一種懸掛式無人機信息獲取模擬系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[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)，屬于農用航空、動態(tài)信息獲取、動態(tài)模擬系統(tǒng)的技術領域。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)代化的農業(yè)要根據(jù)農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鍵。農業(yè)航空技術由于具有作業(yè)效率高、作業(yè)質量好、作業(yè)適應性廣、作業(yè)成本低及應對突發(fā)災害能力強等特點，而且目前國家對農用航空領域的政策呈促進態(tài)勢，因此，農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，用于帶動所述懸架沿直線導軌運動；三維云臺，吊設在所述懸架的下方；信息采集器，設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、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速調節(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]安裝在滑動座內的振動座，振動座內設有限位腔；
[0014]置于所述限位腔內的晃動部件，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部件；
[0016]鉸接在旋轉部件底部的擺臂，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，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，所述的平動軌道設置在升降導向機構的底端。
[0018]本實用新型中，升降導向機構可以為剛性的，例如絲杠螺母機構，也可以采用柔性的，例如繩索提升機構。各升降導向機構對應的驅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，兩個牽引機構具有分別連接在所述滑動座兩端的牽引繩。牽引機構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速裝置，固定在直線導軌的兩端，調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，可調頻率和幅度。所述振動座設置在滑動座的安裝腔內，振動座上裝有振動電機，振動座的側面設有支撐板，支撐板的上下面與安裝腔之間設有緩沖彈簧。
[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活動的球形底部，球形底部的頂部設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，保持晃動部件和限位腔內壁潤滑，限位凸起與球形底部為一體結構，以限制晃動幅度。
[0022]晃動部件的下方安裝旋轉部件和擺臂，在旋轉部件和擺臂動作時，為避免晃動的晃動部件對兩者的運動產生影響，應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，包括底部設有限位孔的鎖緊件以及帶動所述鎖緊件升降的驅動部件，限位凸起的頂部伸入所述的限位孔內。
[0023]限位凸起伸入鎖緊件的限位孔內，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。驅動部件優(yōu)選采用氣缸類結構，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有伸入旋轉部件內的固定桿，所述旋轉部件包括繞固定桿活動的旋轉座。旋轉座內安裝有驅動電機，帶動旋轉座在水平面內360度任意旋轉。
[0025]擺臂在旋轉部件的下方擺動，在對擺臂進行調節(jié)時，應控制旋轉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)還包括控制旋轉部件重心的調節(jié)裝置。
[0026]其中，所述的調節(jié)裝置包括安裝在旋轉部件上的調節(jié)桿以及沿調節(jié)桿滑動配合的滑塊。調節(jié)裝置具有重心控制器，通過移動調節(jié)桿上滑塊的位置，調整旋轉部件及以下整體的重心，保持晃動部件在垂直方向內的晃動。
[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備在水平面內360度任意旋轉，而且可以使其在豎直面內左右擺動，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)的結構示意圖。
[0032]圖中:懸架1，升降導向機構2，牽引機構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15，升降導向機構16，升降電機17，控制臺18，鎖緊裝置19，調節(jié)裝置20，電機21，滑塊22，調節(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內的振動座7，振動座7內設有限位腔；置于限位腔內的晃動部件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底部的旋轉部件10 ;鉸接在旋轉部件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安裝在室內的天花板上或置于相應的支架上，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2和升降導向機構16。升降導向機構用于控制平動軌道5升降，調整信息采集器9的高度，模擬無人機的飛行高度。升降導向機構為兩組，均采用絲杠螺母機構，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)信號驅動螺母部分轉動，帶動絲杠部分上下移動，調整平動軌道5的高度。
[0036]平動軌道5固定在升降導向機構2和升降導向機構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3和牽引機構15，兩個牽引機構