一种航测无人机挂载保护装置的制作方法

1.本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种航测无人机挂载保护装置。


背景技术：

2.建设工程勘察是指在建设工程前，利用专业的仪器、设备和方法进行的一项重要的勘查活动，其目的是了解工程所在地的土地、水文、地质、地貌、地下设施等基本情况，为后续的规划设计和施工提供科学依据，是保障工程安全、合理施工以及节省后期施工和维护成本的必要步骤。
3.现有的常采用无人机搭载专业的勘察设备，如激光雷达、多光谱相机等摄像测量设备，通过这些设备可以进行快速、准确、高效的数据采集以及空中视角的建筑物监测，与面对困难和危险的传统勘测方法相比，可省去很多时间和人力，并且可以提供更为详细的勘测报告。
4.现有的无人机在勘察的过程中，常会由于各种状况而出现坠毁的现象，造成经济的损失，同时在对建设工程勘察的过程中，由于勘察设备价格昂贵，无人机在坠毁的过程中，导致了搭载勘察设备的损坏，造成经济损失的进一步扩大，因此，一种能够在无人机勘察过程中，对搭载测绘设备进行保护，避免经济损失扩大的无人机挂载保护装置，则是现有亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种航测无人机挂载保护装置，以达到在无人机测绘过程中，对测绘设备进行保护，避免无人机出现意外坠毁时，测绘设备损坏造成经济损失进一步扩大的目的。
6.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种航测无人机挂载保护装置，包括防护罩、安全盒、降落伞装置以及气囊缓冲装置，所述的气囊缓冲装置在防护罩的外侧周边设置有气囊收纳槽，气囊收纳槽中收纳有气囊，气囊与安全盒中的气体发生器相连通，在安全盒中设置有夹持机构、降落伞装置、微处理器以及通讯模块，降落伞装置与气体发生器相连接，夹持机构以及气体发生器分别与微处理器相连接，微处理器与通讯模块相连接，通讯模块控制器相连接。
7.进一步地，所述的防护罩中设置有铰接部，铰接部通过铰接螺纹杆与连接块铰接，连接块与安装板可拆卸固定连接，通过安装板固定安装有测绘设备。
8.进一步地，所述的气囊收纳完毕后，在气囊收纳槽上套设有弹性橡胶圈。
9.进一步地，所述的气囊与充气管相连通，充气管通过螺母接头与输气软管相连接，输气软管与气体发生器相连接。
10.进一步地，所述的气囊由环型部分与圆板型部分两部分组成，环型部分与圆板型部分通过连通孔相连通。
11.进一步地，所述的安全盒中设置有盒体与盖板，盒体与盖板可拆卸固定连接，气体
发生器、微处理器以及通讯模块固定安装在盒体中，夹持机构中设置有伺服电机，伺服电机与盒体固定连接，伺服电机与正反牙丝杆相连接，正反牙丝杆的另一端承接在盒体上，在正反牙丝杆的两侧分别安装有连接块，两侧连接块对称布置，连接块的两侧与连接杆相连接，在盖板上设置有滑槽，滑槽与连接杆相契合，连接杆延出滑槽并与夹持部可拆卸固定连接。
12.进一步地，所述的夹持部上设置有夹持槽，两侧夹持部上的夹持槽相配合，夹持部夹持固定在无人机的挂载架上。
13.进一步地，所述的盖板中安装有降落伞装置，在降落伞装置中设置有安装盒，安装盒上设置有皮扣盖，安装盒由降落伞收纳槽与安装槽两部分组成，降落伞收纳槽底部布置有连接环，连接环与连接绳相连接，连接绳与降落伞相连接，降落伞收纳槽的底部设置有通气管，通气管与气体发生器相连通，在通气管上安装有限压阀，限压阀安装在安装槽中。
14.进一步地，所述的安全盒中安装有定位模块与超声波驱鸟器，定位模块以及超声波驱鸟器分别与微处理器相连接。
15.进一步地，所述的控制器中设置有松开按钮、夹持按钮、紧急安全按钮、模式转换按钮以及模式信号灯，松开按钮、夹持按钮、紧急安全按钮、模式转换按钮以及模式信号灯分别与单片机相连接，单片机与显示器相连接，单片机与信号天线相连接，信号天线与通讯模块相连接。
16.本发明的有益效果：
17.1、便于安装与拆卸。通过夹持机构使得本发明保护装置能够快速的夹持在无人机的搭载架上，同时也能够快速的拆卸下来，便于使用的同时，在无人机出现危机时，也便于无人机与保护装置的快速分离；
18.2、能够实现保护装置下降过程中缓冲。当保护装置与无人机相脱离后，气体发生器动作，于是能够将降落伞弹出，从而对保护装置下降的过程进行缓冲，避免保护装置与地面高速撞击导致测绘设备损坏；
19.3、在保护装置与地面之间设置缓冲。通过缓冲气囊，当保护装置与地面相接触时，此时能够进行缓冲，一方面有助于卸去冲击力，对测绘设备进行保护，另一方面在地面地形条件复杂的条件下，也能够实现对测绘设备的保护，对设备的保护更加的全面，提高了对设备的保护性能；
20.4、提升了测绘过程中的稳定性。通过防护罩以及超声波驱鸟器等，能够对测绘设备进行保护的同时，有助于提升测绘过程中的稳定性，减少由于飞鸟等因素造成的无人机坠毁，对设备安全起到了积极的作用。
附图说明
21.图1是本发明整体结构示意图；
22.图2是本发明气囊缓冲装置结构示意图；
23.图3是本发明气囊充气管安装结构示意图；
24.图4是本发明安全盒整体结构示意图(爆炸图)；
25.图5是本发明夹持机构结构示意图；
26.图6是本发明安全盒盖板结构示意图；
27.图7是本发明降落伞装置结构示意图；
28.图8是本发明夹持块结构示意图；
29.图9是本发明安全盒安装结构示意图；
30.图10是本发明气囊组成结构示意图；
31.图11是本发明装置展开防护时结构示意图；
32.图12是本发明防护罩中测绘设备安装结构示意图；
33.图13是本发明控制器结构示意图。
34.图中各标记对应的名称：
35.1、防护罩；11、铰接部；12、铰接螺杆；13、连接块；14、安装板；15、连接螺栓；2、安全盒；21、盒体；211、丝杆安装孔；212、固定连接部；22、气体发生器；23、微处理器；24、超声波驱鸟器；25、通讯模块；26、定位模块；27、夹持机构；271、伺服电机；272、正反牙丝杆；273、连接块；274、连接杆；275、螺纹连接部；276、轴承；28、盖板；281、连接孔；282、滑槽；29、夹持部；291、夹持槽；292、螺纹孔；3、降落伞装置；31、安装盒；311、降落伞收纳槽；312、安装槽；32、皮扣盖；33、降落伞；34、连接绳；35、连接环；36、通气管；37、限压阀；4、气囊缓冲装置；41、气囊收纳槽；42、气囊；421、环型部分；422、圆板型部分；423、连通孔；43、弹性橡胶圈；44、充气管；45、螺母接头；46、输气软管；5、测绘设备；6、控制器；61、按键区；611、电源开关；612、模式转换按钮；613、松开按钮；614、夹持按钮；615、紧急安全按钮；616、模式信号灯；62、单片机；63、显示器；64、信号天线；65、电池；66、充电接口。
具体实施方式
36.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。
37.本发明实施例：
38.如图1-3，10所示，在本实施例中设置有防护罩1，在防护罩1上安装有安全盒2，在安全盒2中设置有降落伞装置3，在防护罩1的周边设置有气囊缓冲装置4，在气囊缓冲装置4中设置有气囊收纳槽41，在气囊收纳槽41中收纳有气囊42，气囊42由环型部分421与圆板型部分422两部分组成，环型部分421与圆板型部分422通过连通孔423相连通，气囊42与充气管44相连接，充气管44通过螺母接头45与输气软管46相连接，在气囊收纳槽41上套设有弹性橡胶圈43。
39.如图4-9，11所示，在安全盒2中设置有盒体21与盖板28，盒体21与盖板28通过螺钉可拆卸安装，在安全盒2中设置有气体发生器22、微处理器23以及通讯模块25，气体发生器22、微处理器23以及通讯模块25固定安装在盒体21中，在盒盖28中设置有夹持机构27以及降落伞装置3，夹持机构27以及气体发生器22分别与微处理器23相连接，微处理器23与通讯模块25相连接，气体发生器22与气囊42相连接。
40.在夹持机构27中设置有伺服电机271，伺服电机271与盒体21固定连接，伺服电机271与正反牙丝杆272相连接，正反牙丝杆272的另一端承接在盒体21上，在正反牙丝杆272的两侧分别安装有连接块273，两侧连接块273对称布置，连接块273的两侧与连接杆274相连接，在盖板28上设置有滑槽282，滑槽282与连接杆274相契合，连接杆274延出滑槽282并与夹持部29螺纹连接，在夹持部29上设置有夹持槽291，两侧夹持部29上的夹持槽291相配合，夹持部29夹持固定在无人机的挂载架上。
41.在降落伞装置3中设置有安装盒31，安装盒31上设置有皮扣盖32，安装盒31由降落伞收纳槽311与安装槽312两部分组成，降落伞收纳槽311底部布置有连接环35，连接环35与连接绳34相连接，连接绳34与降落伞33相连接，降落伞收纳槽311的底部设置有通气管36，通气管36与气体发生器22相连通，在通气管36上安装有限压阀37，限压阀37安装在安装槽312中。
42.在安全盒2中安装有定位模块26与超声波驱鸟器24，定位模块26以及超声波驱鸟器24分别与微处理器23相连接。
43.如图12所示，在防护罩1中设置有铰接部11，铰接部11通过铰接螺纹杆12与连接块13铰接，连接块13与安装板14可拆卸固定连接，通过安装板14固定安装有测绘设备5。
44.如图13所示，在控制器6中设置有松开按钮613、夹持按钮614、紧急安全按钮615、模式转换按钮612以及模式信号灯616，松开按钮613、夹持按钮614、紧急安全按钮615、模式转换按钮612以及模式信号灯616分别与单片机62相连接，单片机62与显示器63相连接，单片机62与信号天线63相连接，信号天线63与通讯模块25相连接。
45.本发明原理为：
46.本发明在使用的过程中，先将测绘设备安装在防护罩1中，过程中根据实际设备的类型选择合适的安装板14，如附图12所示，测绘设备5为雷达流速仪，过程中雷达流速仪的安装角度需要与水平面呈一定的角度，于是通过防护罩1中的铰接部11可以调节测绘设备5的角度，设备安装完毕后，通过控制器6上的模式转换按钮612将整个保护装置调节至安装模式，此时模式信号灯616显示绿色，此时按下控制器6上的松开按钮613，此时夹持机构27动作，夹持部29松开，此时将夹持部29放在无人机的搭载架处，按下夹持按钮614，即可实现对整个保护装置的搭载在无人机上，过程中夹持部29的形状可以根据无人机搭载架的规格进行合理的选择，从而使得使用更加的便捷。
47.对于夹持部29的动作，在伺服电机271的带动下，过程中正反牙丝杆272转动，于是带动连接块273左右运动，从而带动夹持部29背向或相向运动，于是能够实现对无人机搭载架的夹持固定与松开。
48.保护装置搭载完毕后，调节控制器6的模式转换按钮612，将模式切换为飞行模式，此时模式信号灯616显示红色，当无人机分型飞行时，过程中遇到故障，由于无人机遇到故障时不是直接坠毁，于是留给人们反应的时间，此时按下控制器6上的松开按钮613，于是保护装置与无人机相分离，分离的过程中，微处理器23接收到分离的信号，并在分离后一定时间内，实际使用中为0.5～1s后，控制气体发生器22动作，气体发生器22动作瞬间产生大量的气体，这些气体一方面将降落伞装置3中的降落伞33弹出，另一方面将防护罩1上的气囊42充气弹出，于是过程中整个保护装置则能够很缓慢的下降，并在过程中当下降到地面上时，能够通过气囊42能够卸去冲击力，实现对防护罩1内测绘设备5的保护，特别的，当地面上为凹凸不平的区域或是水泽时，气囊42下方的圆板型部分422，也能够实现对防护罩1内测绘设备5的安全防护，上述过程中，在弹出降落伞33以及气囊42的过程中，皮扣盖32以及弹性橡胶圈43会被弹开，过程中在不使用时，对降落伞33以及气囊42进行放置与保护，在使用时，弹开掉落，不影响降落伞33以及气囊42的正常展开。
49.上述过程中关于控制器6中模式的切换与选择，以及在微处理器23接收到信号后一定时间内控制气体发生器22动作，这些都为现有相当成熟的技术手段，对于本领域技术
人员时不难理解的，在此就不在赘述。
50.保护装置在使用时，过程中通过超声波驱鸟器24能够对无人机飞行时路线上的飞鸟进行驱赶，从而避免出现飞鸟撞击无人机导致无人机坠毁的现象发生，提高了装置的安全性能，并在保护装置落地后，能够通过定位模块26对保护装置进行定位，从而便于装置的寻找，给装置落地后的搜寻带来便捷，同时对于本发明保护装置的电源，在安全盒2中设置有蓄电池以及充电接口，可用于装置的供电，在附图4中可清晰的看到，由于是常规的设置，未在附图中标记，在此也不再赘述。
51.应用例1
52.在无人机航测中对本保护装置进行模拟测试，模拟当日，气象条件适宜飞行，将测绘设备模型搭载在无人机上，在无人机飞行过程中模拟坠机状态，使得无人机无规律飞行，按下控制器的松开按钮，保护装置在很短的时间内动作，保护装置与无人机顺利分离。
53.保护装置分离后，非常短的时间内，降落伞装置中的皮扣盖弹出，降落伞弹出并充气，整个保护装置缓慢开始缓慢降落，与此同时，气囊充气展开，保护装置平稳落地，将对接螺母拧开，气囊放气，而后将测绘仪器模型取出，外观观察，模型外形完好，而后更换气体发生器，将保护装置恢复如初。
54.上述操作反复十次，效果良好，而后将保护装置用于复杂地形下进行模拟，分别在复杂的山地地区以及水域地区对保护装置进行测试，分别测试五次，测试效果良好，过程中，气囊用尼龙材质，在复杂的山地地区没有出现气囊破损的现象，同时在水面上，气囊漂浮良好，对防护罩内的测绘设备模型进行了很好的保护。
55.将测绘设备模型更换为电子设备，考虑到成本等因素，该电子设备选用二手智能手机，经过与上述相同的模拟测试，测试结果手机均能够正常使用，测试效果卓越。
56.应用例2
57.某检测勘察公司，采用本发明保护装置对测绘用的设备进行保护，在一次地形测绘作业过程中，搭载了多光谱相机，测绘过程中，无人机突发故障坠毁，察觉到无人机状况异常，操作人员及时的按下控制器的松开按钮，保护装置与无人机快速顺利分离，同时降落伞以及气囊迅速展开，在降落伞的带动下，整个保护装置缓慢下降。
58.操作人员在保护装置落地后，根据控制器的指引快速的找到了保护装置，拧开对接螺母将气囊打开后，将防护罩内部的多光谱相机取出，经观察，内部的多光谱相机外表完整，而后进行一系列的测试，其功能完全正常，没有出现损坏，该防护装置实现对了测绘设备的防护，避免造成进一步的经济损失。
59.本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其它各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本技术相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种航测无人机挂载保护装置，其特征在于：包括防护罩(1)、安全盒(2)、降落伞装置(3)以及气囊缓冲装置(4)，所述的气囊缓冲装置(4)在防护罩(1)的外侧周边设置有气囊收纳槽(41)，气囊收纳槽(41)中收纳有气囊(42)，气囊(42)与安全盒(2)中的气体发生器(22)相连通，在安全盒(2)中设置有夹持机构(27)、降落伞装置(3)、微处理器(23)以及通讯模块(25)，降落伞装置(3)与气体发生器(22)相连接，夹持机构(27)以及气体发生器(22)分别与微处理器(23)相连接，微处理器(23)与通讯模块(25)相连接，通讯模块(25)与控制器(6)相连接。2.根据权利要求1所述的一种航测无人机挂载保护装置，其特征在于：所述的防护罩(1)中设置有铰接部(11)，铰接部(11)通过铰接螺纹杆(12)与连接块(13)铰接，连接块(13)与安装板(14)可拆卸固定连接，通过安装板(14)固定安装有测绘设备(5)。3.根据权利要求1所述的一种航测无人机挂载保护装置，其特征在于：所述的气囊(42)收纳完毕后，在气囊收纳槽(41)上套设有弹性橡胶圈(43)。4.根据权利要求1所述的一种航测无人机挂载保护装置，其特征在于：所述的气囊(42)与充气管(44)相连通，充气管(44)通过螺母接头(45)与输气软管(46)相连接，输气软管(46)与气体发生器(22)相连接。5.根据权利要求1所述的一种航测无人机挂载保护装置，其特征在于：所述的气囊(42)由环型部分(421)与圆板型部分(422)两部分组成，环型部分(421)与圆板型部分(422)通过连通孔(423)相连通。6.根据权利要求1所述的一种航测无人机挂载保护装置，其特征在于：所述的安全盒(2)中设置有盒体(21)与盖板(28)，盒体(21)与盖板(28)可拆卸固定连接，气体发生器(22)、微处理器(23)以及通讯模块(25)固定安装在盒体(21)中，夹持机构(27)中设置有伺服电机(271)，伺服电机(271)与盒体(21)固定连接，伺服电机(271)与正反牙丝杆(272)相连接，正反牙丝杆(272)的另一端承接在盒体(21)上，在正反牙丝杆(272)的两侧分别安装有连接块(273)，两侧连接块(273)对称布置，连接块(273)的两侧与连接杆(274)相连接，在盖板(28)上设置有滑槽(282)，滑槽(282)与连接杆(274)相契合，连接杆(274)延出滑槽(282)并与夹持部(29)可拆卸固定连接。7.根据权利要求6所述的一种航测无人机挂载保护装置，其特征在于：所述的夹持部(29)上设置有夹持槽(291)，两侧夹持部(29)上的夹持槽(291)相配合，夹持部(29)夹持固定在无人机的挂载架上。8.根据权利要求6所述的一种航测无人机挂载保护装置，其特征在于：所述的盖板(28)中安装有降落伞装置(3)，在降落伞装置(3)中设置有安装盒(31)，安装盒(31)上设置有皮扣盖(32)，安装盒(31)由降落伞收纳槽(311)与安装槽(312)两部分组成，降落伞收纳槽(311)底部布置有连接环(35)，连接环(35)与连接绳(34)相连接，连接绳(34)与降落伞(33)相连接，降落伞收纳槽(311)的底部设置有通气管(36)，通气管(36)与气体发生器(22)相连通，在通气管(36)上安装有限压阀(37)，限压阀(37)安装在安装槽(312)中。9.根据权利要求1所述的一种航测无人机挂载保护装置，其特征在于：所述的安全盒(2)中安装有定位模块(26)与超声波驱鸟器(24)，定位模块(26)以及超声波驱鸟器(24)分别与微处理器(23)相连接。10.根据权利要求1所述的一种航测无人机挂载保护装置，其特征在于：所述的控制器
(6)中设置有松开按钮(613)、夹持按钮(614)、紧急安全按钮(615)、模式转换按钮(612)以及模式信号灯(616)，松开按钮(613)、夹持按钮(614)、紧急安全按钮(615)、模式转换按钮(612)以及模式信号灯(616)分别与单片机(62)相连接，单片机(62)与显示器(63)相连接，单片机(62)与信号天线(63)相连接，信号天线(63)与通讯模块(25)相连接。

技术总结
本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种航测无人机挂载保护装置，包括防护罩、安全盒、降落伞装置以及气囊缓冲装置。将测绘设备安装在防护罩中，通过控制器控制夹持机构夹紧，将保护装置悬挂在无人机上，当无人机出现故障时，通过控制器控制夹持机构松开，于是保护装置与无人机相分离，此时安全盒中的气体发生器动作，将防护罩周边的气囊充满，与此同时，并将降落伞弹出，在降落伞的作用下，保护罩缓慢下降，并在下降到地面时，通过气囊进行缓冲或漂浮，实现了对防护罩内部测绘设备的保护。本发明在使用的过程中能够实现对测绘设备的全方位防护，防护效果佳，有效的避免无人机意外坠毁造成测绘设备损坏，从而造成经济损失的进一步扩大。步扩大。步扩大。


技术研发人员：慕洪涛 郝学峰 朱亚村 田朝封 王文龙 黄军涛 郑长佛 刘辉 张欣 曹一冰 张凯威 王梦伟 康会超
受保护的技术使用者：科宇信息技术有限公司
技术研发日：2023.07.05
技术公布日：2023/10/6