本实用新型涉及航空磁法探测技术领域。更具体地说,本实用新型涉及无人直升机航空磁法探测系统支撑结构。
背景技术:
航空磁法探测系统是航空物探的一种。航空物探作为快速、经济的高技术勘查方法在西方发达国家使用较为广泛,主要用于矿产资源调查,区域资源勘查及地质填图等。飞行作业可以使探测的速度和应用范围大大扩展,极大的提高资源勘察的效率。随着无人机技术不断进步,近年来无人机磁法勘探系统逐渐成熟,无人直升机在航空磁法勘探系统中有着先天的优势。
无人直升机航空磁法探测系统由无人直升机,航磁补偿器,雷达高度计和航空磁力仪等组成。无人直升机作为飞行平台,是航磁系统的载体。航磁补偿器和雷达高度计及航空磁力仪等为磁信号的获取和处理部分。
无人直升机飞行灵活可以到达有人机以及地面工作人员无法到达的地方。大大扩大航磁测量的范围。飞机搭载航磁设备在靠近磁异常的物体附近测量磁场的变化,从而对地下矿体或地下埋藏物的探测。通过对一定区域的探测,可以得到一个区域的磁性数据,从而可以推断地下物质的空间分布和形状等信息。
当前无人机航磁系统主要有多旋翼,直升机,固定翼等载体。磁探头安装方式主要有吊挂和硬支撑结构。吊挂结构磁力仪容易随风摆动对磁场信号有较大的影响。硬支撑结构较为稳定,有利于获得高质量的航磁数据,但对重量要求较为严格,重量太重就会大大减小无人机飞行时间等。
技术实现要素:
本实用新型的目的是提供无人直升机航空磁法探测系统支撑结构,同时完成了航磁补偿器,雷达高度计以及磁力仪等在无人直升机上的安装,支撑结构由几根管体和连接板组成,结构简单、稳定,且质量较轻。
为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点,提供了无人直升机航空磁法探测系统支撑结构,包括:
第一主支撑管;
第一斜拉管,其一端与第一主支撑管的一端连接;
第二主支撑管,其一端与第一主支撑管的中部固定连接,另一端延伸出第一主支撑管的一端,并与第一斜拉管的另一端连接,且其末端与磁力仪探头连接,第一斜拉管、第一主支撑管和第二主支撑管围成三角形;
一对第二斜拉管,其相对于第一主支撑管对称设置,一对第二斜拉管的一端均与第一主支撑管的一端或中部连接;
连接板,其与一对第二斜拉管的另一端均连接,第一主支撑管的另一端与连接板固定连接,连接板、一对第二斜拉管和第一主支撑管围成三角形,连接板上设置有雷达高度计和航磁补偿器,连接板与直升机机头部位连接。
优选的是,所述的无人直升机航空磁法探测系统支撑结构中,所述第一斜拉管的一端与第一主支撑管的一端的底部连接,第二主支撑管位于第一主支撑管的上方。
优选的是,所述的无人直升机航空磁法探测系统支撑结构中,所述第一主支撑管与第二主支撑管平行。
优选的是,所述的无人直升机航空磁法探测系统支撑结构中,所述一对第二斜拉管位于第一主支撑管的上方,一对第二斜拉管的一端均与第一主支撑管的一端连接,另一端向着第一主支撑管的另一端向上延伸,且间隔设置。
优选的是,所述的无人直升机航空磁法探测系统支撑结构中,第一主支撑管的一端、第一斜拉管的一端、一对第二斜拉管的一端和第二主支撑管的中部通过一个管箍连接。
优选的是,所述的无人直升机航空磁法探测系统支撑结构中,所述连接板的上部与一对第二斜拉管的另一端连接,第一主支撑管的另一端穿过连接板的下部,航磁补偿器设置在连接板上,并位于第一主支撑管和一对第二斜拉管的另一端之间,雷达高度计设置在连接板的底部。
优选的是,所述的无人直升机航空磁法探测系统支撑结构中,所述雷达高度计通过固定座固定在连接板上,所述连接板的底部朝上凹陷,形成u形的凹陷部,第一主支撑管的另一端穿过凹陷部,所述连接板的底部设置有u形的固定座,固定座的两侧分别设置有一个插口,固定座的两侧分别设置有多个第一螺纹孔,各个第一螺纹孔均沿垂直于连接板的方向贯穿固定座的两侧,所述连接板上位于凹陷部的两侧的部分分别插入两个插口中,且其上均间隔设置有多个第二螺纹孔,各个第二螺纹孔均沿垂直于连接板的方向贯穿连接板上位于凹陷部的两侧的部分,第一螺纹孔与第二螺纹孔的数量相等,且一一对应,各个第一螺纹孔和与其对应的第二螺纹孔中均穿设有螺丝,以将固定座固定在连接板的底部,雷达高度计设置在固定座的底部。
优选的是,所述的无人直升机航空磁法探测系统支撑结构中,还包括:
一对第三斜拉管,其相对于第一主支撑管对称设置,一对第三斜拉管的一端分别与一对第二斜拉管连接,另一端分别与第一主支撑管的中部,第二主支撑管的一端通过一个管箍连接。
优选的是,所述的无人直升机航空磁法探测系统支撑结构中,第一主支撑管的另一端穿过连接板并与连接板固定连接;
无人直升机航空磁法探测系统支撑结构还包括:
一对固定件,其相对于第一主支撑管对称设置,且设置在所述第一主支撑管的另一端的末端,一对固定件连接至飞机机身下部。
优选的是,所述的无人直升机航空磁法探测系统支撑结构中,所述磁力仪探头距离直升机前端距离不小于3米。
本实用新型至少包括以下有益效果:
本实用新型同时完成了航磁补偿器,雷达高度计以及磁力仪等在无人直升机上的安装,并通过特殊的选材达到了最小的磁场干扰和最轻的重量。
本实用新型通过使用碳纤维管和铝合金连接件组成稳定的框架结构,使得磁力仪探头距离直升机前端距离达到了3米远,从而使得磁力仪最大限度远离无人机主体,减小磁场干扰。
本实用新型连接所用螺丝螺母均采用无磁材料,既降低了重量,也大大降低了结构本身的磁干扰水平。
本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1是根据本实用新型一个实施例的雷达高度计的固定结构的结构示意图;
图2是根据本实用新型一个实施例的定位装置的结构示意图;
图3是根据本实用新型一个实施例的定位装置的结构示意图;
图4是根据本实用新型一个实施例的无人直升机航空磁法探测系统支撑结构的结构示意图。
附图标记说明:1-固定座2-连接板3-雷达高度计5-固定杆6-第三弹簧11-底板12-竖板121-安装槽21-安装臂211-第一通孔22-导向块411-外杆412-内杆42-套筒421-第一弹簧422-推进块43-滑块431-第二弹簧432-缺口433-第二通孔51-挡块6-第三弹簧61-按压块7-第一主支撑管8-第一斜拉管9-第二主支撑管10-第二斜拉管11-航磁补偿器12-磁力仪电子箱13-磁力仪探头14-固定件15-第三斜拉管。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
需要说明的是,在本实用新型的描述中,术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
如图4所示,本实用新型提供无人直升机航空磁法探测系统支撑结构,包括:
第一主支撑管7;第一主支撑管7为碳纤维管;
第一斜拉管8,其一端与第一主支撑管7的一端连接;第一斜拉管8为碳纤维管;
第二主支撑管9,其一端与第一主支撑管7的中部固定连接,另一端延伸出第一主支撑管7的一端,并与第一斜拉管8的另一端连接,且其末端与磁力仪探头13连接,例如将第二主支撑管9的末端插入其前面的磁力仪探头13壳里后用塑料螺丝固定,磁力仪由磁力仪探头13和磁力仪电子箱12组成,磁力仪电子箱12固定在第一主支撑管7上,并位于连接板2和第二主支撑管9的一端之间,第二主支撑管9为碳纤维管;第一斜拉管8、第一主支撑管7和第二主支撑管9围成三角形,形成前部的三角稳定结构,使得整个支撑结构更稳定;
一对第二斜拉管10,其相对于第一主支撑管7对称设置,即如图4所示的前后方向各设置有一根第二斜拉管10,一对第二斜拉管10的一端均与第一主支撑管7的一端或中部连接;第二斜拉管10为碳纤维管;
连接板2,其与一对第二斜拉管10的另一端均连接,例如通过铝合金螺丝连接,并用粘胶进行固定,连接板2为碳纤维板;第一主支撑管7的另一端与连接板2固定连接,例如,如图4所示,在第一主支撑管7上设置卡箍,将卡箍与连接板2连接,连接板2、一对第二斜拉管10和第一主支撑管7围成三角形,形成后部的三角稳定结构,使得整个支撑结构更稳定,连接板2上设置有雷达高度计3和航磁补偿器11,连接板2与直升机机头部位连接。
本方案提供的无人直升机航空磁法探测系统支撑结构,通过第一斜拉管8、第一主支撑管7和第二主支撑管9围成三角形,形成前部的三角稳定结构,并将磁力仪探头13固定在前部的三角稳定结构上,通过连接板2、一对第二斜拉管10和第一主支撑管7围成三角形,形成后部的三角稳定结构,并将雷达高度计3和航磁补偿器11固定在后部的三角稳定结构上,使得整个支撑结构更稳定。
在另一种方案中,所述的无人直升机航空磁法探测系统支撑结构中,所述第一斜拉管8的一端与第一主支撑管7的一端的底部连接,第二主支撑管9位于第一主支撑管7的上方。
在另一种方案中,所述的无人直升机航空磁法探测系统支撑结构中,所述第一主支撑管7与第二主支撑管9平行。
在另一种方案中,所述的无人直升机航空磁法探测系统支撑结构中,所述一对第二斜拉管10位于第一主支撑管7的上方,一对第二斜拉管10的一端均与第一主支撑管7的一端连接,另一端向着第一主支撑管7的另一端向上延伸,且间隔设置。
在另一种方案中,所述的无人直升机航空磁法探测系统支撑结构中,第一主支撑管7的一端、第一斜拉管8的一端、一对第二斜拉管10的一端和第二主支撑管9的中部通过一个铝合金管箍连接,该管箍能使第一主支撑管7和第二主支撑管9穿过,并通过铝合金螺丝分别固定在第一主支撑管7和第二主支撑管9上,该管箍的前后两侧和底部(基于图4所示的方位的前后和底部)分别设置有一个固定点,一对第二斜拉管10的一端分别通过铝合金螺丝固定在该管箍的前后两个固定点上,第一斜拉管8的一端固定在该管箍的底部的固定点上。这样使得支撑结构更稳定。
在另一种方案中,所述的无人直升机航空磁法探测系统支撑结构中,所述连接板2的上部与一对第二斜拉管10的另一端连接,第一主支撑管7的另一端穿过连接板2的下部,航磁补偿器11设置在连接板2的前侧面(朝向磁力仪探头13的侧面)上,并位于第一主支撑管7和一对第二斜拉管10的另一端之间,雷达高度计3设置在连接板2的底部,在连接板2的后侧面(背向磁力仪探头13的侧面)上的四个悬挂点(上下各两个,且围成方形)处设置直升机悬挂卡扣,通过四个直升机悬挂卡扣挂在直升机机头部位。
在另一种方案中,所述的无人直升机航空磁法探测系统支撑结构中,如图1所示,所述雷达高度计3通过固定座1固定在连接板2上,所述连接板2的底部朝上凹陷,形成倒u形的凹陷部,第一主支撑管7的另一端穿过凹陷部,所述连接板2的底部设置有u形的固定座1,固定座1的两侧分别设置有一个插口,固定座1的两侧分别设置有多个第一螺纹孔,各个第一螺纹孔均沿垂直于连接板2的方向贯穿固定座1的两侧,所述连接板2上位于凹陷部的两侧的部分分别插入两个插口中,且其上均间隔设置有多个第二螺纹孔,各个第二螺纹孔均沿垂直于连接板2的方向贯穿连接板2上位于凹陷部的两侧的部分,第一螺纹孔与第二螺纹孔的数量相等,且一一对应,各个第一螺纹孔和与其对应的第二螺纹孔中均穿设有铝合金螺丝,以将固定座1固定在连接板2的底部,雷达高度计3设置在固定座1的底部。
在另一种方案中,所述的无人直升机航空磁法探测系统支撑结构中,所述雷达高度计3通过固定座1连接在连接板2上,由固定座1和连接板2形成的固定结构固定雷达高度计3和航磁补偿器11。
该固定结构适用于机腹水平设置,且机身前部竖直固设有安装板的无人机;
其中,固定座1,其包括水平设置的底板11以及两个竖直固设于所述底板11上表面上的竖板12,雷达高度计3连接于所述底板11的下表面,且雷达高度计3的天线与所述底板11平行;两个竖板12相互平行,任一竖板12的上侧面的中部竖直向下凹陷形成条状安装槽121;连接板2,其竖直位于所述底板11的上方,且与所述竖板12垂直,所述连接板2的底部上对称连接有两个安装臂21,一个安装臂21插入一个安装槽121内,并和与其相对应的安装槽121可拆卸连接;所述连接板2与无人机的安装板固定连接,且所述连接板2与无人机的安装板平行,所述底板11位于无人机的机腹下方。第一主支撑管7的另一端穿过连接板2底部的倒u字形的凹陷部。
在上述技术方案中,本实用新型将雷达高度计3固定连接于底板11的下表面,且保持雷达高度计3的天线与底板11平行,即保证雷达高度计3的天线与无人机的机腹保持平行,雷达高度计3的传感器位于其底部,可向下发送信号,并接收信号;底板11与两个竖板12可一体成型设计,两个竖板12上的安装槽121与连接板2上的两个安装臂21一一对应设置,进而实现连接板2与两个竖板12的固定连接;连接板2与无人机前部的安装板相互平行均为竖直设置,进一步保证雷达高度计3与无人机的机腹保持相互平行,连接板2和安装板上均开设多个一一对应的安装孔,然后通过多个螺钉将一一对应的安装孔连接,进而实现连接板2与安装板的固定;
本实用新型能够将雷达高度计3固设于无人机的机腹下方,且雷达高度计3的天线与机腹保持平行,雷达高度计3不会被遮挡,保证测量距离的结果准确性。
在另一种技术方案中,所述的无人机航磁测量系统中雷达高度计3的固定结构,所述底板11上设有雷达高度计3的电缆线穿过的走线孔。本实用新型图1中所示的雷达高度计3的电缆线位于中部,即在底板11的中部开设走线孔。
在另一种技术方案中,所述的无人机航磁测量系统中雷达高度计3的固定结构,雷达高度计3与所述底板11通过螺丝和螺母配合进行固定连接。方便拆卸与安装。
在另一种技术方案中,所述的无人机航磁测量系统中雷达高度计3的固定结构,所述底板11、任一竖板12和所述连接板2均为碳纤维材质。本实用新型采用非金属材质降低对雷达高度计3的磁干扰。
在另一种技术方案中,所述的无人机航磁测量系统中雷达高度计3的固定结构,任一安装臂21为竖直设置的筒体结构,任一安装臂21上沿竖直方向布设有两个第一通孔211,任一第一通孔211沿与所述连接板2垂直的方向水平贯穿与其相对应的安装臂21,任一安装臂21的底部固设有倒置的圆锥结构的导向块22;任一安装槽121的相对的两个侧壁上沿竖直方向布设有两对盲孔,一个第一通孔211对应设置一对盲孔;
所述的无人机航磁测量系统中雷达高度计3的固定结构,还包括两个定位装置,一个安装臂21对应设置一个定位装置,如图2~3所示,任一定位装置包括:
伸缩机构,其竖直位于与其相对应的安装臂21和所述连接板2的底部之间,伸缩机构包括同轴套设的外杆411体和内杆412体,外杆411体的上端与所述连接板2的底部固定连接,内杆412体的上端同轴插入外杆411体的下部并与外杆411体的侧壁滑动连接,下端和与其相对应的安装臂21的顶部连接;
套筒42,其套设于外杆411体的外部,套筒42的顶部通过第一弹簧421与所述连接板2的底部固定连接,套筒42的底部固设有上大小下的中空圆台结构的推进块422,推进块422的下底面的直径大于与其相对应的安装臂21的直径;套筒42的直径小于安装槽121的宽度;外杆411和内杆412均不限制套筒42在竖直方向上的移动;
两对滑块43,一对盲孔对应设置一对滑块43,一个盲孔中对应设置一个滑块43,任一滑块43为水平设置的圆柱体结构,滑块43可在与其相对应的盲孔内水平移动,一对滑块43相互远离的两个第一端面,分别容纳于与其相对应的盲孔内,且任一第一端面通过水平设置的第二弹簧431和与其相对应的盲孔内壁固定连接,一对滑块43相对设置的两个第二端面均为朝着相互靠近的方向倾斜向下延伸的斜面,使得一对滑块43的两个第二端面相抵时,一对滑块43的中部形成倒置的圆锥结构的缺口432,且缺口432的尺寸大于导向块22的尺寸;任一一对滑块43的相对设置的两个第二端的端部可插入与其相对应的第一通孔211内。
在上述技术方案中,本实用新型设计一种免螺钉的定位装置,操作方便,使得连接板2与固定座1的安装工序更加简单,相对固定更加稳固;
第一弹簧421设置为,第一弹簧421为自然伸长状态时,套筒42整体位于外杆411的中部;套筒42向下移动时,第一弹簧421被向下拉伸;
任一第二弹簧431设置为,当一对第二弹簧431均为自然伸长状态时,与其对应的一对滑块43的两个第二端面抵接,一对滑块43的上部形成倒置的圆锥结构的缺口432,以容纳导向块22并在导向块22向下移动的推动力下,一对滑块43被朝着相互远离的方向挤压,一对第二弹簧431被朝着相互远离的方向挤压;
根据需要调节好伸缩机构的长度,内杆412可相对外杆411上下滑动,调节好长度后,将内杆412与外杆411相对固定,其固定方向可采用常规技术实现;
当需要将两个安装臂21插入至两个安装槽121内时,同时将两个套筒42向下移动,并分别将两个安装臂21上的两个第一通孔211遮盖,两个第二弹簧431竖直向下拉伸,移动至上部的第一通孔211与上部的一对滑块43水平相对,下部的第一通孔211与下部的一对滑块43水平相对时,解除对套筒42的向下的拉力,套筒42在第一弹簧421的弹力作用下自动向上移动至起始位置,进而将两个第一通孔211露出,任一一对滑块43在对应的一对第二弹簧431的弹力作用下,朝着相互靠近的方向移动并移动至与其相对应的第一通孔211内,最终四对滑块43实现对两个安装臂21的限位,连接板2与固定座1牢固的连接,整个安装过程没有使用一个螺钉,安装快速、便捷,且固定牢固;
当需要将连接板2与固定座1拆卸时,同时将两个套筒42竖直向下移动,套筒42下方的推进块422为倒置的圆台结构将各自对应的两对滑块43挤压开,进而解除两对滑块43对各自对应的安装臂21的限位,保持套筒42下拉的状态,将连接板2相对固定座1向上移动,进而实现连接板2与固定座1的拆卸,无需工具即可完成,操作方便快捷。
在另一种技术方案中,所述的无人机航磁测量系统中雷达高度计3的固定结构,任一滑块43的中部设有上下贯穿的第二通孔433,位于同一侧两个滑块43对应的两个第二通孔433上下对应;
任一竖板12的顶部设有两个第一凹槽,其分别位于安装槽121的两侧,任一第一凹槽为竖直向下凹陷的圆柱体结构,并经过位于同侧的两个盲孔的中部,第一凹槽的内壁设有内螺纹
任一定位装置还包括两个固定杆5,一个第一凹槽对应设置一个固定杆5,任一固定杆5的外壁设有和与其相对应的第一凹槽上的内螺纹相对应的外螺纹,固定杆5的上端水平设有圆形的挡块51,挡块51的直径大于第一凹槽的直径,当一对滑块43的两个第二端面抵接时,固定杆5的下端竖直向下旋入与其相对应的第一凹槽内,并依次穿过位于同侧的两个第二通孔433。
在上述技术方案中,当两个安装臂21分别插入两个安装槽121内,两个安装臂21分别被各自对应的两对滑块43限位固定后,位于同一竖直线上的两个第二通孔433均位于第一凹槽内,固定杆5竖直向下旋转插入与其相对应的第一凹槽内,固定杆5的下端依次穿过两个第二通孔433,进而实现对位于同侧的两个滑块43的固定,避免在无人机飞行过程中,在外力作用下,滑块43发生位移,导致安装臂21的松动。
在另一种技术方案中,所述的无人机航磁测量系统中雷达高度计3的固定结构,任一安装槽121的底部竖直固设有第三弹簧6,第三弹簧6的上端设有按压块61,其位于下部的一对滑块43的下方,所述按压块61的中部设有倒置的圆台结构的第二凹槽。
在上述技术方案中,对于任一安装槽121,当第三弹簧6自然伸长状态时,按压块61的上表面抵接于位于下部的一对滑块43的底部,当安装臂21竖直向下插入第二凹槽内时,安装臂21的下端将按压块61向下挤压,第三弹簧6被向下挤压,当任一一对滑块43从与其相对应的第一通孔211的两侧插入第一通孔211内时,安装臂21下端位于两对滑块43的下方且将按压块61向下挤压至下至位置,第三弹簧6被压缩至极限位置;当需要将安装臂21从安装槽121内取下时,将两个固定杆5从两个第一凹槽中旋出,将套筒42竖直向下移动套筒42下端的推进块422将两对滑块43分别挤压开,一对滑块43从与其相对应的第一通孔211内移出,解除两对滑块43对安装臂21的限位,此时第三弹簧6在自身弹力作用下,将安装臂21向上推进,使得安装臂21从安装槽121的取出更加省力、快速,方便固定座1与连接板2的拆卸。
本实用新型的所有零部件优选的均采用碳纤维材质,将对雷达高度计3的磁干扰降低至最小。
在另一种方案中,所述的无人直升机航空磁法探测系统支撑结构中,还包括:
一对第三斜拉管15,其相对于第一主支撑管7对称设置,即如图4所示的前后方向各设置有一根第三斜拉管15,一对第三斜拉管15的一端分别与一对第二斜拉管10连接,另一端分别与第一主支撑管7的中部,第二主支撑管9的一端通过一个铝合金管箍连接,该管箍能使第一主支撑管7和第二主支撑管9穿过,并通过铝合金螺丝分别固定在第一主支撑管7和第二主支撑管9上,该管箍的前后两侧(基于图4所示的方位的前后方向)分别设置有一个固定点,一对第三斜拉管15的一端分别与一对第二斜拉管10连接(如分别通过固定在第二斜拉管10上的管箍连接),另一端分别通过铝合金螺丝固定在该管箍的前后两个固定点上。通过一对第三斜拉管15将第一主支撑管7、第二主支撑管9和一对第二斜拉管10进一步连接起来,使支撑结构更稳定。
在另一种方案中,所述的无人直升机航空磁法探测系统支撑结构中,第一主支撑管7的另一端穿过连接板2并与连接板2固定连接;当连接板2为如图1所示的结构时,第一主支撑管7的另一端穿过连接座底部的倒u字形的凹陷部。
无人直升机航空磁法探测系统支撑结构还包括:
一对固定件14,其相对于第一主支撑管7对称设置(即如图4所示的前后方向各设置有一个固定件14),且设置在所述第一主支撑管7的另一端的末端,一对固定件14连接至飞机机身下部。如图4所示,固定件14上具有卡槽,因飞机机身下部有两根管子,两根管子可分别卡在一对固定件14的卡槽中,之后通过铝合金螺丝将管子固定在固定件14上。
在另一种方案中,所述的无人直升机航空磁法探测系统支撑结构中,所述磁力仪探头13距离直升机前端距离不小于3米。使得磁力仪最大限度远离无人机主体,减小磁场干扰。
尽管本实用新型的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。