一种基于无人机航拍的弧垂与交跨测量装置的制作方法

1.本发明涉及航拍无人机技术领域，具体为一种基于无人机航拍的弧垂与交跨测量装置。


背景技术：

2.航拍无人机是集成了高清摄影摄像装置的遥控飞行器，系统主要包括：载机、飞控、陀螺云台、视频传输、地面站以及通话系统等，航拍无人机飞行高度一般在500米以上，适合影视宣传片以及鸟瞰图的拍摄等，这种飞行器灵活方便，能快速的完成镜头的拍摄；
3.弧垂是指在平坦地面上，相邻两基电杆上导线悬挂高度相同时，导线最低点与两悬挂点间连线的垂直距离，一般地，当输电距离较远时，由于导线自重，会形成轻微的弧垂，使导线呈悬链线的形状；
4.在通过无人机航拍对输电线路中相邻两基电塔之间档距进行测量其弧垂时，尤其在无人机飞行速度较快时，无人机内的电机剧烈转动将会产生大量的热量，且无人机主体内的电气元件工作也会产生热量，不及时散热将会影响无人机主体的运行，使电机和电气元件造成老化，损伤，甚至无人机主体内的电路板老化、软化，从而影响无人机的使用寿命，现有的技术中，尤其在无人机飞行速度较快时，无人机内部的散热装置通常是开设散热网、散热口或者设置风扇对着无人机内吹气的方式，但此等方式下难以对无人机主体内的电机、电气元件和电路板底部进行较佳的散热，无人机飞行速度较快时易使无人机主体内的电机、电气元件和电路板底部短时集聚大量的热量，从而对无人机主体造成损伤乃至于降低无人机使用寿命。
5.为此，提出一种基于无人机航拍的弧垂与交跨测量装置。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种基于无人机航拍的弧垂与交跨测量装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于无人机航拍的弧垂与交跨测量装置，包括壳体，所述壳体内表面底部设置有风冷机构和通风口，且通风口内塞有胶塞，所述壳体内设置有四组l型杆，四组所述l型杆均对称固定连接在风冷机构上，且壳体和风冷机构之间设置有锁止组件，所述风冷机构上方设置有无人机主体，所述无人机主体底面四角处分别固定连接有一组顶杆，且四组所述顶杆分别等距离对称设置在风冷机构的两组对角线的延长线上，所述风冷机构上端面活动连接有清理组件，且清理组件位于无人机主体下方；
8.所述风冷机构包括气箱、气囊、弹性管、第一磁板、水平杆、迎风弧板、第一弹簧、进风口，所述气箱固定连接在壳体内表面底部中心处，所述气箱内设置有气囊，且气囊底部中心处固定连接在气箱内表面底部中心，所述气囊上端中心处固定连接有弹性管，所述弹性管上端贯穿气箱上端侧壁并固定连接，所述气囊四周分别相抵有一组第一磁板，每组所述
第一磁板滑动连接在气箱内，每组所述第一磁板固定连接有一组水平杆，每组所述水平杆远离第一磁板一端贯穿伸出气箱一端侧壁并滑动连接，每组所述水平杆伸入气箱的一端套设有第一弹簧，且每组水平杆贯穿伸出气箱的一端固定连接有迎风弧板，每组所述迎风弧板外侧中心固定连接有一组抓钩，每组所述迎风弧板对应设置有一组进风口，每组所述进风口开设在壳体侧壁上。
9.优选的，所述无人机主体四角处固定连接的四组顶杆分别伸入并滑动连接有一组支撑筒，每组所述支撑筒固定连接在壳体内表面底部，每组所述顶杆伸入支撑筒的一端固定连接有第一磁块，且每组支撑筒内表面底部固定连接有和第一磁块相对面上磁极极性相同的第二磁块。
10.优选的，所述清理组件包括滑槽、滑轮、第二磁板、弹性筒、传动杆、第二弹簧、导流柱、毛刷、导流片，所述气箱上端面开设有四组滑槽，每组所述滑槽上放置有滑轮，所述滑轮固定连接在第二磁板底部，所述第二磁板端面固定连接有弹性筒，所述弹性筒被传动杆贯穿伸入并滑动连接，所述传动杆贯穿伸入传动杆的一端固定连接有第二弹簧，所述第二弹簧固定连接在弹性筒内表面底部，所述传动杆上端伸入导流柱并活动连接，所述导流柱上方固定连接有毛刷，所述毛刷上端面的刷毛和无人机主体底面相接触。
11.优选的，所述传动杆上端固定连接有环块，所述导流柱底部开设有环槽，所述传动杆上的环块伸入环槽并转到连接，所述导流柱侧面呈环形等距离固定连接有若干组毛刷。
12.优选的，每组所述迎风弧板靠近壳体中心轴一侧固定连接有一组l型杆，每组所述l型杆伸入一组斜圆槽并活动连接，每组所述斜圆槽开设圆柱侧面上，且每组圆柱一端固定连接有传送带，每组所述传送带和支撑杆转动连接，且支撑杆转动连接在壳体内表面侧壁上，每组所述传送带上端固定连接有风扇，所述风扇设置在无人机主体上方并对着无人机主体。
13.优选的，所述锁止组件包括卡孔、卡槽、卡块、按板、活动槽、第三弹簧，所述卡孔开设在迎风弧板底部，每组所述进风口底部开设有一组卡槽，所述卡槽被卡块伸入并滑动连接，所述卡块底部固定连接有按板，所述按板底部固定连接有第三弹簧，所述第三弹簧固定连接在卡槽底部，每组所述按板一端贯穿伸出一组活动槽并滑动连接，且每组活动槽开设在一组卡槽侧壁上。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
15.1、本发明通过设计无人机航拍对输电线路弧垂测量的方法，通过此等方式测量，可行性高且易于实施，测量过程更加灵活，且不受峡谷、密林、高山等复杂环境的限制，适用范围较广，从而便于对不同工况、环境的测量，在无人机航拍飞行过程中，通过设计风冷机构，利用无人机飞行过程中产生的风能对无人机主体底部吹扫散热，从而使无人机飞行过程中无人机主体中的电机、电路板、电气元件等不易受热使其老化、损伤、和电路板软化等问题，从而不易使无人机主体中的电机、电路板、电气元件等受热降低使用寿命；
16.2、本发明通过在无人机飞行过程中设计第一磁块和第二磁块对无人机主体进行支撑，且能对无人机飞行时不断改变方向使内部无人机主体由于自身重力等产生不同方向的力形成缓冲，从而达到减震和保护无人机主体的效果；
17.3、本发明通过设计配合风冷机构的清理组件，使第二磁板跟随第一磁板不断移动，从而使第二磁板上的毛刷对无人机主体底部进行清扫，且在风冷机构运行时，产生的气
体通过弹性管对底面进行吹扫时产生向外的侧向风，第二磁板侧面上得导流柱上固定连接的若干导流片受到风冷机构产生的侧向风而使导流柱转动，从而使毛刷转动，从而达到较好的清理效果，弹性筒内第二弹簧的设置使第一磁块和第二磁块在对无人机主体进行缓冲减震时无人机主体产生的振动使毛刷也能跟随振动，从而使毛刷和无人机主体底面不易损伤；
18.4、本发明通过设计配合风冷机构使用的圆柱，从而使风冷机构在工作时圆柱上的斜圆槽使圆柱转动，从而使圆柱通过传送带传动连接的风扇转动，从而进一步对无人机主体进行通风散热，从而进一步的保护了无人机主体的使用寿命；
19.5、本发明通过设计锁止组件，在下雨天气或将该装置储存时，能够对进风口进行关闭，从而避免下雨天气雨水进入无人机的壳体内造成无人机主体内部元器件进水的损坏、短路等和在该装置储存时通过进风口进入大量灰尘使该装置损坏。
附图说明
20.图1为本发明的整体结构视图；
21.图2为本发明中壳体内部的剖面图；
22.图3为本发明中圆柱的整体结构视图；
23.图4为本发明的图2的a的放大图；
24.图5为本发明的图2的b的放大图。
25.图中：
26.1、壳体；
27.2、风冷机构；21、气箱；22、气囊；23、弹性管；24、第一磁板；25、水平杆；26、迎风弧板；27、第一弹簧；28、进风口；
28.3、无人机主体；
29.4、顶杆；41、支撑筒；42、第一磁块；43、第二磁块；
30.5、清理组件；51、滑槽；52、滑轮；53、第二磁板；54、弹性筒；55、传动杆；56、第二弹簧；57、导流柱；58、毛刷；59、导流片；
31.6、l型杆；61、斜圆槽；62、圆柱；63、传送带；64、风扇；
32.7、锁止组件；71、卡孔；72、卡槽；73、卡块；74、按板；75、活动槽；76、第三弹簧。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.请参阅图1至图5，本发明提供一种技术方案：
35.一种基于无人机航拍的弧垂与交跨测量装置，包括壳体1，所述壳体1内表面底部设置有风冷机构2和通风口，且通风口内塞有胶塞，所述壳体1内设置有四组l型杆6，四组所述l型杆6均对称固定连接在风冷机构2上，且壳体1和风冷机构2之间设置有锁止组件7，所述风冷机构2上方设置有无人机主体3，所述无人机主体3底面四角处分别固定连接有一组
顶杆4，且四组所述顶杆4分别等距离对称设置在风冷机构2的两组对角线的延长线上，所述风冷机构2上端面活动连接有清理组件5，且清理组件5位于无人机主体3下方；
36.所述风冷机构2包括气箱21、气囊22、弹性管23、第一磁板24、水平杆25、迎风弧板26、第一弹簧27、进风口28，所述气箱21固定连接在壳体1内表面底部中心处，所述气箱21内设置有气囊22，且气囊22底部中心处固定连接在气箱21内表面底部中心，所述气囊22上端中心处固定连接有弹性管23，所述弹性管23上端贯穿气箱21上端侧壁并固定连接，所述气囊22四周分别相抵有一组第一磁板24，每组所述第一磁板24滑动连接在气箱21内，每组所述第一磁板24固定连接有一组水平杆25，每组所述水平杆25远离第一磁板24一端贯穿伸出气箱21一端侧壁并滑动连接，每组所述水平杆25伸入气箱21的一端套设有第一弹簧27，且每组水平杆25贯穿伸出气箱21的一端固定连接有迎风弧板26，每组所述迎风弧板26对应设置有一组进风口28，每组所述迎风弧板26外侧中心固定连接有一组抓钩，每组所述进风口28开设在壳体1侧壁上。
37.作为本发明的一种实施例，如图2所示，所述无人机主体3四角处固定连接的四组顶杆4分别伸入并滑动连接有一组支撑筒41，每组所述支撑筒41固定连接在壳体1内表面底部，每组所述顶杆4伸入支撑筒41的一端固定连接有第一磁块42，且每组支撑筒41内表面底部固定连接有和第一磁块42相对面上磁极极性相同的第二磁块43。
38.工作时，在无人机飞行过程中，用于支撑无人机主体3的顶杆4固定连接的第一磁块42和第二磁块43的相对面磁极磁性相同，即第一磁块42和第二磁块43产生斥力，从而支撑无人机主体3，并能够对无人机飞行时不断改变方向使内部无人机主体3由于自身重力等产生不同方向的力形成缓冲，从而达到减震和保护无人机主体3的效果。
39.作为本发明的一种实施例，如图2和图4所示，所述清理组件5包括滑槽51、滑轮52、第二磁板53、弹性筒54、传动杆55、第二弹簧56、导流柱57、毛刷58、导流片59，所述气箱21上端面开设有四组滑槽51，每组所述滑槽51上放置有滑轮52，所述滑轮52固定连接在第二磁板53底部，所述第二磁板53端面固定连接有弹性筒54，所述弹性筒54被传动杆55贯穿伸入并滑动连接，所述传动杆55贯穿伸入传动杆55的一端固定连接有第二弹簧56，所述第二弹簧56固定连接在弹性筒54内表面底部，所述传动杆55上端伸入导流柱57并活动连接，所述导流柱57上方固定连接有毛刷58，所述毛刷58上端面的刷毛和无人机主体3底面相接触。
40.工作时，在无人机飞行过程中使风冷机构2工作时，第一磁板24不断移动产生气体对无人机主体3底部进行散热，第一磁板24和第二磁板53相对面磁极相反相互吸引，从而使第二磁板53跟随第一磁板24不断移动，从而使第二磁板53上的毛刷58对无人机主体3底部进行清扫，弹性筒54内第二弹簧56的设置使第一磁块42和第二磁块43在对无人机主体3进行缓冲减震时无人机主体3产生的振动使毛刷58也能跟随振动，从而使毛刷58和无人机主体3底面不易损伤。
41.作为本发明的一种实施例，如图4所示，所述传动杆55上端固定连接有环块，所述导流柱57底部开设有环槽，所述传动杆55上的环块伸入环槽并转到连接，所述导流柱57侧面呈环形等距离固定连接有若干组毛刷58。
42.工作时，且在风冷机构2运行时，产生的气体通过弹性管23对底面进行吹扫时产生向外的侧向风，第二磁板53侧面上得导流柱57上固定连接的若干导流片59受到风冷机构2产生的侧向风而使导流柱57转动，从而使毛刷58转动，从而达到较好的清理效果。
43.作为本发明的一种实施例，如图2、图3所示，每组所述迎风弧板26靠近壳体1中心轴一侧固定连接有一组l型杆6，每组所述l型杆6伸入一组斜圆槽61并活动连接，每组所述斜圆槽61开设圆柱62侧面上，且每组圆柱62一端固定连接有传送带63，每组所述传送带63和支撑杆转动连接，且支撑杆转动连接在壳体1内表面侧壁上，每组所述传送带63上端固定连接有风扇64，所述风扇64设置在无人机主体3上方并对着无人机主体3。
44.工作时，在无人机飞行过程中使风冷机构2工作时，迎风弧板26不断移动从而使l型杆6不断移动，l型杆6挤压圆柱62上的斜圆槽61使圆柱62转动，从而使传送带63转动，传送带63转动使传送带63上固定连接的风扇64转动，从而对无人机主体3进行通风散热，从而进一步的保护了无人机主体3的使用寿命。
45.作为本发明的一种实施例，如图1、图2和图5所示，所述锁止组件7包括卡孔71、卡槽72、卡块73、按板74、活动槽75、第三弹簧76，所述卡孔71开设在迎风弧板26底部，每组所述进风口28底部开设有一组卡槽72，所述卡槽72被卡块73伸入并滑动连接，所述卡块73底部固定连接有按板74，所述按板74底部固定连接有第三弹簧76，所述第三弹簧76固定连接在卡槽72底部，每组所述按板74一端贯穿伸出一组活动槽75并滑动连接，且每组活动槽75开设在一组卡槽72侧壁上。
46.工作时，拉动迎风弧板26上的抓钩使迎风弧板26移动至进风口28，迎风弧板26底部的卡孔71到达进风口28底部卡块73位置时，卡块73受第三弹簧76的弹力而伸入卡孔71中，从而对进风口28进行关闭，以避免下雨天气雨水进入无人机的壳体1内造成无人机主体3内部元器件进水的损坏、短路等和在该装置储存时通过进风口28进入大量灰尘使该装置损坏。
47.工作原理：工作时，在通过无人机航拍来高压架空线路导线弧垂和交叉跨越时，根据无人机自身的空间定位功能和航迹规划功能，设定无人机在架空线路杆塔导线侧顺着导线走向，按锯齿状路线上下折线飞行，从而获取导线沿线若干点位置及相关图像，通过无人机技术获取输电线路部分图像，再利用图像处理技术进行部分图像特征提取，当输电线路档距一定时，通过单一独立变量即可确定输电线路悬链线状态，选取曲线顶部倾角的正割值作为独立变量求解，即可确定输电线路悬链线模型，最后，基于悬链线模型可得出输电线路的弧垂计算式，架空线的悬链线具体形状完全由比值σ0/γ(σ0为架空线水平应力，γ为比载)决定，即无论是何种架空线、何种气象条件，只要σ0/γ相同，架空线的悬挂曲线形状就相同，反之，当已知一条架空线的悬挂曲线形状时，则与之对应的σ0/γ也是固定唯一的，对于任意的架空线的悬链线方程：
48.其中，取坐标原点位于低侧悬挂点处则两挂点坐标分别为(0,0)和(l，h)，l为档距，h为两悬挂点的高差，
49.悬链线方程要求出或除了要知道两个挂点，还需要再代入一个点的坐标；
50.将无人机平行于要测量的架空线飞行，调整高度使之与架空线测量点等高进行拍照获取当时无人机的位置信息，此时无人机可获得所测架空线的平移后的坐标，测量中选取两端的挂点以及架空线上的其他任意一点总共3个点，转换坐标系后代入上述的方程中，
建立以为变量的函数如下：通过局部单调性进行区间逼近获得一定精度的近似值为：
[0051][0052]
求出后即可根据相应的弧垂公式求出相应的弧垂：
[0053]
任意点弧垂：
[0054]
档距中央弧垂：
[0055]
最低点弧垂：
[0056]
最大弧垂：
[0057]
从而完成对弧垂测量，通过此等方式测量，可行性高且易于实施，测量过程更加灵活，且不受峡谷、密林、高山等复杂环境的限制，适用范围较广；
[0058]
在通过无人机航拍对输电线路弧垂进行测量时，无人机延导线飞行过程中不断地改变飞行方向，此时无人机的壳体1自身方向不断改变，在无人机飞行时产生的风能作用在无人机的壳体1一侧，风能通过壳体1上开设的进风口28作用在迎风弧板26上，从而使迎风弧板26受风能挤压而移动，从而挤压气囊22，气囊22受压产生气体并通过弹性管23对无人机主体3吹气，从而对无人机主体3底部进行冷却，由于无人机在飞行时方向和速度是一直变化的，即无人机飞行时产生的风能的风向和风速也是持续变化的，从而使在无人机飞行的过程中，四组不同方向的迎风弧板26中总有迎风弧板26能不断的来回挤压气囊22，从而使气囊22不断产生气体并对无人机主体3底部吹扫散热，从而使无人机飞行过程中无人机主体3中的电机、电路板、电气元件等不易受热使其老化、损伤、和电路板软化等问题，从而不易使无人机主体3中的电机、电路板、电气元件等受热降低使用寿命；
[0059]
在无人机飞行过程中，用于支撑无人机主体3的顶杆4固定连接的第一磁块42和第二磁块43的相对面磁极磁性相同，即第一磁块42和第二磁块43产生斥力，从而支撑无人机主体3，并能够对无人机飞行时不断改变方向使内部无人机主体3由于自身重力等产生不同方向的力形成缓冲，从而达到减震和保护无人机主体3的效果；
[0060]
在无人机飞行过程中使风冷机构2工作时，第一磁板24不断移动产生气体对无人机主体3底部进行散热，第一磁板24和第二磁板53相对面磁极相反相互吸引，从而使第二磁板53跟随第一磁板24不断移动，从而使第二磁板53上的毛刷58对无人机主体3底部进行清扫，且在风冷机构2运行时，产生的气体通过弹性管23对底面进行吹扫时产生向外的侧向风，第二磁板53侧面上得导流柱57上固定连接的若干导流片59受到风冷机构2产生的侧向风而使导流柱57转动，从而使毛刷58转动，从而达到较好的清理效果，弹性筒54内第二弹簧56的设置使第一磁块42和第二磁块43在对无人机主体3进行缓冲减震时无人机主体3产生的振动使毛刷58也能跟随振动，从而使毛刷58和无人机主体3底面不易损伤；
[0061]
在无人机飞行过程中使风冷机构2工作时，迎风弧板26不断移动从而使l型杆6不断移动，l型杆6挤压圆柱62上的斜圆槽61使圆柱62转动，从而使传送带63转动，传送带63转动使传送带63上固定连接的风扇64转动，从而对无人机主体3进行通风散热，从而进一步的保护了无人机主体3的使用寿命；
[0062]
在下雨天气或将该装置储存时，拉动迎风弧板26上的抓钩使迎风弧板26移动至进风口28，迎风弧板26底部的卡孔71到达进风口28底部卡块73位置时，卡块73受第三弹簧76的弹力而伸入卡孔71中，从而对进风口28进行关闭，以避免下雨天气雨水进入无人机的壳体1内造成无人机主体3内部元器件进水的损坏、短路等和在该装置储存时通过进风口28进入大量灰尘使该装置损坏，在使用时只需向下按动按板74使卡块73离开卡孔71，在推出迎风弧板26即可。
[0063]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。