一種地面有軌的立柱式無人機(jī)信息獲取模擬系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種地面有軌的立柱式無人機(jī)信息獲取模擬系統(tǒng)，屬于農(nóng)用航空、動(dòng)態(tài)信息獲取、動(dòng)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(jìn)行精確的作業(yè)，因此實(shí)時(shí)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(duì)突發(fā)災(zāi)害能力強(qiáng)等特點(diǎn)，而且目前國家對(duì)農(nóng)用航空領(lǐng)域的政策呈促進(jìn)態(tài)勢，因此，農(nóng)用無人機(jī)非常適宜于作為田間信息采集平臺(tái)。因此，研制適用于無人機(jī)的信息采集裝備具有極大的前景。
[0003]由于無人機(jī)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(jī)的信息采集。若直接將信息采集器安裝于無人機(jī)上進(jìn)行田間試驗(yàn)，不僅成本較高，而且易出現(xiàn)因無人機(jī)事故造成設(shè)備損壞的現(xiàn)象。
[0004]目前我國對(duì)空域管制較嚴(yán)，無人機(jī)的飛行受諸多限制。因此，研發(fā)無人機(jī)信息獲取模擬系統(tǒng)，模擬無人機(jī)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(jìn)行算法優(yōu)化，進(jìn)而滿足基于無人機(jī)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(hào)為CN 103954314 A的專利申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N無人機(jī)低空遙感模擬裝置，包括:直線導(dǎo)軌，架設(shè)在監(jiān)測對(duì)象的上方；懸架，與所述直線導(dǎo)軌滑動(dòng)配合；牽引機(jī)構(gòu)，用于帶動(dòng)所述懸架沿直線導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)；三維云臺(tái)，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(tái)上。
[0006]上述文獻(xiàn)通過三維云臺(tái)實(shí)現(xiàn)偏轉(zhuǎn)、仰俯、橫滾三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，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(dòng)，振動(dòng)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(shí)現(xiàn)真實(shí)的無人機(jī)飛行姿態(tài)模擬。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]為解決現(xiàn)有無人機(jī)模擬裝置存在的不足，本實(shí)用新型提供了一種地面有軌的立柱式無人機(jī)信息獲取模擬系統(tǒng)，該模擬系統(tǒng)能夠模擬無人機(jī)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(dòng)態(tài)信息采集設(shè)備提供較為接近真實(shí)環(huán)境的模擬數(shù)據(jù)。
[0008]本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案如下:
[0009]一種地面有軌的立柱式無人機(jī)信息獲取模擬系統(tǒng)，包括:
[0010]支撐軌道，上部滑動(dòng)配合有放置采集對(duì)象的移動(dòng)載物臺(tái)；
[0011]升降臺(tái)，所述升降臺(tái)上設(shè)有位于采集對(duì)象上方的平動(dòng)軌道；
[0012]沿平動(dòng)軌道移動(dòng)的滑動(dòng)座；
[0013]安裝在滑動(dòng)座內(nèi)的振動(dòng)座，振動(dòng)座內(nèi)設(shè)有限位腔；
[0014]置于所述限位腔內(nèi)的晃動(dòng)部件，與晃動(dòng)部件配合的鎖緊裝置；
[0015]活動(dòng)安裝在晃動(dòng)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(shí)現(xiàn)信息采集器的高度可調(diào)，模擬無人機(jī)的不同飛行高度，所述的升降臺(tái)包括間隔布置的兩液壓升降臺(tái)，平動(dòng)軌道架設(shè)在兩液壓升降臺(tái)之間。
[0018]液壓升降臺(tái)帶動(dòng)平動(dòng)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(tái)的控制下同步運(yùn)行，無線接收模塊用于接收無線升降信號(hào)。
[0019]平動(dòng)軌道用于驅(qū)動(dòng)信息采集器直線運(yùn)行，模型無人機(jī)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(jī)構(gòu)，兩個(gè)牽引機(jī)構(gòu)具有分別連接在所述滑動(dòng)座兩端的牽引繩。牽引機(jī)構(gòu)包括牽引繩和平動(dòng)電機(jī)，也優(yōu)選采用無線控制的方式，兩個(gè)平動(dòng)電機(jī)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(jī)啟動(dòng)、停止及調(diào)速信號(hào)進(jìn)行控制。
[0020]無人機(jī)飛行過程中的振動(dòng)采用振動(dòng)電機(jī)進(jìn)行模擬，可調(diào)頻率和幅度。所述振動(dòng)座設(shè)置在滑動(dòng)座的安裝腔內(nèi)，振動(dòng)座上裝有振動(dòng)電機(jī)，振動(dòng)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(dòng)的晃動(dòng)部件用來模擬飛行過程中的晃動(dòng)，所述的晃動(dòng)部件具有在限位腔內(nèi)活動(dòng)的球形底部，球形底部的頂部設(shè)有用于限制擺動(dòng)幅度的限位凸起。在晃動(dòng)過程中，晃動(dòng)幅度在某一范圍區(qū)間內(nèi)，保持晃動(dòng)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(dòng)幅度。
[0022]晃動(dòng)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(dòng)作時(shí)，為避免晃動(dòng)的晃動(dòng)部件對(duì)兩者的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生影響，應(yīng)對(duì)晃動(dòng)部件進(jìn)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(dòng)所述鎖緊件升降的驅(qū)動(dòng)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(dòng)幅度，另一方面用于對(duì)晃動(dòng)部件進(jìn)行鎖緊。驅(qū)動(dòng)部件優(yōu)選采用氣缸類結(jié)構(gòu)，作用晃動(dòng)部件下壓，緊壓晃動(dòng)部件的球形底部，進(jìn)而鎖緊晃動(dòng)部件。
[0024]其中，所述晃動(dòng)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(dòng)的旋轉(zhuǎn)座。旋轉(zhuǎn)座內(nèi)安裝有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，帶動(dòng)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(dòng)，在對(duì)擺臂進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，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(jī)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(dòng)配合的滑塊。調(diào)節(jié)裝置具有重心控制器，通過移動(dòng)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(dòng)部件在垂直方向內(nèi)的晃動(dòng)。
[0027]本實(shí)用新型中，所述的支撐軌道和平動(dòng)軌道位于同一豎直面上，移動(dòng)載物臺(tái)的底部設(shè)有車輪，并安裝驅(qū)動(dòng)車輪的電機(jī)。
[0028]利用地面上的支撐軌道和可在支撐軌道上移動(dòng)的載物臺(tái)，使模擬系統(tǒng)能采集靜止對(duì)象和移動(dòng)對(duì)應(yīng)的信息，更加符合真實(shí)的地面環(huán)境。另外，通過控制載物臺(tái)移動(dòng)，信息采集靜止，進(jìn)行反向的信息采集，用于后續(xù)圖像信息的比較分析。
[0029]與現(xiàn)有的信息采集研宄平臺(tái)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)如下:
[0030](I)本實(shí)用新型的無人機(jī)信息獲取模擬系統(tǒng)，是一個(gè)動(dòng)態(tài)的信息采集研宄平臺(tái)，所采集的信息是在采集設(shè)備動(dòng)態(tài)運(yùn)行中獲取的，便于動(dòng)態(tài)信息處理的研宄；
[0031](2)本模擬系統(tǒng)模擬了無人機(jī)在飛行中的加減速、上升下降、晃動(dòng)、振動(dòng)等多種飛行姿態(tài)，更為接近真實(shí)的飛行環(huán)境，基于該平臺(tái)的研宄成果更具有實(shí)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(dòng)，進(jìn)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(shí)驗(yàn)對(duì)象放置于移動(dòng)載物臺(tái)上并讓載物臺(tái)沿地面軌道加速或減速移動(dòng)，這樣減少了信息采集裝置長期在上方因移動(dòng)產(chǎn)生的器件磨損，延長了裝置的使用壽命。
【附圖說明】
[0034]圖1為地面有軌的立柱式無人機(jī)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(tái)1、液壓升降臺(tái)2，牽引機(jī)構(gòu)3，直線導(dǎo)軌4，平動(dòng)軌道5，滑動(dòng)座6，振動(dòng)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(dòng)電機(jī)13，牽引繩14，牽引機(jī)構(gòu)15，控制臺(tái)16，鎖緊裝置17，調(diào)節(jié)裝置18，電機(jī)19，滑塊20，調(diào)節(jié)桿21，晃動(dòng)部件22，鎖緊件23，移動(dòng)載物臺(tái)24，支撐軌道25。
[0036]圖2為晃動(dòng)部件與鎖緊裝置的配合示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]如圖1所示的立柱式無人機(jī)信息獲取模擬系統(tǒng)，包括升降臺(tái)，升降臺(tái)上設(shè)有位于采集對(duì)象上方的平動(dòng)軌道5 ;懸掛在懸架I底部的平動(dòng)軌道5 ;沿平動(dòng)軌道5移動(dòng)的滑動(dòng)座6 ;安裝在滑動(dòng)座6內(nèi)的振動(dòng)座7，振動(dòng)座7內(nèi)設(shè)有限位腔；置于限位腔內(nèi)的晃動(dòng)部件22，與晃動(dòng)部件22配合的鎖緊裝置17 ;活動(dòng)安裝在晃動(dòng)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(tái)16。
[0038]支撐軌道25固定在地面上，上部放置有可沿支撐軌道25滑動(dòng)的支撐軌道24，支撐軌道24底部裝有車輪，由安裝在支撐軌道24內(nèi)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，控制臺(tái)18通過無線通訊的方式發(fā)射電機(jī)的啟動(dòng)和停止信號(hào)，控制支撐軌道24的移動(dòng)、加速或減速。采用支撐軌道24，一方面可以減少信息采集器9長期移動(dòng)產(chǎn)生的器件損耗，另一方面可以控制采集對(duì)象的移動(dòng)，模擬真實(shí)的地面信息，采集更加復(fù)雜的對(duì)象信息。
[0039]升降臺(tái)包括安裝在地面上的液壓升降臺(tái)I和液壓升降臺(tái)2，采集對(duì)應(yīng)放置在兩液壓升降臺(tái)之間，用于帶動(dòng)平動(dòng)軌道上升或下降，且均帶無線接收模塊，在控制