本發明涉及無人機領域,特別涉及一種用于野生動物研究的智能型無人機。
背景技術:
無人駕駛飛機,簡稱無人機(UAV),是一種處在迅速發展中的新概念武器裝備,其具有機動靈活、反應快速、無人飛行、操作要求低的優點。無人機通過搭載多類傳感器,可以實現影像實時傳輸、高危地區探測功能,是衛星遙感與傳統航空遙感的有力補充。目前,無人機的使用范圍已經擴寬到軍事、科研、民用三大領域,具體在電力、通信、氣象、農業、海洋、勘探、攝影、防災減災、農作物估產、緝毒緝私、邊境巡邏、治安反恐等領域應用甚廣,特別是在野生動物研究中,無人機也大顯身手,通過在無人機上安裝攝像頭,能夠輕易拍攝到野生動物的圖形以供研究,在一些人們難以近距離靠近的地方,例如極度瀕危的蘇門答臘猩猩窩通常在樹頂,難以靠近,而無人機可以輕松接近并拍攝這些靈長類動物的巢穴,提供有價值的信息,這將為它們的保護活動提供幫助。
但是現有的無人機在安裝攝像頭時,由于其安裝結構簡單固定,導致攝像頭無法轉動對不同角度的野生動物及其活動環境進行拍攝,不僅如此,無人機上的攝像頭大都采用定焦攝像頭,這樣導致無人機要對某一對象進行拍攝時,需要通過飛行使無人機飛行到該對對象附近才能保證清晰地圖像采集,而當該對象為高速運動的動物,如狩獵狀態中的獵豹等食肉動物、逃生狀態中的羚羊等食草動物時,無人機無法跟蹤上它們的速度,從而無法完成拍攝工作,直接降低了無人機在野生動物研究時的實用性。
技術實現要素:
本發明要解決的技術問題是:為了克服現有技術的不足,提供一種用于野生動物研究的智能型無人機。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種用于野生動物研究的智能型無人機,包括主體、設置在主體下方的拍攝機構和設置在主體兩側的飛行單元;
所述拍攝機構包括第二驅動電機、第二驅動軸、轉盤、設置在轉盤下方的伸縮單元和拍攝單元,所述伸縮單元與拍攝單元傳動連接,所述第二驅動電機固定在主體上,所述第二驅動電機通過第二驅動軸與轉盤傳動連接;
所述拍攝單元包括固定板、設置在固定板一側的攝像機機身、設置在固定板另一側的鏡頭和對焦機構,所述固定板的頂端與轉盤鉸接,所述固定板上設有通孔,所述鏡頭的一端設置在通孔內且與攝像機機身連接,所述對焦機構與鏡頭傳動連接,所述鏡頭為變焦鏡頭;
所述對焦機構包括第三驅動電機、第二連桿、第三連桿、鉸接塊、滑桿和轉環,所述第三驅動電機固定在固定板上,所述第三驅動電機與第二連桿傳動連接,所述第二連桿通過第三連桿與鉸接塊鉸接,所述鉸接塊固定在滑桿的一側且靠近第三驅動電機,所述滑桿的另一側設有條形齒,所述轉環套設在鏡頭上且與鏡頭固定連接,所述轉環的外側設有若干從動齒,所述從動齒周向均勻分布在轉環的外側,所述轉環上的從動齒與滑桿的條形齒嚙合。
作為優選,為了實現固定板的角度調節,所述伸縮單元包括氣泵、氣管、氣缸、活塞和第一連桿,所述氣泵和氣缸均固定在轉盤上,所述氣泵通過氣管與氣缸連通,所述活塞的一端設置在氣缸內,所述活塞的另一端通過第一連桿與固定板的底端鉸接。
作為優選,為了固定活塞的移動軌跡,所述伸縮單元還包括限位環,所述限位環固定在轉盤的下方且套設在活塞上。
作為優選,為了實現無人機的飛行功能,所述飛行單元包括第一驅動電機、第一驅動軸和若干槳葉,所述第一驅動軸固定在主體上,所述槳葉周向均勻分布在第一驅動軸的外周,所述第一驅動電機通過第一驅動軸與槳葉傳動連接。
作為優選,為了固定滑桿的移動軌跡,所述滑桿上設有開口和兩個限位塊,所述限位塊固定在固定板上。
作為優選,為了保證轉盤的平穩轉動,所述轉盤的兩側設有平衡輔助單元,所述平衡輔助單元包括固定桿和固定塊,所述固定塊的豎向截面的形狀為U形,所述轉盤的兩端分別設置在固定塊的U形截面開口內,所述固定塊通過固定桿與主體固定連接。
作為優選,為了保證鏡頭的焦段范圍,實現對不同距離物體的拍攝,所述鏡頭的焦段為70-300mm。
作為優選,為了保證夜間拍攝的圖像質量,所述固定板上設有閃光燈。
作為優選,為了提高無人機的續航能力,所述主體的上方設有太陽能板,所述太陽能板的豎向截面的形狀為弧形。
作為優選,利用無刷直流電機驅動精度高的特點,為了精確控制轉盤的轉動角度,所述第二驅動電機為無刷直流電機。
本發明的有益效果是,該用于野生動物研究的智能型無人機通過第二驅動電機和伸縮單元運行,實現鏡頭的角度調節,方便根據研究需求調整拍攝角度,實現對不同范圍的野生動物進行拍攝,不僅如此,通過固定板上的對焦機構改變了鏡頭的焦距,實現對不同距離運動物體的清晰拍攝,方便采集高速移動動物的圖像,以供人們研究,從而提高了設備的實用性。
附圖說明
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
圖1是本發明的用于野生動物研究的智能型無人機的結構示意圖;
圖2是本發明的用于野生動物研究的智能型無人機的拍攝機構的結構示意圖;
圖3是本發明的用于野生動物研究的智能型無人機的拍攝單元的結構示意圖;
圖4是本發明的用于野生動物研究的智能型無人機的拍攝單元的側視圖圖;
圖中:1.主體,2.太陽能板,3.第一驅動電機,4.第一驅動軸,5.槳葉,6.拍攝機構,7.固定塊,8.固定桿,9.第二驅動電機,10.第二驅動軸,11.轉盤,12.氣泵,13.氣管,14.氣缸,15.活塞,16.限位環,17.第一連桿,18.拍攝單元,19.攝像機機身,20.固定板,21.通孔,22.對焦機構,23.鏡頭,24第二連桿,25.第三連桿,26.鉸接塊,27.滑桿,28.開口,29.限位塊,30.條形齒,31.轉環,32.從動齒,33.閃光燈,34.第三驅動電機。
具體實施方式
現在結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖,僅以示意方式說明本發明的基本結構,因此其僅顯示與本發明有關的構成。
如圖1-圖4所示,一種用于野生動物研究的智能型無人機,包括主體1、設置在主體1下方的拍攝機構6和設置在主體1兩側的飛行單元;
所述拍攝機構6包括第二驅動電機9、第二驅動軸10、轉盤11、設置在轉盤11下方的伸縮單元和拍攝單元18,所述伸縮單元與拍攝單元18傳動連接,所述第二驅動電機9固定在主體1上,所述第二驅動電機9通過第二驅動軸10與轉盤11傳動連接;
所述拍攝單元18包括固定板20、設置在固定板20一側的攝像機機身19、設置在固定板20另一側的鏡頭23和對焦機構22,所述固定板20的頂端與轉盤11鉸接,所述固定板20上設有通孔21,所述鏡頭23的一端設置在通孔21內且與攝像機機身19連接,所述對焦機構22與鏡頭23傳動連接,所述鏡頭23為變焦鏡頭;
所述對焦機構22包括第三驅動電機34、第二連桿24、第三連桿25、鉸接塊26、滑桿27和轉環31,所述第三驅動電機34固定在固定板20上,所述第三驅動電機34與第二連桿24傳動連接,所述第二連桿24通過第三連桿25與鉸接塊26鉸接,所述鉸接塊26固定在滑桿27的一側且靠近第三驅動電機34,所述滑桿27的另一側設有條形齒30,所述轉環31套設在鏡頭23上且與鏡頭23固定連接,所述轉環31的外側設有若干從動齒32,所述從動齒32周向均勻分布在轉環31的外側,所述轉環31上的從動齒32與滑桿27的條形齒30嚙合。
作為優選,為了實現固定板20的角度調節,所述伸縮單元包括氣泵12、氣管13、氣缸14、活塞15和第一連桿17,所述氣泵12和氣缸14均固定在轉盤11上,所述氣泵12通過氣管13與氣缸14連通,所述活塞15的一端設置在氣缸14內,所述活塞15的另一端通過第一連桿17與固定板20的底端鉸接。
作為優選,為了固定活塞15的移動軌跡,所述伸縮單元還包括限位環16,所述限位環16固定在轉盤11的下方且套設在活塞15上。
作為優選,為了實現無人機的飛行功能,所述飛行單元包括第一驅動電機3、第一驅動軸4和若干槳葉5,所述第一驅動軸3固定在主體1上,所述槳葉5周向均勻分布在第一驅動軸4的外周,所述第一驅動電機3通過第一驅動軸4與槳葉5傳動連接。
作為優選,為了固定滑桿27的移動軌跡,所述滑桿27上設有開口28和兩個限位塊29,所述限位塊29固定在固定板20上。
作為優選,為了保證轉盤11的平穩轉動,所述轉盤11的兩側設有平衡輔助單元,所述平衡輔助單元包括固定桿8和固定塊7,所述固定塊7的豎向截面的形狀為U形,所述轉盤11的兩端分別設置在固定塊7的U形截面開口內,所述固定塊7通過固定桿8與主體1固定連接。
作為優選,為了保證鏡頭23的焦段范圍,實現對不同距離物體的拍攝,所述鏡頭23的焦段為70-300mm。
作為優選,為了保證夜間拍攝的圖像質量,所述固定板20上設有閃光燈33。
作為優選,為了提高無人機的續航能力,所述主體1的上方設有太陽能板2,所述太陽能板2的豎向截面的形狀為弧形。
作為優選,利用無刷直流電機驅動精度高的特點,為了精確控制轉盤11的轉動角度,所述第二驅動電機9為無刷直流電機。
該無人機在飛行時,為了能根據需求對不同角度的野生動物及其環境進行拍攝,通過第二驅動電機9帶動轉盤11轉動,使拍攝單元18中的鏡頭23對準拍攝對象所在的環境,而后利用轉盤11下方的伸縮單元運行,帶動固定板20轉動,從而調節攝像機機身19和鏡頭23,在伸縮單元中,由氣泵12改變氣缸14內的氣壓,使活塞15移動,通過第一連桿17使固定板20底端的位置改變,由于固定板20頂端與轉盤11鉸接,從而使固定板20角度發生變化,進而調節了攝像機機身19和鏡頭23的角度,從而能夠根據研究需求調節鏡頭23的角度進行拍攝。該用于野生動物研究的智能型無人機通過第二驅動電機9和伸縮單元運行,實現鏡頭23的角度調節,方便根據研究需求調整拍攝角度,實現對不同范圍的野生動物進行拍攝。
為了能夠精確拍攝高速移動中的野生動物,以供研究,通過固定板20上的對焦機構22帶動鏡頭23轉動,方便鏡頭23對高速運動的動物進行精確對焦,從而完成拍攝工作,在對焦機構22中,第三驅動電機34帶動第二連桿24轉動,使與第三連桿25鉸接的鉸接塊26移動,從而帶動滑桿27在兩個限位塊29的連線方向上移動,由于滑動桿27上的條形齒30和轉環31上的從動齒32嚙合,從而使轉環31轉動,由于鏡頭23為變焦鏡頭,從而使鏡頭23上的變焦環轉動,進而調節了鏡頭23的焦距,實現在短時間內對不同距離的運動物體進行拍攝,滿足了拍攝高速移動物體所需的要求,從而能夠清晰地拍攝高速移動的野生動物方便人們進行研究工作。該用于野生動物研究的智能型無人機通過固定板20上的對焦機構22改變了鏡頭23的焦距,實現對不同距離運動物體的清晰拍攝,方便采集高速移動動物的圖像,以供人們研究,從而提高了設備的實用性。
與現有技術相比,該用于野生動物研究的智能型無人機通過第二驅動電機9和伸縮單元運行,實現鏡頭23的角度調節,方便根據研究需求調整拍攝角度,實現對不同范圍的野生動物進行拍攝,不僅如此,通過固定板20上的對焦機構22改變了鏡頭23的焦距,實現對不同距離運動物體的清晰拍攝,方便采集高速移動動物的圖像,以供人們研究,從而提高了設備的實用性。
以上述依據本發明的理想實施例為啟示,通過上述的說明內容,相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的范圍內,進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性范圍并不局限于說明書上的內容,必須要根據權利要求范圍來確定其技術性范圍。