一种基于铯光泵的可折叠旋翼无人机航磁测量系统的制作方法

文档序号:42370777发布日期:2025-07-08 20:58阅读:120来源:国知局

本技术涉及无人机航磁测量设备,具体领域为一种基于铯光泵的可折叠旋翼无人机航磁测量系统。


背景技术:

1、铯光泵磁力仪是量子磁力仪的一种,铯原子的超精细结构能级在外部磁场的作用下会出现塞曼分裂现象,分裂的大小与磁感应强度成比例,精确测定塞曼子能级间的频率,即可计算出此时外部磁场的大小。铯光泵磁力仪广泛应用于航空磁测、海洋监测、地质勘探(矿产资源开发、考古)、地震预报、甚至医疗卫生系 统等领域。实用型光泵磁力仪无论在军事还是民用磁测领域,都具有非常重要的应用价值与前景。相比于其它磁力仪,铯谱灯光泵磁力仪拥有很多优势:铯原子塞曼能级跃迁谱线强度大,灵敏度高,适用于飞行器搭载实测等。典型的铯光泵磁力仪如加拿大scintrex公司推出的cs-3高精度铯光泵磁力仪,使用稳定的铯元素作为工作物质,采用严苛的工业标准生产。产品设计精巧,稳定性好,坚固耐用。高灵敏度,低噪声,连续读数,自动半球选择,宽工作电压,大的工作区域,很小的死区范围,很小的转向差。是航空磁力测量的不二之选,也被用在计量标定和研究领域。

2、铯光泵磁力仪的典型应用有手持式、船载拖曳式、飞行器挂载等方式,目前国内已有将铯光泵磁力仪搭载在无人机上的成熟应用,比如将铯光泵磁力仪固定安装在固定翼无人和无人直升机上、或将铯光泵磁力仪吊挂在旋翼无人机上。由于要兼顾飞行器平台本身的安全性,采用固定安装的方式有一定的局限性,磁探杆无法远离机身从而导致飞行器平台的磁干扰过大影响探测精度,而采用吊挂安装的方式,也会出现铯光泵磁力仪在飞行中姿态的不稳定而影响探测精度的现象,基于此,我们提出一种基于铯光泵的可折叠旋翼无人机航磁测量系统。


技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足,本实用新型的目的在于提供一种基于铯光泵的可折叠旋翼无人机航磁测量系统,它主要涉及将铯光泵磁力仪搭载在旋翼无人机上,其中安装铯光泵磁力仪的磁探杆采用硬挂且可电动折叠的方式,使用时通过电动遥控装置将磁探杆垂直向下远离旋翼无人机机身,在保证了铯光泵磁力仪姿态稳定的同时又能有效的减小无人机对铯光泵磁力仪的磁干扰,在提高飞行安全性和作业效率的同时,还能满足考古、河道管线探测、未爆炸物搜寻等小面积或者丘陵地带航磁测量的需求。

2、为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:一种基于铯光泵的可折叠旋翼无人机航磁测量系统,包括旋翼无人机、铯光泵磁力仪探头、磁力仪主机、rtk、地面站遥控装置和电动支撑件;所述旋翼无人机内部设有通过电路连接的电源和飞控系统;所述磁力仪主机、rtk和电动支撑件均安装在旋翼无人机上,其中,磁力仪主机与电源通过电路连接,rtk和电动支撑件与飞控系统通过电路连接;所述铯光泵磁力仪探头安装于电动支撑件的执行端且与磁力仪主机电性连接;所述地面站遥控装置与飞控系统通过电信号连接,用于控制旋翼无人机飞行和控制铯光泵磁力仪探头趋近或者远离旋翼无人机。

3、优选的,所述电动支撑件为电动折叠磁探杆总成;所述电动折叠磁探杆总成包括基座、支撑电机、调节电机、支撑杆、第二舵臂、连杆、第二关节、第二磁探杆和调向组件;所述基座安装在磁力仪主机的下侧;支撑电机、调节电机同轴安装于在基座上,且支撑电机、调节电机转速相同且转向相反;所述支撑杆的一端与支撑电机的输出端固接,另一端与连杆第二关节的侧部活动连接;所述第二舵臂与调节电机的输出端固接;连杆第二关节的顶部与第二舵臂通过连杆活动连接;所述第二磁探杆首端与第二关节底端固接,铯光泵磁力仪探头通过调向组件设于第二磁探杆的尾端。

4、优选的,所述电动支撑件的结构件中至少部分的材质为无磁材料。

5、优选的,所述支撑杆包括第一舵臂、第一磁探杆和第一关节;所述第一舵臂通过第一磁探杆与第一关节固接;所述第一舵臂与支撑电机的输出端固接;第一关节与第二关节的侧部转动连接。

6、优选的,所述第一磁探杆与第一舵臂和第一关节均为插接。

7、优选的,所述调向组件由探头安装座、探头角度调节螺钉和探头安装卡箍组成,其中探头安装座固定设于第二磁探杆的尾端;所述探头安装卡箍通过探头角度调节螺钉活动设于探头安装座上;所述铯光泵磁力仪探头安装在探头安装卡箍上。

8、优选的,所述铯光泵磁力仪探头的朝向与第二磁探杆轴心的夹角范围为0-90度。

9、优选的,所述电动折叠磁探杆总成还包括若干的卡扣;若干的卡扣沿电动折叠磁探杆总成本体的长度方向分布。

10、优选的,所述旋翼无人机的主体为碳纤维复合材料。

11、优选的,所述旋翼无人机为电力驱动型六旋翼无人机。

12、与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:通过将铯光泵磁力仪集成安装在旋翼无人机上,其中铯光泵磁力仪探头安装在磁探杆上远离机身,磁探杆可通过减速电机折叠收放,可有效的减小旋翼无人机对铯光泵磁力仪的磁干扰,提高飞行安全性和作业效率,从而满足考古、河道管线探测、未爆炸物搜寻等小面积或者丘陵地带航磁测量的需求。



技术特征:

1.一种基于铯光泵的可折叠旋翼无人机航磁测量系统,其特征在于:包括旋翼无人机(1)、铯光泵磁力仪探头(3)、磁力仪主机(4)、rtk(5)、地面站遥控装置(6)和电动支撑件;所述旋翼无人机(1)内部设有通过电路连接的电源和飞控系统;所述磁力仪主机(4)、rtk(5)和电动支撑件均安装在旋翼无人机(1)上,其中,磁力仪主机(4)与电源通过电路连接,rtk(5)和电动支撑件与飞控系统通过电路连接;所述铯光泵磁力仪探头(3)安装于电动支撑件的执行端且与磁力仪主机(4)电性连接;所述地面站遥控装置(6)与飞控系统通过电信号连接,用于控制旋翼无人机(1)飞行和控制铯光泵磁力仪探头(3)趋近或者远离旋翼无人机(1)。

2.根据权利要求1所述的基于铯光泵的可折叠旋翼无人机航磁测量系统,其特征在于:所述电动支撑件为电动折叠磁探杆总成(2);所述电动折叠磁探杆总成(2)包括基座(201)、支撑电机、调节电机、支撑杆、第二舵臂(205)、连杆(207)、第二关节(209)、第二磁探杆(210)和调向组件;所述基座(201)安装在磁力仪主机(4)的下侧;支撑电机、调节电机同轴安装于在基座(201)上,且支撑电机、调节电机转速相同且转向相反;所述支撑杆的一端与支撑电机的输出端固接,另一端与连杆第二关节(209)的侧部活动连接;所述第二舵臂(205)与调节电机的输出端固接;连杆第二关节(209)的顶部与第二舵臂(205)通过连杆(207)活动连接;所述第二磁探杆(210)首端与第二关节(209)底端固接,铯光泵磁力仪探头(3)通过调向组件设于第二磁探杆(210)的尾端。

3.根据权利要求1或2所述的基于铯光泵的可折叠旋翼无人机航磁测量系统,其特征在于:所述电动支撑件的结构件中至少部分的材质为无磁材料。

4.根据权利要求2所述的基于铯光泵的可折叠旋翼无人机航磁测量系统,其特征在于:所述支撑杆包括第一舵臂(204)、第一磁探杆(206)和第一关节(208);所述第一舵臂(204)通过第一磁探杆(206)与第一关节(208)固接;所述第一舵臂(204)与支撑电机的输出端固接;第一关节(208)与第二关节(209)的侧部转动连接。

5.根据权利要求4所述的基于铯光泵的可折叠旋翼无人机航磁测量系统,其特征在于:所述第一磁探杆(206)与第一舵臂(204)和第一关节(208)均为插接。

6.根据权利要求2所述的基于铯光泵的可折叠旋翼无人机航磁测量系统,其特征在于:所述调向组件由探头安装座(211)、探头角度调节螺钉(212)和探头安装卡箍(213)组成,其中探头安装座(211)固定设于第二磁探杆(210)的尾端;所述探头安装卡箍(213)通过探头角度调节螺钉(212)活动设于探头安装座(211)上;所述铯光泵磁力仪探头(3)安装在探头安装卡箍(213)上。

7.根据权利要求6所述的基于铯光泵的可折叠旋翼无人机航磁测量系统,其特征在于:所述铯光泵磁力仪探头(3)的朝向与第二磁探杆(210)轴心的夹角范围为0-90度。

8.根据权利要求2所述的基于铯光泵的可折叠旋翼无人机航磁测量系统,其特征在于:所述电动折叠磁探杆总成(2)还包括若干的卡扣;若干的卡扣沿电动折叠磁探杆总成(2)本体的长度方向分布。

9.根据权利要求2所述的基于铯光泵的可折叠旋翼无人机航磁测量系统,其特征在于:所述支撑电机、调节电机均为蜗杆减速电机。

10.根据权利要求1所述的基于铯光泵的可折叠旋翼无人机航磁测量系统,其特征在于:所述旋翼无人机(1)为电力驱动型六旋翼无人机。


技术总结
本技术涉及无人机航磁测量设备技术领域,尤其是一种基于铯光泵的可折叠旋翼无人机航磁测量系统,包括旋翼无人机、铯光泵磁力仪探头、磁力仪主机、RTK、地面站遥控装置和电动支撑件;所述旋翼无人机内部设有通过电路连接的电源和飞控系统;所述磁力仪主机、RTK和电动支撑件均安装在旋翼无人机上,其中,磁力仪主机与电源通过电路连接,RTK和电动支撑件与飞控系统通过电路连接;所述铯光泵磁力仪探头安装于电动支撑件的执行端且与磁力仪主机电性连接;所述地面站遥控装置与飞控系统通过电信号连接,通过本技术可减小旋翼无人机对铯光泵磁力仪的磁干扰,提高安全性和作业效率。

技术研发人员:曹帅,李道鹏,肖俊瑶
受保护的技术使用者:宁波海大工程勘察设计有限公司
技术研发日:20240924
技术公布日:2025/7/7
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