一种用于获取灾害应急数据的飞行装置的制作方法

本实用新型涉及灾害应急无人机航摄领域，具体地涉及一种用于获取灾害应急数据的飞行装置。

背景技术：

近年来，地质灾害及其他紧急状况时有发生，而常规的应急手段难以快速有效地实现应急监测、应急测绘等。随着无人机遥感及无人机监测等技术手段日趋成熟，现有技术中逐渐采用无人机航测及监测设备系统作为新时期的应急救援装备。尤其是小面积范围的应急监测，由于受卫星固定轨道、摄区天气、起降空域以及气象条件等限制，有时难以快速获取现势性高的高分辨率遥感影像，相比卫星遥感和人机遥感等监测手段，小型无人机具有机动性能高、环境适应性强、气象条件要求低的突出特点，且获取影像分辨率高，更适合地理国情监测使用。因此，近年来，小型无人机已经逐渐成为我国应急监测手段。

随着经济建设步伐的加快，我国无人机技术已进入快速发展阶段。与美国、日本等发达国家超大城市类似，现代化的基础设施、密集的城市人口在为经济发展提供重要支撑的同时，也使城市交通、市政、公共安全等领域具有一定的脆弱性，对自然突发事件应急信息管理体系提出了更高要求。应急信息管理系统包括信息采集、信息传输、信息处理、信息利用等主要环节，由于突发事件的信息采集存在时间、空间、规模等方面的诸多不确定性，实现复杂，现有信息采集手段的有效性方面尚存在不足。无人机是一种有动力、可控制、能重复使用的无人驾驶航空器，具有低成本、高效能、机动灵活、维护简便、使用安全等优势正在逐步引起大家的重视，无人机在军民领域的应用范围日益扩大

然而，现有技术中采用小型无人机开展地理国情应急监测仍然存在一些问题，例如，寻找场地难，现场航摄规划设计和数据处理所花时间长，这些都直接影响了应急监测的时效。现有的无人机设备大、机动灵活性差、且受限于天气条件、很难获取云下影像的不足。并且，现有的无人机设备的数据冗余程度高，对数据信息的采集不够全面，其准确性，可靠性较差。此外，常规的无人机设备的负载兼容性差。

技术实现要素：

针对至少一些如上所述的技术问题，本实用新型旨在提出一种用于获取灾害应急数据的飞行装置，该飞行装置能够根据灾害类型、目标地物类型等环境因素自动制定符合灾害分析要求的任务航线规划方案，并能够缩短地物信息的采集获取时间，同时能够保证获得的地物信息更丰富准确，为灾害评估提供更全面的数据分析基础，从而能够显著提高灾害应急决策能力和水平。

为此，根据本实用新型，提出了一种用于获取灾害应急数据的飞行装置，包括：飞行器，所述飞行器包括机身和若干与所述机身连接的机臂，在所述机身的内部设有用于控制所述飞行器飞行的飞行控制系统，在所述机臂的末端设有用于提供飞行动力的螺旋桨和用于支撑所述飞行器的脚架；用于获取地物信息的倾斜摄影相机；以及固定连接在所述机身底部的动力电池，所述动力电池通过电源线与所述飞行控制系统和所述螺旋桨连接以提供电力；其中，所述倾斜摄影相机采用单镜头倾斜摄影相机，且所述单镜头倾斜摄影相机的镜头能够旋转以全方位采集数据，所述倾斜摄影相机设有与所述飞行控制系统连接的飞行器航线规划单元，所述飞行器航线规划单元能够自动规划航线以进行灾害应急数据的采集，在所述倾斜摄影相机的上端设有阻尼减震结构，所述阻尼减震结构包括阻尼减震板和阻尼器，在所述机身的底部设有滑槽，所述阻尼减震板能够适配安装到所述滑槽中，从而使所述倾斜摄影相机与所述机身形成可拆卸式连接。

在一个优选的实施例中，所述阻尼减震结构还包括用于安装所述阻尼器的主板和连接板，所述主板设置在所述阻尼减震板与所述连接板之间，所述阻尼器设置在所述主板与所述连接板之间，所述阻尼器能够对所述倾斜摄影相机形成缓冲减震。

在一个优选的实施例中，所述阻尼减震结构通过联轴器与所述倾斜摄影相机连接。

在一个优选的实施例中，所述阻尼减震结构的阻尼系数处于1.0-1.1的范围内。

在一个优选的实施例中，所述倾斜摄影相机能够根据外部环境选择性地使用可见光相机和红外相机。

在一个优选的实施例中，所述机身包括机身上板和机身下板，所述机身上板和所述机身下板通过螺柱固定连接。

在一个优选的实施例中，所述机臂包括与所述机身连接的机臂碳管，所述机臂碳管的自由端固定连接有电机座，在所述电机座中设有为所述螺旋桨提供动力的电机。

在一个优选的实施例中，所述机臂构造成能够折叠。

附图说明

下面将参照附图对本实用新型进行说明。

图1示意性地显示了根据本实用新型的用于获取灾害应急数据的飞行装置的结构。

图2显示了图1所示飞行装置中的机身的结构。

图3示意性地飞行装置中的倾斜摄影相机与机身之间的安装方式。

图4显示了倾斜摄影相机与阻尼减震结构的安装结构。

图5是图4所示阻尼减震结构的示意图。

在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本实用新型的原理，并且未按实际比例绘制。

具体实施方式

下面通过附图来对本实用新型进行介绍。

在本申请中，需要说明的是，本申请中使用的方向性用语或限定词“上”、“下”等均是针对所参照的附图1而言。它们并不用于限定所涉及零部件的绝对位置，而是可以根据具体情况而变化。

图1示意性地显示了根据本实用新型的用于获取灾害应急数据的飞行装置100的结构。如图1所示，飞行装置100包括飞行器10，飞行器10用于提供飞行动力。飞行器10整体设计，其包括机身11。在机身11的底部固定连接有倾斜摄影相机20，倾斜摄影相机20用于拍摄采集多个方向的地物信息，从而为灾害评估提供更全面的数据分析基础。飞行装置100通过飞行器10搭载倾斜摄影相机20以对地物信息进行采集，其自身结构简单、重量轻，而且采集作业方便、快速高效，采集数据准确全面。

图2显示了飞行器10的机身11的结构。如图2所示，机身11作为飞行器10的主体部分，机身11包括机身上板113和机身下板114，机身上板113和机身下板114构造成相同的结构。在一个实施例中，机身上板113和机身下板114通过螺柱固定连接。在机身上板113和机身下板114的四个侧面分别设有四块侧板，侧板均与机身上板113和机身下板114相连接，从而在机身上板113和机身下板114之间形成了一个机身的内部空间。机身11的这种结构使得飞行器10结构简单，体积小，重量轻，且制造成本低。

根据本实用新型，在机身11的内部空间设有飞行控制系统（未示出）。飞行控制系统固定安装在机身11的内部空间内，用于控制飞行装置100的飞行动作。飞行控制系统设置在机身11的内部能够得到很好的保护，有效避免了飞行控制系统受摩擦、碰撞等外部环境的影响，保证了飞行控制系统的控制精度。

飞行器10还包括设置在机身11的上端的机头罩115，机头罩115用于保护飞行装置100的电气设备。机头罩115构造成与机身11相适配的结构。机头罩115采用流线型设计，有效减少了飞行装置100在飞行过程中的飞行阻力，增强了飞行器10飞行的稳定性。机头罩115不仅能够将飞行装置100的电气设备与外接隔绝，从而有效保护飞行装置100的各种电气设备，而且能够减小飞行器10的飞行阻力，增强了飞行装置100在飞行过程中的稳定性。

根据本实用新型，在机身11上安装连接有机臂12。机臂12连接在机身11的四个角上，其用于给飞行器10提供动力。机臂12可在水平面内以与机身11的安装点为圆心旋转，从而实现可折叠式设计。在飞行装置100处于不工作状态时，可将机臂12向内旋转折叠至机身11的侧壁区域，飞行装置100占用的空间体积，方便飞行装置100的携带与运输，使其机动性强，作业灵活。其中，机臂12的连接方式是本领域所熟知的，在此略去其详细描述。

在本实施例中，机臂12作为飞行器10的动力转化装置，用于给飞行装置100提供起降或水平飞行的动力。如图3所示，飞行器10设有四个机臂12。机臂12包括机臂碳管121。机臂碳管121用于连接安装到飞行器10的机身11上。在机臂碳管121的自由端固定连接有电机座122，在电机座122中固定安装有电机（未示出），电机的输出轴伸出到电机座122的上方。电机输出轴上安装有螺旋桨123，螺旋桨123设置在处于机臂12的自由端的上方，用于给飞行器10提供起降与飞行作业的动力。在一个实施例中，螺旋桨123采用15寸碳纤维螺旋桨。机臂12的这种结构能够有效减轻飞行装置100的重量，增强了飞行装置100的飞行性能和稳定性。

根据本实用新型，飞行装置100还包括电源。电源例如可采用动力电池30，动力电池30用于给飞行装置100提供电力。动力电池30固安装在飞行器10的机身11的底部。在一个实施例中，动力电池30通过魔术带固定连接在机身11的底部。动力电池30通过电源线与机身11内部的飞行控制系统连接，从而为飞行器10的控制系统输送电力。同时，动力电池30通过电源线与设置在机臂12上电机相连接，为电机提供电力以使电机输出动力，从而为飞行器10提供起降和飞行动力。

根据本实用新型，在每个机臂12的末端均设有脚架124，脚架124与电机座122固定连接。如图3所示，脚架124设置在电机座122的下方，用于在不工作状态时停靠支撑飞行装置100。脚架124的高度设置成比设置在飞行器10的底部的倾斜摄影相机20高出一段距离，这样使得飞行装置100在停靠时与地面隔离，以避免飞行器10和设置在飞行器10的底部的倾斜摄影相机20与地面发生碰撞而损坏，从而对飞行器10和倾斜摄影相机20起到保护作用。在脚架124的末端设有滚轮，这样，能够在飞行装置100停靠时起到一定的缓冲效果，对飞行装置100中的电气设备及倾斜摄影相机20能够起到很好的保护作用，从而能够保证飞行装置100的工作性能。

如图3所示，倾斜摄影相机20安装在飞行器10的机身11的底部。如图4所示，倾斜摄影相机20包括相机底壳21，在相机底壳21上设有相机机身22，相机底壳21起到支撑安装相机机身22的作用。倾斜摄影相机20还设有阻尼减震结构40，阻尼减震结构40设置在相机底壳21的底部（图4中的上部）。

如图4和图5所示，阻尼减震结构40包括阻尼减震板41、阻尼器42，以及用于安装布设阻尼器42的连接板43和主板44。主板44设置在阻尼减震板41和连接板43之间，阻尼器42设置在主板44与连接板43之间。阻尼减震板41用于与飞行器10的机身11连接，从而使倾斜摄影相机20通过阻尼减震结构40与飞行器10形成减震连接。在飞行过程中，阻尼器42能够对倾斜摄影相机20形成缓冲减震。阻尼减震结构40的阻尼系数处于1.0-1.1的范围内。这种阻尼减震结构40能够有效提高其减震性能，从而能够使倾斜摄影相机20更加平稳，拍摄画面更清晰。

在本实施例中，阻尼减震结构40通过联轴器50与倾斜摄影相机20连接，且在阻尼减震结构40与倾斜摄影相机20之间还连接有方向调节机构60。为了保持平衡，联轴器50的一端连接在阻尼减震结构40的中部，另一端连接在倾斜摄影相机20的相机底壳21的中部。方向调节机构60连接在联轴器50的一侧，用于调节倾斜摄影相机20的拍摄方向，且联轴器50能够在方向调节机构60的调节作用下弯曲，从而适应倾斜摄影相机20的方向调节。

如图4所示，方向调节机构60包括依次铰接的第一连杆61、第二连杆62和第三连杆63。第一连杆61与阻尼器42中的主板44铰接，第三连杆63与倾斜摄影相机20固定连接。当飞行器10振动时，倾斜摄影相机20能够在方向调节机构60的作用下自动调节方向，并在阻尼减震结构40和联轴器50的作用下得到缓冲减震，从而保证倾斜摄影相机20的稳定性，保证了拍摄画面的质量。

根据本实用新型，在飞行器10的机身11的底部设有滑槽112，阻尼减震结构40的阻尼减震板41能够适配安装到滑槽112中，以使阻尼减震结构40与机身11形成适配安装，从而将倾斜摄影相机20安装到机身11的底部。倾斜摄影相机20的这种安装方式不仅简单快捷，便于安装与拆卸，而且能够保证倾斜摄影相机20与飞行器10之间连接的稳定性。此外，阻尼减震结构40能够有效避免倾斜摄影相机产生振动，从而保证倾斜摄影相机20的摄影数据收集的准确性，保证获取数据的有效性和可靠性，提高了倾斜摄影相机20的拍摄精度与拍摄效果。

根据本实用新型，倾斜摄影相机20采用单镜头倾斜摄影相机，并且倾斜摄影相机20能够根据外部环境选择性地使用可见光相机和红外相机。在工作过程中，倾斜摄影相机20的镜头能够旋转以不同视角采集地物信息，从而实现从不同视角采集地面被摄目标影像，进而获取地面物体更为完整准确的信息。

在本实施例中，在相机机身22的内部固定连接有飞行器航线规划单元（未示出）。飞行器航线规划单元通过信号控制线与设置在飞行器10的机身内的飞行控制系统相连，从而控制倾斜摄影相机20的拍摄作业。飞行器航线规划单元能够根据外部地形和客户需求自动规划航线以进行灾害应急数据的采集。在工作过程中，飞行器航线规划单元能够根据灾害类型、目标地物类型动态生成符合灾害分析要求的任务航线规划方案，并且能够有针对性的获取最小量的无人机航摄数据，从而节约数据传输与成果制作的时间，极大地缩短了评估成果数据的制作周期，为灾害应急决策提供最快捷的数据支撑。由此，飞行控制系统能够同时控制飞行装置100的飞行动作以及倾斜摄影相机20的拍摄操作。这样将飞行器10和倾斜摄影相机20的飞行控制系统集成到一起，有效减少了飞行控制系统的占用空间，从而显著缩小了飞行装置100的体积，且提高了控制效率和控制精度。

根据本实用新型的用于获取灾害应急数据的飞行装置100通过飞行器10搭载微型的倾斜摄影相机20，且飞行器10整体设计，其机身210结构紧凑，有效减小了体积占地空间。同时，机身11上的机头罩115采用流线型设计，减小了飞行阻力，增强了飞行稳定性，且机臂12可折叠式设计，使飞行装置100携带方便。飞行装置100搭载的倾斜摄影相机20不仅能够从不同视角采集地面被摄目标影像，从而全面获取地面灾害数据信息，并能够保证获取数据信息的准确性和可靠性。此外，飞行装置100的结构紧凑，重量轻，体积小，便于操作控制，成本低。

最后应说明的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施方案而已，并不构成对本实用新型的任何限制。尽管参照前述实施方案对本实用新型进行了详细的说明，但是对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。