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一種懸掛式無人機信息獲取模擬系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:9067809閱讀:523來源:國知局
一種懸掛式無人機信息獲取模擬系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種懸掛式無人機信息獲取模擬系統(tǒng),屬于農(nóng)用航空、動態(tài)信息獲取、動態(tài)模擬系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)要根據(jù)農(nóng)作物的生長狀況及生長環(huán)境狀況進行精確的作業(yè),因此實時快速地采集田間作物信息顯得尤為關(guān)鍵。農(nóng)業(yè)航空技術(shù)由于具有作業(yè)效率高、作業(yè)質(zhì)量好、作業(yè)適應(yīng)性廣、作業(yè)成本低及應(yīng)對突發(fā)災害能力強等特點,而且目前國家對農(nóng)用航空領(lǐng)域的政策呈促進態(tài)勢,因此,農(nóng)用無人機非常適宜于作為田間信息采集平臺。因此,研制適用于無人機的信息采集裝備具有極大的前景。
[0003]由于無人機在空中飛行的環(huán)境不同于地面,因此,現(xiàn)有的靜態(tài)的、手持式的及基于田間車輛的信息采集設(shè)備不適用于基于無人機的信息采集。若直接將信息采集器安裝于無人機上進行田間試驗,不僅成本較高,而且易出現(xiàn)因無人機事故造成設(shè)備損壞的現(xiàn)象。
[0004]目前我國對空域管制較嚴,無人機的飛行受諸多限制。因此,研發(fā)無人機信息獲取模擬系統(tǒng),模擬無人機在各種突發(fā)狀況以及惡劣環(huán)境下的飛行姿態(tài),利用飛行狀態(tài)的信息獲取裝置,建立數(shù)據(jù)處理、圖像處理等模型,進行算法優(yōu)化,進而滿足基于無人機的信息采集裝備的研宄開發(fā)需求,具有很大的意義。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)中,公開號為CN 103954314 A的專利申請?zhí)岢鲆环N無人機低空遙感模擬裝置,包括:直線導軌,架設(shè)在監(jiān)測對象的上方;懸架,與所述直線導軌滑動配合;牽引機構(gòu),用于帶動所述懸架沿直線導軌運動;三維云臺,吊設(shè)在所述懸架的下方;信息采集器,設(shè)置于所述三維云臺上。
[0006]上述文獻通過三維云臺實現(xiàn)偏轉(zhuǎn)、仰俯、橫滾三個方向的運動,但是在飛行過程中具備各種突發(fā)情況以及飛行的穩(wěn)定性難以保證,應(yīng)用風扇模擬多旋翼飛行器的振動,振動形式只能通過風扇的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié),存在一定的局限性,難以實現(xiàn)真實的無人機飛行姿態(tài)模擬。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]為解決現(xiàn)有無人機模擬裝置存在的不足,本實用新型提供了一種懸掛式無人機信息獲取模擬系統(tǒng),該模擬系統(tǒng)能夠模擬無人機飛行過程中的各種姿態(tài),以及各種突發(fā)的惡劣環(huán)境,為地面研宄采集設(shè)備的空中動態(tài)信息提供較為接近真實環(huán)境的模擬數(shù)據(jù)。
[0008]本實用新型的具體技術(shù)方案如下:
[0009]一種懸掛式無人機信息獲取模擬系統(tǒng),包括:
[0010]安裝在采集對象上方的懸架;
[0011]懸掛在懸架上的平動軌道;
[0012]沿平動軌道移動的滑動座;
[0013]安裝在滑動座內(nèi)的振動座,振動座內(nèi)設(shè)有限位腔;
[0014]置于所述限位腔內(nèi)的晃動部件,與晃動部件配合的鎖緊裝置;
[0015]活動安裝在晃動部件底部的旋轉(zhuǎn)部件;
[0016]鉸接在旋轉(zhuǎn)部件底部的擺臂,以及安裝在擺臂上的信息采集器。
[0017]為實現(xiàn)信息采集器的高度可調(diào),模擬無人機的不同飛行高度,所述的懸架包括底座和安裝在底座上的升降導向機構(gòu),所述的平動軌道設(shè)置在升降導向機構(gòu)的底端。
[0018]本實用新型中,升降導向機構(gòu)可以為剛性的,例如絲杠螺母機構(gòu),也可以采用柔性的,例如繩索提升機構(gòu)。各升降導向機構(gòu)對應(yīng)的驅(qū)動電機安裝在底座上,可以采用無線或有線的控制方式。優(yōu)選為無線,并安裝相應(yīng)的無線接收模塊,用來收發(fā)無線啟動或停止信號。
[0019]平動軌道用于驅(qū)動信息采集器直線運行,模型無人機的直線飛行和加減速飛行,包括直線導軌和位于直線導軌兩端的牽引機構(gòu),兩個牽引機構(gòu)具有分別連接在所述滑動座兩端的牽引繩。牽引機構(gòu)包括牽引繩和平動電機,也優(yōu)選采用無線控制的方式,兩個平動電機安裝無線接收模塊和調(diào)速裝置,固定在直線導軌的兩端,調(diào)速裝置用來控制平移速度,根據(jù)無線接收模塊接收的電機啟動、停止及調(diào)速信號進行控制。
[0020]無人機飛行過程中的振動采用振動電機進行模擬,可調(diào)頻率和幅度。所述振動座設(shè)置在滑動座的安裝腔內(nèi),振動座上裝有振動電機,振動座的側(cè)面設(shè)有支撐板,支撐板的上下面與安裝腔之間設(shè)有緩沖彈簧。
[0021]自由活動的晃動部件用來模擬飛行過程中的晃動,所述的晃動部件具有在限位腔內(nèi)活動的球形底部,球形底部的頂部設(shè)有用于限制擺動幅度的限位凸起。在晃動過程中,晃動幅度在某一范圍區(qū)間內(nèi),保持晃動部件和限位腔內(nèi)壁潤滑,限位凸起與球形底部為一體結(jié)構(gòu),以限制晃動幅度。
[0022]晃動部件的下方安裝旋轉(zhuǎn)部件和擺臂,在旋轉(zhuǎn)部件和擺臂動作時,為避免晃動的晃動部件對兩者的運動產(chǎn)生影響,應(yīng)對晃動部件進行鎖死。所述的鎖緊裝置安裝在限位腔的上方,包括底部設(shè)有限位孔的鎖緊件以及帶動所述鎖緊件升降的驅(qū)動部件,限位凸起的頂部伸入所述的限位孔內(nèi)。
[0023]限位凸起伸入鎖緊件的限位孔內(nèi),一方面通過限位孔限制擺動幅度,另一方面用于對晃動部件進行鎖緊。驅(qū)動部件優(yōu)選采用氣缸類結(jié)構(gòu),作用晃動部件下壓,緊壓晃動部件的球形底部,進而鎖緊晃動部件。
[0024]其中,所述晃動部件的底部設(shè)有伸入旋轉(zhuǎn)部件內(nèi)的固定桿,所述旋轉(zhuǎn)部件包括繞固定桿活動的旋轉(zhuǎn)座。旋轉(zhuǎn)座內(nèi)安裝有驅(qū)動電機,帶動旋轉(zhuǎn)座在水平面內(nèi)360度任意旋轉(zhuǎn)。
[0025]擺臂在旋轉(zhuǎn)部件的下方擺動,在對擺臂進行調(diào)節(jié)時,應(yīng)控制旋轉(zhuǎn)部位以下的整體重心位置方向上,因此,所述的懸掛式無人機信息獲取模擬系統(tǒng)還包括控制旋轉(zhuǎn)部件重心的調(diào)節(jié)裝置。
[0026]其中,所述的調(diào)節(jié)裝置包括安裝在旋轉(zhuǎn)部件上的調(diào)節(jié)桿以及沿調(diào)節(jié)桿滑動配合的滑塊。調(diào)節(jié)裝置具有重心控制器,通過移動調(diào)節(jié)桿上滑塊的位置,調(diào)整旋轉(zhuǎn)部件及以下整體的重心,保持晃動部件在垂直方向內(nèi)的晃動。
[0027]與現(xiàn)有的信息采集器相比,本實用新型的優(yōu)點如下:
[0028](I)本實用新型的懸掛式無人機信息獲取模擬系統(tǒng),是一個動態(tài)的信息采集研宄平臺,所采集的信息是在采集設(shè)備動態(tài)運行中獲取的,便于動態(tài)信息處理的研宄;
[0029](2)本模擬系統(tǒng)模擬了無人機在飛行中的加減速、上升下降、晃動、振動等多種飛行姿態(tài),更為接近真實的飛行環(huán)境,基于該平臺的研宄成果更具有實際意義;
[0030](3)本模擬系統(tǒng)不僅可以使信息采集設(shè)備在水平面內(nèi)360度任意旋轉(zhuǎn),而且可以使其在豎直面內(nèi)左右擺動,進而更為全方位地采集所需信息。
【附圖說明】
[0031]圖1為本實用新型中懸掛式無人機信息獲取模擬系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖中:懸架1,升降導向機構(gòu)2,牽引機構(gòu)3,直線導軌4,平動軌道5,滑動座6,振動座7,擺臂8,信息采集器9,旋轉(zhuǎn)部件10,固定桿11,緩沖彈簧12,振動電機13,牽引繩14,牽引機構(gòu)15,升降導向機構(gòu)16,升降電機17,控制臺18,鎖緊裝置19,調(diào)節(jié)裝置20,電機21,滑塊22,調(diào)節(jié)桿23,底座24,晃動部件25,鎖緊件26。
[0033]圖2為晃動部件與鎖緊裝置的配合示意圖。
【具體實施方式】
[0034]如圖1所示的懸掛式無人機信息獲取模擬系統(tǒng),包括安裝在采集對象上方的懸架I ;懸掛在懸架I底部的平動軌道5 ;沿平動軌道5移動的滑動座6 ;安裝在滑動座6內(nèi)的振動座7,振動座7內(nèi)設(shè)有限位腔;置于限位腔內(nèi)的晃動部件25,與晃動部件25配合的鎖緊裝置19 ;活動安裝在晃動部件25底部的旋轉(zhuǎn)部件10 ;鉸接在旋轉(zhuǎn)部件10底部的擺臂8,安裝在擺臂8上的信息采集器9 ;以及控制臺18。
[0035]懸架I安裝在室內(nèi)的天花板上或置于相應(yīng)的支架上,懸架I包括固定的底座24和安裝在底座24上的升降導向機構(gòu)2和升降導向機構(gòu)16。升降導向機構(gòu)用于控制平動軌道5升降,調(diào)整信息采集器9的高度,模擬無人機的飛行高度。升降導向機構(gòu)為兩組,均采用絲杠螺母機構(gòu),升降電機和升降電機17固定在底座24或天花板上,配備無線接收模塊,用于接收控制臺18發(fā)出的電機啟動或停止信號。電機根據(jù)信號驅(qū)動螺母部分轉(zhuǎn)動,帶動絲杠部分上下移動,調(diào)整平動軌道5的高度。
[0036]平動軌道5固定在升降導向機構(gòu)2和升降導向機構(gòu)16的底部,包括直線導軌4和位于直線導軌兩端的牽引機構(gòu)3和牽引機構(gòu)15,兩個牽引機構(gòu)
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