一種帶地面轉(zhuǎn)盤的立柱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帶地面轉(zhuǎn)盤的立柱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(zāi)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(yán)，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(dǎo)軌，架設(shè)在監(jiān)測對象的上方；懸架，與所述直線導(dǎo)軌滑動配合；牽引機構(gòu)，用于帶動所述懸架沿直線導(dǎo)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(fēng)扇模擬多旋翼飛行器的振動，振動形式只能通過風(fēng)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帶地面轉(zhuǎn)盤的立柱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，為地面研宄空中動態(tài)信息采集設(shè)備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]一種帶地面轉(zhuǎn)盤的立柱式無人機信息獲取模擬系統(tǒng)，包括:
[0010]放置采集對象的環(huán)形旋轉(zhuǎn)平臺；
[0011]升降臺，所述升降臺上設(shè)有位于采集對象上方的平動軌道；
[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，所述的升降臺包括間隔布置的兩液壓升降臺，平動軌道架設(shè)在兩液壓升降臺之間。
[0018]液壓升降臺帶動平動軌道上升或下降，升降穩(wěn)定性好，且?guī)o線接收模塊，在控制臺的控制下同步運行，無線接收模塊用于接收無線升降信號。
[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(dǎo)軌和位于直線導(dǎo)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(dǎo)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，所述的立柱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]其中，所述的環(huán)形旋轉(zhuǎn)平臺設(shè)置多個自轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)載物臺，采集對象放置在各旋轉(zhuǎn)載物臺上。
[0028]環(huán)形旋轉(zhuǎn)平臺可以轉(zhuǎn)動，環(huán)形旋轉(zhuǎn)平臺上的旋轉(zhuǎn)載物臺也可以自轉(zhuǎn)，若環(huán)形旋轉(zhuǎn)平臺和旋轉(zhuǎn)載物臺啟動，旋轉(zhuǎn)部件可以保持固定，來模擬無人機的姿態(tài)；同時，也可以使采集對象和旋轉(zhuǎn)部件同時轉(zhuǎn)動，模擬更加復(fù)雜的飛行環(huán)境。
[0029]與現(xiàn)有的信息采集研宄平臺相比，本實用新型的優(yōu)點如下:
[0030](I)本實用新型一種帶地面轉(zhuǎn)盤的立柱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；
[0031](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；
[0032](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；
[0033](4)本模擬系統(tǒng)可以使懸于空中的信息采集裝置保持靜止，將實驗對象放置于旋轉(zhuǎn)載物臺上并讓旋轉(zhuǎn)載物臺隨環(huán)形旋轉(zhuǎn)平臺旋轉(zhuǎn)同時自身旋轉(zhuǎn)，這樣減少了信息采集裝置長期在上方因移動產(chǎn)生的器件磨損，延長了裝置的使用壽命，同時大大增加了采集信息的角度。
【附圖說明】
[0034]圖1為帶地面轉(zhuǎn)盤的立柱式無人機信息獲取模擬系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖中:液壓升降臺1、液壓升降臺2，牽引機構(gòu)3，直線導(dǎo)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，控制臺16，鎖緊裝置17，調(diào)節(jié)裝置18，電機19，滑塊20，調(diào)節(jié)桿21，晃動部件22，鎖緊件23，旋轉(zhuǎn)載物臺24和環(huán)形旋轉(zhuǎn)平臺25。
[0036]圖2為晃動部件與鎖緊裝置的配合示意圖。
【具體實施方式】
[0037]如圖1所示的立柱式無人機信息獲取模擬系統(tǒng)，包括:放置采集對象的環(huán)形旋轉(zhuǎn)平臺25 ;升降臺，升降臺上設(shè)有位于采集對象上方的平動軌道5 ;沿平動軌道5運行的滑動座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22，與晃動部件22配合的鎖緊裝置17 ;活動安裝在晃動部件22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16。
[0038]環(huán)形旋轉(zhuǎn)平臺25固定在地面上，內(nèi)部設(shè)置相應(yīng)的驅(qū)動機構(gòu)，驅(qū)動環(huán)形旋轉(zhuǎn)平臺25轉(zhuǎn)動。環(huán)形旋轉(zhuǎn)平臺25上設(shè)置多個自轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)載物臺24，呈環(huán)形分布，隨環(huán)形旋轉(zhuǎn)平臺25轉(zhuǎn)動的同時，各旋轉(zhuǎn)載物臺24可以保持自轉(zhuǎn)，根據(jù)需要可使各旋轉(zhuǎn)載物臺24的轉(zhuǎn)速和方向相同或不同。環(huán)形旋轉(zhuǎn)平臺25可以用來替代旋轉(zhuǎn)部件10的功能，也可以控制兩者同時轉(zhuǎn)動，模擬更加復(fù)雜的飛行姿態(tài)。將采集對象放置于旋轉(zhuǎn)載物臺24上，啟動環(huán)形旋轉(zhuǎn)平臺25使其旋轉(zhuǎn)，可在控制臺的作用下加速或減速，并根據(jù)需要啟動旋轉(zhuǎn)載物臺24自轉(zhuǎn)，同時開啟?目息米集器如成像儀進行?目息米集。
[0039]升降臺包括安裝在地面上的液壓升