一种无人机搭载的空中三维扫描仪的制作方法

1.本发明属于三维扫描仪辅助技术领域，具体为一种无人机搭载的空中三维扫描仪。


背景技术：

2.无人机搭载三维扫描仪可实现对指定区域的三维扫描，形成高精度高分辨率的数字地形模型，相比较gps，在测绘领域，具有高效率、高精度和低成本等优势；目前，用于无人机搭载的空中三维扫描仪一般安装在无人机下方，工作时，扫描仪被带动进行工作，由于扫描仪体积相对较大，因此，除了在无人机起飞阶段消耗电能，在无人机水平机动时，横截面积较大的扫描仪会增大无人机飞行时的风阻，造成无人机电力消耗倍增，不仅降低了无人机的续航时间，其安全性也无法得到保证。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种无人机搭载的空中三维扫描仪，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种无人机搭载的空中三维扫描仪，包括无人机和三维扫描仪，所述无人机的底部安装有支架，所述支架的内侧面固定安装有固定块，所述固定块的内部固定安装有分流块，所述固定块的前后两侧依次开设有进风槽和出风槽，所述固定块内部的前后两侧依次开设有一号风道和二号风道，所述支架的内侧面开设有通槽，所述支架内腔的底部安装有引导块，所述支架的内部固定安装有固定筒，所述固定筒的内部活动套接有套筒和一号弹簧，所述套筒的底部固定连接有防护板，所述套筒的外表面固定连接有上卡块，所述支架内腔的中部设置有自锁组件；
5.所述自锁组件包括容纳柱，所述容纳柱的内部通过二号弹簧密封安装有一号活塞，所述容纳柱的正面固定连接有连接筒，所述连接筒的内部密封套设有二号活塞和三号弹簧，所述传动液和连接筒的内部均填充有传动液，所述二号活塞的正面固定连接有连接柱，所述连接柱的两端均固定连接有下卡块，所述上卡块和下卡块上下挤压接触。
6.优选地，所述固定筒的数量为两个且分别固定连接在支架内腔顶部的左右两侧，所述固定筒外表面朝向连接筒的一侧开设有卡槽，所述套筒的外表面设有适配卡接于卡槽的凸起。
7.优选地，所述固定块的数量为三个，三个所述固定块依次安装在支架内侧面的左侧、右侧和顶部，所述固定块的正面固定连接导流块，所述导流块的形状为三角形。
8.优选地，所述容纳柱和连接筒的内部连通，所述传动液密封填充于一号活塞和二号活塞之间。
9.优选地，所述二号弹簧的上下两端依次与容纳柱和一号活塞弹性连接，所述二号弹簧被压缩设置在容纳柱的内部，所述三号弹簧活动套接在二号活塞的外表面，所述三号弹簧的前后两端依次与连接筒和二号活塞连接，所述三号弹簧被压缩设置在容纳柱的内
部。
10.优选地，所述一号弹簧被压缩设置在套筒的内部，所述套筒的顶端与固定筒内壁的顶部挤压接触，所述一号弹簧的两端分别与固定筒和套筒弹性连接。
11.优选地，所述防护板的数量为两个且依次分布在支架内腔的左右两侧，所述防护板由橡胶块制成，所述防护板的宽度值等于通槽的上下高度值。
12.优选地，所述分流块的形状纵截面形状为半圆形，所述分流块的凸面朝前，所述进风槽开设于固定块正面的顶部，所述出风槽开设于固定块背面的底部。
13.本发明的有益效果如下：
14.1、本发明通过设置有固定块来降低来自三维扫描仪的飞行风阻，当固定块在工作时，通过设置导流块将来自固定块前方的气流斜向上引导，降低固定块和三维扫描仪的风阻，通过开设有进风槽将向后流动的气流引导进入固定块的内腔，通过设置有分流块将进入固定块内腔的气流一分为二：a1、a2，很明显a1的路径长于a2，因此a1的流速大于a2的流速，所以，分流块正面的压强小于背面的压强，使固定块整体具有向前的压力，此压力向前作用于无人机和三维扫描仪整体，从而有效降低了无人机在向前飞行时的阻力，有效降低了无人机的飞行电力消耗。
15.2、然后，通过设置有容纳柱在装置炸机失控时呈自由落体状态，通过设置有一号活塞由于惯性向上移动并压缩二号弹簧，使同时被压缩的三号弹簧失去限制并带动二号活塞向后移动，带动连接柱和下卡块向后移动，使下卡块与上卡块错开，通过下卡块与上卡块的交错并不再卡接限位，使套筒整体失去支撑力，一号弹簧开始恢复并带动套筒和防护板向下移动，防护板经过通槽和引导块的引导，开始沿着支架内侧面的左右两侧水平伸出并阻挡在三维扫描仪的正下方，从而为三维扫描仪整体提供防护。
16.3、最后，通过在固定块的正面和背面开设有进风槽和出风槽，将经过装置表面的气流分流至固定块的内腔，通过设置有半圆形的分流块，提高进入固定块内腔的气流流速，在气流与三维扫描仪的表面接触过程中，加快三维扫描仪在工作时产生热量的消耗速度，达到更快的散热能力，此外，通过设置有三角形设计的导流块将与导流块接触的气流斜向上引导并形成对支架向上的推力，辅助无人机在上升时进行动力加成。
附图说明
17.图1为本发明整体结构的正面外观示意图；
18.图2为本发明局部结构的正面剖切示意图；
19.图3为本发明图2中a处结构的放大示意图；
20.图4为本发明局部结构的侧面剖切示意图；
21.图5为本发明图4中b处结构的放大示意图；
22.图6为本发明固定块的内部剖切示意图；
23.图7为本发明结构的局部分离示意图；
24.图8为本发明整体结构的仰视外观示意图。
25.图中：1、无人机；2、支架；3、导流块；4、三维扫描仪；5、通槽；6、引导块；7、固定筒；71、卡槽；8、套筒；9、一号弹簧；10、防护板；11、上卡块；12、固定块；120、进风槽；121、分流块；122、一号风道；123、二号风道；124、出风槽；13、容纳柱；14、二号弹簧；15、一号活塞；16、
传动液；17、连接筒；18、二号活塞；19、三号弹簧；20、连接柱；21、下卡块。
具体实施方式
26.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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.如图1至图8所示，本发明实施例提供了一种无人机搭载的空中三维扫描仪，包括无人机1和三维扫描仪4，无人机1的底部安装有支架2，支架2的内侧面固定安装有固定块12，固定块12的内部固定安装有分流块121，固定块12的前后两侧依次开设有进风槽120和出风槽124，固定块12内部的前后两侧依次开设有一号风道122和二号风道123，支架2的内侧面开设有通槽5，支架2内腔的底部安装有引导块6，支架2的内部固定安装有固定筒7，固定筒7的内部活动套接有套筒8和一号弹簧9，套筒8的底部固定连接有防护板10，套筒8的外表面固定连接有上卡块11，支架2内腔的中部设置有自锁组件；
28.自锁组件包括容纳柱13，容纳柱13的内部通过二号弹簧14密封安装有一号活塞15，容纳柱13的正面固定连接有连接筒17，连接筒17的内部密封套设有二号活塞18和三号弹簧19，传动液16和连接筒17的内部均填充有传动液16，二号活塞18的正面固定连接有连接柱20，连接柱20的两端均固定连接有下卡块21，上卡块11和下卡块21上下挤压接触；
29.本装置在工作时，首先将无人机1控制起飞，带动三维扫描仪4至高空进行作业，启动三维扫描仪4开始对指定区域进行三维扫描和测绘，形成数字模型地图并上传至终端，当无人机1带动三维扫描仪4向前起飞时，通过设置有固定块12将经过固定块12的气流进行导流，使固定块12整体所受的合力向前，并抵消来自三维扫描仪4的风阻；
30.当固定块12在工作时，如图4所示，通过设置导流块3将来自固定块12前方的气流斜向上引导，降低固定块12和三维扫描仪4的风阻，通过开设有进风槽120将向后流动的气流引导进入固定块12的内腔，通过设置有分流块121将进入固定块12内腔的气流一分为二：a1、a2，很明显a1的路径长于a2，因此a1的流速大于a2的流速，所以，分流块121正面的压强小于背面的压强，使固定块12整体具有向前的压力，此压力向前作用于无人机1和三维扫描仪4整体，从而有效降低了无人机1在向前飞行时的阻力。
31.然后，在无人机1失控或炸机时，装置整体失去动力牵引，并呈自由落体状态，此时，容纳柱13的内部，一号活塞15由于惯性向上移动并压缩二号弹簧14，使同时被压缩的三号弹簧19失去限制并带动二号活塞18向后移动，带动连接柱20和下卡块21向后移动，使下卡块21与上卡块11错开，通过下卡块21与上卡块11的交错并不再卡接限位，使套筒8整体失去支撑力，一号弹簧9开始恢复并带动套筒8和防护板10向下移动，防护板10经过通槽5和引导块6的引导，开始沿着支架2内侧面的左右两侧水平伸出并阻挡在三维扫描仪4的正下方，从而为三维扫描仪4整体提供防护。
32.其中，固定筒7的数量为两个且分别固定连接在支架2内腔顶部的左右两侧，固定筒7外表面朝向连接筒17的一侧开设有卡槽71，套筒8的外表面设有适配卡接于卡槽71的凸起；
33.卡槽71与套筒8的外表面凸起卡接适配，方便套筒8连接上卡块11，从而使上卡块
11被下卡块21支撑卡接限位，形成保险，此外，在套筒8带动防护板10向上移动并复位时，一号弹簧9被压缩，套筒8的外表面凸起还能通过卡槽71进行上移定位。
34.其中，固定块12的数量为三个，三个固定块12依次安装在支架2内侧面的左侧、右侧和顶部，固定块12的正面固定连接导流块3，导流块3的形状为三角形；
35.固定块12从上、左、右三个防线包围和固定三维扫描仪4，能够保证三维扫描仪4在被固定时受力均衡，且三个固定块12形成向前的三股合力能够合三为一，增加向前的推力，从而有效抵消来自三维扫描仪4在向前运动时的风阻。
36.其中，容纳柱13和连接筒17的内部连通，传动液16密封填充于一号活塞15和二号活塞18之间；
37.如图4、图5所示，传动液16密封填充于容纳柱13和连接筒17的连通交界处，二号活塞18和一号活塞15通过密封套设的形式保证了传动液16被挤压传动的功能，使一号活塞15在惯性作用下向上移动时，三号弹簧19向后带动二号活塞18能够快速补位，保持对传动液16挤压力。
38.其中，二号弹簧14的上下两端依次与容纳柱13和一号活塞15弹性连接，二号弹簧14被压缩设置在容纳柱13的内部，三号弹簧19活动套接在二号活塞18的外表面，三号弹簧19的前后两端依次与连接筒17和二号活塞18连接，三号弹簧19被压缩设置在容纳柱13的内部；
39.二号弹簧14被压缩从而产生向下的压力并通过一号活塞15作用于传动液16，三号弹簧19被压缩从而产生向后的压力并作用于传动液16，传动液16将两股压力传导并抵消，使装置在正常工作状态下，利用两股压力避免一号活塞15向上移动，形成对连接柱20和下卡块21移动时的保险。
40.其中，一号弹簧9被压缩设置在套筒8的内部，套筒8的顶端与固定筒7内壁的顶部挤压接触，一号弹簧9的两端分别与固定筒7和套筒8弹性连接；
41.一号弹簧9被压缩在套筒8的内部从而产生向下的压力，通过下卡块21对上卡块11进行支撑卡接限位，保持套筒8和防护板10向下移动的趋势和压力，在连接柱20被三号弹簧19带动移动并脱离与上卡块11的接触限位时，一号弹簧9便能带动套筒8和防护板10下移。
42.其中，防护板10的数量为两个且依次分布在支架2内腔的左右两侧，防护板10由橡胶块制成，防护板10的宽度值等于通槽5的上下高度值；
43.如图2所示，两个防护板10分别分布在支架2内腔的左右两侧，在一号弹簧9带动套筒8和防护板10向下移动时，防护板10通过引导块6和通槽5的引导快速水平伸出并阻挡在三维扫描仪4的正下方，实现对三维扫描仪4的自动防护功能。
44.其中，分流块121的形状纵截面形状为半圆形，分流块121的凸面朝前，进风槽120开设于固定块12正面的顶部，出风槽124开设于固定块12背面的底部；
45.如图4所示，半圆形设计的分流块121对进入固定块12内腔的气流一分为二，从而使a1的流速大于a2的流速，造成分流块121前后的压强差，形成向前的推力，有效抵消了来自三维扫描仪4的飞行风阻，降低无人机1的电力消耗。
46.工作原理及使用流程：
47.首先，控制无人机1起飞，在无人机1起飞阶段带动支架2和三维扫描仪4向上移动至至指定高度，启动三维扫描仪4开始对指定区域进行三维扫描和测绘，形成数字模型地图
并上传至终端，无人机1向前飞时，气流经过导流块3倒流向后沿着进风槽120进入固定块12的内腔；
48.然后，如图4所示，气流进入固定块12内腔之后，被分流块121一分为二：a1、a2，很明显a1的路径长于a2，因此a1的流速大于a2的流速，所以，分流块121正面的压强小于背面的压强，使固定块12整体具有向前的压力，此压力向前作用于无人机1和三维扫描仪4整体，从而有效降低了无人机1在向前飞行时的阻力；
49.最后，在无人机1失控或炸机时，装置整体失去上升牵引动力并开始做自由落体运动，此时，容纳柱13的内部由于惯性导致一号活塞15向上移动并压缩二号弹簧14，使传动液16被三号弹簧19产生的回弹力带动二号活塞18向后移动并持续压制传动液16，带动连接柱20和下卡块21向后移动，下卡块21不再对上卡块11卡接限位，如图2和图3所示，一号弹簧9开始带动套筒8和防护板10向下移动，使防护板10在引导块6和通槽5的引导下从左右两个方向水平移动至三维扫描仪4的正下方，在装置下落时，呈水平弹出的防护板10能够为三维扫描仪4提供防护。
50.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
51.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种无人机搭载的空中三维扫描仪，包括无人机(1)和三维扫描仪(4)，所述无人机(1)的底部安装有支架(2)，其特征在于：所述支架(2)的内侧面固定安装有固定块(12)，所述固定块(12)的内部固定安装有分流块(121)，所述固定块(12)的前后两侧依次开设有进风槽(120)和出风槽(124)，所述固定块(12)内部的前后两侧依次开设有一号风道(122)和二号风道(123)，所述支架(2)的内侧面开设有通槽(5)，所述支架(2)内腔的底部安装有引导块(6)，所述支架(2)的内部固定安装有固定筒(7)，所述固定筒(7)的内部活动套接有套筒(8)和一号弹簧(9)，所述套筒(8)的底部固定连接有防护板(10)，所述套筒(8)的外表面固定连接有上卡块(11)，所述支架(2)内腔的中部设置有自锁组件；所述自锁组件包括容纳柱(13)，所述容纳柱(13)的内部通过二号弹簧(14)密封安装有一号活塞(15)，所述容纳柱(13)的正面固定连接有连接筒(17)，所述连接筒(17)的内部密封套设有二号活塞(18)和三号弹簧(19)，所述传动液(16)和连接筒(17)的内部均填充有传动液(16)，所述二号活塞(18)的正面固定连接有连接柱(20)，所述连接柱(20)的两端均固定连接有下卡块(21)，所述上卡块(11)和下卡块(21)上下挤压接触。2.根据权利要求1所述的一种无人机搭载的空中三维扫描仪，其特征在于：所述固定筒(7)的数量为两个且分别固定连接在支架(2)内腔顶部的左右两侧，所述固定筒(7)外表面朝向连接筒(17)的一侧开设有卡槽(71)，所述套筒(8)的外表面设有适配卡接于卡槽(71)的凸起。3.根据权利要求1所述的一种无人机搭载的空中三维扫描仪，其特征在于：所述固定块(12)的数量为三个，三个所述固定块(12)依次安装在支架(2)内侧面的左侧、右侧和顶部，所述固定块(12)的正面固定连接导流块(3)，所述导流块(3)的形状为三角形。4.根据权利要求1所述的一种无人机搭载的空中三维扫描仪，其特征在于：所述容纳柱(13)和连接筒(17)的内部连通，所述传动液(16)密封填充于一号活塞(15)和二号活塞(18)之间。5.根据权利要求1所述的一种无人机搭载的空中三维扫描仪，其特征在于：所述二号弹簧(14)的上下两端依次与容纳柱(13)和一号活塞(15)弹性连接，所述二号弹簧(14)被压缩设置在容纳柱(13)的内部，所述三号弹簧(19)活动套接在二号活塞(18)的外表面，所述三号弹簧(19)的前后两端依次与连接筒(17)和二号活塞(18)连接，所述三号弹簧(19)被压缩设置在容纳柱(13)的内部。6.根据权利要求1所述的一种无人机搭载的空中三维扫描仪，其特征在于：所述一号弹簧(9)被压缩设置在套筒(8)的内部，所述套筒(8)的顶端与固定筒(7)内壁的顶部挤压接触，所述一号弹簧(9)的两端分别与固定筒(7)和套筒(8)弹性连接。7.根据权利要求1所述的一种无人机搭载的空中三维扫描仪，其特征在于：所述防护板(10)的数量为两个且依次分布在支架(2)内腔的左右两侧，所述防护板(10)由橡胶块制成，所述防护板(10)的宽度值等于通槽(5)的上下高度值。8.根据权利要求1所述的一种无人机搭载的空中三维扫描仪，其特征在于：所述分流块(121)的形状纵截面形状为半圆形，所述分流块(121)的凸面朝前，所述进风槽(120)开设于固定块(12)正面的顶部，所述出风槽(124)开设于固定块(12)背面的底部。

技术总结
本发明属于三维扫描仪辅助技术领域，且公开了一种无人机搭载的空中三维扫描仪，包括无人机和三维扫描仪，所述无人机的底部安装有支架，所述支架的内侧面固定安装有固定块，所述固定块的内部固定安装有分流块，所述固定块的前后两侧依次开设有进风槽和出风槽，所述固定块内部的前后两侧依次开设有一号风道和二号风道。本发明通过设置有分流块将进入固定块内腔的气流一分为二：a1、a2，很明显a1的路径长于a2，因此a1的流速大于a2的流速，所以，分流块正面的压强小于背面的压强，使固定块整体具有向前的压力，此压力向前作用于无人机和三维扫描仪整体，从而有效降低了无人机在向前飞行时的阻力，有效降低了无人机的飞行电力消耗。有效降低了无人机的飞行电力消耗。有效降低了无人机的飞行电力消耗。


技术研发人员：郭慧敏
受保护的技术使用者：上海原保高新技术有限公司
技术研发日：2022.10.24
技术公布日：2023/4/5