一种无人机激光点云高效采集设备的制作方法

本发明涉及激光点云采集，尤其涉及一种无人机激光点云高效采集设备。

背景技术：

1、在使用激光雷达进行地面信息采集的时候，激光雷达系统对地面扫描获得地面反射点的三维坐标，每个地面反射点按三维坐标以点的形式，分布在三维空间中，从而形成激光点云的扫描点，在利用无人机和激光雷达进行采集的时候，需要根据使用需求调整激光雷达的倾斜角度和方向，传统的调整机构不紧凑，激光雷达旋转调整占用空间大，导致整体结构占用空间大质量重，影响无人机的负荷，同时对激光雷达没有安全防护操作，在坠落和撞击的时候激光雷达容易损坏，为此提出一种无人机激光点云高效采集设备。

技术实现思路

1、为解决传统的调整机构不紧凑，激光雷达旋转调整占用空间大，导致整体结构占用空间大、质量重，影响无人机的负荷，同时对激光雷达没有安全防护操作，在坠落和撞击的时候激光雷达容易损坏的技术问题，本发明提供一种无人机激光点云高效采集设备。

2、本发明采用以下技术方案实现：一种无人机激光点云高效采集设备，包括无人机本体，所述无人机本体的底部设置有采样组件和触发组件；

3、采样组件包括与无人机本体底部固接的环形结构的连接板，连接板内圈固定连接有隔离机构，隔离机构的外圈连接有环形结构的防护机构，且防护机构与连接板底部固接，隔离机构的内部安装有旋转采集机构；

4、触发组件包括与无人机本体底部固接的底座，底座底部固接有球形结构的支撑机构，支撑机构的内部设置有与其同心设置的装载机构，装载机构内部设置有球形结构的浮动机构，浮动机构外圈固接有沿其球心阵列分布的且与支撑机构和装载机构连接的触发机构；

5、支撑机构包括与底座底部固接的中空结构的支撑球，支撑球内圈固定套接有与其同心设置的中空结构的引导球一，支撑球固定连接有与引导球一外圈固接的导电杆一，支撑球和引导球一固定连接有同一个隔离套管，隔离套管内圈固定连接有与装载机构连接的导电杆二；

6、装载机构包括与支撑球同心设置的隔离球，隔离球外圈固定连接有与其同心设置的引导球二，且引导球二外圈与导电杆二固接；

7、浮动机构包括中空结构的浮球，浮球内部设置有与其同心设置的配重球，配重球外圈与浮球内圈之间固接有连接杆；

8、触发机构包括固接在浮球外圈的弹簧，且弹簧远离浮球的一端与隔离球内圈固定连接，弹簧内圈设置有与浮球外圈固接的偏转杆，偏转杆远离浮球的一端固接有偏转球，偏转球外圈滑动套接有与隔离球和引导球二滑动连接的活动杆，活动杆伸出引导球二的一端外圈滑动连接有限制管，活动杆伸入至限制管的一端外圈镶嵌有环形结构的导电环，限制管的一端与引导球二外圈固接，限制管的另一端与引导球一内圈固接，限制管内侧壁镶嵌有与引导球一固接的导电板一，活动杆远离导电板一的一侧安装有镶嵌在限制管内侧壁上的导电板二，且导电板二与引导球二固接。

9、通过上述技术方案，利用采样组件内部的旋转采集机构调整采样器的方向以及倾斜角度，实现不同位置的地面数据采集操作，利用触发组件内部的浮动机构和触发机构在无人机撞击或坠落的时候进行检测，检测无人机安全状态，此后利用防护机构对隔离机构内部的旋转采集机构进行隔离防护，确保采样器安全。

10、作为上述方案的进一步改进，所述活动杆靠近偏转球的一端开设有与偏转球滑动套接的滑槽，活动杆横截面与限制管内圈横截面结构一致且均为正多边形结构。

11、通过上述技术方案，确保活动杆在沿限制管长度方向滑动的时候不发生径向转动。

12、作为上述方案的进一步改进，所述隔离机构包括与连接板内圈固定连接的延伸管，延伸管底部固接有半球形结构的罩壳，罩壳底部中间位置固定套接有圆弧形结构的透视板。

13、作为上述方案的进一步改进，所述防护机构包括设置在隔离机构外圈且与连接板底部固定连接的支撑管，且支撑管与隔离机构同轴设置，支撑管底部固接有环形结构的收纳板，支撑管内圈固接有与隔离机构外圈固接的环形结构的分隔板，分隔板底部设置有与支撑管内圈固定套接的环形结构的挡板，且挡板与隔离机构外圈固接，挡板底部设置有分布在收纳板内圈的环形结构的气囊，气囊顶部固接有挡板和分隔板固定套接的连接管。

14、作为上述方案的进一步改进，所述旋转采集机构包括与隔离机构内圈活动套接的环形结构的转动环，转动环内部设置有与其同轴设置的固定环，固定环内圈固定连接有采样器，固定环的两侧均固接有与转动环转动连接的旋转杆，且旋转杆沿转动环直径方向设置，旋转杆外圈固定套接有齿轮一，齿轮一的一侧啮合有沿竖直方向设置的齿条一，齿条一顶部固接有与其垂直设置的保持板，且保持板与转动环内侧壁滑动连接，保持板顶部固接有推拉杆，推拉杆顶部滑动连接有与隔离机构内圈滑动连接的环形结构的驱动板，驱动板底部连接有与隔离机构连接的驱动单元一，转动环顶部内圈固接有环形结构的齿轮圈，齿轮圈啮合有与隔离机构连接的驱动单元二。

15、作为上述方案的进一步改进，所述固定环环绕设置在采样器外侧中间位置，驱动单元一沿转动环高度方向设置，驱动单元一顶部输出端与驱动板底部连接，转动环内圈开设有沿其高度方向设置的滑槽一，且滑槽一与保持板滑动连接，驱动板底部开设有沿其轴线方向设置的环形结构的滑槽二，滑槽二与推拉杆滑动连接，保持板伸入至滑槽一的一端以及推拉杆伸入至滑槽二的一端横截面均为t型结构，滑槽一和滑槽二横截面均为t型结构。

16、通过上述技术方案，在发生撞击或坠落的时候，无人机本体的速度在短时间内发生急剧变化，此时在惯性的作用下浮动机构向撞击或坠落的方向继续运动，此时在配重球的作用下带动浮球相对隔离球一侧运动，此时浮球带动偏转杆运动，偏转杆在运动的时候带动偏转球运动，从而推动活动杆运动，当活动杆上的导电环运动至限制管内部与导电板一和导电板二接触的时候，导电板一和导电板二被导通，然后与引导球二连接的导电杆二和与引导球一连接的导电杆一被导通，此时导电杆一和导电杆二形成触发信号，表明无人机本体发生撞击或坠落，采用阵列设置的触发机构能够检测不同方位的无人机本体的撞击或坠落状况，偏转球能带动偏转杆进行不同方向偏转，使浮球整体能够沿不同方向进行自由运动，同时偏转球还能够采用偏转方式将不沿触发机构延长线上的正面碰撞或坠落的冲击力从侧面进行引导，从而实现全方向的撞击或坠落检测触发操作。

17、作为上述方案的进一步改进，所述驱动单元二包括与齿轮圈内圈结合的齿轮二，齿轮二内圈固定连接有转轴，转轴伸出齿轮二顶部的一端固接有电机，电机顶部固接有与隔离机构内圈固接的横板。

18、通过上述技术方案，驱动单元二带动齿轮圈转动从而使转动环整体转动，从而调整采样器的旋转方向，调整采样器的采样方向。

19、作为上述方案的进一步改进，所述隔离套管与限制管、支撑球、隔离球、活动杆和浮球均采用绝缘材料制成，隔离球和浮球之间填充有液态介质，且液态介质绝缘。

20、通过上述技术方案，确保在检测的时候不发生电信号干涉。

21、作为上述方案的进一步改进，所述连接管上安装有电磁阀，电磁阀、支撑机构和旋转采集机构均与无人机本体内部控制器连接。

22、作为上述方案的进一步改进，所述限制管和活动杆沿隔离球的直径方向设置，引导球二和引导球一均采用金属材料制成。

23、相比现有技术，本发明的有益效果在于：

24、本发明能够实现采样器的不同倾斜角度和方向调节，适合不同条件下的激光点云信息采集操作，采用利用采样器中间位置进行偏转方式调整采样器的倾斜角度的方式，减小采样器的偏转占用空间，减少采样器以及驱动采样器调整的动力机构的占用空间，进一步减小采样部件的大小和重量，降低无人机的负荷，提高无人机的续航能力。

25、本发明能够在无人机发生撞击或坠落的过程中实现全方向的撞击或坠落检测触发操作，确保无人机发生撞击或坠落时能有效对采样器进行包覆防护，确保采样器安全，减小采样器的损坏概率，减小经济损失。