智慧农业生产数据采集用遥感无人机系统及其巡测系统的制作方法

1.本发明涉及无人机技术领域，特别是智慧农业生产数据采集用遥感无人机系统及其巡测系统。


背景技术：

2.智慧农业是农业中的智慧经济，或智慧经济形态在农业中的具体表现。智慧农业是智慧经济重要的组成部分；对于发展中国家而言，智慧农业是智慧经济主要的组成部分，是发展中国家消除贫困、实现后发优势、经济发展后来居上、实现赶超战略的主要途径。
3.智慧农业离不开农业生产数据的采集，现有技术中一般采用无人家遥感技术采集区域农业生产数据，但现有技术中的无人机多为无线式，其具有诸多不足，例如无人机内置蓄电池需要频繁替换、单次飞行时间较短等。因此有线无人机可解决上述问题，现有技术中的有限无人机多采用地面设置机站的形式，无人机周转又称为难题。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明提出的智慧农业生产数据采集用遥感无人机系统，可实现长时间遥感数据采集工作，并可实现无人机大范围转移，数据采集过程信号稳定，巡测易用性强。本发明还提出智慧农业生产数据采集用遥感无人机系统巡测系统。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
6.在第一个技术方案中，智慧农业生产数据采集用遥感无人机系统，包括承载车、起落平台、遥感无人机、线缆收放装置和线缆，其中，所述起落平台和线缆收放装置均安装在承载车上，所述遥感无人机和线缆收放装置通过线缆连接，所述线缆收放装置可顺序的收放线缆，以避免遥感无人机在升降过程中因线缆震动收到冲击。
7.在第一个技术方案中，作为优选的，所述线缆收放装置包括电机、输出轴、传动杆、收线辊、螺纹杆和支架，其中电机输出端连接输出轴，所述输出轴内具有第一内孔，该第一内孔为光孔，所述传动杆的第一端插装在第一内孔中，传动杆的外壁具有传动凸起，第一内孔具有与传动凸起形状匹配的传动槽，且传动槽沿输出轴轴向方向延伸，传动凸起嵌入到传动槽中，且传动杆可在第一内孔中轴向滑动，传动杆的第二端与所述收线辊的第一端中部连接，且传动杆和收线辊的内部具有贯穿传动杆第一端和收线辊第二端的第二内孔，所述第二内孔为螺纹孔，所述支架安装在螺纹杆的第一端，螺纹杆的外螺纹第二内孔的内螺纹啮合；
8.在所述电机驱动输出轴转动时，所述输出轴驱动传动杆和收线辊转动，且传动杆和收线辊在螺纹杆上轴向移动，以使收线辊形成转动和轴向移动的复合动作。
9.在第一个技术方案中，作为优选的，所述输出轴和/或传动杆的外壁具有轴承座组件。
10.在第一个技术方案中，作为优选的，所述起落平台中部具有垂向贯穿起落平台的过线孔，所述线缆收放装置位于起落平台的下方，所述遥感无人机与线缆收放装置连接的
线缆穿过过线孔。
11.在第一个技术方案中，作为优选的，所述起落平台顶面过线孔处安装有导向整合器，该导向整合器用于将线缆整合导向，使线缆垂向的穿过起落平台。
12.在第一个技术方案中，作为优选的，所述导向整合器包括第一组对压导线辊、第一支架、第二组对压导线辊和第二支架，其中，第一支架连接在第一组对压导线辊的辊子轴心处并用于支撑第一组对压导线辊的辊子，第二支架连接在第二组对压导线辊的辊子轴心处并用于支撑第二组对压导线辊的辊子；第一组对压导线辊和第二组对压导线辊均水平设置，第一组对压导线辊和第二组对压导线辊上下间隔设置，第一组对压导线辊的轴线和第二组对压导线辊的轴线在水平面上的投影相互垂直，第一组对压导线辊间隔和第二组对压导线辊间隔中心形成用于通过线缆的空间。
13.在第一个技术方案中，作为优选的，所述第一组对压导线辊的辊子和第二组对压导线辊的辊子均为两端直径大于中部直径的空竹状或拉瓦尔管状。
14.在第一个技术方案中，作为优选的，所述导向整合器还包括平面轴承，所述平面轴承的底座安装在起落平台上，所述第一组对压导线辊和第二组对压导线辊分别通过第一支架和第二支架安装在平面轴承的顶面转动部件上。
15.在第一个技术方案中，作为优选的，所述遥感无人机为固定翼无人机，起落平台上具有用于协助固定翼无人机起飞的弹射器，该弹射器与起落平台可拆卸连接。
16.在第二个技术方案中，智慧农业生产数据采集用遥感无人机巡测系统，安装于如第一个技术方案中所述的智慧农业生产数据采集用遥感无人机系统中，所述遥感无人机包括
17.无人机动力模块，用于驱动无人机飞行；
18.遥感模块，用于遥感采集目标农业生产数据所需图像数据；
19.航标模块，用于采集航标信息；
20.蓄电池，用于对无人机在紧急状态或临时供电；
21.数据处理模块，与所述无人机动力模块、遥感模块、航标模块和蓄电池分别电性连接，该数据处理模块接收遥感模块发出的图像数据、接收航标模块发出的航标信息，并将图像数据和航标信息发送到下述承载车上的控制处理模块；数据处理模块通过线缆与所述控制处理模块电性连接；
22.所述承载车包括控制处理模块、供电模块、电机、储存模块和车载显示器，其中控制处理模块与所述供电模块、电机、储存模块和车载显示器分别信号连接；控制处理模块获取图像数据和航标信息，并将图像数据和航标信息对应成标记成遥感信息数据组，控制处理模块通过车载显示器显示图像数据以及当前图像数据对应的航标信息，并将遥感信息数据组储存在储存模块，所述控制处理模块用于通过将供电模块的电力通过线缆传递给无人机动力模块，以及用于通过发出控制信号通过电机、线缆和无人机动力模块的协同配合以使无人机实现位置空间位置变化。
23.使用本发明的有益效果是：
24.1、本无人机系统整合承载车和遥感无人机，使两者形成有线连接的无人机系统，其中承载车具有活动范围大，周转能力强的特点，通过承载车和遥感无人机的配合，方便无人机系统的使用，尤其是适合在乡村以及乡村小路中使用，其中遥感无人机系统具有信号
稳定，巡航能力出色等优点。
25.2、本无人机系统为避免一般线辊收线时产生的非线性震动或摇动，避免因通过线缆拉扯无人机造成的无人机损坏，本无人机系统设置提出的线缆收放装置，其可通过收线辊轴向移动和转动的复合运动，使线缆顺序且贴靠的缠绕在收线辊的外周，无论收线还是放线，线缆均稳定线性的收放，同时遥感无人机获取的遥感图像更稳定无画面抖动或画面模糊，方便后续农业数据的处理。
26.3、本无人机系统的导向整合器可在线缆收放过程中对线缆形成导向整合的作用。线缆收线过程的末段和防线过程的初段均保持垂直状态，即有利于线缆收放装置收放线缆，又可以避免线缆因剐蹭被损坏或切断。
27.4、本发明提出的智慧农业生产数据采集用遥感无人机巡测系统，结合智慧农业生产数据采集用遥感无人机系统的实际使用情况，便于由地面承载车控制遥感无人机的数据采集工作和飞行作业。
附图说明
28.图1为本发明智慧农业生产数据采集用遥感无人机系统的结构示意图。
29.图2为本发明智慧农业生产数据采集用遥感无人机系统中线缆收放装置的示意图。
30.图3为图2中沿a
‑
a面的剖视图。
31.图4为本发明智慧农业生产数据采集用遥感无人机系统中导向整合器的示意图。
32.图5为本发明智慧农业生产数据采集用遥感无人机巡测系统的模块连接示意图。
33.图6为本发明智慧农业生产数据采集用遥感无人机系统使用固定翼无人机的示意图。
34.附图标记包括：
[0035]1‑
承载车，11
‑
起落平台，2
‑
遥感无人机，3
‑
线缆收放装置，31
‑
电机，32
‑
输出轴，321
‑
第一内孔，33
‑
传动杆，331
‑
第二内孔，332
‑
传动凸起，34
‑
收线辊，35
‑
螺纹杆，351
‑
支架，4
‑
导向整合器，41
‑
平面轴承，42
‑
第一组对压导线辊，421
‑
第一支架，43
‑
第二组对压导线辊，431
‑
第二支架，5
‑
线缆，6
‑
弹射器。
具体实施方式
[0036]
为使本技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本技术方案进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而不是要限制本技术方案的范围。
[0037]
实施例1
[0038]
如图1
‑
图4所示，本实施例提出的智慧农业生产数据采集用遥感无人机系统，包括承载车1、起落平台11、遥感无人机2、线缆收放装置3和线缆5，其中，起落平台11和线缆收放装置3均安装在承载车1上，遥感无人机2和线缆收放装置3通过线缆5连接，线缆收放装置3可顺序的收放线缆5，以避免遥感无人机2在升降过程中因线缆5震动收到冲击。
[0039]
本无人机系统整合承载车1和遥感无人机2，使两者形成有线连接的无人机系统，其中承载车1具有活动范围大，周转能力强的特点，通过承载车1和遥感无人机2的配合，方
便无人机系统的使用，尤其是适合在乡村以及乡村小路中使用，其中遥感无人机2系统具有信号稳定，巡航能力出色等优点。
[0040]
具体的，如图2、图3所示，本实施例中的线缆收放装置3包括电机31、输出轴32、传动杆33、收线辊34、螺纹杆35和支架351，其中电机31输出端连接输出轴32，输出轴32内具有第一内孔321，该第一内孔321为光孔，传动杆33的第一端插装在第一内孔321中，传动杆33的外壁具有传动凸起332，第一内孔321具有与传动凸起332形状匹配的传动槽，且传动槽沿输出轴32轴向方向延伸，传动凸起332嵌入到传动槽中，且传动杆33可在第一内孔321中轴向滑动，传动杆33的第二端与收线辊34的第一端中部连接，且传动杆33和收线辊34的内部具有贯穿传动杆33第一端和收线辊34第二端的第二内孔331，第二内孔331为螺纹孔，支架351安装在螺纹杆35的第一端，螺纹杆35的外螺纹第二内孔331的内螺纹啮合；在电机31驱动输出轴32转动时，输出轴32驱动传动杆33和收线辊34转动，且传动杆33和收线辊34在螺纹杆35上轴向移动，以使收线辊34形成转动和轴向移动的复合动作。
[0041]
本无人机系统为避免一般线辊收线时产生的非线性震动或摇动，避免因通过线缆5拉扯无人机造成的无人机损坏，本无人机系统设置提出的线缆收放装置3，其可通过收线辊34轴向移动和转动的复合运动，使线缆5顺序且贴靠的缠绕在收线辊34的外周，无论收线还是放线，线缆5均稳定线性的收放，同时遥感无人机2获取的遥感图像更稳定无画面抖动或画面模糊，方便后续农业数据的处理。
[0042]
具体的，如图2所示，本实施例中的电机31为双向伺服电机31，电机31启动可带动输出轴32转动，输出轴32通过传动凸起332将扭矩传递给传动杆33，传动杆33协同收线辊34在螺纹杆35上转动，以实现转动动作，同时第二内孔331的内环面在螺纹杆35上转动形成轴向移动，在此过程中传动杆33在第一内孔321中轴向相对滑动。线缆5收线时可顺序的缠绕在收线辊34外部。其中，输出轴32、传动杆33和螺纹杆35的配合可参见图3。
[0043]
为了保持输出轴32和传动杆33的稳定和平衡，输出轴32和/或传动杆33的外壁具有轴承座组件。轴承座套装在输出轴32和/或传动杆33的外部，轴承座通过支撑结构安装在承载车1上。
[0044]
起落平台11中部具有垂向贯穿起落平台11的过线孔，线缆收放装置3位于起落平台11的下方，遥感无人机2与线缆收放装置3连接的线缆5穿过过线孔。起落平台11顶面过线孔处安装有导向整合器4，该导向整合器4用于将线缆5整合导向，使线缆5垂向的穿过起落平台11。
[0045]
导向整合器4包括第一组对压导线辊42、第一支架421、第二组对压导线辊43和第二支架431，其中，第一支架421连接在第一组对压导线辊42的辊子轴心处并用于支撑第一组对压导线辊42的辊子，第二支架431连接在第二组对压导线辊43的辊子轴心处并用于支撑第二组对压导线辊43的辊子；第一组对压导线辊42和第二组对压导线辊43均水平设置，第一组对压导线辊42和第二组对压导线辊43上下间隔设置，第一组对压导线辊42的轴线和第二组对压导线辊43的轴线在水平面上的投影相互垂直，第一组对压导线辊42间隔和第二组对压导线辊43间隔中心形成用于通过线缆5的空间。
[0046]
作为优选的，第一组对压导线辊42的辊子和第二组对压导线辊43的辊子均为两端直径大于中部直径的空竹状或拉瓦尔管状，该形状的第一组对压导线辊42的辊子和第二组对压导线辊43的辊子，有利于准确定位线缆5的位置。
[0047]
在遥感无人机2为固定翼无人机时，或遥感无人机2为多旋翼无人机进行环形飞行时，为避免线缆5与导向整合器4的扭力破坏导向整合器4，导向整合器4还包括平面轴承41，平面轴承41的底座安装在起落平台11上，第一组对压导线辊42和第二组对压导线辊43分别通过第一支架421和第二支架431安装在平面轴承41的顶面转动部件上。
[0048]
本无人机系统的导向整合器4可在线缆5收放过程中对线缆5形成导向整合的作用。线缆5收线过程的末段和防线过程的初段均保持垂直状态，即有利于线缆收放装置3收放线缆5，又可以避免线缆5因剐蹭被损坏或切断。
[0049]
如图6所示，遥感无人机2为固定翼无人机，起落平台11上具有用于协助固定翼无人机起飞的弹射器6，该弹射器6与起落平台11可拆卸连接。
[0050]
实施例2
[0051]
本实施例提出的智慧农业生产数据采集用遥感无人机巡测系统，安装于实施例1中的智慧农业生产数据采集用遥感无人机系统中，遥感无人机2包括
[0052]
无人机动力模块，用于驱动无人机飞行；
[0053]
遥感模块，用于遥感采集目标农业生产数据所需图像数据；
[0054]
航标模块，用于采集航标信息；
[0055]
蓄电池，用于对无人机在紧急状态或临时供电；
[0056]
数据处理模块，与无人机动力模块、遥感模块、航标模块和蓄电池分别电性连接，该数据处理模块接收遥感模块发出的图像数据、接收航标模块发出的航标信息，并将图像数据和航标信息发送到下述承载车1上的控制处理模块；数据处理模块通过线缆5与控制处理模块电性连接；
[0057]
承载车1包括控制处理模块、供电模块、电机31、储存模块和车载显示器，其中控制处理模块与供电模块、电机31、储存模块和车载显示器分别信号连接；控制处理模块获取图像数据和航标信息，并将图像数据和航标信息对应成标记成遥感信息数据组，控制处理模块通过车载显示器显示图像数据以及当前图像数据对应的航标信息，并将遥感信息数据组储存在储存模块，控制处理模块用于通过将供电模块的电力通过线缆5传递给无人机动力模块，以及用于通过发出控制信号通过电机31、线缆5和无人机动力模块的协同配合以使无人机实现位置空间位置变化。
[0058]
具体的，数据处理模块的作用是将线缆5的数据线提供、由控制处理模块发出的数据进行分离，如控制无人机动力模块动作的信号、遥感模块镜头的指向信号或开关信号、航标模块的校准信号等多个信号进行分离，并使对应的执行器执行相应的动作。
[0059]
供电模块对电机31、车载显示器和无人机动力模块进行强电供电，控制处理模块为处理各个数据，控制处理模块同时还提供操作面板，可通过控制面板操作遥感无人机2的状态，控制面板部分为现有技术，不再赘述。
[0060]
本发明提出的智慧农业生产数据采集用遥感无人机巡测系统，结合智慧农业生产数据采集用遥感无人机系统的实际使用情况，便于由地面承载车1控制遥感无人机2的数据采集工作和飞行作业。本巡测系统将主要的动力源和控制部分均设置在承载车1上，可减轻遥感无人机2整体重量，缩小遥感无人机2的体积或负载更多的遥感设备、传感器或其他农业用品，有利于遥感无人机2多功能复合使用。
[0061]
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本技术内
容的思想，在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化，只要这些变化未脱离本发明的构思，均属于本专利的保护范围。