多旋翼无人机的制作方法

本实用新型涉及无人机激光雷达探测技术领域，尤其涉及一种多旋翼无人机。

背景技术：

激光雷达能够实现实时、动态、大量采集空间点云信息，形成激光雷达点云数据，方便搭载在多旋翼无人机，可以广泛应用于地形测量、方量测量、道路测绘、地籍测量、电力巡线等领域。

相关技术中，将激光雷达在水平和垂直方向的检测角度分别称为水平方位角和垂直方位角。在实际应用过程中，激光雷达同时发射的扫描曲线的数量称为线数，线数越高能够达到的扫描范围和扫描精度就越高，当然成本也会随之大幅提高。为了降低成本，采用可旋转的镜头，激光雷达的主题部分固定在旋转马达的基座上，镜头在工作时沿水平方向不断旋转，即可对周围环境进行沿水平方向的360°扫描，但是这种激光雷达的缺点是沿垂直方向的检测角度十分有限，一般只能达到20°，如果想要提高垂直方位角那么将会使激光雷达的尺寸和成本巨幅增大，不便于载重能力有限的多旋翼无人机搭载，也不适于成本有限的使用要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种多旋翼无人机，以在一定程度上解决现有技术中搭载有激光雷达的多旋翼无人机获取的空间点云信息的垂直方位角和垂直分辨率较小的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案；

基于上述目的，本实用新型提供的多旋翼无人机，包括：

无人机机身、具有水平扫描功能的第一激光雷达和具有垂直扫描功能的第二激光雷达；

支撑组件，所述支撑组件包括呈棱台状的支撑座、设置于所述支撑座的小径端面的第一连接部以及设置于所述支撑座的侧壁的第二连接部，所述第一激光雷达通过所述第一连接部与所述小径端面可拆卸连接，所述第二激光雷达通过所述第二连接部与所述支撑座的侧壁可拆卸连接；

连接组件，所述连接组件设置于所述支撑座的大径端面，以使所述支撑组件能够与无人机机身的底部可拆卸连接。

在上述任一技术方案中，可选地，所述支撑座的侧壁包括第一数量个顺次围接的子侧壁，以使所述支撑座呈正棱台状；

每个所述子侧壁上均设置有第二连接部，以使所述第二激光雷达能够通过所述第二连接部连接于任一个所述子侧壁。

在上述任一技术方案中，可选地，所述第二激光雷达的数量为多个。

在上述任一技术方案中，可选地，所述第一连接部和所述第二连接部均包括至少一个十字通孔和至少一个弧形孔，任一所述十字通孔和任一所述弧形孔组成子连接部，以使所述第一激光雷达或所述第二激光雷达通过紧固件连接于所述子连接部。

在上述任一技术方案中，可选地，所述连接组件包括安装基板以及位于所述安装基板的顶侧的第一连接柱和第二连接柱，所述安装基板用于可拆卸地安装所述支撑座；

所述第一连接柱包括用于与无人机机身连接的第一螺栓以及套接于所述第一螺栓外部的第一套筒，所述第一套筒的第一端与所述第一螺栓的头部之间设置有弹簧，所述第一套筒的第二端连接于所述安装基板；

所述第二连接柱包括用于与所述无人机机身连接的第二螺栓以及套接于所述第二螺栓外部的第二套筒，所述第二套筒的第一端与所述第二螺栓的头部之间设置有缓冲橡胶，所述第二套筒的第二端连接于所述安装基板。

在上述任一技术方案中，可选地，所述第一连接柱和所述第二连接柱的数量均为两个；

所述第一连接柱和所述第二连接柱沿所述安装基板的周向交替设置。

在上述任一技术方案中，可选地，所述支撑座的大径端面呈开口状，所述大径端面设置有第一连接梁；

所述安装基板包括框架和连接于所述框架内部的第二连接梁，所述第一连接梁与所述第二连接梁通过夹箍或绑定件可拆卸连接。

在上述任一技术方案中，可选地，所述大径端面的边缘设置有第一连接耳；

所述安装基板包括基板本体和设置于基板本体边缘的第二连接耳；

所述第一连接耳和第二连接耳通过紧固件可拆卸连接。

在上述任一技术方案中，可选地，所述无人机机身包括机身本体、设置于所述机身本体的多个旋翼以及设置于所述机身本体内的电控组件。

在上述任一技术方案中，可选地，所述小径端面设置有连通所述支撑座内部的第一集线孔，所述机身本体开设有对应于所述支撑座内部的第二集线孔，以使所述第一激光雷达和所述第二激光雷达均能通过所述第一集线孔和所述第二集线孔与所述电控组件有线电连接。

采用上述技术方案，本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的多旋翼无人机，包括无人机机身、第一激光雷达、第二激光雷达、支撑组件和连接组件。其中，连接组件能够将支撑组件的大径端面与无人机机身的底部可拆卸连接，具有水平扫描功能的第一激光雷达设置于支撑组件的棱台状的支撑座的小径端面，以获得水平方向的点云信息，具有垂直扫描功能的第二激光雷达设置于支撑组件的棱台状的支撑座的侧壁，以获得垂直方向的点云信息，通过将水平方向和垂直方向的点云信息融合可以得到全面的三维空间点云信息，由于第一激光雷达和第二激光雷达的重量、尺寸和成本均较低，因而在实现了提高多旋翼无人机获取的空间点云的垂直方向角和垂直分辨率的前提下，能够扩大探测范围，还能够有效控制成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的多旋翼无人机的第一结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的多旋翼无人机的第二结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的多旋翼无人机的支撑组件的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的多旋翼无人机的连接组件的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的多旋翼无人机的第一连接柱的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的多旋翼无人机的第二连接柱的结构示意图。

图标：1-多旋翼无人机；10-无人机机身；11-第一激光雷达；12-第二激光雷达；13-支撑组件；130-子侧壁；131-小径端面；132-大径端面；133-第一连接梁；134-十字通孔；135-弧形孔；14-连接组件；140-安装基板；142-第二连接梁；143-第一连接柱；1430-第一螺栓；1431-第一套筒；1432-弹簧；144-第二连接柱；1440-第二螺栓；1441-第二套筒；1442-缓冲橡胶。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

参见图1至图6所示，本实施例提供了一种多旋翼无人机；图1为本实施例提供的多旋翼无人机的第一结构示意图；图2为本实施例提供的多旋翼无人机的第二结构示意图；图3为本实施例提供的多旋翼无人机的支撑组件的结构示意图；图4为本实施例提供的多旋翼无人机的连接组件的结构示意图；图5为本实施例提供的第一连接柱的结构示意图；图6为本实施例提供的第二连接柱的结构示意图。其中，为了更清楚地表达结构，图1采用了多旋翼无人机的爆炸图，图2采用了组装图，图5和图6采用了剖视图；此外，为了表达第一激光雷达和第二激光雷达的扫描方式的差异，在图2中通过虚线分别简单示出了第一激光雷达和第二激光雷达的扫描范围。

参见图1至图6所示，本实施例提供的多旋翼无人机1，多旋翼无人机1包括无人机机身10、第一激光雷达11、第二激光雷达12、支撑组件13和连接组件14。

在下文中，将对该多旋翼无人机1的上述部件进行具体描述。

在本实施例中，无人机机身10包括机身本体、设置于机身本体的多个旋翼以及设置于机身本体内的电控组件。通过电控组件完成对该多旋翼无人机1的供电、数据处理和通信交互等电控操作，通过多个旋翼的旋转控制机身本体的飞行速度、飞行方向、升降或悬停等飞行动作。其中，无人机机身10可以根据具体使用环境从现有的无人机机身选择。

可选地，为了提高多旋翼无人机1的飞行稳定性和轻便型，机身本体为全碳纤维机身本体。进一步地，为了保证多旋翼无人机1的飞行安全性，机身本体的外侧设置有保护罩。

在本实施例中，第一激光雷达11具有水平扫描功能。第二激光雷达12具有垂直扫描功能。具体地，第一激光雷达11为现有技术中的扫描镜头能够沿水平方向360°旋转的激光雷达，第二激光雷达12为现有技术中的扫描镜头沿水平方向固定，在旋转马达的驱动下沿垂直方向在预定角度内上下俯仰的激光雷达，为了提高第二激光雷达12的垂直方位角和垂直分辨率，可以选择镜头沿垂直方向的俯仰角度不小于60°的第二激光雷达12，例如60°、90°、120°、150°或180°。

在多旋翼无人机1上同时搭载具有水平扫描功能的第一激光雷达11和垂直扫描功能的第二激光雷达12，通过第一激光雷达11获取水平方向360°的空间点云信息，再通过第二激光雷达12获取垂直方向至少60°的空间点云信息，再将水平方向和垂直方向的空间点云信息融合得到三维点云信息，不仅能够提高多旋翼无人机1的扫描范围也即能够扩大探测范围，而且第一激光雷达11和第二激光雷达12的重量、尺寸和成本相较于现有的垂直方位角不小于60°的水平激光雷达显著减小，因而能够减小无人机集体的载重负担和设备采购成本。

在本实施例中，第二激光雷达12的数量为多个，以获得更加全面的垂直方向的空间点云信息。

在本实施例中，支撑组件13包括呈棱台状的支撑座、设置于支撑座的小径端面131的第一连接部以及设置于支撑座的侧壁的第二连接部。支撑座的大径端面132通过连接组件14与无人机机身10的底部可拆卸连接。

第一激光雷达11通过第一连接部与小径端面131可拆卸连接，从而使第一激光雷达11能够与无人机机身10可拆卸连接。

第二激光雷达12通过第二连接部与支撑座的侧壁可拆卸连接，所以在使用状态下，第二激光雷达12的设置位置与第一激光雷达11的设置位置相比靠上，因而通过将支撑座设置为棱台状使支撑座的侧壁呈现朝下倾斜的状态，能够增大第二激光雷达12的垂直扫描范围与第一激光雷达11的水平扫描范围的重合度，从而使第二激光雷达12的垂直方位角得到充分有效利用，进一步提高该多旋翼无人机1的空间点云信息的垂直分辨率。

值得强调的是，支撑座并不局限于图1至图3中所示的三棱台状，根据实际需求还可以将支撑座设置为四棱台状、五棱台状等。

在本实施例中，支撑座的侧壁包括第一数量个顺次围接的子侧壁130，以使支撑座呈正棱台状，提高支撑座的力学性能的均匀性和稳定性。

每个子侧壁130上均设置有第二连接部，以使第二激光雷达12能够通过第二连接部连接于任一个子侧壁130，便于将多个第二激光雷达12搭载于无人机机身10，且由于第二激光雷达12与子侧壁130可拆卸，因而一方面便于根据实测需求更换不同型号的第二激光雷达12，另一方面只要第二激光雷达12的数量不大于第一数量，可以任一选择第二激光雷达12的安装数量。

在本实施例中，第一连接部和第二连接部均包括至少一个十字通孔134和至少一个弧形孔135，任一十字通孔134和任一弧形孔135组成的子连接部，从而能够组成至少一种子连接部，以使第一激光雷达11或第二激光雷达12通过紧固件连接于任一子连接部。

其中，由于不同子连接部中的十字通孔134和弧形孔135之间的相对位置关系不同，因而分别适用于不同型号的第二激光雷达12。此外，一方面每组子连接部中的十字通孔134为第二激光雷达12与子侧壁130之间的连接位置提供了水平和竖直方向的可调节范围，另一方面通过调整第二激光雷达12与该子连接部的弧形孔135之间的连接位置，能够调整第二激光雷达12与子侧壁130之间的连接姿态。从而通过该包括十字通孔134和弧形孔135的子侧壁130，能够提高第二激光雷达12连接位置和连接姿态的灵活性、多样性，并能够支持多种型号的第二激光雷达12安装和搭载。

在本实施例中，连接组件14包括安装基板140以及位于安装基板140的顶侧的第一连接柱143和第二连接柱144，安装基板140用于可拆卸地安装支撑座。从而先将支撑座与安装基板140连接，然后再将第一连接柱143与第二连接柱144与无人机机身10连接，即可使搭载有第一激光雷达11和第二激光雷达12的支撑组件13与无人机机身10连接。

第一连接柱143包括用于与无人机机身10连接的第一螺栓1430以及套接于第一螺栓1430外部的第一套筒1431，第一套筒1431的第一端与第一螺栓1430的头部之间设置有弹簧1432，第一套筒1431的第二端连接于安装基板140。第二连接柱144包括用于与无人机机身10连接的第二螺栓1440以及套接于第二螺栓1440外部的第二套筒1441，第二套筒1441的第一端与第二螺栓1440的头部之间设置有缓冲橡胶1442，第二套筒1441的第二端连接于安装基板140。

具体地，通过螺栓将第一螺栓1430与无人机机身10的底座固定，再通过螺栓将第二螺栓1440与无人机机身10的底座固定，即可使安装有支撑座的安装基板140与无人机机身10连接。其中，第一连接柱143在具有连接作用的基础上，还具有弹性元件的作用，第二连接柱144在具有连接作用的基础上，还具有阻尼元件的作用。通过具有弹性元件作用的第一连接柱143和具有阻尼元件作用的第二连接柱144共同连接于支撑组件13与无人机机身10之间，能够对无人机机身10的震动起到减震和缓冲的作用，显著减弱支撑组件13的震动，从而保证第一激光雷达11和第二激光雷达12的扫描稳定性。

在本实施例中，第一连接柱143和第二连接柱144的数量均为两个，从而通过两个第一连接柱143和两个第二连接柱144在安装基板140和无人机机身10之间形成四个连接点，确保连接稳定性和可靠性。

第一连接柱143和第二连接柱144沿安装基板140的周向交替设置，以优化减震和缓冲作用分布的均匀性。

在本实施例中，支撑座的大径端面132呈开口状，大径端面132设置有第一连接梁133；安装基板140包括框架和连接于框架内部的第二连接梁142，第一连接梁133与第二连接梁142通过夹箍或绑定件可拆卸连接，拆装操作简单，且连接可靠。

可选地，第一连接梁133和第二连接梁142的数量均为多个，通过从所有第一连接梁133和第二连接梁142中选择预定第一连接梁133和预定第二连接梁142，根据选择的组合不同，能够调整支撑座与安装基板140之间的连接位置，以使多旋翼无人机1整体重量分布最优化，提高多旋翼无人机1飞行的稳定性。

或者，在本实施例中，大径端面132的边缘设置有第一连接耳；安装基板140包括基板本体和设置于基板本体边缘的第二连接耳；第一连接耳与第二连接耳通过紧固件可拆卸连接，拆装结构简单，连接结构刚度大，避免支撑座发生晃动，进一步提高第一激光雷达11和第二激光雷达12的扫描稳定性。

在本实施例中，小径端面131设置有连通支撑座内部的第一集线孔，机身本体开设有对应于支撑座内部的第二集线孔，以使第一激光雷达11和第二激光雷达12均能通过第一集线孔和第二集线孔与电控组件有线电连接，通过支撑座对有线电连接使用的电缆起到保护作用，有利于提高集线便利性和集线安全性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。