一种基于无人自助测量地面高程的装置及其操作方法与流程

1.本发明涉及无人机测量技术领域，具体为一种基于无人自助测量地面高程的装置及其操作方法。


背景技术：

2.地面高程指的是地面某点的高程，是以黄海平面为参考平面的竖向高度。市政工程中的地面高程一般是绝对高程，可以理解为所在地的海拔。
3.现有技术中，建筑工程地面高程的测量一般通过无人机来实现，在无人机上安装相关的测量仪器，通过控制无人机自身的高度位置，从而实现对地面高程的测量.
4.但目前，无人机在高空飞行时容易受到气流的影响而发生晃动，在进行测量时极其影响测量的精准度，从而导致高程测量的效率和精度较差。为此，本发明提出一种基于无人自助测量地面高程的装置及其操作方法用于解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种基于无人自助测量地面高程的装置及其操作方法，以解决上述背景技术中提出的无人机在高空飞行时容易受到气流影响而发生晃动的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于无人自助测量地面高程的装置，包括：
7.无人机本体，所述无人机本体的下端固定连接有连接盒体，所述连接盒体的内腔沿自身长度方向滑动设置有滑动盒体，所述滑动盒体的两侧面均设置有第一复位组件；
8.配重块，所述配重块沿连接盒体的宽度方向滑动安装于滑动盒体的内腔，所述配重块的两侧面均固定设置有连接杆，所述连接杆的端部活动贯穿滑动盒体的内壁和连接盒体的内壁并延伸至连接盒体的外侧，所述连接杆的端部固定设置有平衡风扇，所述连接杆的两侧均设置有第二复位组件，所述第二复位组件位于滑动盒体的内腔并抵在配重块的侧面。
9.优选的，所述第二复位组件包括密封外筒，所述密封外筒的开口端活动插接有伸缩杆，所述密封外筒的内腔滑动设置有与之相适配的密封塞，所述密封塞与伸缩杆的端部固定连接，所述密封塞的侧面固定连接有复位弹簧。
10.优选的，所述伸缩杆的内部开设有收纳孔，所述密封塞的中部开设有阻尼小孔，所述阻尼小孔连通收纳孔和密封外筒，所述密封外筒的内腔填充有液压油。
11.优选的，所述连接盒体的两侧面均贯穿开设有沿自身长度方向的导向滑槽，所述导向滑槽的内腔滑动设置有连接滑块。
12.优选的，所述连接滑块的两侧面均固定设置有凸缘，所述凸缘贴合连接盒体的侧面，所述连接滑块的上下两端面均活动镶嵌有第一滚珠。
13.优选的，所述连接滑块的中部贯穿开设有插槽，所述连接滑块通过插槽活动套设于连接杆的外侧。
14.优选的，所述插槽的上下两端内壁均活动镶嵌有第二滚珠，所述连接杆的表面沿自身长度方向开设有滚珠凹槽，所述第二滚珠位于滚珠凹槽的内腔并沿滚珠凹槽的长度方向滚动。
15.优选的，所述连接盒体槽底的两侧均固定连接有导向板，所述滑动盒体位于两个导向板之间并与导向板的侧面贴合，所述第一复位组件的端部固定连接有固定块，所述固定块与连接盒体的槽底固定连接。
16.优选的，所述无人机本体的侧面拐角处固定连接有延长臂，所述延长臂的端部转动安装有由电机驱动的旋翼，所述无人机本体的前端设置有红外探测器，所述无人机本体的两侧均固定设置有缓冲支架。
17.一种根据上述的基于无人自助测量地面高程的装置的操作方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
18.步骤一、根据场地图纸，在电脑中绘制场地所需测量网格布置，在局部位置布置高程控制相控点位，人工辅助测量以验证飞行器自助测量的精度，并对数据偏差进行纠偏；
19.步骤二、飞行器自助测量地面装置进行测量飞行，红外探测器发射红外线，红外线接触地面反射后被接收器接收后，通过对红外钱发射和接收的时间差，标对飞行器高度高程，测算该点位高程，对划分网格网络进行逐一测量，红外线发射测量对场地全覆盖测量；
20.步骤三、将飞行器逐一测量的数据输入电脑，通过建模软件对数据进行分析，建立场地全景三维模型，并辅以人工测量点位数据进行纠偏，形成高精度的实景三维地形模型；
21.步骤四、将生成的三维地形模型与建筑图纸所需地下空间尺寸进行分析测算出土方工程量，为土方发承包招投标提供相关数据材料，同时也可以应用到土方的填挖工程量的土方平衡测算中。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
23.本发明通过在连接盒体的内腔沿连接盒体长度方向滑动安装有滑动盒体，滑动盒体的内腔沿连接盒体的宽度方向滑动设置有配重块，配重块的两侧面均固定连接有连接杆，连接杆的前端设置有平衡风扇，当无人机本体飞行受到气流影响而发生倾斜时，配重块随之发生滑动，并带动平衡风扇的位置发生改变，由于平衡风扇工作时会受到空气的反作用力，因此平衡风扇位置改变后，能够对无人机本体的倾斜进行自调节，从而确保无人机本体的位置保持平衡，进而提高对地面高程测量的精度。
附图说明
24.图1为本发明整体结构立体示意图；
25.图2为本发明连接盒体结构内部示意图；
26.图3为本发明连接滑块结构立体示意图；
27.图4为本发明配重块和平衡风扇结构连接示意图；
28.图5为本发明第二复位组件结构立体示意图；
29.图6为本发明工作流程示意图。
30.图中：1、无人机本体；2、连接盒体；3、滑动盒体；4、第一复位组件；5、配重块；6、连接杆；7、平衡风扇；8、第二复位组件；81、密封外筒；82、伸缩杆；83、密封塞；84、复位弹簧；85、收纳孔；86、阻尼小孔；9、导向滑槽；10、连接滑块；11、凸缘；12、第一滚珠；13、插槽；14、
第二滚珠；15、滚珠凹槽；16、导向板；17、固定块；18、延长臂；19、旋翼；20、红外探测器；21、缓冲支架。
具体实施方式
31.为了使本发明的目的、技术方案进行清楚、完整地描述，及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅仅用以解释本发明实施例，并不用于限定本发明实施例，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。
32.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“中”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“侧”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“一”、“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
33.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.出于简明和说明的目的，实施例的原理主要通过参考例子来描述。在以下描述中，很多具体细节被提出用以提供对实施例的彻底理解。然而明显的是，对于本领域普通技术人员，这些实施例在实践中可以不限于这些具体细节。在一些实例中，没有详细地描述公知方法和结构，以避免无必要地使这些实施例变得难以理解。另外，所有实施例可以互相结合使用。
35.请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：
36.实施例一
37.一种基于无人自助测量地面高程的装置，包括：无人机本体1和配重块5。
38.具体的，在无人机本体1的下端固定连接有连接盒体2，连接盒体2的内腔沿自身长度方向滑动设置有滑动盒体3，滑动盒体3的两侧面均设置有第一复位组件4，滑动盒体3在连接盒体2的内腔沿连接盒体2的长度方向滑动时，第一复位组件4能够对滑动盒体3的滑动起到缓冲和复位的作用；
39.其次，配重块5沿连接盒体2的宽度方向滑动安装于滑动盒体3的内腔，配重块5的两侧面均固定设置有连接杆6，连接杆6的端部活动贯穿滑动盒体3的内壁和连接盒体2的内壁并延伸至连接盒体2的外侧，连接杆6的端部固定设置有平衡风扇7，平衡风扇7工作时推动周围的空气向下流动，平衡风扇7受到空气的反作用推动连接盒体2向上，并且由于连接盒体2的两侧均设置有平衡风扇7，因此连接盒体2两侧受力相同，当连接盒体2飞行过程中发生倾斜时，配重块5在重力作用下发生滑动，此时平衡风扇7的位置随之改变，平衡风扇7根据杠杆原理使得连接盒体2两侧受力不同，以此来调节连接盒体2的倾斜角度，使得连接
盒体2在飞行过程中能够始终保持水平，连接杆6的两侧均设置有第二复位组件8，第二复位组件8位于滑动盒体3的内腔并抵在配重块5的侧面，第二复位组件8的作用与第一复位组件4相同，但第二复位组件8用于对配重块5在滑动盒体3内腔的滑动进行缓冲和复位。
40.实施例二
41.在实施例一的基础上，为了对第二复位组件8的结构进行详细描述，本技术的第二复位组件8包括密封外筒81，密封外筒81的开口端活动插接有伸缩杆82，密封外筒81的内腔滑动设置有与之相适配的密封塞83，密封塞83与伸缩杆82的端部固定连接，密封塞83的侧面固定连接有复位弹簧84，伸缩杆82能够沿密封外筒81的长度方向进行滑动，复位弹簧84提供推力用于对伸缩杆82的滑动进行复位。
42.另外，在伸缩杆82的内部开设有收纳孔85，密封塞83的中部开设有阻尼小孔86，阻尼小孔86连通收纳孔85和密封外筒81，密封外筒81的内腔填充有液压油，当伸缩杆82滑动时，密封外筒81内腔的液压油经阻尼小孔86进入收纳孔85的内腔，由于阻尼小孔86孔径较小，再配合液压油的粘滞力，从而能够对伸缩杆82的滑动产生阻尼效果，因此第二复位组件8整体能够伸缩，且具有阻尼的效果。
43.实施例三
44.在实施例二的基础上，为了对连接杆6的滑动进行限位，本技术还具有在连接盒体2的两侧面均贯穿开设有沿自身长度方向的导向滑槽9，导向滑槽9的内腔滑动设置有连接滑块10，连接滑块10只能够沿导向滑槽9的长度方向进行滑动。
45.进一步的，在连接滑块10的两侧面均固定设置有凸缘11，凸缘11贴合连接盒体2的侧面，凸缘11的设置用于防止连接滑块10与导向滑槽9的内腔分离，连接滑块10的上下两端面均活动镶嵌有第一滚珠12，用于减小连接滑块10滑动时受到的摩擦力。
46.并且，在连接滑块10的中部贯穿开设有插槽13，连接滑块10通过插槽13活动套设于连接杆6的外侧，因此两个连接滑块10相互配合能够对连接杆6的滑动进行导向，并避免连接杆6发生倾斜。
47.实施例四
48.在实施例三的基础上，为了减小连接杆6滑动时受到的摩擦力，本技术还具有在插槽13的上下两端内壁均活动镶嵌有第二滚珠14，连接杆6的表面沿自身长度方向开设有滚珠凹槽15，第二滚珠14位于滚珠凹槽15的内腔并沿滚珠凹槽15的长度方向滚动，第二滚珠14和滚珠凹槽15配合用于减小连接杆6滑动时与连接滑块10之间产生的摩擦力。
49.实施例五
50.在实施例四的基础上，为了对滑动盒体3的滑动进行导向，本技术还具有在连接盒体2槽底的两侧均固定连接有导向板16，滑动盒体3位于两个导向板16之间并与导向板16的侧面贴合，导向板16用于对滑动盒体3的滑动进行导向，第一复位组件4的端部固定连接有固定块17，固定块17与连接盒体2的槽底固定连接，固定块17用于对第一复位组件4进行定位。
51.实施例六
52.在实施例五的基础上，为了确保无人机本体1飞行时能够测量地面高程，本技术还具有在无人机本体1的侧面拐角处固定连接有延长臂18，延长臂18的端部转动安装有由电机驱动的旋翼19，无人机本体1的前端设置有红外探测器20，红外探测器20发射红外线用于
探测地面高程，无人机本体1的两侧均固定设置有缓冲支架21，用于对无人机本体1的降落进行缓冲。
53.本发明还提供了一种根据上述的基于无人自助测量地面高程的装置的操作方法，具体包括以下步骤：
54.步骤一、根据场地图纸，在电脑中绘制场地所需测量网格布置，在局部位置布置高程控制相控点位，人工辅助测量以验证飞行器自助测量的精度，并对数据偏差进行纠偏；
55.步骤二、飞行器自助测量地面装置进行测量飞行，红外探测器20发射红外线，红外线接触地面反射后被接收器接收后，通过对红外钱发射和接收的时间差，标对飞行器高度高程，测算该点位高程，对划分网格网络进行逐一测量，红外线发射测量对场地全覆盖测量；
56.步骤三、将飞行器逐一测量的数据输入电脑，通过建模软件对数据进行分析，建立场地全景三维模型，并辅以人工测量点位数据进行纠偏，形成高精度的实景三维地形模型；
57.步骤四、将生成的三维地形模型与建筑图纸所需地下空间尺寸进行分析测算出土方工程量，为土方发承包招投标提供相关数据材料，同时也可以应用到土方的填挖工程量的土方平衡测算中。
58.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。