基于bim技术的无人机的制作方法

本实用新型涉及无人机技术领域，具体来说是一种基于bim技术的无人机。

背景技术：

无人驾驶飞机简称无人机，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。与有人驾驶飞机相比，无人机往往更适合那些太“愚钝，肮脏或危险”的任务。无人机按应用领域，可分为军用与民用。民用方面，无人机+行业应用，是无人机真正的刚需；目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途。但是，由于高空的风力较大，无人机意外坠落的事故时有发生，无人机在降落和因意外坠落时可能会对无人机机体造成一定的振动，从而影响其机体的正常工作或致使其损坏，因此需要设计一种新型的无人机结构。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决现有技术的不足，提供一种基于bim技术的无人机底座结构，能够减少无人机着地时的振动对无人机本体的影响。

为了实现上述目的，设计一种基于bim技术的无人机，包括机架，所述的机架包括中部支架，中部支架两端设有横向支架，横向支架的两侧下部用于连接桨叶，所述的无人机还包括无人机桨叶结构和无人机底座，所述的无人机桨叶结构包括环向延伸段，所述的环向延伸段环绕设置于所述桨叶的外端的外侧，所述的环向延伸段在环向上均匀地间隔设有若干不同形状的第一卡孔和第二卡孔，所述的第一卡孔和第二卡孔用于连接导流罩，所述的导流罩上部的侧表面内侧对应于所述的第一卡孔和第二卡孔间隔设置有第一卡扣和第二卡扣，所述的第一卡扣和第二卡扣的形状分别与所述的第一卡孔和第二卡孔的形状相适应；

所述的无人机底座包括前后两个支座，所述的支座由中部的直段，和直段两端向下侧设有的弧形段构成，所述的直段两端向上设有延伸段，延伸段处开设有安装卡孔，所述的中部支架设置于前后两个支座之间，所述的支座的直段两端分别设有用于连接固定杆的螺纹孔，每根固定杆的两端分别设有与螺纹孔相适配的螺纹及第一螺纹段以分别与所述的前后两个支座的直段相连，进而通过固定杆形成前后两个支座的可拆卸式连接，两根所述的固定杆之间连接有凹形的安装支板，安装支板的上侧用于容纳无人机本体，所述的前后两个支座的弧形段上相应设有若干均匀分布的第一安装孔，用于连接连接件，所述的前后两个支座的弧形段底端相应设有第二安装孔，用于连接底部支杆，所述的底部支杆两端设有支脚。

本实用新型还具有如下优选的技术方案：

所述的第一安装孔和第二安装孔为螺纹孔，所述的连接件一端设有与第一安装孔相适配的螺纹，所述的连接件另一端设有与第一安装孔相适配的第二螺纹段，所述的底部支杆表面设有螺纹段。

所述的前后两个支座的直段的两端之间分别设有防护板。

所述的支座的直段的中部设有腰型长孔。

所述的支脚下端设有阻尼减震器。

所述的支脚内设有若干缓冲空间，所述的缓冲空间内设有弹簧，所述的弹簧下端连接一缓冲板，所述的支脚下端对应于缓冲板的中部设置有通孔，通孔处设有柱形连接件，柱形连接件的上端与缓冲板中部相连，柱形连接件的下端连接至支脚下侧的支板。

所述的第一卡孔为梯形通孔，所述的第二卡孔为倒梯形通孔。

所述的中部支架端部向两侧分别设有第一安装片，所述的横向支架两端向下相对设有延伸段，延伸段内侧设有与第一安装片相对应的第二安装片，所述的第一安装片和第二安装片呈与所述的环向延伸段相适应的弧线形，所述的第一安装片和第二安装片四角内侧分别设有安装孔，且所述的环向延伸段表面设有相应的安装孔，以使第一安装片和第二安装片分别与环向延伸段的两侧外表面通过螺栓相连。

本实用新型同现有技术相比，组合结构简单可行，易于安装与拆卸，其优点在于：通过导流罩的设置防止高空风流对于无人机的影响，缓解高空中无人机不稳定的问题，且通过合理的结构设计实现了导流罩的便捷安装与拆卸，易于实现对导流罩的更换，同时无人机底座结构能够为无人机提供缓冲，以减少无人机着地时的振动对无人机本体的影响，且在优选的实施方式中，还能适应于不同无人机本体的大小对底座进行调节，适用性强。

附图说明

图1是一实施方式中本实用新型无人机底座的结构示意图。

图2是一实施方式中本实用新型安装支板的连接示意图。

图3是一实施方式中本实用新型安装支板的结构示意图。

图4是一实施方式中本实用新型支脚的主向剖视图。

图5是一实施方式中本实用新型支脚的侧向剖视图。

图6是一实施方式中本实用新型无人机桨叶结构的示意图。

图7是一实施方式中本实用新型无人机桨叶结构的俯视图。

图8是一实施方式中本实用新型无人机桨叶结构的侧视图。

图9是一实施方式中本实用新型无人机采用的机载测绘设备的模块示意图。

图10是一实施方式中本实用新型无人机采用的另一种机载测绘设备的模块示意图。

图中：1.安装卡孔 2.支座 3.固定杆 4.防护板 5.连接件 6.底部支杆 7.支脚 8.第二安装孔 9.第一安装孔 10.安装支板 11.螺栓连接 12.弹簧 13.缓冲空间 14.缓冲板 15.柱形连接件 16.支板 17.横向支架 18.桨叶 19.环向延伸段 20.中部支架 21.第一卡孔 22.第二卡孔 23.第一安装片 24.第二安装片。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实施方式所提供的无人机是对无人机底座和无人机桨叶结构两大部分进行了改进，该无人机机架包括中部支架，中部支架两端焊接有横向支架，横向支架的两侧下部连接有桨叶，中部支架架设在前后两个支座之间，所述的直段两端向上设有延伸段，延伸段处开设有安装卡孔，在前后两个支架的相对设有的两组安装卡孔处连接通过螺栓或其他连接方式连接有两根连接杆，两根连接杆在中部两侧开设有螺纹孔，在中部支架中部设有两个通孔，用于连接两根螺杆，螺杆两端与分别与两根连接杆的螺纹孔相匹配，并通过螺母固定，从而实现无人机底座和无人机桨叶结构的连接。

参见图1,所述的无人机底座包括前后两个支座，所述的支座由中部的直段，和直段两端向下侧设有的弧形段构成，弧形段的设置使得着地时部分竖直的作用力向水平方向分解，减少对无人机本体的影响，所述的支座的直段两端分别设有用于连接固定杆的螺纹孔，每根固定杆的两端分别设有与螺纹孔相适配的螺纹，以分别与所述的前后两个支座的直段的螺纹孔相连，进而通过固定杆形成前后两个支座的可拆卸式连接，凹形的安装支板连接在两根固定杆之间的空间，安装支板的上侧用于容纳无人机本体，所述的前后两个支座的弧形段上相应设有若干均匀分布的第一安装孔，用于连接连接件，以辅助支撑和连接，所述的前后两个支座的弧形段底端相应设有第二安装孔，用于连接底部支杆，所述的底部支杆两端设有支脚，所述的支脚下端设有阻尼减震器，在所述的前后两个支座的直段的两端之间分别设有防护板。

在一个优选的实施方式中，在所述的支座的直段的中部设有腰型长孔，能用于通过螺栓连接无人机底座侧边和下侧的保护壳体或无人机本体或其他辅助设备，无人机本体是指无人机的控制系统和动力系统，如控制芯片及电机，能够将该部分结构设置集成于一个动力控制箱中，由于无人机的控制结构及动力系统并非实用新型的发明点所在，且其结构与本领域现有的结构也相同，因此在本实施方式中不多作赘述，在此仅就其与本实施方式所提供的底座结构的连接关系进行说明，本实施方式中动力控制箱即设置于安装支板的上侧的空间内，并在动力控制箱上设有螺纹孔，以用于通过螺杆和螺栓与所述的支座的直段的中部设有腰型长孔相配合，从而实现连接。

在一个优选的实施方式中，参见图3，所述的安装支板呈凹形，包括前后两端的竖板和两块竖板底端之间的横板，两块竖板上相应设有若干通孔，用于与螺栓螺母相配合后与前后两个支座相连接，参见图2，本实施方式中安装支板通过螺栓螺母形成与前后两个支座可拆卸式的连接，所述的固定杆左端设有与螺纹孔相适配的螺纹，右端设有与螺纹孔相适配的第一螺纹段，所述的第一安装孔和第二安装孔为螺纹孔，所述的连接件左端设有与第一安装孔相适配的螺纹，所述的连接件右端设有与第一安装孔相适配的第二螺纹段，所述的底部支杆表面设有与第二安装孔相适配的螺纹段。根据无人机本体的大小不同，能够通过对第二螺纹段与第一安装孔的啮合位置进行调整，进而改变前后两个支座之间的间距，以使得无人机底座可以与不同大小的无人机本体相适配，而后再通过调整底部支杆的螺纹段与第二安装孔的啮合位置，相应进行调整，并更换合适长度的安装支板与前后两个支座相连接。通过本实施方式的设置，所述的无人机底座能够适用于不同大小的无人机本体，其实用性和适用性更强。

参见图4和图5，所述的支脚内设有左右两列对称设置的缓冲空间，所述的缓冲空间内设有弹簧，弹簧的上端焊接于缓冲空间顶部的下侧，所述的弹簧下端焊接一缓冲板，所述的支脚下端对应于缓冲板的中部设置有通孔，通孔处设有柱形连接件，柱形连接件的上端与缓冲板中部相焊接，柱形连接件的下端焊接至支脚下侧的支板。通过该设置来对无人机着地时所受的冲击力进行缓冲，对无人机本体进行保护。

参见图6-8，是本实施方式提供的无人机桨叶结构包括机架，在本实施方式中，所述的中部支架顶端设有延伸段，延伸段的中部设有通孔用于通过螺栓连接或其他公知的连接方式与无人机本体进行连接，所述的横向支架向下焊接有环向延伸段，所述的环向延伸段环绕设置于所述桨叶的外端的外侧，所述的环向延伸段在环向上均匀地间隔设有若干不同形状的第一卡孔和第二卡孔，所述的第一卡孔和第二卡孔用于连接导流罩，所述的导流罩上部的内侧表面对应于所述的第一卡孔和第二卡孔间隔焊接有第一卡扣和第二卡扣，或者所述的第一卡扣与第二卡扣与所述的导流罩一体成型制成，所述的第一卡扣和第二卡扣的形状分别与所述的第一卡孔和第二卡孔的形状相适应，以通过过盈配合的方式实现第一卡孔与第一卡扣、第二卡孔与第二卡扣之间的连接，从而实现导流罩与机架的连接，该连接方式使得导流罩便于拆卸与更换，能够根据实际需求选择合适长度的导流罩，也能及时对损坏的导流罩进行更换，而无需对整个机架进行更换。

在一个优选的实施方式中，所述的第一卡孔为梯形通孔，所述的第二卡孔为倒梯形通孔，与其相适应，所述的第一卡扣为梯形凸块，所述的第二卡扣为倒梯形凸块。

在一个优选的实施方式中，所述的中部支架端部向两侧分别通过焊接或通过螺栓连接有第一安装片，所述的横向支架两端向下相对设有延伸段，延伸段内侧通过焊接或螺栓连接有与第一安装片相对应的第二安装片，所述的第一安装片和第二安装片呈与所述的环向延伸段相适应的弧线形，所述的第一安装片和第二安装片四角内侧分别设有安装孔，且所述的环向延伸段表面设有相应的安装孔，以使第一安装片和第二安装片分别与环向延伸段的两侧外表面通过螺栓相连。

实施例1

采用本实用新型所提供的基于bim技术的无人机以用于测绘无人机，能够缓解高空风力对桨叶的影响，在桨叶周向上设置的导流环能够防止风从周向上向桨叶进行冲击，从而保证无人机在高空运行时的稳定性，为测绘无人机的测绘装置提供稳定的测绘环境，能够解决降落稳定性和测绘装置的安装保护问题，减少测绘无人机着地降落时所受的冲击力，安装支板的横板能设置为镂空结构，在容纳无人机本体及测绘装置的同时，为测绘装置提供测绘角度，保证测绘装置的安全稳定运行及后续根据测绘结果利用bim技术进行建模的效果。

实施例2

就本申请所提供的无人机结构，能够与我国专利公开号：CN207336750U所提供的机载测绘设备、无人机及机载测绘系统相结合，将本申请的无人机底座及无人机桨叶结构与其相结合，以实现更有效的测绘效果。

在无人机的安装支板处设有若干螺纹孔，用于连接机载测绘设备。无人机在空中飞行过程中，机载测绘设备实时采集测绘对应的三维空间信息，并拍摄与无人机坐标位置相对应的图像数据，以及实时检测无人机的流动定位信息及惯导定位融合信息，机载测绘设备将三维空间信息、流动定位信息及惯导定位融合信息无线传输给地面站，以及当无人机降落后，将机载测绘设备的相机中存储的图像数据读入地面站。由地面站根据三维空间信息、流动定位信息、惯导定位融合信息及图像数据进行测绘对象的三维模型重建及后续测绘处理。

参见图9，本实施例采用了一种机载测绘设备，包括相机、激光雷达、GPS(Global Positioning System，全球定位系统)板卡、惯性导航元件和测绘处理芯片，测绘处理芯片分别与相机、激光雷达、GPS板卡及惯性导航元件连接，GPS板卡分别与激光雷达及惯性导航元件连接；GPS板卡发送流动定位信息给激光雷、惯性导航元件及测绘处理芯片；惯性导航元件与地面站连接，接收地面站发送的参考定位信息，并发送惯导定位融合信息给测绘处理芯片。

GPS板卡与GPS卫星及惯性导航元件信号连接，接收来自该GPS卫星的卫星定位信息。惯性导航元件与地面站连接，接收地面站发送的参考定位信息，并将该参考定位信息传输给GPS板卡。GPS板卡根据该卫星定位信息和参考定位信息获得流动定位信息。具体地，GPS板卡根据参考定位信息进行同步观测，根据上述卫星定位信息和参考定位信息计算得到地面站与GPS卫星之间的距离修正值，通过该距离修正值来修正GPS板卡观测到的定位数据，得到最终的流动定位信息。由于GPS板卡计算出了地面站与GPS卫星之间的距离修正值，并用该距离修正值来修正自身观测的定位数据，大大提高了GPS板卡的定位精度，使GPS板卡的定位精度达到厘米级。GPS板卡分别通过串口与激光雷达、惯性导航元件及测绘处理芯片连接，将流动定位信息发送给激光雷达、惯性导航元件及测绘处理芯片，使激光雷达、惯性导航元件及测绘处理芯片根据精度很高的流动定位信息进行后续测绘处理，大大提高了测绘准确性。

上述惯性导航元件用于高频率地实时测定无人机的惯导信息，该惯导信息包括无人机的姿态数据、速度和位置信息等。惯导信息包括的位置信息与无人机的定位相关，若不参考无人机的定位数据，直接通过惯性导航元件输出的位置信息的准确性很低。本实用新型实施例中，惯性导航元件分别与GPS板卡及地面站连接，接收GPS板卡传输的流动定位信息，及接收地面站传输的参考定位信息。惯性导航元件测定出无人机的姿态数据、速度和位置信息等惯导信息后，根据惯导信息、流动定位信息和参考定位信息，获得惯导定位融合信息。即根据流动定位信息及参考定位信息对惯导信息包括的位置信息等进行修正，使得修正得到的惯导定位融合信息的准确性很高。然后惯性导航元件将惯导定位融合信息传输给测绘处理芯片，以使测绘处理芯片根据准确性很高的惯导定位融合信息进行后续测绘处理，大大提高了测绘精度。

在本实用新型实施例中，在无人机飞行过程中，通过激光雷达向地面发射激光脉冲，并接收和处理被测绘对象反射回来的激光信号，从而获得测绘对象的三维空间信息。激光雷达通过网口与测绘处理芯片连接，将获得的三维空间信息传输给测绘处理芯片。同时，在无人机飞行过程中，通过相机对地面环境进行拍摄，得到测绘对象的图像数据。相机与测绘处理芯片连接，由测绘处理芯片对相机进行曝光控制、时差校正及拍照触发，相机拍摄的图像数据存储在相机的储存卡中，测绘处理芯片记录相机的拍摄时间及拍摄时无人机的位置坐标等相机数据。GPS板卡将流动定位信息传输给测绘处理芯片，测绘处理芯片根据流动定位信息来确定相机拍摄时的位置坐标，并在无人机飞行至该位置坐标时触发相机进行拍摄，由于流动定位信息的准确性很高，因此通过流动定位信息控制相机拍摄的精度很高，后续根据相机拍摄的图像数据及记录的相机数据进行测绘处理，能够提高测绘准确性。而且最终进行测绘对象的三维模型重建时，综合考虑激光雷达获取的三维空间信息、相机拍摄的图像数据、测绘处理芯片记录的相机数据以及GPS板卡测定的流动定位信息等，提高测绘准确性及精度。

如图10所示，测绘处理芯片包括主处理芯片和协处理芯片，主处理芯片分别与协处理芯片、激光雷达及惯性导航元件连接，接收协处理芯片发送的相机数据，接收激光雷达发送的三维空间信息，接收惯性导航元件发送的惯导定位融合信息；协处理芯片分别与相机及GPS板卡连接，记录相机对应的相机数据，接收GPS板卡发送的流动定位信息。

主处理芯片与协处理芯片共同负责机载测绘设备的中央数据采集处理及控制。主处理芯片实现激光雷达数据采集、惯导定位信息数据采集、数据存储下载以及无线数据转发。协处理芯片实现各设备间实时数据的同步、相机拍照触发、设备状态指示。主处理芯片与协处理芯片7间使用串口进行数据交互。

主处理芯片通过RS232串口与惯性导航元件连接，通过RS232串口协议与惯性导航元件进行数据传输，波特率为230400bps，接收惯性导航元件传输的惯导定位融合信息。主处理芯片通过网口与激光雷达连接，通过网络协议与激光雷达进行数据传输，接收激光雷达传输的三维空间信息。协处理芯片的输出与相机的输入相连，控制相机的触发拍照功能。GPS板卡的输出端与协处理芯片的输入端相连。主处理芯片与协处理芯片之间通过串口进行数据交互，接收协处理芯片传输的相机数据。主处理芯片接收到上述相机数据、三维空间信息、惯导定位融合信息后，存储这些信息，并将这些信息无线转发给地面站。协处理芯片用于实现机载测绘设备包括的各组成部件之间的实时数据同步，控制激光雷达、惯性导航元件及GPS板卡之间的时间同步，以及用于控制相机拍照触发及设备状态指示等。

机载测绘设备还包括第一无线收发元件，第一无线收发元件与惯性导航元件及测绘处理芯片连接；第一无线收发元件与地面站信号连接。

地面站设置有第二无线收发元件，机载测绘设备包括的第一无线收发元件与地面站包括的第二无线收发元件建立无线通信连接，地面站通过第二无线收发元件将参考定位信息发送给第一无线收发元件，第一无线收发元件接收到参考定位信息时，将参考定位信息发送给惯性导航元件。测绘处理芯片包括的主处理芯片通过RS232通信协议与第一无线收发元件进行数据交互，波特率为115200bps，主处理芯片通过第一无线收发元件发送三维空间信息、惯导定位融合信息及相机数据给第二无线收发元件，第二无线收发元件接收到这些信息后将这些信息传输给地面站包括的雷达点云处理元件，以便雷达点云处理元件根据这些信息对测绘对象进行三维模型重建。

上述第一无线收发元件包括第一电台和第二电台，第一电台与测绘处理芯片连接，第二电台与惯性导航元件及GPS板卡连接。第一电台与第二电台均与地面站包括的第二无线收发元件无线连接。第一电台可以采用通讯频率为2.45G的电台，第二电台可以采用通讯频率为900M的电台。相应地，地面站包括的第二无线收发元件包括第三电台和第四电台，第三电台与上述第一电台信号连接，第四电台与上述第二电台信号连接。第二无线收发元件包括的电台及第一无线收发元件的电台购成功主机和从机的关系，即第三电台与第四电台为主机电台，第一电台和第二电台为从机电台。

机载测绘设备还包括SD(Secure Digital Memory Card，安全数码)卡；SD卡与主处理芯片连接，接收并存储主处理芯片发送的相机数据、三维空间信息及惯导定位融合信息。为了便于从上述SD卡中读取存储的相机数据、三维空间信息及惯导定位融合信息，机载测绘设备还包括USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口；该USB接口与主处理芯片连接。该USB接口可以为OTG(On The Go)接口。

机载测绘设备还包括电源；电源分别与相机、激光雷达、GPS板卡、惯性导航元件和测绘处理芯片连接；测绘处理芯片监测电源电量。电源为机载测绘设备包括的所有元器件供电。测绘处理芯片包括的协处理芯片负责监测电源电量。电源、主处理芯片和协处理芯片由电路设计及嵌入式方式设计实现。电源通过电压转换和电源滤波处理给主处理芯片、协处理芯片、外围电路、激光雷达、惯性导航元件、GPS板卡、相机及第一无线收发元件提供电能，保证机载测绘设备的各部分正常工作。