一种地面有轨的悬挂式无人机信息获取模拟系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种地面有轨的悬挂式无人机信息获取模拟系统，属于农用航空、动态信息获取、动态模拟系统的技术领域。
【背景技术】
[0002]现代化的农业要根据农作物的生长状况及生长环境状况进行精确的作业，因此实时快速地采集田间作物信息显得尤为关键。农业航空技术由于具有作业效率高、作业质量好、作业适应性广、作业成本低及应对突发灾害能力强等特点，而且目前国家对农用航空领域的政策呈促进态势，因此，农用无人机非常适宜于作为田间信息采集平台。因此，研制适用于无人机的信息采集装备具有极大的前景。
[0003]由于无人机在空中飞行的环境不同于地面，因此，现有的静态的、手持式的及基于田间车辆的信息采集设备不适用于基于无人机的信息采集。若直接将信息采集器安装于无人机上进行田间试验，不仅成本较高，而且易出现因无人机事故造成设备损坏的现象。
[0004]目前我国对空域管制较严，无人机的飞行受诸多限制。因此，研发无人机信息获取模拟系统，模拟无人机在各种突发状况以及恶劣环境下的飞行姿态，利用飞行状态的信息获取装置，建立数据处理、图像处理等模型，进行算法优化，进而满足基于无人机的信息采集装备的研宄开发需求，具有很大的意义。
[0005]现有技术中，公开号为CN 103954314 A的专利申请提出一种无人机低空遥感模拟装置，包括:直线导轨，架设在监测对象的上方；悬架，与所述直线导轨滑动配合；牵引机构，用于带动所述悬架沿直线导轨运动；三维云台，吊设在所述悬架的下方；信息采集器，设置于所述三维云台上。
[0006]上述文献通过三维云台实现偏转、仰俯、横滚三个方向的运动，但是在飞行过程中具备各种突发情况以及飞行的稳定性难以保证，应用风扇模拟多旋翼飞行器的振动，振动形式只能通过风扇的转速调节，存在一定的局限性，难以实现真实的无人机飞行姿态模拟。
【实用新型内容】
[0007]为解决现有无人机模拟装置存在的不足，本实用新型提供了一种地面有轨的悬挂式无人机信息获取模拟系统，该模拟系统能够模拟无人机飞行过程中的各种姿态，以及各种突发的恶劣环境，为地面研宄空中动态信息采集提供较为接近真实环境的模拟数据。
[0008]本实用新型的具体技术方案如下:
[0009]一种地面有轨的悬挂式无人机信息获取模拟系统，包括:
[0010]支撑轨道，上部滑动配合有放置采集对象的移动载物台；
[0011]安装在支撑轨道上方的悬架；
[0012]悬挂在悬架上的平动轨道；
[0013]沿平动轨道移动的滑动座；
[0014]安装在滑动座内的振动座，振动座内设有限位腔；
[0015]置于所述限位腔内的晃动部件，与晃动部件配合的锁紧装置；
[0016]活动安装在晃动部件底部的旋转部件；
[0017]铰接在旋转部件底部的摆臂，以及安装在摆臂上的信息采集器。
[0018]为实现信息采集器的高度可调，模拟无人机的不同飞行高度，所述的悬架包括底座和安装在底座上的升降导向机构，所述的平动轨道设置在升降导向机构的底端。
[0019]本实用新型中，升降导向机构可以为刚性的，例如丝杠螺母机构，也可以采用柔性的，例如绳索提升机构。各升降导向机构对应的驱动电机安装在底座上，可以采用无线或有线的控制方式。优选为无线，并安装相应的无线接收模块，用来收发无线启动或停止信号。
[0020]平动轨道用于驱动信息采集器直线运行，模型无人机的直线飞行和加减速飞行，包括直线导轨和位于直线导轨两端的牵引机构，两个牵引机构具有分别连接在所述滑动座两端的牵引绳。牵引机构包括牵引绳和平动电机，也优选采用无线控制的方式，两个平动电机安装无线接收模块和调速装置，固定在直线导轨的两端，调速装置用来控制平移速度，根据无线接收模块接收的电机启动、停止及调速信号进行控制。
[0021]无人机飞行过程中的振动采用振动电机进行模拟，可调频率和幅度。所述振动座设置在滑动座的安装腔内，振动座上装有振动电机，振动座的侧面设有支撑板，支撑板的上下面与安装腔之间设有缓冲弹簧。
[0022]自由活动的晃动部件用来模拟飞行过程中的晃动，所述的晃动部件具有在限位腔内活动的球形底部，球形底部的顶部设有用于限制摆动幅度的限位凸起。在晃动过程中，晃动幅度在某一范围区间内，保持晃动部件和限位腔内壁润滑，限位凸起与球形底部为一体结构，以限制晃动幅度。
[0023]晃动部件的下方安装旋转部件和摆臂，在旋转部件和摆臂动作时，为避免晃动的晃动部件对两者的运动产生影响，应对晃动部件进行锁死。所述的锁紧装置安装在限位腔的上方，包括底部设有限位孔的锁紧件以及带动所述锁紧件升降的驱动部件，限位凸起的顶部伸入所述的限位孔内。
[0024]限位凸起伸入锁紧件的限位孔内，一方面通过限位孔限制摆动幅度，另一方面用于对晃动部件进行锁紧。驱动部件优选采用气缸类结构，作用晃动部件下压，紧压晃动部件的球形底部，进而锁紧晃动部件。
[0025]其中，所述晃动部件的底部设有伸入旋转部件内的固定杆，所述旋转部件包括绕固定杆活动的旋转座。旋转座内安装有驱动电机，带动旋转座在水平面内360度任意旋转。
[0026]摆臂在旋转部件的下方摆动，在对摆臂进行调节时，应控制旋转部位以下的整体重心位置方向上，因此，所述的悬挂式无人机信息获取模拟系统还包括控制旋转部件重心的调节装置。
[0027]其中，所述的调节装置包括安装在旋转部件上的调节杆以及沿调节杆滑动配合的滑块。调节装置具有重心控制器，通过移动调节杆上滑块的位置，调整旋转部件及以下整体的重心，保持晃动部件在垂直方向内的晃动。
[0028]本实用新型中，所述的支撑轨道和平动轨道位于同一竖直面上，移动载物台的底部设有车轮，并安装驱动车轮的电机。
[0029]利用地面上的支撑轨道和可在支撑轨道上移动的载物台，使模拟系统能采集静止对象和移动对应的信息，更加符合真实的地面环境。另外，通过控制载物台移动，信息采集静止，进行反向的信息采集，用于后续图像信息的比较分析。
[0030]与现有的信息采集器相比，本实用新型的优点如下:
[0031](2)本模拟系统模拟了无人机在飞行中的加减速、上升下降、晃动、振动等多种飞行姿态，更为接近真实的飞行环境，基于该平台的研宄成果更具有实际意义；
[0032](3)本模拟系统不仅可以使信息采集设备在水平面内360度任意旋转，而且可以使其在竖直面内左右摆动，进而更为全方位地采集所需信息。
[0033](4)本模拟系统可以使地上部分的信息采集装置保持静止，将实验对象放置于移动载物台上并让载物台沿地面轨道加速或减速移动，这样减少了信息采集装置长期在上方因移动产生的器件磨损，延长了装置的使用寿命。
【附图说明】
[0034]图1为地面有轨的悬挂式无人机信息获取模拟系统的结构示意图。
[0035]图中:悬架1，升降导向机构2，牵引机构3，直线导轨4，平动轨道5，滑动座6，振动座7，摆臂8，信息采集器9，旋转部件10，固定杆11，缓冲弹簧12，振动电机13，牵引绳14，牵引机构15，升降导向机构16，升降电机17，控制台18，锁紧装置19，调节装置20，电机21，滑块22，调节杆23，底座24，晃动部件25，锁紧件26，移动载物台27，支撑轨道28。
[0036]图2为晃动部件与锁紧装置的配合示意图。
【具体实施方式】
[0037]如图1所示的悬挂式无人机信息获取模拟系统，包括:固定在地面的支撑轨道28，上部滑动配合有放置采集对象的移动载物台27，安装在支撑轨道28上方的悬架I ;悬挂在悬架I底部的平动轨道5 ;沿平动轨道5移动的滑动座6 ;安装在滑动座6内的振动座7，振动座7内设有限位腔；置于限位腔内的晃动部件25，与晃动部件25配合的锁紧装置19 ;活动安装在晃动部件25底部的旋转部件10 ;铰接在旋转部件10底部的摆臂8，安装在摆臂8上的信息采集器9 ;以及控制台18。
[0038]支撑轨道28固定在地面上，上部放置有可沿支撑轨道28滑动的移动载物台27，移动载物台27底部装有车轮，由安装在移动载物台27内的电机驱动，控制台18通过无线通讯的方式发射电机的启动和停止信号，控制移动载物台27的移动、加速或减速。采用移动载物台27，一方面可以减少信息采集器9长期移动产生的器件损耗，另一方面可以实现采集对象的移动，模拟真实的地面信息，采集更加复杂的对象信息。
[0039]悬架I安装在室内的天花板上或置于相应的支架上，悬架I包括固定的底座24和安装在底座24上的升降导向机构2和升降导向机构16。升降导向机构用于控制平动轨道5升降，调整信息采集器9的高度，模拟无人机的飞行高度。升降导向机构为两组，均采用丝