本實用新型涉及無人機測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有測量裝置的無人機。

背景技術(shù)：

無人機的發(fā)明是人類飛行史上的奇跡，因其靈活性、機動性和隱蔽性，在不斷進行技術(shù)發(fā)展和完善的同時在許多領(lǐng)域得到普遍性的運用，功能也得到進一步的拓展，例如航拍、偵查、定點等等。例如，無人機可以機載多種遙感設(shè)備，如高分辨率CCD數(shù)碼相機、激光掃描儀、輕型光學相機等獲取信息，并通過相應(yīng)的軟件對所獲取的圖像信息進行處理，按照一定精度要求制作成圖像。

在無人機的應(yīng)用技術(shù)中，有幾個環(huán)節(jié)技術(shù)十分重要，包括無人機的起飛、空中控制、離地高度、降落等，這幾個環(huán)節(jié)的技術(shù)直接影響無人機是否能順利使用的關(guān)鍵。例如離地高度，無人機的離地高度過低可能影響到無人機對地面?zhèn)刹?、地形匹配功能的?yīng)用，高度過高因為氣壓和風力的影響可能直接造成無人機的失控，所以科學實時的測量出無人機的離地高度十分有必要，在實際應(yīng)用中，為適應(yīng)測繪測量的需求，對無人機的高度數(shù)據(jù)需要具有高精度的要求。

無人機目前使用的高度測量裝置主要有氣壓高度計、激光測量裝置等。相對于氣壓高度計測量范圍寬、但誤差較大的問題，激光測量裝置是較為理想的高度測量裝置。

但是，無人機在飛行時，由于無人機的飛行姿態(tài)總在不斷地變化，導(dǎo)致安裝在無人機上的激光測量裝置的測量頭測量的距離數(shù)據(jù)存在一定的誤差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種具有測量裝置的無人機，能夠保證無人機在飛行時測量的高度數(shù)據(jù)的準確性。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種具有測量裝置的無人機，所述具有測量裝置的無人機包括機體、安裝在所述機體上的調(diào)節(jié)裝置，所述調(diào)節(jié)裝置包括固定件和用于調(diào)節(jié)所述固定件在無人機飛行時處于豎直狀態(tài)的調(diào)節(jié)組件，所述固定件上安裝有激光測距裝置。

優(yōu)選地，所述激光測距裝置包括激光發(fā)生器、準直透鏡、接收物鏡和光電轉(zhuǎn)換器，所述激光發(fā)生器產(chǎn)生的測量光束經(jīng)所述準直透鏡轉(zhuǎn)折后投射到被測物表面形成光斑，所述接收物鏡接收被測物反射的光束，所述光電轉(zhuǎn)換器對所述接收物鏡上的成像進行光電轉(zhuǎn)換，所述接收物鏡的光軸平行于所述準直透鏡投射到被測物上的光束。

優(yōu)選地，所述光電轉(zhuǎn)換器采用雪崩光電二極管或者PIN光電二極管作為光敏元件。

優(yōu)選地，所述調(diào)節(jié)組件包括第一調(diào)節(jié)件、能夠驅(qū)動所述第一調(diào)節(jié)件繞垂直于YZ平面的方向轉(zhuǎn)動的第一驅(qū)動件、第二調(diào)節(jié)件和安裝在所述第一調(diào)節(jié)件上并且能夠驅(qū)動所述第二調(diào)節(jié)件繞垂直于XZ平面的方向轉(zhuǎn)動的第二驅(qū)動件，所述第二調(diào)節(jié)件上安裝有所述固定件。

優(yōu)選地，所述第一驅(qū)動件固定安裝在連接件上，所述第一調(diào)節(jié)件通過轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動地安裝在所述連接件上，所述第一驅(qū)動件與所述第一調(diào)節(jié)件傳動連接，以驅(qū)動所述第一調(diào)節(jié)件圍繞所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。

優(yōu)選地，所述第一調(diào)節(jié)件包括相互垂直連接的第一安裝板和第二安裝板，所述轉(zhuǎn)軸安裝在所述第一安裝板上，所述第二驅(qū)動件安裝在所述第二安裝板上，所述第一驅(qū)動件的輸出軸通過驅(qū)動板與所述第一安裝板傳動連接。

優(yōu)選地，所述第一驅(qū)動件為舵機，所述驅(qū)動板的一端與所述舵機的擺臂鉸接連接，所述驅(qū)動板的另一端與所述第二安裝板鉸接連接。

優(yōu)選地，所述第二調(diào)節(jié)件包括第三安裝板，所述第三安裝板與所述第二驅(qū)動件傳動連接。

優(yōu)選地，所述第二驅(qū)動件為舵機，所述舵機的擺臂與所述第三安裝板固定連接。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)的不同之處在于，本實用新型提供的具有測量裝置的無人機通過在機體上安裝調(diào)節(jié)裝置，調(diào)節(jié)裝置可以使其固定件在無人機飛行時始終保持豎直狀態(tài)，然后通過安裝在固定件上的激光測距裝置即可準確地測量無人機在飛行時的高度數(shù)據(jù)。

附圖說明

圖1是本實用新型提供的一種實施方式的具有測量裝置的無人機的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1所示的具有測量裝置的無人機的激光測距裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖1所示的具有測量裝置的無人機的調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖標記說明：

1-機體；2-調(diào)節(jié)裝置；3-固定件；4-激光測距裝置；5-激光發(fā)生器；6-準直透鏡；7-接收物鏡；8-光電轉(zhuǎn)換器；9-被測物；10-第一調(diào)節(jié)件；11-第一驅(qū)動件；12-第二調(diào)節(jié)件；13-第二驅(qū)動件；14-連接件；15-轉(zhuǎn)軸；16-第一安裝板；17-第二安裝板；18-驅(qū)動板。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施方式對本實用新型進一步說明。但這些例舉性實施方式的用途和目的僅用來例舉本實用新型，并非對本實用新型的實際保護范圍構(gòu)成任何形式的任何限定，更非將本實用新型的保護范圍局限于此。

在本實用新型中限定了一些方位詞，在未作出相反說明的情況下，所使用的方位詞如“上、下、左、右”是指本實用新型提供的具有測量裝置的無人機在正常使用情況下定義的，其中左右方向與附圖3中所示X方向一致，上下方向與附圖3中所述的Z方向一致。“內(nèi)、外”是指相對于各零部件本身輪廓的內(nèi)外。這些方位詞是為了便于理解而采用的，因而不構(gòu)成對本實用新型保護范圍的限制。

適當參考圖1所示，本實用新型提供的基本實施方式的具有測量裝置的無人機包括機體1、安裝在所述機體1上的調(diào)節(jié)裝置2，所述調(diào)節(jié)裝置2包括固定件3和用于調(diào)節(jié)所述固定件3在無人機飛行時處于豎直狀態(tài)的調(diào)節(jié)組件，所述固定件3上安裝有激光測距裝置4。

上述實施方式提供的具有測量裝置的無人機在飛行過程中需要測量高度時，首先通過安裝在機體1上的調(diào)節(jié)裝置2，調(diào)節(jié)裝置2調(diào)整固定件3的角度，使其在無人機飛行時始終保持豎直狀態(tài)，從而使得安裝在固定件3上的激光測距裝置4向下發(fā)出的光線保持豎直狀態(tài)，從而可以準確地測量無人機在飛行時的高度數(shù)據(jù)。

在本實用新型中，所述激光測距裝置4可以采用現(xiàn)有的任何適當?shù)难b置。

在本實用新型的一個優(yōu)選實施方式中，如圖2所示，所述激光測距裝置4包括激光發(fā)生器5、準直透鏡6、接收物鏡7和光電轉(zhuǎn)換器8，所述激光發(fā)生器5產(chǎn)生的測量光束經(jīng)所述準直透鏡6轉(zhuǎn)折后投射到被測物9表面形成光斑，所述接收物鏡7接收被測物9反射的光束，所述光電轉(zhuǎn)換器8對所述接收物鏡7上的成像進行光電轉(zhuǎn)換，所述接收物鏡7的光軸平行于所述準直透鏡6投射到被測物9上的光束。

在上述實施方式中，所述準直透鏡6可以為一平行棱鏡，該平行棱鏡包括相互平行的兩個反射面，激光發(fā)生器5出射的測量光束投射到一個反射面上并經(jīng)過另一反射面射出成為投射向被測物9的光束。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可很容易想到，在其它實施方式中，準直透鏡6也可采用兩個反射鏡，只要該兩個反射鏡的反射面相互平行既能實現(xiàn)本實施方式中平行棱鏡的功能。

本實用新型通過使用上述結(jié)構(gòu)的激光測距裝置4，由于接收物鏡7的光軸平行于準直透鏡6投射到被測物9上的光束，且兩個光束距離很近，因此可以忽略在近距離的成像光斑中心偏移量，在遠距離和近距離，光斑中心都不偏移，從而減小了超近距離的測距“盲區(qū)”，也提高了超近距離的測量穩(wěn)定性，使得應(yīng)用范圍更廣。

在本實用新型中，所述光電轉(zhuǎn)換器8優(yōu)選采用雪崩光電二極管或者PIN光電二極管作為光敏元件。

在本實用新型中使用的調(diào)節(jié)組件也可以采用任何能夠改變固定件角度的適當結(jié)構(gòu)。在本實用新型的一個優(yōu)選實施方式中，所述調(diào)節(jié)組件包括第一調(diào)節(jié)件10、能夠驅(qū)動所述第一調(diào)節(jié)件10繞垂直于YZ平面的方向轉(zhuǎn)動的第一驅(qū)動件11、第二調(diào)節(jié)件12和安裝在所述第一調(diào)節(jié)件10上并且能夠驅(qū)動所述第二調(diào)節(jié)件12繞垂直于XZ平面的方向轉(zhuǎn)動的第二驅(qū)動件13，所述第二調(diào)節(jié)件12上安裝有所述固定件3。

其中所述YZ平面，即圖3中所示的Y軸和Z軸構(gòu)成的平面，垂直于YZ平面的方向，即平行于X軸的方向，所述XZ平面，即圖3中所示的X軸和Z軸構(gòu)成的平面，垂直于XZ平面的方向，即平行于Y軸的方向。圖中所示的Z軸方向，為調(diào)節(jié)裝置2安裝在無人機上、并且無人機的機臂處于水平狀態(tài)時的豎直方向，即Z軸方向為無人機機臂處于水平狀態(tài)時，垂直于無人機機臂的方向。

上述實施方式的調(diào)節(jié)裝置2在使用時，首先通過無人機的飛控系統(tǒng)確定無人機的飛行姿態(tài)，并確定此時豎直方向相對于無人機的坐標系的角度，然后控制第一驅(qū)動件11，通過第一驅(qū)動件11調(diào)整第一調(diào)節(jié)件10的角度，并控制第二驅(qū)動件13，通過第二驅(qū)動件13調(diào)整第二調(diào)節(jié)件12的角度，從而綜合調(diào)整安裝在第二調(diào)節(jié)件12上的固定件3的角度，使得安裝在固定件3上的激光測距裝置4向下發(fā)出的光線保持豎直狀態(tài)。

在本實用新型中的調(diào)節(jié)裝置2可以以任何適當方式固定在無人機機體上，例如，可以將第一驅(qū)動件11直接固定在機體上，第一調(diào)節(jié)件10與第一驅(qū)動件11的輸出軸連接。

在本實用新型的一個優(yōu)選實施方式中，如圖3所示，所述第一驅(qū)動件11固定安裝在連接件14上，所述第一調(diào)節(jié)件10通過轉(zhuǎn)軸15可轉(zhuǎn)動地安裝在所述連接件14上，所述第一驅(qū)動件11與所述第一調(diào)節(jié)件10傳動連接，以驅(qū)動所述第一調(diào)節(jié)件10圍繞所述轉(zhuǎn)軸15轉(zhuǎn)動。在本實施方式中，無人機測量頭調(diào)節(jié)裝置是通過連接件14固定在無人機機體上的。

此時，第一調(diào)節(jié)件10通過轉(zhuǎn)軸15可轉(zhuǎn)動地安裝在連接件14上，其安裝方式可以為轉(zhuǎn)軸15固定安裝在連接件14上，第一調(diào)節(jié)件10通過軸承安裝在轉(zhuǎn)軸15上，或者轉(zhuǎn)軸15通過軸承可轉(zhuǎn)動地安裝在連接件14上，第一調(diào)節(jié)件10與轉(zhuǎn)軸15固定連接。

本實用新型中，所述第一調(diào)節(jié)件10是用于安裝第二驅(qū)動件13的，因此可以采用各種適當?shù)男螤詈徒Y(jié)構(gòu)。

如圖3所示，優(yōu)選地，所述第一調(diào)節(jié)件10包括相互垂直連接的第一安裝板16和第二安裝板17，所述轉(zhuǎn)軸15安裝在所述第一安裝板16上，所述第二驅(qū)動件13安裝在所述第二安裝板17上，所述第一驅(qū)動件11的輸出軸通過驅(qū)動板18與所述第一安裝板16傳動連接。

所述第一驅(qū)動件11安裝在連接件14上，通過第一驅(qū)動件11可以驅(qū)動第一調(diào)節(jié)件10圍繞轉(zhuǎn)軸15旋轉(zhuǎn)。

可選地，所述第一驅(qū)動件11可以為直線電機，直線電機的機體鉸接在連接件14上，直線電機的輸出軸與第二安裝板17鉸接，通過直線電機的輸出軸的伸出與縮回，即可帶動第二安裝板17圍繞轉(zhuǎn)軸15轉(zhuǎn)動。

在本實用新型的一個優(yōu)選實施方式中，如圖3所示，所述第一驅(qū)動件11為舵機，所述驅(qū)動板18的一端與所述舵機的擺臂19鉸接連接，所述驅(qū)動板18的另一端與所述第二安裝板17鉸接連接。從而，通過舵機的擺臂19的擺動，可以帶動驅(qū)動板18轉(zhuǎn)動，從而帶動第二安裝板17圍繞轉(zhuǎn)軸15轉(zhuǎn)動。

以上實施方式的先后順序僅為便于描述，不代表實施方式的優(yōu)劣。

最后應(yīng)說明的是：以上實施方式僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施方式對本實用新型進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：其依然可以對前述各實施方式所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施方式技術(shù)方案的精神和范圍。