一种具有减震机构的无人机地形测量装置的制作方法

本实用新型涉及无人机测绘领域，特别涉及一种具有减震机构的无人机地形测量装置。

背景技术：

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行器。随着科学技术的发展，无人机的应用越来越广泛。无人机在测绘方面的应用具有机动灵活、高效快速、精细准确、作业成本低、适用范围广的优点。

例如授权公告号为cn207571302u的中国专利“一种无人机地形测量装置”，其公开了一种无人机地形测量装置，包括支架、横梁和测量盒，所述测量盒通过固定柱固定在横梁下侧，所述横梁两端与支架相连，所述支架与横梁相连位置设置有第一滑轨，横梁沿第一滑轨调节横梁位置，所述测量盒外部设置有摄像头和第二滑轨，所述第二滑轨上活动安装有超声波探测仪。该无人机地形测量装置通过摄像头拍摄地形全貌，按照预置控制器算法设置仪器站点和碎部测点，且使用双滑轨设置精确调节超声波探测仪的测量位置，保证了无人机测量地形的精度和准确度。

该无人机地形测量装置的横梁可在第一滑轨内滑动，超声波探测仪在第二滑轨上滑动，使得超声波探测仪的位置可调节。但调节时横梁在第一滑轨上移动滑动的过程中尤其是横梁要滑动到第一滑轨的两端极限位置时，滑动的横梁有可能会与两端的支架杆产生撞击，导致测量盒内精密仪器晃动甚至损坏，严重影响无人机的测量精度，故有待改进。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种具有减震机构的无人机地形测量装置，避免横梁在第一滑轨上移动时与两端的支架发生直接撞击。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种具有减震机构的无人机地形测量装置，包括支架杆和横梁，所述横梁在支架杆上水平移动，还包括位于支架杆两端的减震机构，所述减震机构包括套在支架杆上的减震弹簧，所述横梁向支架杆两端边缘移动时挤压减震弹簧。

通过采用上述技术方案，横梁在支架杆上水平移动到支架杆的两端边缘处的过程中，横梁会挤压套在支架杆上的减震弹簧，横梁与支架杆边缘撞击的动能均被减震机构中的减震弹簧柔和吸收，从而避免了横梁与支架杆剧烈撞击影响甚至损坏无人机上搭载的精密仪器。

本实用新型进一步设置为：所述减震机构还包括直径均大于减震弹簧的固定片和滑动片，所述固定片垂直固定于支架杆两端边缘处，所述滑动片套在支架杆上并与支架杆滑动连接，所述减震弹簧固定于固定片与滑动片之间。

通过采用上述技术方案，固定片将弹簧固定在支架杆的两端，防止弹簧在支架杆上自行滑动。同时，滑动片的设置使得横梁在挤压弹簧之前先与滑动片接触，再通过滑动片挤压弹簧，从而使得弹簧受力均匀，提高了减震效果。

本实用新型进一步设置为：还包括驱动横梁移动的传动机构，所述传动机构包括螺纹连接的丝杆与丝套，一条所述支架杆为丝杆，所述横梁一端与丝套固定连接。

通过采用上述技术方案，横梁一端与丝套固定连接，丝套与丝杆螺纹连接，当丝杆转动时即可驱动横梁在水平方向上平稳的移动。由于丝套与丝杆螺纹连接，避免了横梁在水平方向上自行滑动，提高了测绘精度。

本实用新型进一步设置为：所述传动机构还包括滑动连接的光杆与套环，一条所述支架杆为光杆，所述横梁的另一端与套环固定连接。

通过采用上述技术方案，由于光杆与套环滑动连接，横梁在水平移动的过程中所受到的阻力减小，横梁的移动更为顺畅，提高了测绘精度。

本实用新型进一步设置为：所述滑动片朝向横梁的一侧设置有橡胶垫。

通过采用上述技术方案，横梁在接触滑动环之前先与橡胶垫接触，橡胶垫对横梁具有缓冲作用，避免横梁与滑动片撞击，进一步提高了减震机构的减震效果。

本实用新型进一步设置为：所述滑动片背离横梁的一侧固定连接有滑动环，所述滑动环套在支架杆上并与支架杆滑动连接，所述滑动环伸入减震弹簧内部且不与固定片接触。

通过采用上述技术方案，滑动环使得滑动片总与支架杆垂直，避免了由于减震弹簧受力不均发生倾斜从而使滑动片倾斜导致减震效果减弱。

本实用新型进一步设置为：所述传动机构还包括牵引电机，所述牵引电机与丝杆齿轮传动且传动比小于一。

通过采用上述技术方案，牵引电机通过齿轮驱动丝杆转动进而带动横梁平稳可靠的移动。且由于牵引电机与丝杆之间的传动比小于一，使得丝杆的转速小于牵引电机的转速，使得横梁的移动更加平稳。

本实用新型进一步设置为：所述牵引电机实现正反转。

通过采用上述技术方案，牵引电机的正反转带动丝杆正反转，最终使得横梁在丝杆上可水平往复运动至任意位置，进而提高了测绘精度。

本实用新型进一步设置为：还包括固定于横梁下方的测量盒，所述测量盒包括盒本体和超声波探测仪，所述盒本体与横梁等长，所述盒本体底部设置有与盒本体等长的滑槽，所述超声波探测仪与滑槽滑动连接。

通过采用上述技术方案，盒本体下方的滑槽使得超声波探测仪可沿着横梁的长度方向滑动到任意位置，扩大了超声波探测仪所在位置的调节范围，进而提高了测绘精度。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1.横梁在丝杆上向丝杆的两端边缘处水平移动时，横梁首先接触橡胶垫并挤压减震弹簧，横梁与支架杆边缘撞击的动能均被减震机构中的橡胶垫和减震弹簧柔和吸收，从而避免了横梁与支架杆剧烈撞击影响甚至损坏无人机上搭载的精密仪器；

2.牵引电机与丝杠之间的传动比小于一的齿轮转动和光杆与套环的设置使得横梁带动测量盒移动时更为平稳、顺畅；

3.盒本体下方的滑槽使得超声波探测仪可沿着横梁的长度方向滑动到任意位置，配合横梁在丝杆上的移动范围，使得超声波探测仪可移动到任意位置，扩大了超声波探测仪所在位置的调节范围进而提高了测绘精度。

附图说明

图1为测量装置的整体结构示意图；

图2为传动机构的爆炸图；

图3为光杆上减震机构的结构示意图；

图4为测量盒的结构示意图。

附图标记：1、支架杆；11、第一连接杆；12、第二连接杆；13、矩形框；14、竖直杆；2、减震机构；21、固定片；22、滑动片；221、滑动环；222、橡胶垫；23、减震弹簧；3、传动机构；31、牵引电机；32、第一齿轮；33、第二齿轮；34、丝杆；341、光滑部；342、螺纹部；35、丝套；36、光杆；37、套环；38、轴承；4、横梁；5、连接螺栓；6、测量盒；61、盒本体；62、摄像头；63、滑槽；64、滑块；65、超声波探测仪。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如附图1所示，一种具有减震机构的无人机地形测量装置，包括支架杆1和水平移动的横梁4。

支架杆1包括与无人机旋翼（图中未示出）固定连接的第一连接杆11和第二连接杆12。第一连接杆11和第二连接杆12长度相同、相互平行且均为长方体条状。

横梁4为长条杆状，数量为一，平行于第一连接杆11设置。

如附图1和附图2所示，本具有减震机构的无人机地形测量装置还包括传动机构3。

传动机构3包括轴承38、丝杆34、套在丝杆34上的丝套35、与丝杆34平行的光杆36和套在光杆36上的套环37。

丝杆34水平设置，包括位于丝杆34两端的光滑部341和带有螺纹的螺纹部342。其两端的光滑部341通过轴承38转动连接于第一连接杆11和第二连接杆12。由于轴承38为现有技术且并非本实用新型的创新点，故不再对其内部详细结构进行赘述。

光杆36与丝杆34相互平行，光杆36为长条圆柱体状，数量为一，其两端固定连接于第一连接杆11和第二连接杆12，其固定方式根据实际情况而定，此处为焊接。

丝套35螺纹连接于丝杆34的螺纹部342上，丝套35与横梁4的一端固定连接，其固定方式根据实际情况而定，此处为焊接。故在丝杆34转动时，丝套35无法自转并在螺纹的作用下沿着丝杆34螺纹部342的长度方向移动。从而带动横梁4沿丝杆34的轴向方向移动。

套环37滑动连接于光杆36上，套环37与横梁4远离丝套35的一端固定连接，其固定方式根据实际情况而定，此处为焊接。故当横梁4沿着光杆36的轴向方向移动时，套环37随着横梁4的移动而在光杆36上滑动。

传动机构3还包括提供动力的牵引电机31以及相互啮合的第一齿轮32与第二齿轮33。

牵引电机31数量为一，可实现正反转并设置于第一连接杆11的杆体内部。

第一齿轮32固定在牵引电机31的转轴上，使得牵引电机31可驱动第一齿轮32正反转。

第二齿轮33与第一齿轮32啮合，且第二齿轮33的齿数大于第一齿轮32的齿数，即第二齿轮33与第一齿轮32之间的传动比小于一。

第二齿轮33与丝杆34固定连接，其连接方式根据实际情况而定，此处为键连接。

牵引电机31的动力经齿轮传动至丝杆34，丝杆34的转速小于牵引电机31的转速，丝杆34的转动更加平稳，且放大了牵引电机31拖动丝杆34转动的扭矩。

如附图1所示，丝杆34的两端分别固定于相互平行的第一连接杆11和第二连接杆12的同一侧。且光杆36的两端分别固定于第一连接杆11和第二连接杆12的另一侧。使得丝杆34和光杆36、第一连接杆11和第二连接杆12共同围成了一个矩形。

支架杆1还包括位于第一连接杆11和第二连接杆12下方的矩形框13以及设置于矩形框13与第一连接杆11和第二连接杆12之间的竖直杆14。

竖直杆14为长条状，数量为四，均竖直设置。

矩形框13水平设置于竖直杆14的下方，且四条竖直杆14的底端分别与矩形框13的四个端点固定连接。固定方式可根据实际情况而定，此处为焊接。

如附图1和附图3所示，本具有减震机构的无人机地形测量装置的减震机构2的数量为四，分别设置于丝杆34的两端和光杆36的两端。由于四个减震机构2的构造和作用相似，此处以位于光杆36一端的一个减震机构2为例进行说明。

减震机构2包括圆盘状的固定片21和滑动片22以及位于固定片21与滑动片22之间的减震弹簧23。

固定片21垂直固定于光杆36上靠近第一连接杆11的位置，其固定方式根据实际情况而定，此处为焊接。

滑动片22套在光杆36上并与光杆36滑动连接，滑动片22与固定片21平行设置。

减震弹簧23套在光杆36上并固定于滑动片22与固定片21之间。

减震机构2还包括固定于滑动片22上朝向横梁4一侧的橡胶垫222和固定于滑动片22上朝向固定片21一侧的滑动环221。

橡胶垫222平铺于滑动片22上并随着滑动片22同步在光杆36上滑动。

滑动环221为圆管状，其口径大于光杆36的直径。且滑动环221的外径小于减震弹簧23的口径。

当横梁4不断向光杆36的边缘移动时，与横梁4固定连接的套环37会接触到固定于滑动片22上的橡胶垫222并挤压减震弹簧23。减震弹簧23被压缩，其长度变短。

同时，与滑动片22固定连接的滑动环221也向固定片21滑动，滑动环221的轴向长度满足减震弹簧23压缩到极限位置时，滑动环221仍不与固定片21抵触。

如附图1和附图4所示，本具有减震机构的无人机地形测量装置还包括由横梁4带动的测量盒6。

测量盒6包括长方体形状的盒本体61，盒本体61内部中空，其内部用于安装测量用的精密仪器组件。盒本体61的长度与横梁4长度相同，盒本体61与横梁4通过连接螺栓5固定连接。

连接螺栓5穿过横梁4并旋入盒本体61内部将盒本体61固定于横梁4下方。连接螺栓5的数量可根据实际情况而定，连接螺栓5的数量越多盒本体61与横梁4之间的连接越稳固，此处连接螺栓5的数量为三。

测量盒6还包括摄像头62、滑槽63、在滑槽63内滑动的滑块64和与滑块64固定的超声波探测仪65。

摄像头62设置于盒本体61的一侧面，用于拍摄所需测量的地形。

滑槽63设置于盒本体61的底部。滑槽63为倒t形，沿盒本体61的长度方向贯穿盒本体61设置。

滑块64为t形，数量为一，与滑槽63形状相适配并在滑槽63内往复滑动。

超声波探测仪65与滑块64的底部固定连接，用于测绘地形。

本实用新型的工作原理：

本具有减震机构的无人机地形测量装置通过摄像头62拍摄地形全貌，通过调节超声波探测仪65的位置来提高无人机测量地形的精度和准确度。根据地形情况的不同，超声波探测仪65在调节位置时在一个方向上的移动依靠滑块64在滑槽63内的滑动；在另一个方向上的移动依靠横梁4在丝杆34上的移动；

牵引电机31通过第一齿轮32与第二齿轮33减速并驱动丝杆34正反转，丝杆34的正反转驱动丝套35进而带动横梁4在水平方向上往复移动。当带动横梁4的丝套35移动到丝杆34的一端边缘时，丝套35先与橡胶垫222接触，避免丝套35直接与滑动片22接触产生冲击；

随着丝套35继续向丝杆34边缘移动，在滑动环221的导向作用下，滑动片22逐渐向固定片21靠近，减震弹簧23被逐渐挤压且不断吸收丝套35的动能。横梁4的另一端的套环37与丝套35同时与减震机构2接触，加强缓冲减震效果，从而防止与丝套35和套环37固定的横梁4与其他部件发生撞击影响甚至损坏固定于横梁4下方的测量盒6内的精密仪器。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。