具有校准功能的测量头调节装置的制作方法

本实用新型涉及无人机测量技术领域，尤其涉及一种无人机上使用的测量装置。

背景技术：

随着无人机技术的不断发展，无人机测绘测量在遥感测绘中占有非常重要的作用。无人机可以机载多种遥感设备，如高分辨率CCD数码相机、激光扫描仪、轻型光学相机等获取信息，并通过相应的软件对所获取的图像信息进行处理，按照一定精度要求制作成图像。在实际应用中，为适应测绘测量的需求，对无人机的高度数据需要具有高精度的要求。

无人机目前使用的高度测量装置主要有气压高度计、激光测量装置等。相对于气压高度计测量范围宽、但误差较大的问题，激光测量装置是较为理想的高度测量装置。

激光测量装置在测量时均会存在一定的测量偏差，需要通过白板来对激光测量撞击进行校准，现有的无人机上安装的激光测量装置的校准方式是在无人机每次起飞前进行校准，但是激光测量装置在无人机飞行过程中进行多次测量便会积累较大的误差，导致测量的距离数据存在偏差。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种具有校准功能的测量头调节装置，能够在无人机飞行时在激光测量装置每次测量前对其进行校准。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种具有校准功能的测量头调节装置，所述具有校准功能的测量头调节装置包括第一调节件、能够驱动所述第一调节件绕垂直于YZ平面的方向转动的第一驱动件、第二调节件、安装在所述第一调节件上并且能够驱动所述第二调节件绕垂直于XZ平面的方向转动的第二驱动件和安装在所述第二调节件上的校准组件，所述第二调节件上设置有用于安装激光测量头的固定件，所述校准组件包括安装在所述第二调节件上的第三驱动件、与所述第三驱动件传动连接的支架和安装在所述支架上的白板，所述支架能够在第三驱动件的驱动下移至或者离开所述固定件的正下方。

优选地，所述第三驱动件为舵机，所述支架能够在第三驱动件的驱动下绕垂直于XY平面的方向转动，所述白板能够随着所述支架的转动而移至或者离开所述固定件的正下方。

优选地，所述支架包括与所述第三驱动件传动连接的连接板和固定连接在所述连接板上的用于固定所述白板的紧固件。

优选地，所述紧固件包括具有缺口的紧固环和螺栓，所述紧固环的缺口的两侧分别设置有开设有通孔的凸起，所述螺栓穿过两个所述凸起的通孔后安装有螺母。

优选地，所述第一驱动件固定安装在连接件上，所述第一调节件通过转轴可转动地安装在所述连接件上，所述第一驱动件与所述第一调节件传动连接，以驱动所述第一调节件围绕所述转轴转动。

优选地，所述第一调节件包括相互垂直连接的第一安装板和第二安装板，所述转轴安装在所述第一安装板上，所述第二驱动件安装在所述第二安装板上，所述第一驱动件的输出轴通过驱动板与所述第一安装板传动连接。

优选地，所述第一驱动件为舵机，所述驱动板的一端与所述舵机的摆臂铰接连接，所述驱动板的另一端与所述第二安装板铰接连接。

优选地，所述第二调节件包括第三安装板，所述第三安装板与所述第二驱动件传动连接。

优选地，所述第二驱动件为舵机，所述舵机的摆臂与所述第三安装板固定连接。

优选地，所述固定件包括安装在所述第二调节件上的固定板和与所述固定板固定连接的安装座，所述安装座上开设有用于安装激光测量头的安装孔，所述安装孔的轴线与所述第一调节件和第二调节件的转动轴线均垂直。

本实用新型与现有技术的不同之处在于，本实用新型提供的具有校准功能的测量头调节装置通过设置第一调节件、第一驱动件、第二调节件和第二驱动件，能够在无人机飞行时通过无人机的飞控系统的控制第一驱动件和第二驱动件实现自动调整安装在固定件上的测量头的角度，保证测量头在无人机飞行过程中始终处于竖直状态，同时通过设置第三驱动件，可以在每次使用激光测量头测量前将白板移动到固定件的正下方，对激光测量头进行校准，从而能够实现在无人机飞行时可以对激光测量头进行校准。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种实施方式的具有校准功能的测量头调节装置的结构示意图；

图2是图1所示的具有校准功能的测量头调节装置的主视图；

图3是图1所示的具有校准功能的测量头调节装置的俯视图；

图4是图1所示的具有校准功能的测量头调节装置的校准组件的结构示意图；

图5是图1所示的具有校准功能的测量头调节装置(校准组件未示出)的结构示意图；

附图标记说明：

1-第一调节件；11-第一安装板；12-第二安装板；2-第一驱动件；21-驱动板；22-摆臂；3-第二调节件；31-第三安装板；4-第二驱动件；5-固定件；51-固定板；52-安装座；53-安装孔；54-顶丝孔；6-激光测量头；7-连接件；8-转轴；9-校准组件；91-第三驱动件；92-支架；93-白板；94-连接板；95-紧固件；951-紧固环；952-凸起。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型进一步说明。但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本实用新型，并非对本实用新型的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本实用新型的保护范围局限于此。

在本实用新型中限定了一些方位词，在未作出相反说明的情况下，所使用的方位词如“上、下、左、右”是指本实用新型提供的具有校准功能的测量头调节装置在正常使用情况下定义的，并与附图2中所示的上下左右方向一致。“内、外”是指相对于各零部件本身轮廓的内外。这些方位词是为了便于理解而采用的，因而不构成对本实用新型保护范围的限制。

适当参考图1所示，本实用新型提供的基本实施方式的具有校准功能的测量头调节装置包括第一调节件1、能够驱动所述第一调节件1绕垂直于YZ平面的方向转动的第一驱动件2、第二调节件3、安装在所述第一调节件1上并且能够驱动所述第二调节件3绕垂直于XZ平面的方向转动的第二驱动件4和安装在所述第二调节件3上的校准组件9，所述第二调节件3上设置有用于安装激光测量头6的固定件5，所述校准组件9包括安装在所述第二调节件3上的第三驱动件91、与所述第三驱动件91传动连接的支架92和安装在所述支架92上的白板93，所述支架92能够在第三驱动件91的驱动下移至或者离开所述固定件5的正下方。

在本实用新型中，所述YZ平面，即图1中所示的Y轴和Z轴构成的平面，垂直于YZ平面的方向，即平行于X轴的方向，所述XZ平面，即图1中所示的X轴和Z轴构成的平面，垂直于XZ平面的方向，即平行于Y轴的方向。图中所示的Z轴方向，为本实用新型提供的无人机测量头调节装置安装在无人机上、并且无人机的机臂处于水平状态时的竖直方向，即Z轴方向为无人机机臂处于水平状态时，垂直于无人机机臂的方向。

上述基本实施方式的具有校准功能的测量头调节装置在使用时，首先通过无人机的飞控系统确定无人机的飞行姿态，并确定此时竖直方向相对于无人机的坐标系的角度，然后控制第一驱动件2，通过第一驱动件2调整第一调节件1的角度，并控制第二驱动件4，通过第二驱动件4调整第二调节件3的角度，从而综合调整安装在第二调节件3上的固定件5的角度，使安装在固定件5上的测量头6保持竖直状态。当需要使用激光测量头6测量高度数值时，通过无人机的飞控系统控制第三驱动件91旋转，使得安装在支架92上的白板93移动到固定件5的正下方，安装在固定件5上的激光测量头6即可通过白板93进行校准，激光测量装置校准完毕后，飞控系统控制第三驱动件91，使得所述白板93从固定件5的正下方移开，激光测量装置通过安装在固定件5上的激光测量头6即可准确的测量高度数据。当在每次使用激光测量头6测量高度数据时，即可通过第三驱动件91使得白板93移动到激光测量头6的正下方，从而能够保证每次测得的高度数据的准确性。

在本实用新型中，所述校准组件9可以采用各种适当的使得白板93移动到激光测量头6正下方的适当结构。例如，所述第三驱动件91可以采用直线电机，直线电机固定在第二调节件3上，直线电机的输出轴的轴线垂直于激光测量头6，白板93固定安装在直线电机的输出轴上，通过控制直线电机的输出轴的伸出与缩回，即可使得移至或者离开所述固定件5的正下方。

在本实用新型的一个优选实施例中，如图4所示，所述第三驱动件91为舵机，所述支架92能够在第三驱动件91的驱动下绕垂直于XY平面的方向转动，所述白板93能够随着所述支架92的转动而移至或者离开所述固定件5的正下方。

具体地，所述支架92包括与所述第三驱动件91传动连接的连接板94和固定连接在所述连接板94上的用于固定所述白板93的紧固件95。通过设置紧固件95，可以方便牢固地安装白板93。

在本实用新型中，所述紧固件95优选包括具有缺口的紧固环951和螺栓，所述紧固环951的缺口的两侧分别设置有开设有通孔的凸起952，所述螺栓穿过两个所述凸起952的通孔后安装有螺母。

上述结构的紧固件95在安装白板93时，首先将螺母拧松，使得两个凸起952之间的间距增大，从而增加紧固环951的内径，然后将白板93放置在紧固环951内，再拧紧螺母，即可实现白板93的固定。

在本实用新型提供的无人机测量头调节装置可以以任何适当方式固定在无人机机体上，优选地，参考图1所示，所述第一驱动件2固定安装在连接件7上，所述第一调节件1通过转轴8可转动地安装在所述连接件7上，所述第一驱动件2与所述第一调节件1传动连接，以驱动所述第一调节件1围绕所述转轴8转动。在本实施方式中，无人机测量头调节装置是通过连接件7固定在无人机机体上的。

此时，第一调节件1通过转轴8可转动地安装在连接件7上，其安装方式可以为转轴8固定安装在连接件7上，第一调节件1通过轴承安装在转轴8上，或者转轴8通过轴承可转动地安装在连接件7上，第一调节件1与转轴8固定连接。

本实用新型中，所述第一调节件1是用于安装第二驱动件4的，因此可以采用各种适当的形状和结构。

在本实用新型的优选实施方式中，参考图2、图5所示，所述第一调节件1包括相互垂直连接的第一安装板11和第二安装板12，所述转轴8安装在所述第一安装板11上，所述第二驱动件4安装在所述第二安装板12上，所述第一驱动件2的输出轴通过驱动板21与所述第一安装板11传动连接。

所述第一驱动件2安装在连接件7上，通过第一驱动件2可以驱动第一调节件1围绕转轴8旋转。

可选地，所述第一驱动件2可以为直线电机，直线电机的机体铰接在连接件7上，直线电机的输出轴与第二安装板12铰接，通过直线电机的输出轴的伸出与缩回，即可带动第二安装板12围绕转轴8转动。

在本实用新型的一个优选实施方式中，如图5所示，所述第一驱动件2为舵机，所述驱动板21的一端与所述舵机的摆臂22铰接连接，所述驱动板21的另一端与所述第二安装板12铰接连接。从而，通过舵机的摆臂22的摆动，可以带动驱动板21转动，从而带动第二安装板12围绕转轴8转动。

在本实用新型中，所述第二调节件3是用于安装固定件5的，因此与第一调节件1类似，第二调节件3也可以采用任何适当的结构，如柱体、块体、或框体等。

在本实用新型中，优选地，所述第二调节件3包括第三安装板31，所述第三安装板31与所述第二驱动件4传动连接。通过第二驱动件4的转动，即可带动第三安装板31转动。

在本实用新型的一个优选实施方式中，如图3所示，所述第二驱动件4为舵机，所述舵机的摆臂与所述第三安装板31固定连接。

在本实用新型中，所述固定件5时用于固定安装激光测量头6的装置，因此，只要能够固定激光测量头6，固定件5可以采用任何适当的形状结构。

在本实用新型的一个优选实施方式中，如图5所示，所述固定件5包括安装在所述第二调节件3上的固定板51和与所述固定板51固定连接的安装座52，所述安装座52上开设有用于安装激光测量头6的安装孔53。所述固定板51和安装座52可以一体成型，在固定板51上开设有螺纹孔，固定板51可以通过螺栓固定在第三安装板31上。通过将固定件5设置为由固定板51和安装座52构成，可以使得固定件5能够方便的固定在第三安装板31上，并且便于安装激光测量头6。进一步地，如图4所示，所述安装孔53的轴线与所述第一调节件1和第二调节件3的转动轴线均垂直。从而可以简化飞控系统的操作程序。

为了使得激光测量头6安装地更加牢固，在本实用新型的另一个优选实施方式中，所述安装座52上开设有与所述安装孔53连通的顶丝孔54，所述顶丝孔54的轴线垂直于所述安装孔53的轴线，所述顶丝孔54内安装有用于固定所述激光测量头6的顶丝。通过顶丝适当顶紧安装在安装孔53内的激光测量头6，可以避免激光测量头6相对于安装孔53位置的微小改变，从而保证测量的精确性。

以上实施方式的先后顺序仅为便于描述，不代表实施方式的优劣。

最后应说明的是：以上实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施方式技术方案的精神和范围。