矢量共轴手持云台一体无人机及其智能系统技术方案

本发明专利技术公开了矢量共轴手持云台一体无人机，包括动力单元和机身，机身包括机身外壳和设于机身外壳内的两舵机等；还包括云台，动力单元连接于机身顶端，云台连接于机身底端；动力单元包括由上下两电机构成的同轴电机、分别与上下两电机连接的上螺旋桨对和下螺旋桨对、连接于同轴电机底端的矢量机构；矢量机构由矢量轴固定环、外轴倾斜环、内轴倾斜环从外向内同轴设置；两舵机中一舵机的输出轴通过一连杆连接外轴倾斜环外端，另一舵机的输出轴通过另一连杆连接内轴倾斜环外端。本发明专利技术无人机具有矢量推力属性；同时，该无人机将航拍无人机和手持云台的优点有机结合，能够实现多领域、多环境、多功能的应用。多功能的应用。多功能的应用。

【技术实现步骤摘要】
矢量共轴手持云台一体无人机及其智能系统
[0001]

[0002]本专利技术属于矢量无人机与手持云台等
，具体涉及矢量共轴手持云台一体无人机及其智能系统。

技术介绍

[0003]传统无人机大致可分为两类，一类是具有机翼的固定翼无人机，另一类是没有机翼的多旋翼无人机，本专利技术无人机则为以一种多旋翼无人机。传统多旋翼无人机多为四轴，其技术趋于成熟，外形上也形成了固定的标准，难以改变。因为旋翼的固定，只能通过各个螺旋桨之间的桨速差来改变无人机的姿态，实现转向前进等功能，进而导致传统多旋翼无人机的机动性、灵活性较差。
[0004]同时，由于多旋翼无人机的旋翼轴数量较多，在设计时需要注意螺旋桨之间的距离，不能使桨叶之间有接触的可能，因此不可避免的增大了多旋翼无人机的尺寸。而根据已有的结论：在桨径尺寸相同的情况下，单桨桨效比多桨桨效更大，多桨桨径为几个小桨直径相加得到最终桨径。而在相同桨效下，与多轴旋翼无人机相比，矢量共轴无人机的体积更加小巧、通过性更好。
[0005]再次，传统的多旋翼无人机在每一个螺旋桨下面都需要安装一个动力电机，一架无人机有几轴就需要配置几个电机，十分耗费能源，不够环保。而就拿四轴的无人机与矢量共轴无人机相比，由上面结论可知，在桨效相同的情况下，四个电机要比一个电机能源耗费要高，由此看来矢量共轴无人机更加节能环保。
[0006]最后，传统的航拍无人机和手持云台是不同的两款产品。其中，航拍无人机可以飞行到高空获得更广阔的拍摄视角，但不能像手持云台那样方便拿在手里随时随地拍摄。而手持云台能方便拿在手里随时随地拍摄，但却不能像航拍无人机那样飞到空中拍摄更美的风景。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供矢量共轴手持云台一体无人机，以解决
技术介绍
中提出的问题。同时，本专利技术还提供基于矢量共轴手持云台一体无人机的智能系统。
[0008]本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提供的矢量共轴手持云台一体无人机，包括动力单元和机身，所述机身主要包括机身外壳和设于机身外壳内的两舵机、电源及控制模块；还包括云台，动力单元连接于机身顶端，云台连接于机身底端；动力单元包括由上下两电机构成的同轴电机、分别与上下两电机连接的上螺旋桨对和下螺旋桨对、连接于同轴电机底端的矢量机构；上螺旋桨对和下螺旋桨对分别由上、下电机带动反向旋转；
所述矢量机构由矢量轴固定环、外轴倾斜环、内轴倾斜环从外向内同轴设置；一轴水平贯穿外轴倾斜环和内轴倾斜环且通过两环的圆心，用来连接外轴倾斜环和内轴倾斜环；通过两短轴连接外轴倾斜环和矢量轴固定环；内轴倾斜环通过一内轴心座与同轴电机底端相连，矢量轴固定环底端通过若干连接杆与下方的矢量轴底座连接；所述两舵机中一舵机的输出轴通过一连杆连接外轴倾斜环外端，另一舵机的输出轴通过另一连杆连接内轴倾斜环外端。
[0009]作为优选，矢量轴底座下方预留若干用于安装减震球的减震孔。
[0010]作为优选，云台通过一云台连接机构与机身底端连接，所述云台连接机构为云台旋转盘；所述机身包括一底座，所述底座为带内螺纹的结构；该结构与所述云台旋转盘的上轴，通过该上轴将该结构与云台旋转盘可拆卸连接。
[0011]作为优选，云台旋转盘下方设置若干安装减震球的减震孔，云台旋转盘通过减震球与云台连接。
[0012]本专利技术提供的智能系统，包括图像类型标记与分类模块、图像分类模块、无人机安全路线规划模块和预警模块；所述图像类型标记与分类模块，用来对输入的图像进行分类标记并获得训练样本集；所述图像分类模块设置于服务器端或云端，用来利用图像类型标记与分类模块的训练结果对无人机拍摄的视频和/或图像进行分类；所述无人机安全路线规划模块，用来基于无人机拍摄的视频和/或图像的分类结果，来进行无人机的路线规划；所述预警模块用来对施工现场的不安全事件进行预警。
[0013]进一步的， 无人机安全路线规划模块进一步包括：二维卫星地图构建模块，用来接收无人机航拍影像和/或无人机激光扫描技术采集的施工区域建筑物高度信息，构建带高度信息的二维卫星地图；二维障碍物网格卫星地图构建模块，用来将二维卫星地图按需求平均划分为若干二维网格，网格的高度信息设定为其覆盖区域高度的最大值，一个网格当作一个航点，标记二维数字地图中的障碍物，由此得到二维障碍物网格卫星地图；路径设置模块，用来运用Dijkstra方法得出一系列航点信息，得到起始位置至目的位置的安全飞行路径；航点高度为二维网格的高度信息和用户预设安全值之和。
[0014]进一步的，预警模块进一步包括：异常停靠预警模块，用来当图像分类模块识别到车辆与异常区域重叠，则触发预警；人员闯入危险区域预警模块，用来当图像分类模块识别到人员图像与危险区域图像发生重叠，则触发预警；未穿戴安全帽预警模块， 用来当图像分类模块识别出人但未检测到安全帽，或检测到安全帽但未与人头部像素叠加，则触发预警。
[0015]本专利技术无人机打破了传统的多旋翼无人机结构，利用反向双桨同轴电机和矢量结构设计了一款具有矢量推力属性的无人机。同时，该无人机将航拍无人机和手持云台的优点有机结合，能够实现多领域、多环境、多功能的应用。
[0016]本专利技术的优点和有益效果罗列如下：（1）原材料普通，加工难度低，装配细节部位设计巧妙，既满足了机身的结构强度，又降低了加工成本。
[0017]（2）打破了传统的多旋翼无人机的结构设计，利用反向双桨同轴电机和矢量结构设计成了一款具有矢量推力线动力的无人机，具有较高的机动性、灵活性。
[0018]（3）在相同桨效下，本专利技术矢量共轴无人机的体积却要比多旋翼的小，与之相比更加小巧、通过性更好。
[0019]（4）与多旋翼无人机相比，本专利技术矢量共轴无人机更加节能环保，更具有优势。
[0020]（5）桨叶可折叠，云台可拆卸，结构简单，整体机身小巧轻便，方便携带。
[0021]（6）本无人机将航拍无人机和手持云台有机的结合在一起，能够实现多领域、多环境、多功能的应用。
[0022]（7）本无人机可应用于施工现场的管理，可实现自动巡查、危险预警，从而避免安全隐患，尤其适用于开放式的大型建筑工地和建造工地。
附图说明
[0023]图1为具体实施方式中该一体无人机的主视图；图2为具体实施方式中该一体无人机的俯视图；图3为具体实施方式中该一体无人机的立体图。
[0024]图中：101
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锥形顶盖，102
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同轴电机，103a
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上螺旋桨对，103b
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下螺旋桨对，103c
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活动浆夹，104a
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矢量轴固定环，104b
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外轴倾斜环，104c
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内轴倾斜环，104d
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连接杆，104e
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内轴心座，105
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连杆，106
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矢量轴底座；201
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机身外壳，202
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.矢量共轴手持云台一体无人机，包括动力单元和机身，所述机身主要包括机身外壳和设于机身外壳内的两舵机、电源及控制模块；其特征是：还包括云台，动力单元连接于机身顶端，云台连接于机身底端；动力单元包括由上下两电机构成的同轴电机、分别与上下两电机连接的上螺旋桨对和下螺旋桨对、连接于同轴电机底端的矢量机构；上螺旋桨对和下螺旋桨对分别由上、下电机带动反向旋转；所述矢量机构由矢量轴固定环、外轴倾斜环、内轴倾斜环从外向内同轴设置；一轴水平贯穿外轴倾斜环和内轴倾斜环且通过两环的圆心，用来连接外轴倾斜环和内轴倾斜环；通过两短轴连接外轴倾斜环和矢量轴固定环；内轴倾斜环通过一内轴心座与同轴电机底端相连，矢量轴固定环底端通过若干连接杆与下方的矢量轴底座连接；所述两舵机中一舵机的输出轴通过一连杆连接外轴倾斜环外端，另一舵机的输出轴通过另一连杆连接内轴倾斜环外端。2.如权利要求1所述的矢量共轴手持云台一体无人机，其特征是：所述矢量轴底座下方预留若干用于安装减震球的减震孔。3.如权利要求1所述的矢量共轴手持云台一体无人机，其特征是：所述云台通过一云台连接机构与机身底端连接，所述云台连接机构为云台旋转盘；所述机身包括一底座，所述底座为带内螺纹的结构；该结构与所述云台旋转盘的上轴，通过该上轴将该结构与云台旋转盘可拆卸连接。4.如权利要求3所述的矢量共轴手持云台一体无人机，其特征是：所述云台旋转盘下方设置若干安装减震球的减震孔，云台旋转盘通过减震球与云台连接。5.一种智能系统，其特征是：包括图像类型标记与分类模块、图像分类模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：李方舟，彭源青，龚鸣敏，冯浩，朱福喜，周鑫，
申请(专利权)人：武汉学院，
类型：发明
国别省市：