向，即平行于Y轴的方向。图中所示的Z轴方向，为调节装置2安装在无人机上、并且无人机的机臂处于水平状态时的竖直方向，即Z轴方向为无人机机臂处于水平状态时，垂直于无人机机臂的方向。

上述实施方式的调节装置2在使用时，首先通过无人机的飞控系统确定无人机的飞行姿态，并确定此时竖直方向相对于无人机的坐标系的角度，然后控制第一驱动件11，通过第一驱动件11调整第一调节件10的角度，并控制第二驱动件13，通过第二驱动件13调整第二调节件12的角度，从而综合调整安装在第二调节件12上的固定件3的角度，使得安装在固定件3上的激光测距装置4向下发出的光线保持竖直状态。

在本实用新型中的调节装置2可以以任何适当方式固定在无人机机体上，例如，可以将第一驱动件11直接固定在机体上，第一调节件10与第一驱动件11的输出轴连接。

在本实用新型的一个优选实施方式中，如图3所示，所述第一驱动件11固定安装在连接件14上，所述第一调节件10通过转轴15可转动地安装在所述连接件14上，所述第一驱动件11与所述第一调节件10传动连接，以驱动所述第一调节件10围绕所述转轴15转动。在本实施方式中，无人机测量头调节装置是通过连接件14固定在无人机机体上的。

此时，第一调节件10通过转轴15可转动地安装在连接件14上，其安装方式可以为转轴15固定安装在连接件14上，第一调节件10通过轴承安装在转轴15上，或者转轴15通过轴承可转动地安装在连接件14上，第一调节件10与转轴15固定连接。

本实用新型中，所述第一调节件10是用于安装第二驱动件13的，因此可以采用各种适当的形状和结构。

如图3所示，优选地，所述第一调节件10包括相互垂直连接的第一安装板16和第二安装板17，所述转轴15安装在所述第一安装板16上，所述第二驱动件13安装在所述第二安装板17上，所述第一驱动件11的输出轴通过驱动板18与所述第一安装板16传动连接。

所述第一驱动件11安装在连接件14上，通过第一驱动件11可以驱动第一调节件10围绕转轴15旋转。

可选地，所述第一驱动件11可以为直线电机，直线电机的机体铰接在连接件14上，直线电机的输出轴与第二安装板17铰接，通过直线电机的输出轴的伸出与缩回，即可带动第二安装板17围绕转轴15转动。

在本实用新型的一个优选实施方式中，如图3所示，所述第一驱动件11为舵机，所述驱动板18的一端与所述舵机的摆臂19铰接连接，所述驱动板18的另一端与所述第二安装板17铰接连接。从而，通过舵机的摆臂19的摆动，可以带动驱动板18转动，从而带动第二安装板17围绕转轴15转动。

以上实施方式的先后顺序仅为便于描述，不代表实施方式的优劣。

最后应说明的是：以上实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施方式技术方案的精神和范围。