一种地质灾害监测用无人机装置及方法与流程

本发明属于地质灾害，具体为一种地质灾害监测用无人机装置及方法。

背景技术：

1、地质灾害是指在自然或者人为因素的作用下形成的，对人类生命财产造成的损失、对环境造成破坏的地质作用或地质现象。在森林发生大面积火灾发生时，会采用无人机对灾害现场进行拍摄调查，但是，发明人发现，无人机需要监测不同方位时，工作人员需要调节无人机的方向，以使无人机上的摄像头能拍摄到指定位置，当监测位置处的障碍物较多时，无人机活动范围有限，不便于通过调节无人机的位置来调节监测方向。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种地质灾害监测用无人机装置及方法，有效的解决了上述背景技术中不便于通过调节无人机的位置来调节监测方向的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种地质灾害监测用无人机装置，包括无人机本体，所述无人机本体上固定连接有控制箱本体，控制箱本体的下方设有摄像头和支架，摄像头的两侧分别固定连接有第一转轴，且第一转轴贯穿支架，支架和控制箱本体转动连接，支架的上方设有旋转环，旋转环的底部固定连接有连接架，第一转轴和连接架通过抽拉转动件连接，旋转环的外部固定套设有齿圈，旋转环的顶部设有升降环，升降环和旋转环转动连接，齿圈的两侧分别设有棱柱和丝杆，棱柱的外部套设有齿轮，齿轮和齿圈相啮合，齿轮和升降环通过旋转提升单元连接，丝杆的外部套设有第一支撑部，丝杆和第一支撑部的连接方式为螺纹连接，第一支撑部的一侧和升降环固定连接，控制箱本体上设有分别与棱柱和丝杆相配合的独立锁死驱动组件。

3、优选的，所述抽拉转动件包括固定安装于第一转轴上的活动套，活动套内设有抽拉柱，抽拉柱的一端延伸至活动套的外部，且抽拉柱的一端和连接架转动连接。

4、优选的，所述旋转提升单元包括固定安装于升降环上的第二支撑部，齿轮的顶部开设有第一环形槽，第二支撑部的底部固定连接有滑块，且滑块位于第一环形槽内，滑块的横截面为t形结构。

5、优选的，所述升降环的底部固定连接有限位环，旋转环的顶部开设有与限位环相配合的第二环形槽，且限位环位于第二环形槽内，通过第二环形槽和限位环的设计，以使旋转环和升降环转动连接，支架的顶部固定连接有第二转轴，第二转轴的顶端和控制箱本体通过轴承连接，通过第二转轴和轴承的设计，以使支架和控制箱本体转动连接。

6、优选的，所述独立锁死驱动组件包括固定安装于棱柱顶端的连接轴，控制箱本体内设有两个蜗轮，连接轴的顶端和丝杆的顶端分别与两个蜗轮固定连接，且丝杆和连接轴均通过轴承与控制箱本体连接，控制箱本体内设有两个蜗杆，蜗杆和蜗轮相啮合，控制箱本体上设有与蜗杆相配合的滑拆驱动单元。

7、优选的，两个所述蜗杆相靠近的一端分别固定连接有固定盘，控制箱本体内设有活动架，活动架的两端分别固定连接有限位块，固定盘上开设有若干限位槽，且限位槽和限位块相适配，活动架上贯穿有至少两个定位柱，定位柱的两端分别与控制箱本体的内壁固定连接，定位柱的外部套设有拉伸弹簧，拉伸弹簧的两端分别与活动架和控制箱本体的顶部内壁固定连接，活动架和控制箱本体通过磁定器连接。

8、优选的，所述磁定器包括固定安装于控制箱本体底部内壁的电磁铁，电磁铁的顶部设有铁板，铁板和活动架固定连接，铁板的底部和电磁铁的顶部相接触。

9、优选的，所述滑拆驱动单元包括套设于蜗杆外部的支撑板，支撑板和蜗杆的连接处设有轴承，且支撑板固定安装于控制箱本体内，控制箱本体的两侧分别设有连接盘，两个蜗杆相远离的一端分别与两个连接盘固定连接，连接盘远离控制箱本体的一侧设有驱动电机，驱动电机的输出端固定连接有卡块，连接盘的一侧开设有卡槽，卡块位于卡槽内，驱动电机和控制箱本体通过定位器连接。

10、优选的，所述定位器包括固定安装于驱动电机上的连接块，连接块的底部设有第三支撑部，连接块和第三支撑部通过螺栓连接，第三支撑部的一侧和控制箱本体的一侧固定连接。

11、本发明还提供了一种地质灾害监测的方法，包括如上述所述的地质灾害监测用无人机装置，包括以下步骤：

12、步骤一：通过独立锁死驱动组件驱动丝杆旋转，丝杆驱动第一支撑部和升降环竖直方向移动，以改变旋转环和连接架的高度；

13、步骤二：连接架的高度改变时，抽拉柱相对活动套滑动，且抽拉柱和活动套的倾斜角度发生改变，活动套驱动第一转轴和摄像头旋转，改变摄像头的倾斜角度；

14、步骤三：升降环竖直方向移动的同时，第二支撑部通过滑块驱动齿轮在棱柱的外部竖直方向滑动；

15、步骤四：摄像头的倾斜角度调节完毕后，通过独立锁死驱动组件驱动棱柱旋转，棱柱驱动齿轮旋转，齿轮通过齿圈驱动旋转环旋转，以使连接架驱动摄像头转动，改变摄像头的监测朝向。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

17、(1)、通过独立锁死驱动组件驱动丝杆旋转，丝杆驱动第一支撑部和升降环竖直方向移动，以改变旋转环和连接架的高度，抽拉柱相对活动套滑动，且抽拉柱和活动套的倾斜角度发生改变，活动套驱动第一转轴和摄像头旋转，改变摄像头的倾斜角度；

18、(2)、升降环竖直方向移动的同时，第二支撑部通过滑块驱动齿轮在棱柱的外部竖直方向滑动，摄像头的倾斜角度调节完毕后，通过独立锁死驱动组件驱动棱柱旋转，棱柱驱动齿轮旋转，齿轮通过齿圈驱动旋转环旋转，以使连接架驱动摄像头转动，改变摄像头的监测朝向，不需要调节无人机本体的位置，即可多方位调节摄像头的监测方向，提高了便利性和适用范围；

19、(3)、通过驱动电机驱动卡块旋转，卡块驱动连接盘和蜗杆旋转，蜗杆通过对应的蜗轮驱动连接轴或丝杆旋转，进而可以根据实际需求，驱动对应的棱柱和丝杆旋转，工作人员通过工具驱动螺栓旋转，以使螺栓脱离第三支撑部和连接块，解除第三支撑部和连接块之间的固定关系，工作人员水平方向移动驱动电机，以使卡块脱离对应的卡槽，即可完成驱动电机的拆除，需要安装驱动电机时，工作人员水平方向移动驱动电机，以使卡块插入对应的卡槽内，且连接块移动至第三支撑部的顶部，工作人员通过工具驱动螺栓旋转，以使第三支撑部和连接块通过螺栓连接，即可完成驱动电机的安装；

20、(4)、当蜗杆不需要旋转时，电磁铁断电，电磁铁不再磁吸铁板，此时拉伸弹簧处于拉伸状态，拉伸弹簧驱动活动架上移，以使活动架上的限位块插入对应的限位槽内，限位固定盘的位置，以使固定盘和蜗杆固定在控制箱本体内，避免蜗杆因非人为因素转动，提高了稳定性，需要旋转蜗杆时，电磁铁通电，电磁铁对铁板施加磁力，以使铁板和活动架下移，铁板和电磁铁相接触，拉伸弹簧处于拉伸状态，限位块脱离对应的限位槽，即可解除对固定盘和蜗杆位置的限定。

技术特征：

1.一种地质灾害监测用无人机装置，包括无人机本体（1），其特征在于：所述无人机本体（1）上固定连接有控制箱本体（2），控制箱本体（2）的下方设有摄像头（3）和支架（4），摄像头（3）的两侧分别固定连接有第一转轴（5），且第一转轴（5）贯穿支架（4），支架（4）和控制箱本体（2）转动连接，支架（4）的上方设有旋转环（6），旋转环（6）的底部固定连接有连接架（7），第一转轴（5）和连接架（7）通过抽拉转动件连接，旋转环（6）的外部固定套设有齿圈（8），旋转环（6）的顶部设有升降环（9），升降环（9）和旋转环（6）转动连接，齿圈（8）的两侧分别设有棱柱（11）和丝杆（13），棱柱（11）的外部套设有齿轮（10），齿轮（10）和齿圈（8）相啮合，齿轮（10）和升降环（9）通过旋转提升单元连接，丝杆（13）的外部套设有第一支撑部（12），丝杆（13）和第一支撑部（12）的连接方式为螺纹连接，第一支撑部（12）的一侧和升降环（9）固定连接，控制箱本体（2）上设有分别与棱柱（11）和丝杆（13）相配合的独立锁死驱动组件。

2.根据权利要求1所述的一种地质灾害监测用无人机装置，其特征在于：所述抽拉转动件包括固定安装于第一转轴（5）上的活动套（14），活动套（14）内设有抽拉柱（15），抽拉柱（15）的一端延伸至活动套（14）的外部，且抽拉柱（15）的一端和连接架（7）转动连接。

3.根据权利要求2所述的一种地质灾害监测用无人机装置，其特征在于：所述旋转提升单元包括固定安装于升降环（9）上的第二支撑部（18），齿轮（10）的顶部开设有第一环形槽（16），第二支撑部（18）的底部固定连接有滑块（17），且滑块（17）位于第一环形槽（16）内，滑块（17）的横截面为t形结构。

4.根据权利要求1所述的一种地质灾害监测用无人机装置，其特征在于：所述升降环（9）的底部固定连接有限位环（20），旋转环（6）的顶部开设有与限位环（20）相配合的第二环形槽（19），且限位环（20）位于第二环形槽（19）内，通过第二环形槽（19）和限位环（20）的设计，以使旋转环（6）和升降环（9）转动连接，支架（4）的顶部固定连接有第二转轴（21），第二转轴（21）的顶端和控制箱本体（2）通过轴承连接，通过第二转轴（21）和轴承的设计，以使支架（4）和控制箱本体（2）转动连接。

5.根据权利要求1所述的一种地质灾害监测用无人机装置，其特征在于：所述独立锁死驱动组件包括固定安装于棱柱（11）顶端的连接轴（22），控制箱本体（2）内设有两个蜗轮（23），连接轴（22）的顶端和丝杆（13）的顶端分别与两个蜗轮（23）固定连接，且丝杆（13）和连接轴（22）均通过轴承与控制箱本体（2）连接，控制箱本体（2）内设有两个蜗杆（24），蜗杆（24）和蜗轮（23）相啮合，控制箱本体（2）上设有与蜗杆（24）相配合的滑拆驱动单元。

6.根据权利要求5所述的一种地质灾害监测用无人机装置，其特征在于：两个所述蜗杆（24）相靠近的一端分别固定连接有固定盘（25），控制箱本体（2）内设有活动架（26），活动架（26）的两端分别固定连接有限位块（27），固定盘（25）上开设有若干限位槽（28），且限位槽（28）和限位块（27）相适配，活动架（26）上贯穿有至少两个定位柱（29），定位柱（29）的两端分别与控制箱本体（2）的内壁固定连接，定位柱（29）的外部套设有拉伸弹簧（30），拉伸弹簧（30）的两端分别与活动架（26）和控制箱本体（2）的顶部内壁固定连接，活动架（26）和控制箱本体（2）通过磁定器连接。

7.根据权利要求6所述的一种地质灾害监测用无人机装置，其特征在于：所述磁定器包括固定安装于控制箱本体（2）底部内壁的电磁铁（31），电磁铁（31）的顶部设有铁板（32），铁板（32）和活动架（26）固定连接，铁板（32）的底部和电磁铁（31）的顶部相接触。

8.根据权利要求5所述的一种地质灾害监测用无人机装置，其特征在于：所述滑拆驱动单元包括套设于蜗杆（24）外部的支撑板（40），支撑板（40）和蜗杆（24）的连接处设有轴承，且支撑板（40）固定安装于控制箱本体（2）内，控制箱本体（2）的两侧分别设有连接盘（33），两个蜗杆（24）相远离的一端分别与两个连接盘（33）固定连接，连接盘（33）远离控制箱本体（2）的一侧设有驱动电机（34），驱动电机（34）的输出端固定连接有卡块（35），连接盘（33）的一侧开设有卡槽（36），卡块（35）位于卡槽（36）内，驱动电机（34）和控制箱本体（2）通过定位器连接。

9.根据权利要求8所述的一种地质灾害监测用无人机装置，其特征在于：所述定位器包括固定安装于驱动电机（34）上的连接块（38），连接块（38）的底部设有第三支撑部（37），连接块（38）和第三支撑部（37）通过螺栓（39）连接，第三支撑部（37）的一侧和控制箱本体（2）的一侧固定连接。

10.一种地质灾害监测的方法，包括如权利要求3所述的地质灾害监测用无人机装置，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及地质灾害技术领域，且公开了一种地质灾害监测用无人机装置及方法，解决了不便于通过调节无人机的位置来调节监测方向的问题，其包括无人机本体，所述无人机本体上固定连接有控制箱本体，控制箱本体的下方设有摄像头和支架，摄像头的两侧分别固定连接有第一转轴，且第一转轴贯穿支架，支架和控制箱本体转动连接，支架的上方设有旋转环，旋转环的底部固定连接有连接架，第一转轴和连接架通过抽拉转动件连接，旋转环的外部固定套设有齿圈，旋转环的顶部设有升降环，升降环和旋转环转动连接；不需要调节无人机本体的位置，即可多方位调节摄像头的监测方向，提高了便利性和适用范围。

技术研发人员：唐飞,郝骐,张宝成
受保护的技术使用者：山东省地质矿产勘查开发局第五地质大队（山东省第五地质矿产勘查院）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13