一种用于野生动物研究的智能型无人机的制作方法

本发明涉及无人机领域，特别涉及一种用于野生动物研究的智能型无人机。

背景技术：

无人驾驶飞机，简称无人机(UAV)，是一种处在迅速发展中的新概念武器装备，其具有机动灵活、反应快速、无人飞行、操作要求低的优点。无人机通过搭载多类传感器，可以实现影像实时传输、高危地区探测功能，是卫星遥感与传统航空遥感的有力补充。目前，无人机的使用范围已经扩宽到军事、科研、民用三大领域，具体在电力、通信、气象、农业、海洋、勘探、摄影、防灾减灾、农作物估产、缉毒缉私、边境巡逻、治安反恐等领域应用甚广，特别是在野生动物研究中，无人机也大显身手，通过在无人机上安装摄像头，能够轻易拍摄到野生动物的图形以供研究，在一些人们难以近距离靠近的地方，例如极度濒危的苏门答腊猩猩窝通常在树顶，难以靠近，而无人机可以轻松接近并拍摄这些灵长类动物的巢穴，提供有价值的信息，这将为它们的保护活动提供帮助。

但是现有的无人机在安装摄像头时，由于其安装结构简单固定，导致摄像头无法转动对不同角度的野生动物及其活动环境进行拍摄，不仅如此，无人机上的摄像头大都采用定焦摄像头，这样导致无人机要对某一对象进行拍摄时，需要通过飞行使无人机飞行到该对对象附近才能保证清晰地图像采集，而当该对象为高速运动的动物，如狩猎状态中的猎豹等食肉动物、逃生状态中的羚羊等食草动物时，无人机无法跟踪上它们的速度，从而无法完成拍摄工作，直接降低了无人机在野生动物研究时的实用性。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于野生动物研究的智能型无人机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于野生动物研究的智能型无人机，包括主体、设置在主体下方的拍摄机构和设置在主体两侧的飞行单元；

所述拍摄机构包括第二驱动电机、第二驱动轴、转盘、设置在转盘下方的伸缩单元和拍摄单元，所述伸缩单元与拍摄单元传动连接，所述第二驱动电机固定在主体上，所述第二驱动电机通过第二驱动轴与转盘传动连接；

所述拍摄单元包括固定板、设置在固定板一侧的摄像机机身、设置在固定板另一侧的镜头和对焦机构，所述固定板的顶端与转盘铰接，所述固定板上设有通孔，所述镜头的一端设置在通孔内且与摄像机机身连接，所述对焦机构与镜头传动连接，所述镜头为变焦镜头；

所述对焦机构包括第三驱动电机、第二连杆、第三连杆、铰接块、滑杆和转环，所述第三驱动电机固定在固定板上，所述第三驱动电机与第二连杆传动连接，所述第二连杆通过第三连杆与铰接块铰接，所述铰接块固定在滑杆的一侧且靠近第三驱动电机，所述滑杆的另一侧设有条形齿，所述转环套设在镜头上且与镜头固定连接，所述转环的外侧设有若干从动齿，所述从动齿周向均匀分布在转环的外侧，所述转环上的从动齿与滑杆的条形齿啮合。

作为优选，为了实现固定板的角度调节，所述伸缩单元包括气泵、气管、气缸、活塞和第一连杆，所述气泵和气缸均固定在转盘上，所述气泵通过气管与气缸连通，所述活塞的一端设置在气缸内，所述活塞的另一端通过第一连杆与固定板的底端铰接。

作为优选，为了固定活塞的移动轨迹，所述伸缩单元还包括限位环，所述限位环固定在转盘的下方且套设在活塞上。

作为优选，为了实现无人机的飞行功能，所述飞行单元包括第一驱动电机、第一驱动轴和若干桨叶，所述第一驱动轴固定在主体上，所述桨叶周向均匀分布在第一驱动轴的外周，所述第一驱动电机通过第一驱动轴与桨叶传动连接。

作为优选，为了固定滑杆的移动轨迹，所述滑杆上设有开口和两个限位块，所述限位块固定在固定板上。

作为优选，为了保证转盘的平稳转动，所述转盘的两侧设有平衡辅助单元，所述平衡辅助单元包括固定杆和固定块，所述固定块的竖向截面的形状为U形，所述转盘的两端分别设置在固定块的U形截面开口内，所述固定块通过固定杆与主体固定连接。

作为优选，为了保证镜头的焦段范围，实现对不同距离物体的拍摄，所述镜头的焦段为70-300mm。

作为优选，为了保证夜间拍摄的图像质量，所述固定板上设有闪光灯。

作为优选，为了提高无人机的续航能力，所述主体的上方设有太阳能板，所述太阳能板的竖向截面的形状为弧形。

作为优选，利用无刷直流电机驱动精度高的特点，为了精确控制转盘的转动角度，所述第二驱动电机为无刷直流电机。

本发明的有益效果是，该用于野生动物研究的智能型无人机通过第二驱动电机和伸缩单元运行，实现镜头的角度调节，方便根据研究需求调整拍摄角度，实现对不同范围的野生动物进行拍摄，不仅如此，通过固定板上的对焦机构改变了镜头的焦距，实现对不同距离运动物体的清晰拍摄，方便采集高速移动动物的图像，以供人们研究，从而提高了设备的实用性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的用于野生动物研究的智能型无人机的结构示意图；

图2是本发明的用于野生动物研究的智能型无人机的拍摄机构的结构示意图；

图3是本发明的用于野生动物研究的智能型无人机的拍摄单元的结构示意图；

图4是本发明的用于野生动物研究的智能型无人机的拍摄单元的侧视图图；

图中：1.主体，2.太阳能板，3.第一驱动电机，4.第一驱动轴，5.桨叶，6.拍摄机构，7.固定块，8.固定杆，9.第二驱动电机，10.第二驱动轴，11.转盘，12.气泵，13.气管，14.气缸，15.活塞，16.限位环，17.第一连杆，18.拍摄单元，19.摄像机机身，20.固定板，21.通孔，22.对焦机构，23.镜头，24第二连杆，25.第三连杆，26.铰接块，27.滑杆，28.开口，29.限位块，30.条形齿，31.转环，32.从动齿，33.闪光灯，34.第三驱动电机。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-图4所示，一种用于野生动物研究的智能型无人机，包括主体1、设置在主体1下方的拍摄机构6和设置在主体1两侧的飞行单元；

所述拍摄机构6包括第二驱动电机9、第二驱动轴10、转盘11、设置在转盘11下方的伸缩单元和拍摄单元18，所述伸缩单元与拍摄单元18传动连接，所述第二驱动电机9固定在主体1上，所述第二驱动电机9通过第二驱动轴10与转盘11传动连接；

所述拍摄单元18包括固定板20、设置在固定板20一侧的摄像机机身19、设置在固定板20另一侧的镜头23和对焦机构22，所述固定板20的顶端与转盘11铰接，所述固定板20上设有通孔21，所述镜头23的一端设置在通孔21内且与摄像机机身19连接，所述对焦机构22与镜头23传动连接，所述镜头23为变焦镜头；

所述对焦机构22包括第三驱动电机34、第二连杆24、第三连杆25、铰接块26、滑杆27和转环31，所述第三驱动电机34固定在固定板20上，所述第三驱动电机34与第二连杆24传动连接，所述第二连杆24通过第三连杆25与铰接块26铰接，所述铰接块26固定在滑杆27的一侧且靠近第三驱动电机34，所述滑杆27的另一侧设有条形齿30，所述转环31套设在镜头23上且与镜头23固定连接，所述转环31的外侧设有若干从动齿32，所述从动齿32周向均匀分布在转环31的外侧，所述转环31上的从动齿32与滑杆27的条形齿30啮合。

作为优选，为了实现固定板20的角度调节，所述伸缩单元包括气泵12、气管13、气缸14、活塞15和第一连杆17，所述气泵12和气缸14均固定在转盘11上，所述气泵12通过气管13与气缸14连通，所述活塞15的一端设置在气缸14内，所述活塞15的另一端通过第一连杆17与固定板20的底端铰接。

作为优选，为了固定活塞15的移动轨迹，所述伸缩单元还包括限位环16，所述限位环16固定在转盘11的下方且套设在活塞15上。

作为优选，为了实现无人机的飞行功能，所述飞行单元包括第一驱动电机3、第一驱动轴4和若干桨叶5，所述第一驱动轴3固定在主体1上，所述桨叶5周向均匀分布在第一驱动轴4的外周，所述第一驱动电机3通过第一驱动轴4与桨叶5传动连接。

作为优选，为了固定滑杆27的移动轨迹，所述滑杆27上设有开口28和两个限位块29，所述限位块29固定在固定板20上。

作为优选，为了保证转盘11的平稳转动，所述转盘11的两侧设有平衡辅助单元，所述平衡辅助单元包括固定杆8和固定块7，所述固定块7的竖向截面的形状为U形，所述转盘11的两端分别设置在固定块7的U形截面开口内，所述固定块7通过固定杆8与主体1固定连接。

作为优选，为了保证镜头23的焦段范围，实现对不同距离物体的拍摄，所述镜头23的焦段为70-300mm。

作为优选，为了保证夜间拍摄的图像质量，所述固定板20上设有闪光灯33。

作为优选，为了提高无人机的续航能力，所述主体1的上方设有太阳能板2，所述太阳能板2的竖向截面的形状为弧形。

作为优选，利用无刷直流电机驱动精度高的特点，为了精确控制转盘11的转动角度，所述第二驱动电机9为无刷直流电机。

该无人机在飞行时，为了能根据需求对不同角度的野生动物及其环境进行拍摄，通过第二驱动电机9带动转盘11转动，使拍摄单元18中的镜头23对准拍摄对象所在的环境，而后利用转盘11下方的伸缩单元运行，带动固定板20转动，从而调节摄像机机身19和镜头23，在伸缩单元中，由气泵12改变气缸14内的气压，使活塞15移动，通过第一连杆17使固定板20底端的位置改变，由于固定板20顶端与转盘11铰接，从而使固定板20角度发生变化，进而调节了摄像机机身19和镜头23的角度，从而能够根据研究需求调节镜头23的角度进行拍摄。该用于野生动物研究的智能型无人机通过第二驱动电机9和伸缩单元运行，实现镜头23的角度调节，方便根据研究需求调整拍摄角度，实现对不同范围的野生动物进行拍摄。

为了能够精确拍摄高速移动中的野生动物，以供研究，通过固定板20上的对焦机构22带动镜头23转动，方便镜头23对高速运动的动物进行精确对焦，从而完成拍摄工作，在对焦机构22中，第三驱动电机34带动第二连杆24转动，使与第三连杆25铰接的铰接块26移动，从而带动滑杆27在两个限位块29的连线方向上移动，由于滑动杆27上的条形齿30和转环31上的从动齿32啮合，从而使转环31转动，由于镜头23为变焦镜头，从而使镜头23上的变焦环转动，进而调节了镜头23的焦距，实现在短时间内对不同距离的运动物体进行拍摄，满足了拍摄高速移动物体所需的要求，从而能够清晰地拍摄高速移动的野生动物方便人们进行研究工作。该用于野生动物研究的智能型无人机通过固定板20上的对焦机构22改变了镜头23的焦距，实现对不同距离运动物体的清晰拍摄，方便采集高速移动动物的图像，以供人们研究，从而提高了设备的实用性。

与现有技术相比，该用于野生动物研究的智能型无人机通过第二驱动电机9和伸缩单元运行，实现镜头23的角度调节，方便根据研究需求调整拍摄角度，实现对不同范围的野生动物进行拍摄，不仅如此，通过固定板20上的对焦机构22改变了镜头23的焦距，实现对不同距离运动物体的清晰拍摄，方便采集高速移动动物的图像，以供人们研究，从而提高了设备的实用性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。