CN113247285A - 无人机及无人机立体航线设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无人机及无人机立体航线设计方法，属于无人机技术领域，该无人机包括飞行组件、调节组件和平衡组件。所述飞行组件包括机架、支架、无人机主体、驱动电机和升降风扇，所述调节组件包括导轨架、翻转轴、第一电机、翻转台和第二电机，所述平衡组件包括分布台、减震器、减震台、平衡座、平衡架、第三电机和摄像模块。竖直翻转设计，突破现有的下置拍摄设计，增加对目标物的拍摄角度，双拍摄平台设计，提高无人机拍摄相片的范围角度，增加目标体图像的重叠率，减少无人机的飞行轨迹，水平旋转设计，拍摄装置脱离无人机自身角度方向束缚，实时跟踪目标体，减少无人机航线轨迹，无人机拍摄角度大，无人机拍摄调节更方便。

Description

无人机及无人机立体航线设计方法

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体而言，涉及一种无人机立体航线设计方法。

背景技术

目前无人机航线规划方法：按无人机使用者需要，在规定大小范围内，按照飞行的高度、速度、拍摄相片的重叠率、预计飞行时间，在目标上方以折线的方式规划无人机航线。摄像头可以分别进行正射拍摄，镜头向前斜45度拍摄，镜头向后斜45度拍摄、镜头向左斜45度拍摄、镜头向右斜45度拍摄。通过切换角度，可以获得目标区域的影像信息。

但是上述方案仍然具有一定的缺陷，发明人经研究发现，受限于拍摄装置下置设计，需要经常调整无人机的盘旋角度对无人机拍摄角度进行调整，且无人机只能由上到下对目标物进行拍摄，拍摄角度过小容易导致图像变形、缺陷等问题。

发明内容

为了弥补以上不足，本发明提供了一种无人机立体航线设计方法，旨在改善无人机拍摄角度受限的问题。

本发明是这样实现的：

第一方面，本发明提供一种无人机包括飞行组件、调节组件和平衡组件。

所述飞行组件包括机架、支架、无人机主体、驱动电机和升降风扇，所述支架一端设置于所述机架周侧，所述无人机主体设置于所述支架上，所述驱动电机机身均匀设置于远离所述机架的所述支架一端，所述升降风扇固定于所述驱动电机输出端，所述调节组件包括导轨架、翻转轴、第一电机、翻转台和第二电机，所述导轨架对称设置于机架上，所述翻转轴两端转动于所述导轨架之间，所述第一电机机身设置于导轨架一侧，所述第一电机输出端固定于所述翻转轴一端，所述翻转台下端固定套接于所述翻转轴表面，所述第二电机机身设置于所述翻转台上，所述平衡组件包括分布台、减震器、减震台、平衡座、平衡架、第三电机和摄像模块，所述分布台固定于所述第二电机输出端，所述减震器下端均匀设置于所述分布台上，所述减震台设置于所述减震器上端，所述平衡座对称设置于所述减震台上，所述平衡架两端转动于所述平衡座上端之间，所述第三电机机身设置于所述平衡座上端，所述第三电机输出端传动于所述平衡架上端，所述摄像模块设置于所述平衡架上。

在本发明的一种实施例中，所述支架下端一侧转动设置有起落架，所述支架下端另一侧转动设置有液压缸，所述液压缸缸身转动于所述起落架下端，适应各种无人机倾斜面的起落的同时通过液压减震降低着落时的冲击震动。

在本发明的一种实施例中，所述导轨架一侧对称设置有钳爪，所述钳爪卡接于所述机架表面，方便拍摄装置与无人机的快速安装定位，同时支撑拍摄装置避让无人机。

在本发明的一种实施例中，所述导轨架一侧设置有安装台，所述第一电机机身固定于所述安装台上，方便第一电机的安装定位。

在本发明的一种实施例中，所述翻转台底部设置有垫高块，所述垫高块底部设置有卡座，所述卡座固定套接于所述翻转轴表面，实现拍摄装置的固定翻转，同时支撑避让无人机。

在本发明的一种实施例中，所述分布台表面均匀设置有支板，所述减震器下端设置于所述支板上，增加减震器的减震面积，方便拍摄装置安装平台的扩展。

在本发明的一种实施例中，远离所述第三电机的所述平衡座上端设置有转座，远离所述第三电机的所述平衡架上端设置有平衡轴，所述平衡轴一端转动于所述转座内，通过这种结构实现平衡架的转动调节，方便拍摄装置焦距的调整。

在本发明的一种实施例中，所述平衡架一侧设置有支撑座，所述摄像模块底部设置有连接座，所述连接座下端转动于所述支撑座，进一步对拍摄装置进行角度调节。

在本发明的一种实施例中，所述支撑座上端设置有锁紧螺栓和锁紧螺母，所述锁紧螺栓一端贯穿于所述连接座，所述锁紧螺母螺接于所述锁紧螺栓表面，所述锁紧螺母一侧贴合与所述支撑座上端，方便拍摄装置的快速安装。

第二方面，本发明另提供一种无人机立体航线设计方法，其利用上述的无人机，包括以下方法：

通过第二电机实现双摄像模块水平360度拍摄，让双摄像模块脱离无人机自身角度方向束缚，实时跟踪目标体形状，减少无人机航线轨迹，提高无人机拍摄和飞行效率；

通过第一电机和第三电机实现双摄像模块的竖直180度拍摄，第一电机带动双摄像模块机身突破原有仅在目标区域上方拍摄的限制，第三电机调节双摄像模块的对焦角度，弥补原竖直方向小角度拍摄导致的图像变形、缺陷等问题；

通过第一电机、第二电机和第三电机共同控制双摄像模块拍摄角度，提高无人机拍摄相片的范围，增加目标体图像的重叠率，减少无人机的飞行轨迹，提高无人机拍摄和飞行效率。

本发明的有益效果是：本发明通过上述设计得到的一种无人机立体航线设计方法，使用时，通过导轨架快速将拍摄装置对称卡入机架锁死固定，双拍摄平台保持无人机平衡，打开第一电机带动拍摄装置竖直方向180度转动，突破原有仅在目标区域上方拍摄的限制，通过翻转台扩展拍摄装置离机高度，减少拍摄障碍限制，打开第二电机控制拍摄装置水平方向360度转动，通过拍摄角度控制追踪目标物，减少无人机的盘旋自转，通过减震器，减少无人机拍摄过程中的飞行震动，通过第三电机控制拍摄装置竖直小幅转动，配合第一电机对目标物进行拍摄角度调整，采用竖直翻转设计，突破现有的下置拍摄设计，增加对目标物的拍摄角度，采用双拍摄平台设计，提高无人机拍摄相片的范围角度，增加目标体图像的重叠率，减少无人机的飞行轨迹，采用水平旋转设计，拍摄装置脱离无人机自身角度方向束缚，实时跟踪目标体形状，减少无人机航线轨迹，无人机拍摄角度大，无人机拍摄调节更方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施方式提供的无人机立体结构示意图；

图2为本发明实施方式提供的飞行组件立体结构示意图；

图3为本发明实施方式提供的调节组件立体结构示意图；

图4为本发明实施方式提供的平衡组件第一视角立体结构示意图；

图5为本发明实施方式提供的平衡组件第二视角立体结构示意图；

图6本发明实施方式提供的无人机结构示意图。

图中：100-飞行组件；110-机架；120-支架；121-起落架；122-液压缸；130-无人机主体；140-驱动电机；150-升降风扇；300-调节组件；310-导轨架；311-钳爪；312-安装台；320-翻转轴；330-第一电机；340-翻转台；341-垫高块；342-卡座；350-第二电机；500-平衡组件；510-分布台；511-支板；520-减震器；530-减震台；540-平衡座；541-转座；550-平衡架；551-平衡轴；552-支撑座；553-锁紧螺栓；554-锁紧螺母；560-第三电机；570-摄像模块；571-连接座。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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设备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“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种无人机包括飞行组件100、调节组件300和平衡组件500，调节组件300安装在飞行组件100上，平衡组件500安装在调节组件300上，飞行组件100携带拍摄装置飞行，并围绕目标物进行整体轮廓环绕飞行，调节组件300突破现有的摄像装置下置设计，通过竖直方向和水平方向旋转增加拍摄角度，平衡组件500减少飞行过程中的震动，并通过小幅角度调节，调节摄像焦距。

请参阅图1和2，飞行组件100包括机架110、支架120、无人机主体130、驱动电机140和升降风扇150，支架120一端设置于机架110周侧，支架120与机架110螺栓连接，无人机主体130设置于支架120上，无人机主体130与支架120螺栓连接，驱动电机140机身均匀设置于远离机架110的支架120一端，驱动电机140与支架120螺栓连接，升降风扇150固定于驱动电机140输出端，升降风扇150与驱动电机140螺纹连接，支架120下端一侧转动设置有起落架121，支架120下端另一侧转动设置有液压缸122，液压缸122缸身转动于起落架121下端，具体的起落架121分别与支架120和液压缸122销轴转动连接，液压缸122控制起落架121的支撑角度，适应各种无人机倾斜面的起落的同时通过液压减震降低着落时的冲击震动。

请参阅图1和3，调节组件300包括导轨架310、翻转轴320、第一电机330、翻转台340和第二电机350，导轨架310对称设置于机架110上，导轨架310一侧对称设置有钳爪311，钳爪311与导轨架310一体成型，钳爪311卡接于机架110表面，具体实施例中，机架110表面设置有凸台，钳爪311通过底部凹槽快速定位于凸台然后通过螺栓固定，翻转轴320两端转动于导轨架310之间，本实施例中，翻转轴320表面贴合导轨架310内弧形轨道，实现翻转轴320的稳定转动，第一电机330机身设置于导轨架310一侧，导轨架310一侧设置有安装台312，安装台312与导轨架310一体成型，第一电机330机身固定于安装台312上，第一电机330与安装台312螺栓连接，具体的第一电机330控制翻转轴320的转动角度。

其中，第一电机330输出端固定于翻转轴320一端，第一电机330与翻转轴320螺栓连接，翻转台340下端固定套接于翻转轴320表面，翻转台340底部设置有垫高块341，翻转台340与垫高块341螺栓连接，具体实施例中，垫高块341提高翻转台340的支撑高度，方便拍摄装置转动过程中与无人机的避让，垫高块341底部设置有卡座342，垫高块341与卡座342螺栓连接，卡座342固定套接于翻转轴320表面，具体实施例中，卡座342通过两个半圆结构套接在翻转轴320表面，通过螺栓将其固定锁死，实现拍摄装置的旋转固定，相比传统的转动结构，此结构可突破无人机机身的限制，实现拍摄装置空间的上下移动，且由于双弧度轨道支撑滑动，提高了拍摄装置的支撑强度，第二电机350机身设置于翻转台340上，第二电机350与翻转台340螺栓连接，第二电机350带动拍摄装置水平360度旋转，进一步增加拍摄角度。

请参阅图1、4和5，平衡组件500包括分布台510、减震器520、减震台530、平衡座540、平衡架550、第三电机560和摄像模块570，分布台510固定于第二电机350输出端，分布台510与第二电机350螺栓连接，具体的分布台510扩展摄像装置的支撑平台范围，方便摄像装置的角度调节，减震器520下端均匀设置于分布台510上，减震台530设置于减震器520上端，分布台510表面均匀设置有支板511，减震器520下端设置于支板511上，减少分布台510的重量，增加支撑面积，减震器520分别与支板511和减震台530螺纹连接，通过这种结构减少飞行过程中气流造成的拍摄装置晃动，提高拍摄稳定性，平衡座540对称设置于减震台530上，平衡座540与减震台530螺栓连接，平衡架550两端转动于平衡座540上端之间。

其中，第三电机560机身设置于平衡座540上端，第三电机560与平衡座540螺栓连接，第三电机560输出端传动于平衡架550上端，第三电机560与平衡架550螺栓连接，第三电机560控制平衡架550小幅转动，配合调整拍摄焦距，使竖直旋转后的拍摄装置机身能够重新调整，远离第三电机560的平衡座540上端设置有转座541，转座541与平衡座540螺栓连接，远离第三电机560的平衡架550上端设置有平衡轴551，平衡轴551与平衡架550螺栓连接，平衡轴551一端转动于转座541内，摄像模块570设置于平衡架550上，平衡架550一侧设置有支撑座552，支撑座552与平衡架550螺栓连接，摄像模块570底部设置有连接座571，摄像模块570与连接座571螺栓连接，连接座571下端转动于支撑座552，连接座571与支撑座552销轴连接，通过支撑座552方便摄像装置的安装角度调节。

其中，支撑座552上端设置有锁紧螺栓553和锁紧螺母554，锁紧螺栓553一端贯穿于连接座571，锁紧螺母554螺接于锁紧螺栓553表面，锁紧螺母554一侧贴合与支撑座552上端，通过这种结构使连接座571和支撑座552固定。

本发明另提供一种无人机立体航线设计方法，其利用上述的无人机，包括以下步骤：

通过第二电机350实现双摄像模块570水平360度拍摄，让双摄像模块570脱离无人机自身角度方向束缚，实时跟踪目标体形状，减少无人机航线轨迹，提高无人机拍摄和飞行效率；

通过第一电机330和第三电机560实现双摄像模块570的竖直180度拍摄，第一电机330带动双摄像模块570机身突破原有仅在目标区域上方拍摄的限制，第三电机560调节双摄像模块570的对焦角度，弥补原竖直方向小角度拍摄导致的图像变形、缺陷等问题；

通过第一电机330、第二电机350和第三电机560共同控制双摄像模块570拍摄角度，提高无人机拍摄相片的范围，增加目标体图像的重叠率，减少无人机的飞行轨迹，提高无人机拍摄和飞行效率。

具体的，该无人机工作原理：使用时，通过导轨架310快速将拍摄装置对称卡入机架110锁死固定，双拍摄平台保持无人机平衡，打开第一电机330带动拍摄装置竖直方向180度转动，突破原有仅在目标区域上方拍摄的限制，通过翻转台340扩展拍摄装置离机高度，减少拍摄障碍限制，打开第二电机350控制拍摄装置水平方向360度转动，通过拍摄角度控制追踪目标物，减少无人机的盘旋自转，通过减震器520，减少无人机拍摄过程中的飞行震动，通过第三电机560控制拍摄装置竖直小幅转动，配合第一电机330对目标物进行拍摄角度调整，拍摄装置可自由的上下移动，突破现有的空间束缚，增加对目标物的拍摄角度，双平台拍摄平衡无人机飞行平衡的同时，单位空间内对目标进行更大区域角度的拍摄，拍摄装置可自由的水平旋转，无需调整无人机飞行角度，通过拍摄装置自身角度调节追踪，实时跟踪目标体形状，无人机航线轨迹更短，无人机拍摄角度大，无人机拍摄调节更方便。

需要说明的是，无人机主体130、驱动电机140、第一电机330、第二电机350、第三电机560和摄像模块570具体的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘述。

无人机主体130、驱动电机140、第一电机330、第二电机350、第三电机560和摄像模块570的供电及其原理对本领域技术人员来说是清楚的，在此不予详细说明。

以上仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。

Claims (10)

1.一种无人机，其特征在于，包括：

飞行组件（100），所述飞行组件（100）包括机架（110）、支架（120）、无人机主体（130）、驱动电机（140）和升降风扇（150），所述支架（120）一端设置于所述机架（110）周侧，所述无人机主体（130）设置于所述支架（120）上，所述驱动电机（140）机身均匀设置于远离所述机架（110）的所述支架（120）一端，所述升降风扇（150）固定于所述驱动电机（140）输出端；

调节组件（300），所述调节组件（300）包括导轨架（310）、翻转轴（320）、第一电机（330）、翻转台（340）和第二电机（350），所述导轨架（310）对称设置于机架（110）上，所述翻转轴（320）两端转动于所述导轨架（310）之间，所述第一电机（330）机身设置于导轨架（310）一侧，所述第一电机（330）输出端固定于所述翻转轴（320）一端，所述翻转台（340）下端固定套接于所述翻转轴（320）表面，所述第二电机（350）机身设置于所述翻转台（340）上；

平衡组件（500），所述平衡组件（500）包括分布台（510）、减震器（520）、减震台（530）、平衡座（540）、平衡架（550）、第三电机（560）和摄像模块（570），所述分布台（510）固定于所述第二电机（350）输出端，所述减震器（520）下端均匀设置于所述分布台（510）上，所述减震台（530）设置于所述减震器（520）上端，所述平衡座（540）对称设置于所述减震台（530）上，所述平衡架（550）两端转动于所述平衡座（540）上端之间，所述第三电机（560）机身设置于所述平衡座（540）上端，所述第三电机（560）输出端传动于所述平衡架（550）上端，所述摄像模块（570）设置于所述平衡架（550）上。

2.根据权利要求1所述的一种无人机，其特征在于，所述支架（120）下端一侧转动设置有起落架（121），所述支架（120）下端另一侧转动设置有液压缸（122），所述液压缸（122）缸身转动于所述起落架（121）下端。

3.根据权利要求1所述的一种无人机，其特征在于，所述导轨架（310）一侧对称设置有钳爪（311），所述钳爪（311）卡接于所述机架（110）表面。

4.根据权利要求1所述的一种无人机，其特征在于，所述导轨架（310）一侧设置有安装台（312），所述第一电机（330）机身固定于所述安装台（312）上。

5.根据权利要求1所述的一种无人机，其特征在于，所述翻转台（340）底部设置有垫高块（341），所述垫高块（341）底部设置有卡座（342），所述卡座（342）固定套接于所述翻转轴（320）表面。

6.根据权利要求1所述的一种无人机，其特征在于，所述分布台（510）表面均匀设置有支板（511），所述减震器（520）下端设置于所述支板（511）上。

7.根据权利要求1所述的一种无人机，其特征在于，远离所述第三电机（560）的所述平衡座（540）上端设置有转座（541），远离所述第三电机（560）的所述平衡架（550）上端设置有平衡轴（551），所述平衡轴（551）一端转动于所述转座（541）内。

8.根据权利要求1所述的一种无人机，其特征在于，所述平衡架（550）一侧设置有支撑座（552），所述摄像模块（570）底部设置有连接座（571），所述连接座（571）下端转动于所述支撑座（552）。

9.根据权利要求8所述的一种无人机，其特征在于，所述支撑座（552）上端设置有锁紧螺栓（553）和锁紧螺母（554），所述锁紧螺栓（553）一端贯穿于所述连接座（571），所述锁紧螺母（554）螺接于所述锁紧螺栓（553）表面，所述锁紧螺母（554）一侧贴合与所述支撑座（552）上端。

10.一种无人机立体航线设计方法，其利用权利要求1-9任意一项所述的一种无人机，其特征在于，包括以下方法：

通过第二电机（350）实现双摄像模块（570）水平360度拍摄，让双摄像模块（570）脱离无人机自身角度方向束缚，实时跟踪目标体形状，减少无人机航线轨迹；

通过第一电机（330）和第三电机（560）实现双摄像模块（570）的竖直180度拍摄，第一电机（330）带动双摄像模块（570）机身突破原有仅在目标区域上方拍摄的限制，第三电机（560）调节双摄像模块（570）的对焦角度，弥补原竖直方向小角度拍摄导致的图像变形、缺陷问题；

通过第一电机（330）、第二电机（350）和第三电机（560）共同控制双摄像模块（570）拍摄角度，提高无人机拍摄相片的范围，增加目标体图像的重叠率，减少无人机的飞行轨迹。

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