CN108860634B - 一种新型直升机搭载探测仪器连接平台 - Google Patents

Abstract

一种新型直升机搭载探测仪器连接平台属于航天器搭载平台技术领域，目的在于解决现有技术存在的结构功能单一、占用空间大以及不能灵活变动的问题。本发明包括：姿态调节机构；固定在姿态调节机构下端的前探测单元，前探测单元包括一端和辅助固定件连接的可伸缩的前探测杆以及设置在前探测杆另一端的前端导向机构；连接在姿态调节机构下端的两组侧探测单元，每组侧探测单元包括一个可折叠的侧探测杆，侧探测杆的一端和辅助固定件连接；两个侧探测杆和前探测杆圆周均布；固定在姿态调节机构下端的配重平衡单元；以及设置在姿态调节机构上的重力传感器和主控制器，主控制器根据重力传感器采集的信息调整姿态调节机构运动，主控制器控制整体动作。

Description

一种新型直升机搭载探测仪器连接平台

技术领域

本发明属于航天器搭载平台技术领域，具体涉及一种新型直升机搭载探测仪器连接平台。

背景技术

我国幅员辽阔，地形结构于不同的地区存在较大差别，这给资源探测带来了极大难度。另外我国领海资源丰富，但开采量较少，原因是勘测难度大，缺少平台，故我国亟需新型资源探测装备。而随着地表矿、浅部矿、易识别矿的逐渐减少，国家甚至提出了深部资源勘探计划。而随着无人机技术的快速发展，使得能够解决大比例尺、高难度作业的航空物探技术有了一个新的发展方向------无人机航空物探。而无人机尺度有限，不能满足资源探测设备的搭载需求，目前，无人机和资源探测设备的搭载连接平台结构简单，闲时所占空间较大；执行任务时，在某些特殊情况，不能灵活变动，给探测数据及分析带来较***烦。

发明内容

本发明的目的在于提出一种新型直升机搭载探测仪器连接平台，解决现有技术存在的结构功能单一、占用空间大以及不能灵活变动的问题。

为实现上述目的，本发明的一种新型直升机搭载探测仪器连接平台包括：

上端和无人直升机连接的姿态调节机构，调节姿态调节机构下端的姿态；

通过辅助固定件固定在所述姿态调节机构下端的前探测单元，所述前探测单元包括一端和辅助固定件连接的可伸缩的前探测杆以及设置在前探测杆另一端的前端导向机构；

连接在所述姿态调节机构下端的两组侧探测单元，每组侧探测单元包括一个可折叠的侧探测杆，所述侧探测杆的一端和所述辅助固定件连接，另一端为自由端；两个侧探测杆和前探测杆圆周均布；

通过辅助固定件固定在所述姿态调节机构下端的配重平衡单元；

以及设置在所述姿态调节机构上的重力传感器和主控制器，所述主控制器根据重力传感器采集的信息调整姿态调节机构运动，所述主控制器控制前探测单元、侧探测单元及配重平衡单元动作。

所述姿态调节机构包括：

和无人直升机固定连接的静平台；

和所述静平台平行设置的动平台，所述辅助固定件固定在所述动平台上，所述重力传感器固定在所述动平台中心位置；

以及连接在静平台和动平台之间的六个姿态调节电缸，每个所述姿态调节电缸两端分别通过一个万向节与静平台和动平台铰接。

所述侧探测杆包括：

一端和所述姿态调节机构下端连接的第一探测杆；

以及一端和所述第一探测杆另一端接触并同轴设置的第二探测杆。

所述侧探测杆横截面为水滴状，靠近前探测单元的一侧为大端面。

所述侧探测单元还包括折叠机构，所述折叠机构包括：

和所述第一探测杆另一端键连接的竖轴；

连接在竖轴一端的孔套；

连接在竖轴另一端的连接盘；

所述孔套和所述连接盘通过一个连接杆和所述第二探测杆固定连接；

折叠弹簧，所述折叠弹簧放置在连接盘的圆盘内，折叠弹簧两端通过T形分别连接在竖轴和连接盘上；

以及设置在所述姿态调节机构上的第一伺服电机，所述第一伺服电机和一个缠绕线一端连接，缠绕线的另一端缠绕在孔套外圆周上。

所述折叠机构还包括侧电缸，所述侧电缸固定在所述第一探测杆上，当第二探测杆和第一探测杆完全展开时，所述侧电缸相对所述连接盘上与所述侧电缸对应位置的通孔伸出或缩回。

所述前探测杆包括：

一端和所述辅助固定件固定连接的母探测杆；

一端和所述母探测杆另一端同轴连接的子探测杆；

以及设置在所述母探测杆和子探测杆连接处的伸缩电缸。

所述前端导向机构包括：

固定在所述子探测杆另一端的前导向电缸；

圆周均布在所述子探测杆外侧的多个前导向连杆，所述前导向连杆一端和所述前导向电缸输出端铰接，另一端为自由端；

以及与多个前导向杆分别连接的多个导向机翼，每个所述导向机翼一端和所述前导向杆铰接，另一端和所述子探测杆滑动配合。

所述前探测单元还包括自动缠绕电线装置，所述自动缠绕电线装置包括：

固定在所述子探测杆上的装置外壳；

设置在所述装置外壳上并相对装置外壳转动的内环；

与装置外壳一体的不动横轴，所述不动横轴和所述内环同轴设置；

以及设置在内环和不动横轴之间的绕线弹簧，所述绕线弹簧两端为T型，分别与不动横轴和内环内侧相连，当前探测杆完全处于收缩时，绕线弹簧处于自然状态。

所述配重平衡单元包括：

一端和所述姿态调节机构下端面固定连接的配重导向杆，所述配重导向杆和所述前探测杆同轴设置；

连接在所述配重导向杆另一端的配重机构，所述配重机构包括固定在所述配重导向杆另一端的配重架、设置在配重架上的丝杠、和所述丝杠配合的配重块以及和所述丝杠连接的第二伺服电机；

以及连接在配重机构两端的两组后导向机构，每组所述后导向机构包括固定在所述配重架上的后导向电缸、一端和所述后导向电缸输出端连接的推杆、一端和所推杆另一端铰接的两个对称设置的后导向连杆以及两个尾部机翼，两个所述尾部机翼一端分别和两个推杆的另一端铰接，所述尾部机翼的另一端和所述配重架铰接。

本发明的有益效果为：本发明的一种新型直升机搭载探测仪器连接平台可以实现搭载探测仪器于直升机上，通过姿态调节机构的静平台实现与无人直升机的连接，通过前探测单元的前探测杆以及侧探测单元的侧探测杆实现探测仪器的搭载；保持探测仪器的采样稳定。非执行任务期间，连接平台的前探测单元和侧探测单元可分别实现伸缩及折叠功能，节约占地空间，安装在前侧探杆的自动缠绕电线装置，可将连接动力装置和电缸的电线收起。

在执行任务期间，可以通过重力传感器传到主控制器的信号对姿态调节机构进行控制，通过主控制器控制的调节配重块的横向位置，使连接平台保持横向稳定。两侧探测杆的水滴状外形及前后端的连接平台导向结构，减小了飞行中所受的阻力，保持了飞行的稳定性。

附图说明

图1为本发明的一种新型直升机搭载探测仪器连接平台俯视角整体结构示意图；

图2为本发明的一种新型直升机搭载探测仪器连接平台仰视角整体结构示意图；

图3为本发明的一种新型直升机搭载探测仪器连接平台侧视图；

图4为本发明的一种新型直升机搭载探测仪器连接平台左视图；

图5为本发明的一种新型直升机搭载探测仪器连接平台俯视图；

图6为本发明的一种新型直升机搭载探测仪器连接平台后视图；

图7为本发明的一种新型直升机搭载探测仪器连接平台中姿态调节机构结构示意图；

图8为本发明的一种新型直升机搭载探测仪器连接平台中前探测单元结构示意图；

图9为本发明的一种新型直升机搭载探测仪器连接平台中自动缠绕电线装置结构示意图；

图10为本发明的一种新型直升机搭载探测仪器连接平台中侧探测单元结构示意图；

图11为本发明的一种新型直升机搭载探测仪器连接平台中折叠机构结构示意图；

图12为本发明的一种新型直升机搭载探测仪器连接平台中配重机构结构示意图；

图13为本发明的一种新型直升机搭载探测仪器连接平台中后导向机构结构示意图；

其中：1、姿态调节机构，101、静平台，102、动平台，103、姿态调节电缸，104、万向节，105、辅助固定件，2、前探测单元，201、母探测杆，202、子探测杆，203、伸缩电缸，204、前导向电缸，205、前导向连杆，206、导向机翼，207、不动横轴，208、绕线圈，209、绕线弹簧，210、内环，3、侧探测单元，301、第一探测杆，302、第二探测杆，303、竖轴，304、孔套，305、连接盘，306、连接杆，307、折叠弹簧，308、第一伺服电机，309、侧电缸，4、配重平衡单元，401、配重导向杆，402、配重架，403、丝杠，404、配重块，405、第二伺服电机，406、后导向电缸，407、推杆，408、后导向连杆，409、尾部机翼，5、重力传感器，6、主控制器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

参见附图1-附图6，本发明的一种新型直升机搭载探测仪器连接平台包括：

上端和无人直升机连接的姿态调节机构1，调节姿态调节机构1下端的姿态；

通过辅助固定件105固定在所述姿态调节机构1下端的前探测单元2，所述前探测单元2包括一端和辅助固定件105连接的可伸缩的前探测杆以及设置在前探测杆另一端的前端导向机构；

连接在所述姿态调节机构1下端的两组侧探测单元3，每组侧探测单元3包括一个可折叠的侧探测杆，所述侧探测杆的一端和所述辅助固定件105连接，另一端为自由端；两个侧探测杆和前探测杆圆周均布；

通过辅助固定件105固定在所述姿态调节机构1下端的配重平衡单元4；

以及设置在所述姿态调节机构1上的重力传感器5和主控制器6，所述主控制器6根据重力传感器5采集的信息调整姿态调节机构1运动，所述主控制器6控制前探测单元2、侧探测单元3及配重平衡单元4动作。

参见附图7，所述姿态调节机构1包括：

和无人直升机固定连接的静平台101；

和所述静平台101平行设置的动平台102，所述辅助固定件105固定在所述动平台102上，所述重力传感器5固定在所述动平台102中心位置；

以及连接在静平台101和动平台102之间的六个姿态调节电缸103，每个所述姿态调节电缸103两端分别通过一个万向节104与静平台101和动平台102铰接。主控制器6控制姿态调节电缸103动作驱动下端的动平台102平衡稳定。

参见附图10，所述侧探测杆包括：

一端和所述姿态调节机构1下端连接的第一探测杆301；

以及一端和所述第一探测杆301另一端接触并同轴设置的第二探测杆302。

所述侧探测杆横截面为水滴状，靠近前探测单元2的一侧为大端面，减少平台执行任务时所受阻力。

参见附图11，所述侧探测单元3还包括折叠机构，所述折叠机构包括：

和所述第一探测杆301另一端键连接的竖轴303；

连接在竖轴303一端的孔套304；

连接在竖轴303另一端的连接盘305；

所述孔套304和所述连接盘305通过一个连接杆306和所述第二探测杆302固定连接；

折叠弹簧307，所述折叠弹簧307放置在连接盘305的圆盘内，折叠弹簧307两端通过T形分别连接在竖轴303和连接盘305上；

以及设置在所述姿态调节机构1上的第一伺服电机308，所述第一伺服电机308和一个缠绕线一端连接，缠绕线的另一端缠绕在孔套304外圆周上。

设置在姿态调节结构两侧的侧探测杆为可折叠结构，第一探测杆301的一端通过螺杆螺母连接在姿态调节机构1的动平台102下方，另一端与竖轴303由键连接，第二探测杆302一端固联一绕线孔套304及折叠弹簧307，折叠弹簧307通过T形片分别与第一探测杆301、第二探测杆302相连，孔部分与第一探测杆301组成螺杆螺母相连接，所述孔套304与缠绕线连接，另一端与第一伺服电机308连接，第一伺服电机308转动绕线，缠绕线另一端拉动孔套304绕竖轴303旋转，当到达指定位置，由固定在第一探测杆301上的侧电缸309伸过连接盘305上的通孔固定，实现第一探测杆301、第二探测杆302的位置固定，当第一伺服电机308反向转动，孔套304靠折叠弹簧307弹力恢复初始位置，实现第一探测杆301和第二探测杆302的折叠，以此减少空间浪费。

参见附图8，所述前探测杆包括：

一端和所述辅助固定件105固定连接的母探测杆201；

一端和所述母探测杆201另一端同轴连接的子探测杆202；

以及设置在所述母探测杆201和子探测杆202连接处的伸缩电缸203。

所述前端导向机构包括：

固定在所述子探测杆202另一端的前导向电缸204；

圆周均布在所述子探测杆202外侧的多个前导向连杆205，所述前导向连杆205一端和所述前导向电缸204输出端铰接，另一端为自由端；

以及与多个前导向杆分别连接的多个导向机翼206，每个所述导向机翼206一端和所述前导向杆铰接，另一端和所述子探测杆202滑动配合。

所述前探测杆为可伸缩结构，子探测杆202和母探测杆201同轴连接，实现探测设备所需的空间布置位置，伸缩电缸203设置在母探测杆201上，所述导向机构为伞形机构，固定在子探测杆202上的电缸前导向单杠推动与之铰接的前导向连杆205，前导向连杆205支撑与之铰接的导向机翼206，导向机翼206铰接在子探测杆202靠前位置，实现探杆的导向稳定。

参见附图9，所述前探测单元2还包括自动缠绕电线装置，所述自动缠绕电线装置包括：

固定在所述子探测杆202上的装置外壳208；

设置在所述装置外壳208上并相对装置外壳208转动的内环210，所述内环210通过一个盖板设置在所述装置外壳208内并相对转动，盖板上设置有电线出线口；

与装置外壳208一体的不动横轴207，所述不动横轴和所述内环同轴设置；

以及设置在内环210和不动横轴207之间的绕线弹簧209，所述绕线弹簧209两端为T型，分别与不动横轴207和内环210内侧相连，当前探测杆完全处于收缩时，绕线弹簧209处于自然状态。

参见附图12和附图13，所述配重平衡单元4包括：

一端和所述姿态调节机构1下端面固定连接的配重导向杆401，所述配重导向杆401和所述前探测杆同轴设置；

连接在所述配重导向杆401另一端的配重机构，所述配重机构包括固定在所述配重导向杆401另一端的配重架402、设置在配重架402上的丝杠403、和所述丝杠403配合的配重块404以及和所述丝杠403连接的第二伺服电机405；

以及连接在配重机构两端的两组后导向机构，每组所述后导向机构包括固定在所述配重架402上的后导向电缸406、一端和所述后导向电缸406输出端连接的推杆407、一端和所推杆407另一端铰接的两个对称设置的后导向连杆408以及两个尾部机翼409，两个所述尾部机翼409一端分别和两个推杆407的另一端铰接，所述尾部机翼409的另一端和所述配重架402铰接。

设置在配重导向杆401后端的第二伺服电机405通过丝杠403转动，进而实现与丝杠403配合的配重块404沿后方配重架402左右移动，实现整体平台在某些情况下的左右配重平衡；对称设置在配重杆导向杆后部两侧的导向机构中的推杆407推动与之铰接的后导向连杆408，后导向连杆408支撑与之铰接的尾部机翼409，尾部机翼409铰接在配重架402的两端，实现尾部导向稳定。

Claims (8)

1.一种新型直升机搭载探测仪器连接平台，其特征在于，包括：

上端和无人直升机连接的姿态调节机构(1)，调节姿态调节机构(1)下端的姿态；

通过辅助固定件(105)固定在所述姿态调节机构(1)下端的前探测单元(2)，所述前探测单元(2)包括一端和辅助固定件(105)连接的可伸缩的前探测杆以及设置在前探测杆另一端的前端导向机构；

连接在所述姿态调节机构(1)下端的两组侧探测单元(3)，每组侧探测单元(3)包括一个可折叠的侧探测杆，所述侧探测杆的一端和所述辅助固定件(105)连接，另一端为自由端；两个侧探测杆和前探测杆圆周均布；

通过辅助固定件(105)固定在所述姿态调节机构(1)下端的配重平衡单元(4)；

以及设置在所述姿态调节机构(1)上的重力传感器(5)和主控制器(6)，所述主控制器(6)根据重力传感器(5)采集的信息调整姿态调节机构(1)运动，所述主控制器(6)控制前探测单元(2)、侧探测单元(3)及配重平衡单元(4)动作；

所述侧探测杆包括：

一端和所述姿态调节机构(1)下端连接的第一探测杆(301)；

以及一端和所述第一探测杆(301)另一端接触并同轴设置的第二探测杆(302)；

所述侧探测杆横截面为水滴状，靠近前探测单元(2)的一侧为大端面。

2.根据权利要求1所述的一种新型直升机搭载探测仪器连接平台，其特征在于，所述姿态调节机构(1)包括：

和无人直升机固定连接的静平台(101)；

和所述静平台(101)平行设置的动平台(102)，所述辅助固定件(105)固定在所述动平台(102)上，所述重力传感器(5)固定在所述动平台(102)中心位置；

以及连接在静平台(101)和动平台(102)之间的六个姿态调节电缸(103)，每个所述姿态调节电缸(103)两端分别通过一个万向节(104)与静平台(101)和动平台(102)铰接。

3.根据权利要求1所述的一种新型直升机搭载探测仪器连接平台，其特征在于，所述侧探测单元(3)还包括折叠机构，所述折叠机构包括：

和所述第一探测杆(301)另一端键连接的竖轴(303)；

连接在竖轴(303)一端的孔套(304)；

连接在竖轴(303)另一端的连接盘(305)；

所述孔套(304)和所述连接盘(305)通过一个连接杆(306)和所述第二探测杆(302)固定连接；

折叠弹簧(307)，所述折叠弹簧(307)放置在连接盘(305)的圆盘内，折叠弹簧(307)两端通过T形分别连接在竖轴(303)和连接盘(305)上；

以及设置在所述姿态调节机构(1)上的第一伺服电机(308)，所述第一伺服电机(308)和一个缠绕线一端连接，缠绕线的另一端缠绕在孔套(304)外圆周上。

4.根据权利要求3所述的一种新型直升机搭载探测仪器连接平台，其特征在于，所述折叠机构还包括侧电缸(309)，所述侧电缸(309)固定在所述第一探测杆(301)上，当第二探测杆(302)和第一探测杆(301)完全展开时，所述侧电缸(309)相对所述连接盘(305)上与所述侧电缸(309)对应位置的通孔伸出或缩回。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种新型直升机搭载探测仪器连接平台，其特征在于，所述前探测杆包括：

一端和所述辅助固定件(105)固定连接的母探测杆(201)；

一端和所述母探测杆(201)另一端同轴连接的子探测杆(202)；

以及设置在所述母探测杆(201)和子探测杆(202)连接处的伸缩电缸(203)。

6.根据权利要求5所述的一种新型直升机搭载探测仪器连接平台，其特征在于，所述前端导向机构包括：

固定在所述子探测杆(202)另一端的前导向电缸(204)；

圆周均布在所述子探测杆(202)外侧的多个前导向连杆(205)，所述前导向连杆(205)一端和所述前导向电缸(204)输出端铰接，另一端为自由端；

以及与多个前导向杆分别连接的多个导向机翼(206)，每个所述导向机翼(206)一端和所述前导向杆铰接，另一端和所述子探测杆(202)滑动配合。

7.根据权利要求6所述的一种新型直升机搭载探测仪器连接平台，其特征在于，所述前探测单元(2)还包括自动缠绕电线装置，所述自动缠绕电线装置包括：

固定在所述子探测杆(202)上的装置外壳(208)；

设置在所述装置外壳(208)上并相对装置外壳(208)转动的内环(210)；

与装置外壳(208)一体的不动横轴(207)，所述不动横轴和所述内环同轴设置；

以及设置在内环(210)和不动横轴(207)之间的绕线弹簧(209)，所述绕线弹簧(209)两端为T型，分别与不动横轴(207)和内环(210)内侧相连，当前探测杆完全处于收缩时，绕线弹簧(209)处于自然状态。

8.根据权利要求1所述的一种新型直升机搭载探测仪器连接平台，其特征在于，所述配重平衡单元(4)包括：

一端和所述姿态调节机构(1)下端面固定连接的配重导向杆(401)，所述配重导向杆(401)和所述前探测杆同轴设置；

连接在所述配重导向杆(401)另一端的配重机构，所述配重机构包括固定在所述配重导向杆(401)另一端的配重架(402)、设置在配重架(402)上的丝杠(403)、和所述丝杠(403)配合的配重块(404)以及和所述丝杠(403)连接的第二伺服电机(405)；

以及连接在配重机构两端的两组后导向机构，每组所述后导向机构包括固定在所述配重架(402)上的后导向电缸(406)、一端和所述后导向电缸(406)输出端连接的推杆(407)、一端和所推杆(407)另一端铰接的两个对称设置的后导向连杆(408)以及两个尾部机翼(409)，两个所述尾部机翼(409)一端分别和两个推杆(407)的另一端铰接，所述尾部机翼(409)的另一端和所述配重架(402)铰接。

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