一种用于松林疫木巡检的可调式取像无人机的制作方法

本发明涉及无人机，具体是一种用于松林疫木巡检的可调式取像无人机。

背景技术：

1、松林疫木巡检是森林病虫害监测与防治过程中的重要环节，通常采用搭载摄像组件的无人机对松林区域进行空中巡检，通过获取松树树干、树冠及枝叶区域的图像信息，对松树的生长状态、树干异常以及疑似疫木进行识别和筛查，相比人工逐株巡检，无人机巡检具有覆盖范围大、巡检效率高以及能够适应复杂林区环境等特点。

2、现有用于松林巡检的无人机，其摄像组件通常固定安装于无人机机腹位置，或者通过单一云台安装摄像头，使摄像头能够相对于无人机进行俯仰、水平等方向的转动调节，无人机按照预设巡检路径飞行过程中，主要依靠摄像头的转动改变取像方向，以获取松林区域的图像信息。

3、然而，松林环境具有松树主干高度较高、枝叶层叠分布以及针叶密集等特点；当无人机沿固定巡检路径靠近松树进行取像时，松枝、松叶容易进入摄像头的视场范围，对树干局部区域形成遮挡，尤其是在树冠内部、树干背侧以及枝叶密集区域，单纯改变摄像头的朝向仍容易受到邻近枝叶的遮挡，从而导致摄像图像中出现树干区域缺失、局部遮挡或有效观察区域不足等情况，因此，有必要对现有无人机取像结构进行改进，以提高无人机在松林复杂环境中的动态取像能力。

技术实现思路

1、本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及其他说明书附图中所特别指出的结构来实现和获得。

2、本发明的目的在于克服上述不足，提供一种用于松林疫木巡检的可调式取像无人机，通过调角电推杆调整可调取像装置角度，由丝杆及驱动电机经丝杆滑台驱动移动承载梁位移，使悬停的无人机将移动承载梁伸入松树枝叶；再由第一电控推杆展开半弧壳体拨开取像路径枝叶，提升松林复杂环境中无人机的动态取像能力。

3、为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种用于松林疫木巡检的可调式取像无人机，包括无人机主体以及设置于所述无人机主体上的可调取像装置，所述无人机主体包括机身、设置于机身上的电池安装座、环扫雷达、机翼外护环、驱动旋翼组件及起落架；所述可调取像装置包括取像延伸驱动组件及延伸取像台，所述取像延伸驱动组件包括外固框，所述外固框上设置有丝杆及驱动电机，所述外固框的末端两侧分别设置有侧翼连轴块，所述外固框上设置有转向器，所述转向器上相连有配重调节丝杆，所述配重调节丝杆上设置有配重架，所述丝杆及驱动电机的丝杆部上螺纹配合有丝杆滑台，所述配重架上设置有辅助杆及配重块，所述配重块与所述辅助杆滑动配合；所述延伸取像台包括移动承载梁，所述移动承载梁中段位置两侧均固定有三角轴架，每一所述三角轴架下方均转动设置有半包式调角壳，所述移动承载梁上开设有梁上滑槽，所述移动承载梁顶端下表面固定有取像摄像机，所述移动承载梁末端设置有一体化结构的梁端连固台。

4、通过采用上述技术方案，使取像摄像机能够随移动承载梁伸入松树枝叶间隙进行近距离取像，并利用半包式调角壳拨开取像路径上的枝叶，同时通过配重机构对摄像机外伸产生的偏载进行补偿，从而提高无人机在复杂松林环境中的取像范围、取像稳定性及巡检适应性。

5、对本发明进一步地改进，所述丝杆及驱动电机通过所述丝杆滑台与所述移动承载梁传动连接，以驱动所述移动承载梁沿外固框的长度方向进行直线移动，所述丝杆及驱动电机驱动所述移动承载梁向所述机身外侧移动，以带动所述取像摄像机远离所述机身并伸出至松树枝叶间隙区域，所述半包式调角壳用于在展开过程中将位于所述取像摄像机取像路径上的松树枝叶向外拨开，所述配重调节丝杆驱动所述配重块向与所述取像摄像机伸出方向相反的方向移动，以补偿所述取像摄像机伸出形成的重心偏移，所述转向器的动力输入端与所述丝杆及驱动电机传动连接，所述转向器的动力输出端与所述配重调节丝杆传动连接，所述配重架与所述配重调节丝杆传动配合。

6、通过采用上述技术方案，取像摄像机的外伸与配重块的反向移动形成同步联动，在扩大取像距离的同时降低摄像机外伸造成的重心偏移，并利用半包式调角壳对枝叶进行导向拨离，提高取像完整性。

7、对本发明进一步地改进，所述梁上滑槽之间安装有第一辅助滑块，所述移动承载梁下表面安装有第一电控推杆，所述第一电控推杆杆体上固定有触发齿条，所述第一电控推杆伸缩时带动所述触发齿条移动，以使所述触发齿条与所述半包式调角壳传动配合，从而触发所述半包式调角壳的展开与闭合。

8、通过采用上述技术方案，第一电控推杆通过触发齿条驱动半包式调角壳转动，实现半包式调角壳的自动展开与闭合，并在第一辅助滑块的辅助下提高其动作的稳定性和可靠性。

9、对本发明进一步地改进，所述半包式调角壳包括半弧壳体，所述半弧壳体端部相连有扇形驱动齿块，所述半弧壳体内嵌有加强架，其中一所述半弧壳体平面上嵌固有锁环条，其中另一所述半弧壳体平面上嵌固有锁销条，所述扇形驱动齿块与所述触发齿条啮合传动，以带动所述半弧壳体展开与闭合，所述锁销条与所述锁环条在所述半弧壳体闭合时进行嵌套。

10、通过采用上述技术方案，两个半弧壳体能够在触发齿条驱动下进行展开和闭合，并在闭合状态下通过锁环条与锁销条相互配合形成稳定的包覆结构，从而对取像摄像机形成防护及辅助拨开松枝、松叶。

11、对本发明进一步地改进，所述取像摄像机多轴支架后方固定有定位缓冲座，所述定位缓冲座前方相连有内嵌支撑杆，所述内嵌支撑杆与所述定位缓冲座之间左右两侧相连有适配承接块，所述适配承接块上方安装有第二辅助滑块，所述第二辅助滑块与所述梁上滑槽滑动配合，所述适配承接块与所述触发齿条顶端卡合，以对所述触发齿条进行支撑和定位。

12、通过采用上述技术方案，定位缓冲座、第二辅助滑块及适配承接块能够对触发齿条的运动进行导向、支撑和定位，降低触发齿条运动过程中的偏移。

13、对本发明进一步地改进，所述辅助杆的外侧分别设置有第一挡块及第二挡块，所述配重块上均开设有块上对位卡孔，所述配重调节丝杆的丝杆部上螺纹配合有丝杆移动块，所述配重块与所述丝杆移动块侧壁上均固定有带槽插销。

14、通过采用上述技术方案，配重块能够沿辅助杆进行稳定移动，并通过第一挡块及第二挡块限定其移动范围，在达到范围时，实现带槽插销与块上对位卡孔的脱卡，完成配重复位。

15、对本发明进一步地改进，所述丝杆及驱动电机通过所述转向器改变所述配重调节丝杆转向，形成同步联动，使所述移动承载梁向所述机身外侧移动时，所述配重块沿与所述移动承载梁相反的方向移动，从而使所述取像摄像机外伸形成的偏载由所述配重块的反向移动进行补偿。

16、通过采用上述技术方案，通过移动承载梁外伸与配重块反向移动由同一动力源同步驱动，从而对取像摄像机外伸产生的重心偏移进行及时补偿，降低取像机构动作对无人机飞行姿态稳定性的影响。

17、对本发明进一步地改进，所述带槽插销能够插入所述块上对位卡孔内，所述丝杆移动块与所述配重调节丝杆螺纹配合，所述配重调节丝杆的转动带动所述丝杆移动块沿其轴向移动，并通过所述带槽插销与所述块上对位卡孔的配合带动所述配重块沿所述辅助杆移动，所述第一挡块及所述第二挡块用于对所述配重块的移动位置进行限位，并在所述配重调节丝杆反向转动时使所述配重块与所述带槽插销解除卡合。

18、通过采用上述技术方案，利用配重块能够在需要时与丝杆移动块形成传动连接，并在达到预定位置后解除卡合，配合第一挡块及第二挡块避免配重块过度移动，提高配重的运行稳定性。

19、对本发明进一步地改进，所述机身上设置有设备固定台，所述设备固定台后方设置有弧形滑槽块，所述设备固定台之间安装有双轴电机架，所述设备固定台上安装有飞行环境探头和补光灯，所述机身下方安装有铰接辅助台，所述铰接辅助台与所述侧翼连轴块铰接配合，所述双轴电机架用于驱动所述设备固定台上的所述飞行环境探头和所述补光灯进行朝向调整，并配合所述弧形滑槽块限定其调整轨迹，以改变所述飞行环境探头和所述补光灯的照射位置，所述补光灯的照射方向与所述取像摄像机的取像区域相对应，以对松树树干及枝叶间隙区域进行辅助照明。

20、通过采用上述技术方案，飞行环境探头和补光灯能够进行同步角度调整，并使补光灯跟随取像区域进行辅助照明，从而提高枝叶遮挡环境下松树树干及枝叶间隙区域的取像清晰度。

21、对本发明进一步地改进，所述起落架之间上方安装有连固管架台，所述连固管架台正中安装固定有调角电推杆，所述调角电推杆末端相连有连接架框，所述连接架框与所述调角电推杆相连处安装有锁杆，所述起落架表面安装有多个缓冲套筒，所述缓冲套筒下方相连有带孔锁盖，所述缓冲套筒内嵌套有撑脚，所述撑脚杆体上嵌套有缓冲簧，所述缓冲簧顶部设置有顶撑杆台，所述缓冲簧用于为所述撑脚上方的所述顶撑杆台提供弹性支撑，以配合所述缓冲套筒在无人机着陆过程中对所述撑脚受到的冲击进行缓冲。

22、通过采用上述技术方案，利用撑脚受到的着陆冲击能够经缓冲簧及缓冲套筒进行缓冲，从而降低无人机着陆冲击及机身晃动，提高无人机的降落稳定性。

23、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

24、1.本发明通过调角电推杆调整可调取像装置的取像角度，并利用驱动电机、传动丝杆及移动承载梁使延伸取像台伸入松树枝叶内部，在无人机悬停状态下，通过第一电控推杆驱动半弧壳体展开并向外拨开取像路径上的松枝、松叶，从而改变取像位置并形成局部取像通道，减少枝叶对树干区域的遮挡，提高树冠内部及枝叶密集区域的取像完整性和巡检效果。

25、2.本发明通过丝杆及驱动电机驱动丝杆滑台移动，使移动承载梁带动取像摄像机向松树枝叶内部伸出；同时，丝杆及驱动电机的动力经转向器传递至配重调节丝杆，使配重调节丝杆驱动丝杆移动块及相应配重块沿与移动承载梁外伸方向相反的方向移动，从而对移动承载梁及取像摄像机外伸造成的载荷偏移进行补偿，降低取像机构外伸对无人机重心及悬停姿态稳定性的影响。