一种多旋翼无人机三维激光雷达扫描系统的制作方法

1.本实用新型属于电力巡检设备技术领域，具体涉及一种多旋翼无人机三维激光雷达扫描系统。


背景技术：

2.我国有关电力部门展开了机载lidar电力巡线技术的运用，规范了相应技术实施要求。目前，我国采用机载lidar电力巡线技术也越来越普及，该机载lidar电力巡线技术是利用机载将激光雷达快速勘测技术与无人机技术有机结合，实现超视距、高空性、快速性、数字化的电网灾后采集，能够对200米范围内的物体进行快速化扫描，利用软件在30分钟内，再现高精度的三维模型和空间位置数据，实现对电网灾情快速进行数字化的分析及评估。
3.现有激光雷达扫描无人机并不适合高寒地区的进行输电线路巡检，究其原因是高寒地区的气温较低，传统吊具都是简单的安装板对激光雷达扫描仪进行固定安装，尤其在无人机飞行时激光雷达扫描仪更好收到低气温的考验，低温将会导致激光雷达扫描仪内部耗电巨大，甚至影响扫描勘测结果或是造成激光雷达设备损坏，造成经济损失。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种多旋翼无人机三维激光雷达扫描系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.本实用新型提供了一种多旋翼无人机三维激光雷达扫描系统，包括无人机本体，设置在所述无人机本体的底部的支撑架、可拆卸连接设置在所述支撑架上的吊舱装置；
7.其中，所述吊舱装置包括吊舱支架和吊舱壳体，其中，所述吊舱支架包括人字形主安装管、与所述人字形主安装管连通的c形安装管；所述c形安装管呈水平向设置，且c形安装管的中部设置有连接孔；所述人字形主安装管包括竖向设置的第一管部、分别与所述第一管部连通的第二管部和第三管部；所述人字形主安装管的第一管部与所述支撑架连接，且所述人字形主安装管的第一管部还与所述无人机柴油发动机的尾气管连通，所述人字形主安装管的第二管部与所述c形安装管上的连接孔连通，所述人字形主安装管的第三管部插入到所述吊舱壳体的内部用于向其吹气通热风；所述c形安装管的两端均设置有减震组件，所述c 形安装管的两端通过所述减震组件与所述吊舱壳体连接，且所述c形安装管的两端均插入到所述吊舱壳体的内部用于向其吹气通热风；
8.所述吊舱壳体包括用于内部安装激光雷达扫描仪的壳体本体、设置在所述壳体本体的前部的激光头外露通孔、设置在所述壳体本体内部的扇叶；所述扇叶设置在所述c形安装管、第三管部通往所述吊舱壳体的出风口处。
9.优选的，作为一种可实施方案；所述人字形主安装管以及所述c 形安装管的外部包覆有保温套层，且所述保温套层的外部设置有用于固定的环形卡箍。
10.优选的，作为一种可实施方案；所述保温套层包括内层的棉布层、外层的橡胶层，所述内层的棉布层、外层的橡胶层复合在一起形成管套，套接在所述人字形主安装管以及所述c形安装管的外部。
11.优选的，作为一种可实施方案；所述人字形主安装管的第一管部的内层在连通第二管部以及第三管部的前端位置处还设置有尾气过滤网；所述尾气过滤网用于对所述无人机柴油发动机的尾气管排除的气体进行初级过滤。
12.优选的，作为一种可实施方案；所述支撑架用于对所述人字形主安装管起到固定支撑作用；所述支撑架包括相对设置的两块支撑板；所述支撑板上设置有多个螺纹孔，所述紧固螺栓锁紧两块支撑板用于夹扣人字形主安装管的第一管部。
13.优选的，作为一种可实施方案；在所述人字形主安装管的第二管部的两侧有固定板，两侧的固定板用于对所述人字形主安装管进行夹持；所述固定板与所述人字形主安装管之间设置有减震垫。
14.优选的，作为一种可实施方案；所述减震组件安装有减震胶垫的法兰盘。
15.优选的，作为一种可实施方案；所述人字形主安装管的第一管部的内层在连通第二管部以及第三管部的前端位置处还设置有尾气过滤网；所述尾气过滤网用于对所述无人机柴油发动机的尾气管排除的气体进行初级过滤。
16.优选的，作为一种可实施方案；所述无人机本体包括环形机架、设置在所述环形机架上的四个旋翼(旋叶)以及设置在所述环形机架底部的起落架。
17.优选的，作为一种可实施方案；所述环形机架以及所述起落架均为高强度碳钢结构件。
18.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
19.分析上述本实用新型实施例设计的多旋翼无人机三维激光雷达扫描系统的主要结构可知：上述多旋翼无人机三维激光雷达扫描系统其主要由无人机本体，设置在无人机本体的底部的支撑架、可拆卸连接设置在支撑架上的吊舱装置等结构构成；
20.其中，吊舱装置包括吊舱支架和吊舱壳体，其中，吊舱支架包括人字形主安装管、与人字形主安装管连通的c形安装管；c形安装管呈水平向设置，且c形安装管的中部设置有连接孔；人字形主安装管包括竖向设置的第一管部、分别与第一管部连通的第二管部和第三管部；人字形主安装管的第一管部与支撑架连接，且人字形主安装管的第一管部还与无人机柴油发动机的尾气管连通，人字形主安装管的第二管部与c 形安装管上的连接孔连通，人字形主安装管的第三管部插入到吊舱壳体的内部用于向其吹气通热风；c形安装管的两端均设置有减震组件，c 形安装管的两端通过减震组件与吊舱壳体连接，且c形安装管的两端均插入到吊舱壳体的内部用于向其吹气通热风；上述吊舱壳体包括用于内部安装激光雷达扫描仪的壳体本体、设置在壳体本体的前部的激光头外露通孔、设置在壳体本体内部的扇叶；扇叶设置在c形安装管通往吊舱壳体的出风口处。
21.在本实用新型实施例的上述技术方案中，设计了一个密封性能较高的吊舱壳体，同时激光雷达扫描仪的镜头要暴露在吊舱壳体外部，所以不可避免还是有些热量损失，为了弥补其热量，确保无人机飞行时热量充足，将对无人机柴油发动机进行改进，在无人机柴油发动机的尾气管处安装有人字形主安装管的第一管部(且第一管部分别与第二管部和第三管部连通)，同时让人字形主安装管的第二管部与c形安装管上的连接孔连通，这样就可
以将无人机柴油发动机排出的尾气经过人字形主安装管的第二管部导入到c形安装管，然后再经过c形安装管导入到吊舱壳体的内部，由于c形安装管的特殊结构，所以可以确保c形安装管的两端分别从吊舱壳体两侧向其吹气通热风，(例如左右两侧均吹热气从而确保了吊舱壳体内部的热量补充，从而增强一部分热量，避免壳体本体内部长期低温)；同时人字形主安装管的第三管部插入到吊舱壳体的内部用于向其吹气通热风，这样不仅可以增强对吊舱壳体的固定作用 (第三管部对吊舱壳体顶部固定以及稳固作用)，同时向吊舱壳体内实施供气操作；通过本实用新型实施例设计的方案，其合理利用了无人机柴油发动机排出的自然尾气，经过输气管道进入到扇叶，然后吹动扇叶自动旋转，该扇叶设置在c形安装管通往吊舱壳体的出风口处，利用该扇叶对热气进行扩散吹风，最终实现吊舱壳体内的均匀补充热量，保障激光雷达扫描仪的使用环境温度适宜，避免其内部耗电以及激光雷达设备损坏。
附图说明
22.图1为本实用新型实施例提供的多旋翼无人机三维激光雷达扫描系统的立体结构示意图；
23.图2为图1的本实用新型实施例提供的多旋翼无人机三维激光雷达扫描系统的局部结构示意图；
24.图3为本实用新型实施例提供的多旋翼无人机三维激光雷达扫描系统一局部结构示意图；
25.图4为图3本实用新型实施例提供的多旋翼无人机三维激光雷达扫描系统一局部结构示意图；
26.图5为本实用新型实施例提供的多旋翼无人机三维激光雷达扫描系统一局部放大结构示意图；
27.标号：1
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无人机本体；11
‑
旋翼；12
‑
起落架；2
‑
支撑架；3
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吊舱支架；31
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第一管部；32
‑
第二管部；33
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第三管部；34
‑
c形安装管；35
‑ꢀ
减震组件；36
‑
固定板；4
‑
吊舱壳体；41
‑
壳体本体；42
‑
激光头外露通孔。
具体实施方式
28.下面结合实施例对本实用新型做进一步的描述。
29.以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的保护范围。实施例中的条件可以根据具体条件做进一步的调整，在本实用新型的构思前提下对本实用新型的方法简单改进都属于本实用新型要求保护的范围。
30.实施例一
31.如图1、图2所示，本实用新型实施例一提供一种多旋翼无人机三维激光雷达扫描系统，包括无人机本体1，设置在无人机本体的底部的支撑架2、可拆卸连接设置在支撑架上的吊舱装置；
32.其中，吊舱装置包括吊舱支架3和吊舱壳体4，其中，吊舱支架3 包括人字形主安装管、与人字形主安装管连通的c形安装管；c形安装管呈水平向设置，且c形安装管的中部设置有连接孔；人字形主安装管包括竖向设置的第一管部31、分别与第一管部连通的第二管
部32和第三管部33；人字形主安装管的第一管部31与支撑架2连接，且人字形主安装管的第一管部31还与无人机柴油发动机(图中未示意出)的尾气管连通，人字形主安装管的第二管部32与c形安装管34上的连接孔连通，人字形主安装管的第三管部33插入到吊舱壳体4的内部用于向其吹气通热风；且第二管部32和第三管部33(严格讲是第三管部连通的c形安装管)形成倒v字形对吊舱壳体的顶部和背面夹持；c形安装管的两端均设置有减震组件35(即优选使用安装有减震胶垫的法兰盘)， c形安装管的两端通过减震组件与吊舱壳体4连接，且c形安装管34 的两端均插入到吊舱壳体的内部用于向其吹气通热风；且c形安装管 34的两端用于对吊舱壳体的左右侧面形成夹持固定作用；
33.上述吊舱壳体4包括用于内部安装激光雷达扫描仪的壳体本体41、设置在壳体本体的前部的激光头外露通孔42、设置在壳体本体内部的扇叶(图中未示意出)；扇叶设置在c形安装管34、第三管部33通往吊舱壳体4的出风口处。
34.分析上述多旋翼无人机三维激光雷达扫描系统的主要结构可知，该系统设计了一个密封性能较高的吊舱壳体，同时激光雷达扫描仪的镜头要暴露在吊舱壳体外部，所以不可避免还是有些热量损失，为了弥补其热量，确保无人机飞行时热量充足，将对无人机柴油发动机进行改进，在无人机柴油发动机的尾气管处安装有人字形主安装管的第一管部(且第一管部分别与第二管部和第三管部连通)，同时让人字形主安装管的第二管部与c形安装管上的连接孔连通，这样就可以将无人机柴油发动机排出的尾气经过人字形主安装管的第二管部导入到c形安装管，然后再经过c形安装管导入到吊舱壳体的内部，由于c形安装管的特殊结构，所以可以确保c形安装管的两端分别从吊舱壳体两侧向其吹气通热风， (例如左右两侧均吹热气从而确保了吊舱壳体内部的热量补充，从而增强一部分热量，避免壳体本体内部长期低温)；同时人字形主安装管的第三管部插入到吊舱壳体的内部用于向其吹气通热风，这样不仅可以增强对吊舱壳体的固定作用(第三管部对吊舱壳体顶部固定以及稳固作用)，同时向吊舱壳体内实施供气操作；
35.通过本实用新型实施例设计的方案，其合理利用了无人机柴油发动机排出的自然尾气，经过输气管道进入到扇叶，然后吹动扇叶自动旋转，该扇叶设置在c形安装管通往吊舱壳体的出风口处，利用该扇叶对热气进行扩散吹风，最终实现吊舱壳体内的均匀补充热量，保障激光雷达扫描仪的使用环境温度适宜，避免其内部耗电以及激光雷达设备损坏。
36.需要说明的是，在本实用新型实施例的具体技术方案中，在无人机的机架的下方设置有支撑架以及吊舱装置，吊舱装置起到承载激光雷达扫描仪的作用，上述激光雷达扫描仪设置在吊舱装置内。同时其内部还可附带安装gnss和imu定位定姿系统，这样有利于激光雷达扫描仪、 gnss和imu定位定姿系统都可以在较好的运行环境中使用。
37.本实用新型提供的一种多旋翼无人机三维激光雷达扫描系统，可选择集成100
‑
1000米不同测距的激光雷达扫描仪、gnss和imu定位定姿系统，可实时、动态、海量采集高精度点云数据及丰富的影像信息。广泛应用于输电线路巡检、测绘、林业、农业、国土规划、地质灾害、矿山安全等领域三维空间信息的获取。体积较小，保存运输方便，平稳性能更好。
38.需要说明的是，在本实用新型的具体实施方案中，上述无人机柴油发动机设置在无人机本体的表面上，所述无人机柴油发动机的动力输出轴通过传动装置与所述旋翼上桨叶传动连接，通过传动装置带动所述桨叶转动。
39.为了进一步增强输送吊舱壳体内部的热气热量充足，避免其输送损失，所以设计
了保温套层；在所述人字形主安装管以及所述c形安装管的外部包覆有保温套层，且所述保温套层的外部设置有用于固定的环形卡箍。在优选的技术方案中，所述保温套层包括内层的棉布层、外层的橡胶层，所述内层的棉布层、外层的橡胶层复合在一起形成管套，套接在所述人字形主安装管以及所述c形安装管的外部。
40.所述人字形主安装管的第一管部的内层在连通第二管部以及第三管部的前端位置处还设置有尾气过滤网(图中未示意出)；所述尾气过滤网用于对所述无人机柴油发动机的尾气管排除的气体进行初级过滤。
41.需要说明的是，在本实用新型的具体实施方案中，由于尾气可能存在一些杂质以及油烟，对其本实用新型实施例设计了尾气过滤装置(复合净化网)以及尾气过滤网；利用上述尾气过滤网可以实现初级过滤，同时复合净化网可实现进一步过滤，但是由于本实施例采用的无人机柴油发动机的尾气已经经过了滤清装置处理，所以一般情况下只需要安装尾气过滤网即可。
42.上述支撑架2用于对所述人字形主安装管起到固定支撑作用；所述支撑架上设置有多个螺纹孔，所述支撑架2上的多个螺纹孔用于安装紧固螺栓；所述紧固螺栓锁紧两块支撑板用于夹扣人字形主安装管的第一管部；所述支撑架2包括相对设置的两块支撑板；上述支撑板上安装有螺纹孔以及紧固螺栓。
43.需要说明的是，在本实用新型的具体实施方案中，上述支撑架用于对所述人字形主安装管起到固定支撑作用，利用该支撑架配合紧固螺栓可以形成对人字形主安装管的第一管部良好的固定作用。
44.在所述人字形主安装管的第二管部32的两侧有固定板36，两侧的固定板36用于对所述人字形主安装管进行夹持；所述固定板与所述人字形主安装管之间设置有减震垫。
45.需要说明的是，在本实用新型的具体实施方案中，为了进一步增强人字形主安装管的支撑强度，避免其吊装上述吊舱壳体后发生变形，可以在人字形主安装管的第二管部的两侧有固定板形成对其加固作用，同时其固定板与人字形主安装管之间设置有减震垫实现进一步的减震，避免吊舱壳体内部的扫描仪剧烈抖动；另外上述第一管部则主要通过支撑架2实现稳固加固作用。
46.所述无人机本体1包括环形机架、设置在所述环形机架上的四个旋翼11(旋叶)以及设置在所述环形机架底部的起落架12。所述环形机架以及所述起落架12均为高强度碳钢结构件。
47.综上所述，本实用新型实施例提供的多旋翼无人机三维激光雷达扫描系统，其在保障结构稳定性较高的情况下，其合理利用了无人机柴油发动机排出的自然尾气，经过输气管道进入到扇叶，然后吹动扇叶自动旋转，利用该扇叶对热气进行扩散吹风，最终实现吊舱壳体内的均匀补充热量，增强了激光雷达扫描仪高寒地区的适应性以及可靠性。
48.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。