一种三维建模用防坠落无人机的制作方法

1.本发明涉及无人机技术领域，具体的，涉及一种三维建模用防坠落无人机。


背景技术：

2.随着科技发展以及工业产业的需要，对于无人机的应用越来越多，尤其在工程测量过程中，一般都是将影响信息采集组件安装于无人机上，并且使无人机进行连续飞行即可将一个区域内的建筑物以及相应的场景进行完整的扫描记录和三维建模，从而方便人员进行基于三维场景下的实际规划。
3.在实际测绘三维建模过程中，为了提高三维建模的精度，就需要长时间以及庞大信息量的采集，这对于无人机的续航有很大的挑战，当然可以在电池没有电之后换电池再继续进行测量，但是十分影响操作体验，还容易迷失之前的位置测量信息，另外就是大量的耗电或者其他外物影响容易导致无人机的坠落，容易导致无人机损坏。


技术实现要素：

4.本发明提出一种三维建模用防坠落无人机，解决了现有技术中的无人机容易坠落损毁和续航时间短的问题。
5.本发明的技术方案如下：
6.包括：
7.机架，
8.机翼支架，具有若干个，若干个所述机翼支架设置在所述机架的四周，
9.机翼，转动设置在所述机翼支架上，
10.氦气充装组件，设置在所述机架上，所述氦气充装组件用于充装氦气，
11.悬浮组件，设置在所述氦气充装组件上，所述悬浮组件包括，
12.第一管件，设置在所述氦气充装组件上，一端与所述氦气充装组件连通，所述第一管件上设置有第一电磁阀，
13.悬浮气囊，拆卸套设在所述第一管件的自由端，
14.影像信息采集组件，设置在所述机架上，用于采集地表影像信息。
15.作为进一步的技术方案，所述氦气充装组件包括，
16.筒体，设置在所述机架上，所述筒体具有封闭端和开口端，所述筒体的开口端朝下设置，所述悬浮组件位于所述筒体上方，
17.滑块，滑动设置在所述筒体内，所述滑块的四周侧壁与所述筒体的内壁贴合密封，所述滑块与所述筒体封闭端之间形成氦气填充腔，所述影像信息采集组件设置在所述滑块上，
18.第一拉簧，设置在所述氦气填充腔内，其两端分别与滑块和所述筒体的封闭端连接，
19.充气阀，设置在所述筒体上，用于向氦气填充腔内充装氦气。
20.作为进一步的技术方案，所述氦气充装组件还包括，
21.限位密封环，设置在所述筒体的内壁上，所述限位密封环靠近所述筒体的开口端，
22.所述滑块靠近所述限位密封环的一侧具有密封面，所述滑块向靠近所述限位密封环的方向滑动后其密封面与所述限位密封环贴合。
23.作为进一步的技术方案，
24.所述筒体的封闭端具有第一拉簧容纳腔，所述第一拉簧容纳腔与所述氦气填充腔连通，所述第一拉簧位于所述第一拉簧容纳腔内。
25.作为进一步的技术方案，所述悬浮组件还包括，
26.成形球体，设置在所述第一管件的自由端，所述悬浮气囊套设在所述成形球体外，
27.第一限位环，设置在所述第一管件的外壁上，所述悬浮气囊开口端捆扎在所述第一限位环处，
28.所述第一管件侧壁上具有第一出气孔，所述第一出气孔位于所述第一限位环和所述成形球体之间。
29.作为进一步的技术方案，还包括，
30.合页，所述机翼支架通过所述合页铰接设置在所述机架上，
31.所述机翼支架的上下两侧分别具有第一限位支撑块和第二限位支撑块，
32.所述机架上具有第三限位支撑块和第四限位支撑块，
33.所述机翼支架转动后，所述第三限位支撑块顶住所述第一限位支撑块或所述第四限位支撑块顶住所述第二限位支撑块，
34.所述第三限位支撑块顶住所述第一限位支撑块时为收纳工位，所述第四限位支撑块顶住所述第二限位支撑块时为工作工位，
35.所述第二限位支撑块上具有限位插槽，
36.所述第四限位支撑块上滑动设置有限位插杆，所述限位插杆用于插入所述限位插槽内，
37.所述合页的转轴处设置有扭簧，所述扭簧用于提供将所述机翼支架由工作工位驱动到收纳工位的力。
38.作为进一步的技术方案，还包括，
39.气缸，设置在所述机架上，且所述气缸位于所述限位插杆的一侧，所述气缸用于驱动所述限位插杆从所述限位插槽内抽出，所述气缸的进气口通过管道与所述氦气充装组件内连通，所述管道上具有第二电磁阀，
40.第二拉簧，两端分别设置在限位插杆和所述机架上，用于为所述限位插杆提供插入所述限位插槽内的力。
41.作为进一步的技术方案，
42.所述第三限位支撑块和所述第四限位支撑块用于支撑处均设置有橡胶缓冲垫片，
43.所述第三限位支撑块和所述第一限位支撑块上均设置有磁吸组件，所述磁吸组件用于将所述第三限位支撑块和所述第一限位支撑块磁性连接。
44.作为进一步的技术方案，
45.所述机架具有支撑腿，所述支撑腿为中空管体，且所述支撑腿的自由端设置有弹性缓冲球体，
46.所述支撑腿与所述管道连通，
47.所述支撑腿侧壁上具有第二出气孔和第二限位环，所述第二出气孔位于所述第二限位环和所述弹性缓冲球体之间，
48.所述弹性缓冲球体外拆卸套设有缓冲气囊，且所述缓冲气囊的开口端捆扎在所述第二限位环的一侧。
49.作为进一步的技术方案，所述影像信息采集组件包括，
50.三轴稳定云台，设置在所述滑块上，所述三轴稳定云台位于所述滑块下方，
51.高清摄像机，设置在所述三轴稳定云台上，用于采集地表画面。
52.本发明的工作原理及有益效果为：
53.本发明中，在机架上设置有氦气充装组件，在无人机进行工作使用飞行前，向氦气充装组件内充入压缩氦气，充入压缩氦气后，氦气充装组件内的压强大于外界压强，此时无人机可以进行起飞操作，当无人机达到指定的测绘地域上方后，第一电磁阀打开，氦气充装组件内的氦气进入悬浮气囊，悬浮气囊的体积逐渐增大，当悬浮气囊所提供的浮力等于无人机整体的重力时，第一电磁阀关闭，氦气充装组件内的氦气停止输送到悬浮气囊内，此时整个无人机处于悬浮状态，机翼停止转动，大大减少了电能消耗，此时影像信息采集组件只进行地表影像信息数据的采集处理即可，当需要进行移动时，启动机翼，此时机翼只来改变水平方向移动的力即可，这样就大大降低了电能消耗，可以进行更长时间的续航和信息采集工作，大大提升了用户体验。
附图说明
54.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
55.图1为本发明结构示意图一；
56.图2为本发明结构示意图二；
57.图3为本发明主视结构示意图；
58.图4为本发明图3中a-a截面结构示意图；
59.图5为本发明图4中b局部放大结构示意图；
60.图6为本发明机翼支架收纳后结构示意图一；
61.图7为本发明机翼支架收纳且摘除缓冲气囊和悬浮气囊后结构示意图；
62.图8为本发明爆炸结构示意图一；
63.图9为本发明爆炸结构示意图二；
64.图10为本发明图9中c局部放大结构示意图；
65.图11为本发明爆炸结构示意图三。
66.图中：1-机架，11-支撑腿，12-弹性缓冲球体，13-第二出气孔，14-第二限位环，15-缓冲气囊，2-机翼支架，21-合页，22-第一限位支撑块，23-第二限位支撑块，231-限位插槽，24-第三限位支撑块，25-第四限位支撑块，251-限位插杆，26-气缸，261-管道，27-第二拉簧，3-机翼，4-氦气充装组件，41-筒体，42-滑块，43-氦气填充腔，44-第一拉簧，45-充气阀，46-限位密封环，47-第一拉簧容纳腔，5-悬浮组件，51-第一管件，52-悬浮气囊，53-成形球体，54-第一限位环，55-第一出气孔，6-影像信息采集组件，61-三轴稳定云台，62-高清摄像机，71-电磁排气阀。
具体实施方式
67.下面将结合本发明实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
68.如图1-11所示，本发明提出一种三维建模用防坠落无人机，包括：
69.机架1，
70.机翼支架2，具有若干个，若干个机翼支架2设置在机架1的四周，
71.机翼3，转动设置在机翼支架2上，
72.氦气充装组件4，设置在机架1上，氦气充装组件4用于充装氦气，
73.悬浮组件5，设置在氦气充装组件4上，悬浮组件5包括，
74.第一管件51，设置在氦气充装组件4上，一端与氦气充装组件4连通，第一管件51上设置有第一电磁阀，
75.悬浮气囊52，拆卸套设在第一管件51的自由端，
76.影像信息采集组件6，设置在机架1上，用于采集地表影像信息。
77.本实施例中，如图4所示，在机架1上设置有氦气充装组件4，在无人机进行工作使用飞行前，向氦气充装组件4内充入压缩氦气，充入压缩氦气后，氦气充装组件4内的压强大于外界压强，此时无人机可以进行起飞操作，当无人机达到指定的测绘地域上方后，第一电磁阀打开，氦气充装组件4内的氦气进入悬浮气囊52，悬浮气囊52的体积逐渐增大，当悬浮气囊52所提供的浮力等于无人机整体的重力时，第一电磁阀关闭，氦气充装组件4内的氦气停止输送到悬浮气囊52内，此时整个无人机处于悬浮状态，机翼3停止转动，大大减少了电能消耗，此时影像信息采集组件6只进行地表影像信息数据的采集处理即可，当需要进行移动时，启动机翼3，此时机翼3只来改变水平方向移动的力即可，这样就大大降低了电能消耗，可以进行更长时间的续航和信息采集工作，大大提升了用户体验。
78.进一步，氦气充装组件4包括，
79.筒体41，设置在机架1上，筒体41具有封闭端和开口端，筒体41的开口端朝下设置，悬浮组件5位于筒体41上方，
80.滑块42，滑动设置在筒体41内，滑块42的四周侧壁与筒体41的内壁贴合密封，滑块42与筒体41封闭端之间形成氦气填充腔43，影像信息采集组件6设置在滑块42上，
81.第一拉簧44，设置在氦气填充腔43内，其两端分别与滑块42和筒体41的封闭端连接，
82.充气阀45，设置在筒体41上，用于向氦气填充腔43内充装氦气。
83.本实施例中，没有向氦气填充腔43内充入压缩氦气时，滑块42在第一拉簧44的拉力作用下位于靠近筒体41封闭端处，此时影像信息采集组件6位于筒体41内部，当通过充气阀45向氦气填充空腔43内充入压缩氦气后，如图4，滑块42滑动向靠近所述筒体41开口的一端，此时影像信息采集组件6也从筒体41内伸出，从而可以进行影像信息采集工作，当无人机在空中出现故障加速坠落时，无人机内的陀螺仪等体位感知模块会获得该信息，处理器模块会控制第一电磁阀完全打开，氦气充装组件4内的高压氦气不断充入悬浮气囊52，在达到悬浮气囊52的极限体积后破裂，起到减速无人机下降的作用，另外氦气充装组件4内的氦
气可以完全排出，滑块42在第一拉簧44的作用下滑动到筒体41顶端，影像信息采集组件6进入到筒体41内，即使无人机坠落到地面上，也会对影像信息采集组件6起到保护作用，保护了数据安全，另外，悬浮气囊52让无人机处于悬浮状态时，氦气填充腔43内氦气的压力也完全能够完成将滑块42顶到靠近筒体41开口的一端。
84.进一步，氦气充装组件4还包括，
85.限位密封环46，设置在筒体41的内壁上，限位密封环46靠近筒体41的开口端，
86.滑块42靠近限位密封环46的一侧具有密封面，滑块42向靠近限位密封环46的方向滑动后其密封面与限位密封环46贴合。
87.本实施例中，滑块42一般情况下只处于靠近筒体41封闭端和开口端的位置，限位密封环46和滑块42上密封面的设置，在滑块42侧壁与筒体41内壁的油封密闭情况下，还能靠滑块42的密封面顶紧限位密封环46来实现对氦气填充腔43的密封，提升了整体使用稳定性，大大降低了出现气体泄漏问题的可能性。
88.进一步，筒体41的封闭端具有第一拉簧容纳腔47，第一拉簧容纳腔47与氦气填充腔43连通，第一拉簧44位于第一拉簧容纳腔47内。
89.本实施例中，第一拉簧容纳腔47可以为第一拉簧44提供容纳空间，可以在滑块42贴近筒体41封闭端时，让第一拉簧44持续提供拉力。
90.进一步，悬浮组件5还包括，
91.成形球体53，设置在第一管件51的自由端，悬浮气囊52套设在成形球体53外，
92.第一限位环54，设置在第一管件51的外壁上，悬浮气囊52开口端捆扎在第一限位环54处，
93.第一管件51侧壁上具有第一出气孔55，第一出气孔55位于第一限位环54和成形球体53之间。
94.本实施例中，如图7所示，成形球体53可以将悬浮气囊52撑开为球形的形状，防止悬浮气囊52本身发生粘连的情况，提升使用稳定性，防止出现充气后不胀大的情况，另外，悬浮气囊52通过第一限位环54捆扎拆卸设置，便于更换老化或者损坏丢失的悬浮气囊52，提升了使用体验，另外第一管件51侧壁上第一出气孔55的设置，一方面可以便于向悬浮气囊52内充气，另一方面出气孔55的朝向为水平方向，可以在悬浮气囊52破裂后实现完成放气过程中，防止出现在气体喷出作用下的加速下落情况，第一出气孔55沿第一管件51的周向均匀设置有若干个，若干个第一出气孔55可以提高排出气体的速度，也可以尽量让坠落的无人机维持在竖直状态，使得无人机保持一个良好的体位，降低损毁概率。
95.进一步，还包括，
96.合页21，机翼支架2通过合页21铰接设置在机架1上，
97.机翼支架2的上下两侧分别具有第一限位支撑块22和第二限位支撑块23，
98.机架1上具有第三限位支撑块24和第四限位支撑块25，
99.机翼支架2转动后，第三限位支撑块24顶住第一限位支撑块22或第四限位支撑块25顶住第二限位支撑块23，
100.第三限位支撑块24顶住第一限位支撑块22时为收纳工位，第四限位支撑块25顶住第二限位支撑块23时为工作工位，
101.第二限位支撑块23上具有限位插槽231，
102.第四限位支撑块25上滑动设置有限位插杆251，限位插杆251用于插入限位插槽231内，
103.合页21的转轴处设置有扭簧，扭簧用于提供将机翼支架2由工作工位驱动到收纳工位的力。
104.本实施例中，机翼支架2通过合页21铰接设置在机架1上，可以让机翼支架2达到使用时的伸展状态，也可以将机翼支架2转动到收纳状态，此时体积更小，收纳状态时机翼3位于整个无人机的内侧，可以很好起到保护作用，无人机进行工作前，机翼支架2展开，即达到第四限位支撑块25顶住第二限位支撑块23时的状态，此时，限位插杆251插入限位插槽231内，对机翼支架2进行限位固定，抽出限位插槽231内的限位插杆251后，机翼支架2在合页21转轴处扭簧的作用下转动到收纳工位，限位插杆251处设置有气动驱动件，气动驱动件用于驱动限位插杆251从限位插槽231内抽出。
105.进一步，气动驱动件包括，
106.气缸26，设置在机架1上，且气缸26位于限位插杆251的一侧，气缸26用于驱动限位插杆231从限位插槽231内抽出，气缸26的进气口通过管道261与氦气充装组件4内连通，管道261上具有第二电磁阀，
107.第二拉簧27，两端分别设置在限位插杆231和机架1上，用于为限位插杆231提供插入限位插槽231内的力。
108.本实施例中，在无人机故障坠落时，第二电磁阀打开，氦气充装组件4内的氦气充入气缸26，气缸26动作从而驱动限位插杆231从限位插槽231内抽出，此时机翼支架2在扭簧作用下转动到收纳工位，尽可能的降低了无人机坠落时对无人机造成的损伤，机架1上位于限位插杆231的顶部具有橡胶垫块，用于为气缸26驱动限位插杆231时提供限位和缓冲。
109.进一步，第三限位支撑块24和第四限位支撑块23用于支撑处均设置有橡胶缓冲垫片，
110.第三限位支撑块24和第一限位支撑块22上均设置有磁吸组件，磁吸组件用于将第三限位支撑块24和第一限位支撑块22磁性连接。
111.本实施例中，橡胶缓冲垫片的设置，降低了第三限位支撑块24与第一限位支撑块22或第四限位支撑块25与第二限位支撑块23之间发生碰撞，降低了碰撞对于无人机的损伤，磁吸组件的设置，可以在收纳状态时，使得第三限位支撑块24和第一限位支撑块22之间有一个磁性连接，提升收纳时的牢固性，降低碰撞损伤。
112.进一步，机架1具有支撑腿11，支撑腿11为中空管体，且支撑腿11的自由端设置有弹性缓冲球体12，
113.支撑腿11与管道261连通，
114.支撑腿11侧壁上具有第二出气孔13和第二限位环14，第二出气孔13位于第二限位环14和弹性缓冲球体12之间，
115.弹性缓冲球体12外拆卸套设有缓冲气囊15，且缓冲气囊15的开口端捆扎在第二限位环14的一侧。
116.本实施例中，支撑腿11的用于与地面接触的自由端设置有弹性缓冲球体12，起到了缓冲作用，另外在弹性缓冲球体12外套设有缓冲气囊15，可以在无人机故障坠落时，打开管道261上的第二电磁阀，完成向气缸26供气的同时，向缓冲气囊15内充气，支撑腿11上具
有电磁阀，当缓冲气囊15内气体压力一定后关闭电磁阀停止充气。
117.进一步，影像信息采集组件6包括，
118.三轴稳定云台61，设置在滑块42上，三轴稳定云台61位于滑块42下方，
119.高清摄像机62，设置在三轴稳定云台61上，用于采集地表画面。
120.本实施例中，三轴稳定云台61实现了保持高清摄像机62的画面稳定和清洗，大大提高了画面质量，提高了精确度。
121.进一步，影像信息采集组件6还包括，
122.遥感探测器，设置在三轴稳定云台61上，用于探测地表物高度信息。
123.本实施例中，遥感探测器可以满足对地表物体高度的信息探测和手机，辅助进行三维建模。
124.进一步，还包括，
125.电磁排气阀71，设置在氦气充装组件4上，电磁排气阀71用于快速排出氦气充装组件4内的氦气，
126.触碰开关，设置在第三限位支撑块24上，触碰开关72用于控制电磁排气阀71开闭，第三限位支撑块24顶住第一限位支撑块22后，触碰开关控制打开电磁排气阀71，电磁排气阀71与触碰开关之间具有手动开关。
127.本实施例中，当第二电磁阀打开后，气缸26动作，然后机翼支架2转动到收纳状态，此时触碰开关动作，然后电磁排气阀71打开，实现快速排出氦气充装组件4内氦气的作用，使得滑块42可以快速收缩到筒体41内，完成对于影像信息采集组件6的保护，手动开关的设置，可以在不使用的状态时关闭开关，防止触碰开关动作导致电磁排气阀71动作的问题，另外电磁排气阀71的开口朝向水平方向，且均匀设置有三个，可以防止出现气体喷出导致的快速下降问题，还可以在无人机悬浮过程中通过控制某个电磁排气阀71喷气进行移动。
128.进一步，悬浮气囊52和缓冲气囊15上均具有第二电磁排气阀。
129.本实施例中，悬浮气囊52和缓冲气囊15上具有第二电磁排气阀，当无人机处于悬浮状态需要降落时，通过控制第二电磁排气阀排出悬浮气囊52内的气体即可。
130.进一步，机架1上覆盖有太阳能板，太阳能板用于为机架1上的电池充电。
131.本实施例中，机架1上太阳能板的覆盖设置，可以在无人机悬浮过程中持续为无人机充电，进一步提高了无人机的续航，提升了用户的使用体验。
132.说明：第一出气孔55和第二出气孔13上都具有单向阀，单向阀的设置只允许氦气进入悬浮气囊52或缓冲气囊15，悬浮气囊52和缓冲气囊15上均具有第二电磁排气阀，无人机进入指定高度空域后，第一电磁阀打开，向悬浮气囊52内充入氦气直到无人机处于悬浮状态，此时可以利用太阳能板为无人机补充电能，需要移动无人机时通过控制机翼3转动或者电磁排气阀71的排气，当需要降落时，悬浮气囊52上的第二电磁排气阀打开，将悬浮气囊52内的氦气排出，控制无人机返回即可；当无人机出现故障乃至坠落时，第二电磁阀、第一电磁阀完全打开，悬浮气囊52和缓冲气囊15膨胀(缓冲气囊15膨胀到一定程度位于支撑腿上的电磁阀关闭停止膨胀)为无人机减速的同时，气缸26动作，限位插杆231从限位插槽231内抽出，机翼支架2动作到收纳状态，然后触碰开关动作导致电磁排气阀71完全打开，快速排气，滑块42滑动，从而使得影像信息采集组件6收纳到筒体41内，完成整体的防护动作，进最大可能降低对无人机的损伤。
133.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。