一种基于无人机的航空物探数据采集装置及使用方法与流程

1.本发明涉及数据采集，更具体地说是一种基于无人机的航空物探数据采集装置及使用方法。


背景技术：

2.数据采集中，采集的数据视频或者音频数据，也包括一些温度等，有时还需要采集一些样品，而有些数据采集的地点不利于人工作业，因此需要借助无人机等辅助设备完成数据的采集，随着数据采集要求的提高，对应的对无人机的要求也越来越高，需要无人机能够携带多种数据采集设备，并且能够根据不同的使用需求，调整数据采集的位置。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种基于无人机的航空物探数据采集装置及使用方法，可以根据不同的使用需求，携带不同的数据采集设备，并根据不同的使用需求调整数据采集装置的位置。
4.本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种基于无人机的航空物探数据采集装置，包括支撑环ⅰ，支撑环ⅰ上转动连接有两个旋转环ⅰ，支撑环ⅰ上固定连接有驱动旋转环ⅰ进行转动的动力机构ⅰ，动力机构ⅰ优选为伺服电机；旋转环ⅰ上转动连接有转动座，旋转环ⅰ上固定连接有驱动转动座进行转动的动力机构ⅱ，动力机构ⅱ优选为伺服电机，转动座上转动连接有摆动臂ⅰ，转动座上固定连接有驱动摆动臂ⅰ进行摆动的动力机构ⅲ，动力机构ⅲ优选为伺服电机，摆动臂ⅰ上铰接有摆动座，摆动臂ⅰ上固定连接有驱动摆动座进行摆动的动力机构ⅳ，动力机构ⅳ优选为伺服电机，摆动座上转动连接有转动座，摆动座上固定连接有驱动转动座进行转动的动力机构
ⅴ
，动力机构
ⅴ
优选为伺服电机，转动座上固定连接有采集装置；采集装置为摄像设备、音频采集设备或者传感器；采集装置为机械夹手；支撑环ⅰ内设置有伸缩支架，伸缩支架上转动连接有丝杆，丝杆两端的螺纹旋向相反，伸缩支架上固定连接有驱动丝杆进行转动的动力机构ⅵ，动力机构ⅵ优选为伺服电机，丝杆的两端均通过螺纹连接有伸缩筒，两个伸缩筒的外端均固定连接有球体，伸缩支架上滑动连接有多个扩张座，多个扩张座和两个伸缩筒之间铰接有多个连杆，多个扩张座均滑动连接在支撑环ⅰ上，扩张座和支撑环ⅰ之间固定连接有压缩弹簧ⅰ；支撑环ⅰ上固定连接有支撑环ⅱ，支撑环ⅱ上转动连接有稳定环，支撑环ⅱ上固定连接有驱动稳定环进行转动的动力机构ⅶ，动力机构ⅶ优选为伺服电机；两个伸缩筒上均转动连接有旋转环ⅱ，每个旋转环ⅱ上均固定连接有多个伸缩机构，伸缩筒上固定连接有驱动旋转环ⅱ进行转动的动力机构
ⅷ
，动力机构
ⅷ
优选为伺服电机；
两个球体上均间隙配合有圆弧腔体，两个圆弧腔体上均转动连接有圆弧壳体，伸缩机构的伸缩端和圆弧壳体之间固定连接有压缩弹簧ⅱ；两个圆弧腔体上均铰接有两个摆动臂ⅱ，每个摆动臂ⅱ上均固定连接有转动支架，每个转动支架上均转动连接有叶轮，圆弧腔体上固定连接有驱动摆动臂ⅱ进行摆动的动力机构
ⅸ
，动力机构
ⅸ
优选为伺服电机。
5.一种基于无人机的航空物探数据采集装置的使用方法，该方法包括以下步骤：步骤一：通过多个叶轮转动产生升力，驱动装置运动到指定的采集位置；步骤二：驱动转动座和摆动臂ⅰ进行运动，带动采集装置进行运动，调整采集装置的位置；步骤三：采集装置完成数据的采集。
附图说明
6.下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。
7.图1是本发明的基于无人机的航空物探数据采集装置使用方法示意图；图2是本发明的基于无人机的航空物探数据采集装置结构示意图；图3是本发明的基于无人机的航空物探数据采集装置内部结构示意图；图4是本发明的支撑环结构示意图；图5是本发明的伸缩支架结构示意图；图6是本发明的稳定环结构示意图；图7是本发明的摆动盘结构示意图；图8是本发明的圆弧壳体结构示意图；图9是本发明的伸缩筒结构示意图；图10是本发明的圆弧壳体剖视图结构示意图。
8.图中：支撑环ⅰ11；旋转环ⅰ12；转动座21；摆动臂ⅰ22；摆动座23；转动座24；采集装置25；伸缩支架31；丝杆32；伸缩筒33；球体34；连杆35；扩张座36；支撑环ⅱ41；稳定环42；旋转环ⅱ51；伸缩机构52；圆弧腔体61；圆弧壳体62；摆动臂ⅱ71；转动支架72；叶轮73。
实施方式
9.下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
10.如图1至10所示，下面对一种基于无人机的航空物探数据采集装置的结构和功能进行详细的说明；一种基于无人机的航空物探数据采集装置，包括支撑环ⅰ11，支撑环ⅰ11上转动连接有两个旋转环ⅰ12，支撑环ⅰ11上固定连接有驱动旋转环ⅰ12进行转动的动力机构ⅰ，动力机构ⅰ优选为伺服电机；
旋转环ⅰ12上转动连接有转动座21，旋转环ⅰ12上固定连接有驱动转动座21进行转动的动力机构ⅱ，动力机构ⅱ优选为伺服电机，转动座21上转动连接有摆动臂ⅰ22，转动座21上固定连接有驱动摆动臂ⅰ22进行摆动的动力机构ⅲ，动力机构ⅲ优选为伺服电机，摆动臂ⅰ22上铰接有摆动座23，摆动臂ⅰ22上固定连接有驱动摆动座23进行摆动的动力机构ⅳ，动力机构ⅳ优选为伺服电机，摆动座23上转动连接有转动座24，摆动座23上固定连接有驱动转动座24进行转动的动力机构
ⅴ
，动力机构
ⅴ
优选为伺服电机，转动座24上固定连接有采集装置25；使用时，当装置运动到指定的位置后，启动动力机构ⅰ，动力机构ⅰ的输出轴开始转动，动力机构ⅰ的输出轴带动旋转环ⅰ12进行转动，旋转环ⅰ12带动转动座21进行转动，转动座21带动摆动臂ⅰ22进行运动，摆动臂ⅰ22带动摆动座23进行运动，摆动座23带动转动座24进行运动，转动座24带动采集装置25进行运动，进而使得采集装置25运动到不同的位置；启动动力机构ⅱ，动力机构ⅱ的输出轴开始转动，动力机构ⅱ的输出轴带动转动座21进行转动，转动座21带动摆动臂ⅰ22进行运动，摆动臂ⅰ22带动摆动座23进行运动，摆动座23带动转动座24进行运动，转动座24带动采集装置25进行运动，进而使得采集装置25运动到不同的位置；启动动力机构ⅲ，动力机构ⅲ的输出轴开始转动，动力机构ⅲ的输出轴带动摆动臂ⅰ22进行运动，摆动臂ⅰ22带动摆动座23进行运动，摆动座23带动转动座24进行运动，转动座24带动采集装置25进行运动，进而使得采集装置25运动到不同的位置；启动动力机构ⅳ，动力机构ⅳ的输出轴开始转动，动力机构ⅳ的输出轴带动摆动座23进行摆动，摆动座23带动转动座24进行运动，转动座24带动采集装置25进行运动，进而使得采集装置25运动到不同的位置；启动动力机构
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，动力机构
ⅴ
的输出轴开始转动，动力机构
ⅴ
的输出轴带动转动座24进行转动，转动座24带动采集装置25进行运动，进而使得采集装置25运动到不同的位置；进一步的，采集装置25可以是摄像设备、音频采集设备或者传感器，摄像设备可以对视频数据进行采集，音频采集可以对音频数据进行采集，传感器可以对温度等信息进行采集；进一步的，采集装置25可以是机械夹手，机械夹手可以是现有技术中的机械手，用于对物体的样品进行装夹采集；进一步的，当采集装置25为机械夹手时，为了保证样品的隐藏携带，可以启动动力机构ⅰ、动力机构ⅱ、动力机构ⅲ、动力机构ⅳ和动力机构
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，驱动采集装置25进行运动，使得采集装置25运动到支撑环ⅰ11的内部，进而通过两个圆弧壳体62对支撑环ⅰ11的侧边进行扣合，进而完成样品的封闭携带运输；支撑环ⅰ11内设置有伸缩支架31，伸缩支架31上转动连接有丝杆32，丝杆32两端的螺纹旋向相反，伸缩支架31上固定连接有驱动丝杆32进行转动的动力机构ⅵ，动力机构ⅵ优选为伺服电机，丝杆32的两端均通过螺纹连接有伸缩筒33，两个伸缩筒33的外端均固定连接有球体34，伸缩支架31上滑动连接有多个扩张座36，多个扩张座36和两个伸缩筒33之间铰接有多个连杆35，多个扩张座36均滑动连接在支撑环ⅰ11上，扩张座36和支撑环ⅰ11之间固定连接有压缩弹簧ⅰ；
支撑环ⅰ11上固定连接有支撑环ⅱ41，支撑环ⅱ41上转动连接有稳定环42，支撑环ⅱ41上固定连接有驱动稳定环42进行转动的动力机构ⅶ，动力机构ⅶ优选为伺服电机；两个伸缩筒33上均转动连接有旋转环ⅱ51，每个旋转环ⅱ51上均固定连接有多个伸缩机构52，伸缩筒33上固定连接有驱动旋转环ⅱ51进行转动的动力机构
ⅷ
，动力机构
ⅷ
优选为伺服电机；两个球体34上均间隙配合有圆弧腔体61，两个圆弧腔体61上均转动连接有圆弧壳体62，伸缩机构52的伸缩端和圆弧壳体62之间固定连接有压缩弹簧ⅱ；两个圆弧腔体61上均铰接有两个摆动臂ⅱ71，每个摆动臂ⅱ71上均固定连接有转动支架72，每个转动支架72上均转动连接有叶轮73，圆弧腔体61上固定连接有驱动摆动臂ⅱ71进行摆动的动力机构
ⅸ
，动力机构
ⅸ
优选为伺服电机；如图3所示，当需要装置在天空上进行飞行时，启动四个叶轮73，四个叶轮73转动产生一定的升力，进而驱动装置在空中进行飞行；进一步的，可以启动动力机构
ⅸ
，动力机构
ⅸ
的输出轴开始转动，动力机构
ⅸ
的输出轴带动摆动臂ⅱ71进行运动，摆动臂ⅱ71带动转动支架72进行运动，转动支架72带动叶轮73进行运动，进而调整叶轮73的位置，满足不同的使用需求；进一步的，如图3所示，四个叶轮73可以在摆动臂ⅱ71的带动下进行运动，将摆动臂ⅱ71收纳到稳定环42的内侧，稳定环42对叶轮73的外部进行保护，即当发生碰撞时，先和稳定环42的外侧碰撞，进而对叶轮73产生一定的保护；进一步的，当需要装置产生一定的倾斜飞行时，即需要转向或者倾斜飞升时，启动伸缩机构52，伸缩机构52可以是液压缸或者电动推杆，伸缩机构52的伸缩端带动压缩弹簧ⅱ进行运动，对压缩弹簧ⅱ进行拉动，压缩弹簧ⅱ对圆弧壳体62进行拉动，圆弧壳体62带动圆弧腔体61进行运动，使得圆弧腔体61产生一定的偏转，圆弧腔体61带动对应的摆动臂ⅱ71进行运动，进而调整叶轮73的倾斜方向，进而完成不同方向上的飞行；进一步的，由于在数据采集的过程中，需要装置稳定，即需要装置处于一个相对静止的状态，保证数据采集的稳定，进而可以启动动力机构ⅶ，动力机构ⅶ的输出轴开始转动，动力机构ⅶ的输出轴带动稳定环42进行转动，稳定环42转动产生离心力，产生横向的离心力，利用转动惯量，使得装置稳定在一定的位置；进一步的，圆弧腔体61上固定连接有驱动圆弧壳体62进行转动的电机，启动电机，电机的输出轴带动圆弧壳体62进行转动，圆弧壳体62转动产生离心力，产生竖向的离心力，利用转动惯量，使得装置稳定在一定的位置；进一步的，为了保证装置在飞行过程中的稳定，减少风阻，同时也为了减少对采集装置25的损坏，或者减少对采集装置25上装夹的样品的损坏；设置有能够相互扣合的圆弧壳体62，启动动力机构ⅵ，动力机构ⅵ的输出轴开始转动，动力机构ⅵ的输出轴带动丝杆32进行转动，丝杆32转动时通过螺纹带动两个伸缩筒33相互靠近，两个伸缩筒33分别带动两个球体34相互靠近，两个球体34带动两个圆弧腔体61相互靠近，两个圆弧腔体61带动两个圆弧壳体62相互靠近，两个圆弧壳体62闭合在支撑环ⅰ11上，进而在装置飞行的过程中，采集装置25在转动座21和摆动臂ⅰ22的驱动下，收纳在圆弧壳体62内，两个圆弧壳体62和支撑环ⅰ11组成一个完整的球体，在减少飞行风阻的同时，也对采集装置25产生一定的保护和隐藏目的；
当装置运动到指定的位置后，启动动力机构ⅵ，使得两个圆弧壳体62分离，采集装置25在转动座21和摆动臂ⅰ22的驱动下，采集装置25露出，完成数据的采集。
11.一种基于无人机的航空物探数据采集装置的使用方法，该方法包括以下步骤：步骤一：通过多个叶轮73转动产生升力，驱动装置运动到指定的采集位置；步骤二：驱动转动座21和摆动臂ⅰ22进行运动，带动采集装置25进行运动，调整采集装置25的位置；步骤三：采集装置25完成数据的采集。

技术特征：
1.一种基于无人机的航空物探数据采集装置，包括支撑环ⅰ（11），其特征在于：所述支撑环ⅰ（11）上转动连接有两个旋转环ⅰ（12），旋转环ⅰ（12）上转动连接有转动座（21），转动座（21）上转动连接有摆动臂ⅰ（22），摆动臂ⅰ（22）上铰接有摆动座（23），摆动座（23）上转动连接有转动座（24），转动座（24）上固定连接有采集装置（25）。2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的航空物探数据采集装置，其特征在于：所述采集装置（25）为摄像设备、音频采集设备或者传感器。3.根据权利要求1所述的一种基于无人机的航空物探数据采集装置，其特征在于：所述采集装置（25）为机械夹手。4.根据权利要求1所述的一种基于无人机的航空物探数据采集装置，其特征在于：所述支撑环ⅰ（11）内设置有伸缩支架（31），伸缩支架（31）上转动连接有丝杆（32），丝杆（32）两端的螺纹旋向相反，丝杆（32）的两端均通过螺纹连接有伸缩筒（33），两个伸缩筒（33）的外端均固定连接有球体（34）。5.根据权利要求4所述的一种基于无人机的航空物探数据采集装置，其特征在于：所述伸缩支架（31）上滑动连接有多个扩张座（36），多个扩张座（36）和两个伸缩筒（33）之间铰接有多个连杆（35），多个扩张座（36）均滑动连接在支撑环ⅰ（11）上，扩张座（36）和支撑环ⅰ（11）之间固定连接有压缩弹簧ⅰ。6.根据权利要求5所述的一种基于无人机的航空物探数据采集装置，其特征在于：所述支撑环ⅰ（11）上固定连接有支撑环ⅱ（41），支撑环ⅱ（41）上转动连接有稳定环（42）。7.根据权利要求6所述的一种基于无人机的航空物探数据采集装置，其特征在于：两个伸缩筒（33）上均转动连接有旋转环ⅱ（51），每个旋转环ⅱ（51）上均固定连接有多个伸缩机构（52）。8.根据权利要求7所述的一种基于无人机的航空物探数据采集装置，其特征在于：两个球体（34）上均间隙配合有圆弧腔体（61），两个圆弧腔体（61）上均转动连接有圆弧壳体（62），伸缩机构（52）的伸缩端和圆弧壳体（62）之间固定连接有压缩弹簧ⅱ。9.根据权利要求8所述的一种基于无人机的航空物探数据采集装置，其特征在于：两个圆弧腔体（61）上均铰接有两个摆动臂ⅱ（71），每个摆动臂ⅱ（71）上均固定连接有转动支架（72），每个转动支架（72）上均转动连接有叶轮（73）。10.使用权利要求9所述的一种基于无人机的航空物探数据采集装置的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤一：通过多个叶轮（73）转动产生升力，驱动装置运动到指定的采集位置；步骤二：驱动转动座（21）和摆动臂ⅰ（22）进行运动，带动采集装置（25）进行运动，调整采集装置（25）的位置；步骤三：采集装置（25）完成数据的采集。

技术总结
本发明涉及数据采集，更具体的说是一种基于无人机的航空物探数据采集装置及使用方法，该方法包括以下步骤：步骤一：通过多个叶轮转动产生升力，驱动装置运动到指定的采集位置；步骤二：驱动转动座和摆动臂Ⅰ进行运动，带动采集装置进行运动，调整采集装置的位置；步骤三：采集装置完成数据的采集；可以根据不同的使用需求，携带不同的数据采集设备，并根据不同的使用需求调整数据采集装置的位置。使用需求调整数据采集装置的位置。使用需求调整数据采集装置的位置。


技术研发人员：张韶丽 徐海华 聂坤
受保护的技术使用者：张韶丽
技术研发日：2023.04.17
技术公布日：2023/6/27