轻型电动双发单摄手抛式航空摄影测量无人机的制作方法

本实用新型涉及摄影测量无人机设备领域。更具体地说，本实用新型涉及一种轻型电动双发单摄手抛式航空摄影测量无人机。
背景技术：
：随着摄影测量技术的发展和测绘成果需求的多样化，传统的大型航摄仪配合载人大无人机进行航摄作业的模式，已经不能满足日新月异的行业需求。摄影测量正在向更小、更轻、更简便、单人操作的方向发展。现有的轻型无人机航摄平台，普遍维护成本高，操作复杂，其存在以下技术问题：1)一般的轻型无人机平台为了减小重量均为单发电机，设计载重小，不能装载全画幅的相机的问题；2)为了使无人机处于非工作状态时，机翼能够被收纳，方便携带，通常会采用活动机构将无人机的机翼等和机身连接，现有的活动机构无法有效锁定机翼位置，而导致机翼在飞行过程中晃动过大的问题；3)为了控制无人机升降及航向分别在无人机尾部水平方位安装升降舵，竖直方向安装方向舵，水平方向的升降舵导致无人机在起飞是存在与弹射架发生摩擦及剐蹭的问题；综合以上，怎样通过优化设计，实现维护成本低，载重大，单人简单即可操作，且易于安装、方便拆卸，不会与弹射架发生摩擦及剐蹭的轻型无人机是目前急需解决的问题。技术实现要素：本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本实用新型还有一个目的是提供一种轻型电动双发单摄手抛式航空摄影测量无人机，其具有维护成本低，载重大，单人简单即可操作，易于安装、方便拆卸，且不会与弹射架发生摩擦及剐蹭的有益效果。为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种轻型电动双发单摄手抛式航空摄影测量无人机，包括：机身；一对机翼，其可拆卸水平对称安装在所述机身上，每个机翼靠近所述机身头部的一侧平行于所述机身设有容纳腔，所述容纳腔内设置电机，每个电机驱动一螺旋桨旋转；一对尾翼，所述尾翼可拆卸安装在所述机身上，且每个尾翼与水平面间呈35-40°夹角。优选的是，所述容纳腔外表面呈子弹头形，沿远离所述机身头部的方向其外圆周减小，所述螺旋桨位于所述容纳腔靠近所述机身头部的一端。优选的是，所述机翼与所述机身抵接的一端和所述尾翼与所述机身抵接的一端均向内凹陷具有第一凹槽，所述第一凹槽内固设有L形弹性卡扣，所述卡扣包括一端与所述第一凹槽底面垂直固接的连接部、及与所述连接部另一端固接并垂直向上的卡合部，所述机身与所述机翼抵接的一侧和所述机身与所述机翼抵接的一侧均具有与所述第一凹槽相适配的第一凸起，所述第一凸起向内凹陷具有与所述卡扣相适配的卡槽，以将所述机翼和所述尾翼可拆卸安装在所述机身上。优选的是，所述的轻型电动双发单摄手抛式航空摄影测量无人机，还包括：固定架，其为门形，固设于所述机身内仓并位于一对机翼间，所述固定架的两个竖向板上均具有第一穿孔，所述机身与所述机翼连接的两侧壁均具有第二穿孔，所述机翼与所述机身抵接的一端向内凹陷具有第二凹槽，第一穿孔、第二穿孔、及第二凹槽位于同一直线，且水平设置；第一固定管，其一端依次穿过第二穿孔、第一穿孔，且两端突出于机身，突出的两端穿设与所述第二凹槽内。优选的是，所述的轻型电动双发单摄手抛式航空摄影测量无人机，还包括：所述机身与所述尾翼连接的侧壁具有与所述尾翼平行的第三凹槽，所述尾翼与所述机身抵接的一端向内凹陷具有第四凹槽，第三凹槽、及第四凹槽位于同一直线；第二固定管，其设于第三凹槽及第四凹槽内，用于连接尾翼及机身。优选的是，所述卡槽包括与所述连接部相适配的连接槽、及与所述卡合部相适配的并与所述连接槽连通的卡合槽；其中，所述连接槽下侧面靠近所述凸起表面一端与所述凸起同平面设置有挡板，所述挡板顶端距离所述连接槽上侧面间的距离不小于所述卡合部的高度，所述连接槽下侧面上间隔竖直向上设有至少一个弹簧，所述弹簧顶端水平固接有盖板，所述弹簧处于自由状态时，所述盖板顶面与所述连接槽上侧面间的距离小于所述连接部的高度。优选的是，所述卡槽底面具有燕尾形滑动槽，所述盖板与所述卡槽底面抵接的一端具有与所述燕尾槽相适配的滑块，以使所述盖板相对于所述滑动槽上下滑动。优选的是，所述盖板底面四角竖直向下均固设有螺纹柱，螺纹柱正下方位于所述连接槽下侧面竖直向上具有螺纹套，所述螺纹柱螺设于所述螺纹套内，螺纹套底端与所述连接槽下侧面可无线旋转连接，沿所述连接槽下侧面周向任意相邻两个螺纹套皮带轮连接，靠近所述连接槽底面的一个螺纹套的下端沿其长度方向贯穿所述机身并突出，突出端一体成型设置为可旋转的螺帽，以旋转螺帽带动螺纹套旋转进而抬高或降低盖板相对于所述卡槽下侧面的高度。优选的是，所述卡合部顶端竖直向下具有螺纹槽，所述机身位于所述卡合槽与所述螺纹孔对应位置的正上方具有通孔，所述通孔上穿设螺钉，当卡扣卡合于卡槽内时，螺钉下段与所述螺纹槽螺设固接。优选的是，所述第一固定管和所述第二固定管均为碳纤管。本实用新型至少包括以下有益效果：第一、具有维护成本低，载重大，单人简单即可操作，易于安装、方便拆卸，且将传统的设于尾部的位于机身两侧水平设置的升降舵和位于机身尾部顶端竖直设置的方向舵改变为两个倾斜设置的一对尾翼，通过对尾翼角度、以及机身整体的优化设计使其同时具有升降舵控制无人机升降，方向舵控制无人机航向的作用，且由于尾翼具有一定角度其有效避免了与弹射架发生摩擦及剐蹭的现象；第二、机翼前方的容纳腔内各配置一个电机，电机可为高转速电机，所述电机可连接一电子调速器，所述电子调速器设于所述容纳腔内，其能够根据控制信号调节电动机转速，电子调速器的控制信号来源于地面的位于操作人员手内的遥控器上，以通过螺旋桨进行动力输出大小，子弹头形符合气动外形设计，通过卡扣和卡槽，第一固定管和第二固定管的设置实现可拆卸连接并有效避免机翼在飞行过程中晃动过大的问题。本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为本实用新型所述轻型电动双发单摄手抛式航空摄影测量无人机的结构示意图；图2为本实用新型所述固定架和第一固定管的结构示意图；图3为本实用新型所述卡扣和卡槽的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。如图1-3所示，本实用新型提供一种轻型电动双发单摄手抛式航空摄影测量无人机，包括：机身1；一对机翼2，其可拆卸水平对称安装在所述机身1上，每个机翼2靠近所述机身1头部的一侧平行于所述机身1设有容纳腔20，所述容纳腔20内设置电机，每个电机驱动一螺旋桨21旋转；一对尾翼3，所述尾翼3可拆卸安装在所述机身1上，且每个尾翼3与水平面间呈35-40°夹角。在这种技术方案中，机身1、机翼2和尾翼3组合形成的无人机可采用气动外形设计，适合航测作业，机翼2和尾翼3与机身1间可拆卸快速连接，拆卸后所占空间小，可轻松携带，容纳腔20内固设用于带动螺旋桨21旋转的电机，且每个部件的结构和电气同步分离，不需要使用额外插线，即机翼2上具有电气插头，机身1上具有与之配套的插孔，实现结构和电气和同步分离和连接。使用过程中，无人机的整体可采用硬质发泡材料制成，机身1长1073mm，机翼2展1943mm，机身1高度185mm，机翼面积51dm2，通过对机身1结构的优化以使机身1的舱内部可负载一个镜头垂直向下的全画幅相机，作为拍摄部件，并配置了倾斜基座，以实现倾斜摄影的功能，机身1头部顶端装载高增益天线，使控制半径超过10公里，且以聚合物锂电池作为供电部件，机身1腹部设置降落伞仓，并装载降落伞，可以用来伞降作业，无人机通过简单手抛，即可发动起飞，操作简单，且通过飞控固件，可以实现自动返航、自动定点降落等安全保障功能，采用这种技术方案，具有维护成本低，载重大，单人简单即可操作，易于安装、方便拆卸，且将传统的设于尾部的位于机身1两侧水平设置的升降舵和位于机身1尾部顶端竖直设置的方向舵改变为两个倾斜设置的一对尾翼3，通过对尾翼3角度、以及机身1整体的优化设计使其同时具有升降舵控制无人机升降，方向舵控制无人机航向的作用，且由于尾翼3具有一定角度其有效避免了与弹射架发生摩擦及剐蹭的现象。在另一种技术方案中，所述容纳腔20外表面呈子弹头形，沿远离所述机身1头部的方向其外圆周减小，所述螺旋桨21位于所述容纳腔20靠近所述机身1头部的一端，采用该技术方案，机翼2前方的容纳腔20内各配置一个电机，电机可为高转速电机，所述电机可连接一电子调速器，所述电子调速器设于所述容纳腔20内，其能够根据控制信号调节电动机转速，电子调速器的控制信号来源于地面的位于操作人员手内的遥控器上，以通过螺旋桨21进行动力输出大小，子弹头形符合气动外形设计。在另一种技术方案中，所述机翼2与所述机身1抵接的一端和所述尾翼3与所述机身1抵接的一端均向内凹陷具有第一凹槽22，所述第一凹槽22内固设有L形弹性卡扣23，所述卡扣23包括一端与所述第一凹槽22底面垂直固接的连接部230、及与所述连接部230另一端固接并垂直向上的卡合部231，所述机身1与所述机翼2抵接的一侧和所述机身1与所述机翼2抵接的一侧均具有与所述第一凹槽22相适配的第一凸起10，所述第一凸起10向内凹陷具有与所述卡扣23相适配的卡槽11，以将所述机翼2和所述尾翼3可拆卸安装在所述机身1上，采用该技术方案，位于所述机翼2上的连接部230平行于机翼2设置，位于尾翼3上的连接部230平行于尾翼3设置，所述卡扣23为硬质弹性材料制成，第一凸起10与所述第一凹槽22相适配，即第一凸起10卡设于第一凹槽22内，连接部230的长度大于第一凹槽22的深度，卡槽11上侧面和下侧面间的距离不小于所述卡合部231的高度，以使卡合部231穿过，后通过第一凸起10与第一凹槽22的卡设固定上下相对位置，通过卡合部231控制机翼2和尾翼3不相对一机身1沿机翼2或尾翼3长度方向移动，其中，由于与所述尾翼3连接的卡扣23的连接部230与所述尾翼3平行，位于机身1尾部的第一凹槽22倾斜设置以使每个尾翼3与水平面间呈35-40°夹角中的其中一个具体角度。在另一种技术方案中，所述的轻型电动双发单摄手抛式航空摄影测量无人机，还包括：固定架4，其为门形，固设于所述机身1内仓并位于一对机翼2间，固定架4的具体结构可根据机身1内仓的位置确定，其主要用于使第一固定管5穿过，所述固定架4的两个竖向板上均具有第一穿孔40，所述机身1与所述机翼2连接的两侧壁均具有第二穿孔，所述机翼2与所述机身1抵接的一端向内凹陷具有第二凹槽，第一穿孔40、第二穿孔、及第二凹槽位于同一直线，且水平设置；第一固定管5，其一端依次穿过第二穿孔、第一穿孔40，且两端突出于机身1，突出的两端穿设与所述第二凹槽内，采用该技术方案，具体使用过程中，所述第一固定管5突出于机身1的两端的长度设置为相等，且与机翼2的长度比为0.9:1，通过第一固定管5和钢架的设置给可拆卸连接的机翼2和机身1之间一个刚性支撑，提供连接稳定性，有效避免机翼2在飞行过程中晃动过大的问题。在另一种技术方案中，所述的轻型电动双发单摄手抛式航空摄影测量无人机，其特征在于，还包括：所述机身1与所述尾翼3连接的侧壁具有与所述尾翼3平行的第三凹槽，所述尾翼3与所述机身1抵接的一端向内凹陷具有第四凹槽，第三凹槽、及第四凹槽位于同一直线；第二固定管，其设于第三凹槽及第四凹槽内，用于连接尾翼3及机身1，采用该技术方案，具体使用过程中，所述第二固定管突出于机身1的一端的长度与尾翼3的长度比为0.9:1，通过第三固定管的设置给可拆卸连接的尾翼3和机身1之间一个刚性支撑，提供连接稳定性，有效避免尾翼3在飞行过程中晃动过大的问题，且第四凹槽倾斜设置，以使每个尾翼3与水平面间呈35-40°夹角中的其中一个具体角度。在另一种技术方案中，所述卡槽11包括与所述连接部230相适配的连接槽110、及与所述卡合部231相适配的并与所述连接槽110连通的卡合槽111；其中，所述连接槽110下侧面靠近所述凸起表面一端与所述凸起同平面设置有挡板6，所述挡板6顶端距离所述连接槽110上侧面间的距离不小于所述卡合部231的高度，所述连接槽110下侧面上间隔竖直向上设有至少一个弹簧60，所述弹簧60顶端水平固接有盖板61，所述弹簧60处于自由状态时，所述盖板61顶面与所述连接槽110上侧面间的距离小于所述连接部230的高度，采用该技术方案，弹簧60和盖板61的设置提高了连接的稳定性。在另一种技术方案中，所述卡槽11底面具有燕尾形滑动槽，所述盖板61与所述卡槽11底面抵接的一端具有与所述燕尾槽相适配的滑块，以使所述盖板61相对于所述滑动槽上下滑动，采用该技术方案，提高盖板61上下移动时的稳定性。在另一种技术方案中，所述盖板61底面四角竖直向下均固设有螺纹柱62，螺纹柱62正下方位于所述连接槽110下侧面竖直向上具有螺纹套63，所述螺纹柱62螺设于所述螺纹套63内，螺纹套63底端与所述连接槽110下侧面可无线旋转连接，沿所述连接槽110下侧面周向任意相邻两个螺纹套63皮带轮64连接，靠近所述连接槽110底面的一个螺纹套63的下端沿其长度方向贯穿所述机身1并突出，突出端一体成型设置为可旋转的螺帽65，以旋转螺帽65带动螺纹套63旋转进而抬高或降低盖板61相对于所述卡槽11下侧面的高度，采用该技术方案，给予盖板61刚性制成。在另一种技术方案中，所述卡合部231顶端竖直向下具有螺纹槽，所述机身1位于所述卡合槽111与所述螺纹孔对应位置的正上方具有通孔7，所述通孔7上穿设螺钉70，当卡扣23卡合于卡槽11内时，螺钉70下段与所述螺纹槽螺设固接，采用该技术方案，给予钢性固接，提高连接稳定性。在另一种技术方案中，所述第一固定管5和所述第二固定管均为碳纤管，采用该技术方案，使用碳纤维制造的碳纤管具有质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，即降低无人机自身重量的同时，不影响对碳纤管本身管体刚性需求。本实用新型的其中一个技术方案中无人机总体技术指标如表1所示：表1指标名称技术指标指标名称技术指标机身长1073mm机身高度185mm机翼展1943mm机翼面积51dm2推重比0.2-0.3推荐飞行速度15-25m/s推荐起飞重量≤4.2Kg最大起飞重量5.5Kg最大飞行海拔高度6000m飞行时间60-90min额定上升速度5m/s额定下降速度3m/s单次起飞作业面积10-20Km2材料硬质发泡材料起飞方式手抛降落方式伞降、滑行降落其中，推重比是指无人机发动机推力(在海平面静止条件下于最大状态(加力发动力为全加力状态)所产生的推力)与发动机重力(或者无人机重力)之比，即表示无人机发动机或无人机单位重力所产生的推力；使用型号为SONYRX1R2，有效像素为4240万，35mm镜头，背照式CMOS传感器的全画幅相机，其最大光圈为F2.0，ISO范围为100-25600，照片最大分辨率为7952*5304；遥控器的工作频率为2.40-2.483GHz，最大信号有效距离800m；数传系统工作频率为902-928MHz，通信距离4-10km，发射功率1W(30db)，接受灵敏度>121dbm(低数据情况下)；飞控系统采用先进的32位ARMCortexM4高性能处理器，可运行NuttXRTOS实时操作系统，14个PWM/舵机输出，总线接口(UART,I2C,SPI,CAN)，具有集成备份电源和失效备份控制器，主控制器失效时可安全切换到备份控制，提供自动和姿态等多种模式，提供冗余电源输入和故障转移功能，MicroSD记录飞行数据(可支持4G内存)，支持上千个航点设定；动力电池容量为16000mAh，电压为25.2V(充满电)，电池类型为LiPo6s，持续充电倍率5C，持续放电倍率15C；充电器为高级平衡智能充A6，充电电流为10A。这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本实用新型的说明的。对本实用新型轻型电动双发单摄手抛式航空摄影测量无人机的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。当前第1页1 2 3