一种用于无人直升机航空电磁法发射接收设备的吊挂装置的制作方法

本发明涉及一种用于航空电磁法发射接收设备吊挂的装置，具体地，涉及一种用于无人直升机航空电磁法发射接收设备的吊挂装置。

背景技术：

时间域航空电磁法(ATEM)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，主要用于金属矿产资源调查，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。

时间域航空电磁探测系统由机载数据采集和记录计算机等机上设备和机舱外挂发射线圈和接收线圈组成。发射装置通过控制发射线圈中的电流，向地下发射随时间变化的电磁场(一次场)，一次场使地下有导电性的物体产生感应电流，感应电流产生感应电磁场(二次场)。二次感应电磁场随时间衰减，通过接收线圈可以接收二次场的各方向的感应电压分量。二次场和地下物质的电磁性质相关，对接收到的二次场的感应电压分析后可以推断地下介质的介电常数、电导率和磁导率等参数。通过对目标区域的探测可以得到一个区域的电性参数，从而可以推断地下物质的空间分布和形状等信息。

无人机航空物探是近年来新兴的勘探技术，随着电子技术和无人机技术的发展，物探仪器电子控制部分逐渐小型化，重量也可以做到更小，更有利于搭载在无人机上进行物探工作。无人直升机的航空电磁法测量将在工程勘探方面发挥较为重要的作用。目前无人直升机的小型化航空电磁法设备还较少有开发。大型直升机的航空电磁法设备大多重量较重，应有范围受环境限制较大，无人机航空电磁法与大型航空电磁法相比应用在不同场景，主要应用在浅地表的工程勘探。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种吊挂装置，用于无人直升机航空电磁法发射和接收设备的吊挂，使用工程塑料和高分子材料，绝缘无磁，不产生电磁干扰，最大限度的降低系统自身的噪声来源，还能够获得三个方向的电磁场信号，可以在后期的数据处理和解释中得到更全面的信息。

为了达到上述目的，本发明提供了一种用于无人直升机航空电磁法发射接收设备的吊挂装置，其中，所述的吊挂装置包含由工程塑料制成的发射线圈框架和接收线圈框架，所述的发射线圈框架和接收线圈框架通过吊挂绳连接，并通过一根主绳吊挂在无人直升机下方；所述的发射线圈框架包含发射线圈环形舱和发射线圈平衡器；所述的发射线圈环形舱为空心的圆环形；所述的发射线圈平衡器为空心的杆状，其首尾两侧分别与发射线圈环形舱相交，并平分发射线圈环形舱所构成的空心圆环；所述的接收线圈框架是由三个相同的圆环组成的空心球形。该吊挂装置的部件均使用工程塑料加工而成，即发射线圈框架和接收线圈框架的材质均为工程塑料，吊挂绳索全部为高分子材料，如玻璃纤维绳等。

上述的用于无人直升机航空电磁法发射接收设备的吊挂装置，其中，所述的发射线圈环形舱是由四个相同的1/4圆弧管首尾相连组成的大圆环，圆弧管两端的端面分别设有相同的正方形连接板，相邻的圆弧管通过其各自端面的正方形连接板对接并通过螺丝固定，正方形连接板的中心设有与圆弧管的管径适配的圆形孔。正方形连接板的设置方向垂直于圆弧管的延伸方向。

上述的用于无人直升机航空电磁法发射接收设备的吊挂装置，其中，所述的发射线圈环形舱，其后部圆弧管的两个对接处之间的一个圆弧管上在靠近其一侧对接处的前部设有一个出线孔，圆弧管构成的发射线圈环形舱内部中空且贯通，发射线圈环形舱内装有沿大圆环缠绕的发射线圈电缆，发射线圈电缆通过出线孔导出。

上述的用于无人直升机航空电磁法发射接收设备的吊挂装置，其中，所述的发射线圈平衡器为内部中空的长杆状，杆身的横截面为圆形，长杆的头部一端为圆头，尾部一端设有三个导流尾翼；所述的导流尾翼为相同的梯形板状，均匀设置在发射线圈平衡器尾部的长杆外表面上并均分圆周，梯形板的侧边沿长杆横截面的径向方向朝外延伸，梯形板的底边延伸方向与长杆的长度方向相同；发射线圈平衡器的杆身中部在位于发射线圈环形舱的圆心处设有一个椭圆形鼓起的空心舱；发射线圈平衡器的整体达到平衡。

上述的用于无人直升机航空电磁法发射接收设备的吊挂装置，其中，所述的空心舱为内部中空的橄榄球状，其包含一个侧壁高度大于或等于发射线圈平衡器的长杆直径的椭圆环形结构，以及对称设置在椭圆环上部和下部的弧形凸起，上部的弧形凸起设置为可打开的盖子，其头尾两端分别通过螺丝与椭圆环固定。

上述的用于无人直升机航空电磁法发射接收设备的吊挂装置，其中，所述的发射线圈平衡器位于发射线圈环形舱下方，发射线圈平衡器的靠圆头一侧与靠导流尾翼一侧的杆身上分别设有管箍，并通过其与发射线圈环形舱的圆环两侧固定，发射线圈平衡器的杆身在其两端超出发射线圈环形舱外的长度相等，使发射线圈框架整体平衡，发射线圈平衡器的头尾设置方向与无人直升机的前进方向一致。

上述的用于无人直升机航空电磁法发射接收设备的吊挂装置，其中，所述的发射线圈环形舱，其圆弧管的对接处在发射线圈平衡器两侧的两个半圆上分别对称地设有两处，每个对接处分别设有管箍，共四个管箍将发射线圈环形舱的圆环均分，吊挂绳通过管箍与发射线圈环形舱连接，并完成对发射线圈框架的吊挂。

上述的用于无人直升机航空电磁法发射接收设备的吊挂装置，其中，所述的接收线圈框架是由三个相同的空心圆环正交构成的一体成型的空心球状框架，框架内部贯通，三个空心圆环两两垂直相交并在其上的两个圆环相交处设有用于安装接收线圈电缆的圆孔，接收线圈电缆在接收线圈框架内部沿三个空心圆环延伸缠绕成三个正交的线圈。

上述的用于无人直升机航空电磁法发射接收设备的吊挂装置，其中，所述的接收线圈框架，三个空心圆环中有一个水平设置，另外两个竖直设置，水平的空心圆环与另两个竖直的空心圆环的四个相交处分别与吊挂绳连接，两个竖直的空心圆环顶部的相交处也与吊挂绳连接，实现接收线圈框架的吊挂。

上述的用于无人直升机航空电磁法发射接收设备的吊挂装置，其中，所述的接收线圈框架吊挂在发射线圈框架下方并与发射线圈框架之间有一定距离，与接收线圈框架相连的吊挂绳向上延伸，穿过发射线圈框架的大圆环，并与连接发射线圈框架的吊挂绳在发射线圈框架的上方同一点处与主绳连接，主绳的顶端连接到无人直升机下部的吊挂点处。

本发明提供的用于无人直升机航空电磁法发射接收设备的吊挂装置具有以下优点：

本发明适用于无人直升机的小型化航空电磁法设备，其吊挂设备结构部件均使用工程塑料加工而成，吊挂绳索全部为高分子材料，绝缘无磁，不产生电磁干扰，最大限度的降低系统自身的噪声来源。

相对于目前设备多采用单线圈或双线圈的接收线圈框架，本发明采用三个正交的圆环组成三分量测量线圈，能够获得三个方向的电磁场信号，可以在后期的数据处理和解释中得到更全面的信息。

附图说明

图1为本发明的用于无人直升机航空电磁法发射接收设备的吊挂装置的示意图。

图2为本发明的用于无人直升机航空电磁法发射接收设备的吊挂装置的发射线圈框架示意图。

图3为本发明的用于无人直升机航空电磁法发射接收设备的吊挂装置的发射线圈环形舱示意图。

图4为本发明的用于无人直升机航空电磁法发射接收设备的吊挂装置的发射线圈环形舱俯视图。

图5为本发明的用于无人直升机航空电磁法发射接收设备的吊挂装置的发射线圈环形舱的圆弧管示意图。

图6为本发明的用于无人直升机航空电磁法发射接收设备的吊挂装置的发射线圈平衡器示意图。

图7为本发明的用于无人直升机航空电磁法发射接收设备的吊挂装置的发射线圈平衡器的空心舱示意图。

图8为本发明的用于无人直升机航空电磁法发射接收设备的吊挂装置的发射线圈平衡器的空心舱的盖子连接处的局部放大示意图。

图9为本发明的用于无人直升机航空电磁法发射接收设备的吊挂装置的接收线圈框架示意图。

图10为本发明的用于无人直升机航空电磁法发射接收设备的吊挂装置的接收线圈框架的部分剖视图。

图11为本发明的用于无人直升机航空电磁法发射接收设备的吊挂装置的接收线圈框架上的圆孔示意图。

其中：1、发射线圈框架；2、接收线圈框架；3、吊挂绳；4、主绳；5、发射线圈环形舱；6、发射线圈平衡器；7、圆弧管；8、正方形连接板；9、出线孔；10、导流尾翼；11、空心舱；12、盖子；13、螺丝；14、管箍；15、圆孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步地说明。

如图1～11所示，本发明提供的用于无人直升机航空电磁法发射接收设备的吊挂装置，包含由工程塑料制成的发射线圈框架1和接收线圈框架2，发射线圈框架1和接收线圈框架2通过吊挂绳3连接，并通过一根主绳4吊挂在无人直升机下方；发射线圈框架1包含发射线圈环形舱5和发射线圈平衡器6；发射线圈环形舱5为空心的圆环形；发射线圈平衡器6为空心的杆状，其首尾两侧分别与发射线圈环形舱5相交，并平分发射线圈环形舱5所构成的空心圆环；接收线圈框架2是由三个相同的圆环组成的空心球形。该吊挂装置的部件均使用工程塑料加工而成，即发射线圈框架1和接收线圈框架2的材质均为工程塑料，吊挂绳3索全部为高分子材料，如玻璃纤维绳等。

发射线圈环形舱5是由四个相同的1/4圆弧管7首尾相连组成的大圆环，圆弧管7两端的端面分别设有相同的正方形连接板8，相邻的圆弧管7通过其各自端面的正方形连接板8对接并通过螺丝13固定，正方形连接板8的中心设有与圆弧管7的管径适配的圆形孔。正方形连接板8的设置方向垂直于圆弧管7的延伸方向，正方形平面连接，有利于整个圆环结构的稳定。发射线圈环形舱5设计成环形有利于发射线圈的发射面积，相同重量的电缆可以获得更大的发射面积。

发射线圈环形舱5后部圆弧管7的两个对接处之间的一个圆弧管7上在靠近其一侧对接处的前部设有一个出线孔9，圆弧管7构成的发射线圈环形舱5内部中空且贯通，发射线圈环形舱5内装有沿大圆环缠绕的发射线圈电缆，发射线圈电缆通过出线孔9导出。发射线圈电缆置于圆环内部，有利于保护电缆不受外部环境的影响。

发射线圈平衡器6为内部中空的长杆状，整体呈火箭形状，杆身的横截面为圆形，长杆的头部一端为圆头，尾部一端设有三个导流尾翼10；导流尾翼10为相同的梯形板状，均匀设置在发射线圈平衡器6尾部的长杆外表面上并均分圆周，梯形板的侧边沿长杆横截面的径向方向朝外延伸，梯形板的底边延伸方向与长杆的长度方向相同；发射线圈平衡器6的杆身中部在位于发射线圈环形舱5的圆心处设有一个椭圆形鼓起的空心舱11；发射线圈平衡器6的整体达到平衡。

空心舱11为内部中空的橄榄球状，其包含一个侧壁高度大于或等于发射线圈平衡器6的长杆直径的椭圆环形结构，以及对称设置在椭圆环上部和下部的弧形凸起，上部的弧形凸起设置为可打开的盖子12，其头尾两端分别通过螺丝13与椭圆环固定。

发射线圈平衡器6位于发射线圈环形舱5下方，发射线圈平衡器6的靠圆头一侧与靠导流尾翼10一侧的杆身上分别设有管箍14，并通过其与发射线圈环形舱5的圆环两侧固定，该固定处分别位于发射线圈环形舱5前部和后部的两个圆弧管7的中点处，发射线圈平衡器6的杆身在其两端超出发射线圈环形舱5外的长度相等，使发射线圈框架1整体平衡，发射线圈平衡器6的头尾设置方向与无人直升机的前进方向一致。发射线圈平衡器6火箭式设计有利于飞行，飞行时系统更稳定，不会随意抖动。中间空心舱11可以放置电池或其他电子设备，也可以作为整体配平用。

发射线圈环形舱5圆弧管7的对接处在发射线圈平衡器6两侧的两个半圆上分别对称地设有两处，每个对接处分别设有管箍14，共有四个管箍14将发射线圈环形舱5的圆环均分，吊挂绳3通过管箍14与发射线圈环形舱5连接，并完成对发射线圈框架1的吊挂。通过管箍14吊挂，比较自由并可以随意增加减少数量，更容易调节平衡。

接收线圈框架2是由三个相同的空心圆环正交构成的一体成型的空心球状框架，框架内部贯通，三个空心圆环两两垂直相交并在其上的两个圆环相交处设有用于安装接收线圈电缆的圆孔15，接收线圈电缆在接收线圈框架2内部沿三个空心圆环延伸缠绕成三个正交的线圈。接收线圈框架2一体成型结构稳定，同时内部空心，最大限度的降低了重量。接收线圈框架2上打孔用于安装接收线圈电缆，三个线圈正交可以获得三分量电磁场信号，有利于数据的分析和解释。

接收线圈框架2的三个空心圆环中有一个水平设置，另外两个竖直设置，水平的空心圆环与另两个竖直的空心圆环的四个相交处分别与吊挂绳3连接，两个竖直的空心圆环顶部的相交处也与吊挂绳3连接，实现接收线圈框架2的吊挂。

接收线圈框架2吊挂在发射线圈框架1下方并与发射线圈框架1之间有一定距离，与接收线圈框架2相连的吊挂绳3向上延伸，穿过发射线圈框架1的大圆环，并与连接发射线圈框架1的吊挂绳3在发射线圈框架1的上方同一点处与主绳4连接，主绳4的顶端连接到无人直升机下部的吊挂点处。

下面结合实施例对本发明提供的用于无人直升机航空电磁法发射接收设备的吊挂装置做更进一步描述。

实施例1

一种用于无人直升机航空电磁法发射接收设备的吊挂装置，由两大部分组成，分别是由工程塑料制成的发射线圈框架1和接收线圈框架2，发射线圈框架1和接收线圈框架2通过吊挂绳3连接，并通过一根主绳4吊挂在无人直升机下方。

该吊挂装置的部件均使用工程塑料加工而成，即发射线圈框架1和接收线圈框架2的材质均为工程塑料，吊挂绳3索全部为高分子材料，如玻璃纤维绳等。

发射线圈框架1包含发射线圈环形舱5和发射线圈平衡器6。

发射线圈环形舱5为空心的圆环形。

优选地，发射线圈环形舱5是由四个相同的1/4圆弧管7首尾相连组成的大圆环，圆弧管7两端的端面分别设有相同的正方形连接板8，相邻的圆弧管7通过其各自端面的正方形连接板8对接并通过螺丝13固定，正方形连接板8的中心设有与圆弧管7的管径适配的圆形孔。

发射线圈环形舱5后部圆弧管7的两个对接处之间的一个圆弧管7上在靠近其一侧对接处的前部设有一个出线孔9，圆弧管7构成的发射线圈环形舱5内部中空且贯通，发射线圈环形舱5内装有沿大圆环缠绕的发射线圈电缆，发射线圈电缆通过出线孔9导出。

发射线圈平衡器6为空心的杆状，其首尾两侧分别与发射线圈环形舱5相交，并平分发射线圈环形舱5所构成的空心圆环。

优选地，发射线圈平衡器6为内部中空的空心长杆状，整体呈火箭形状，杆身的横截面为圆形，长杆的头部一端为圆头，尾部一端设有三个导流尾翼10；导流尾翼10为相同的梯形板状，均匀设置在发射线圈平衡器6尾部的长杆外表面上并均分圆周，梯形板的侧边沿长杆横截面的径向方向朝外延伸，梯形板的底边延伸方向与长杆的长度方向相同；发射线圈平衡器6的杆身中部在位于发射线圈环形舱5的圆心处设有一个椭圆形鼓起的空心舱11；发射线圈平衡器6的整体达到平衡。

空心舱11为内部中空的橄榄球状，其包含一个侧壁高度大于或等于发射线圈平衡器6的长杆直径的椭圆环形结构，以及对称设置在椭圆环上部和下部的弧形凸起，上部的弧形凸起设置为可打开的盖子12，其头尾两端分别通过螺丝13与椭圆环固定。

发射线圈平衡器6位于发射线圈环形舱5下方，发射线圈平衡器6的靠圆头一侧与靠导流尾翼10一侧的杆身上分别设有管箍14，并通过其与发射线圈环形舱5的圆环两侧固定，发射线圈平衡器6的杆身在其两端超出发射线圈环形舱5外的长度相等，使发射线圈框架1整体平衡，发射线圈平衡器6的头尾设置方向与无人直升机的前进方向一致。

发射线圈环形舱5圆弧管7的对接处在发射线圈平衡器6两侧的两个半圆上分别对称地设有两处，每个对接处分别设有管箍14，共四个管箍14将发射线圈环形舱5的圆环均分，吊挂绳3通过管箍14与发射线圈环形舱5连接，并完成对发射线圈框架1的吊挂。

接收线圈框架2是由三个相同的圆环组成的空心球形。

优选地，接收线圈框架2是由三个相同的空心圆环正交构成的一体成型的空心球状框架，框架内部贯通，三个空心圆环两两垂直相交并在其上的两个圆环相交处设有用于安装接收线圈电缆的圆孔15，即接收线圈上部打孔，用于安装接收线圈电缆。接收线圈电缆在接收线圈框架2内部沿三个空心圆环延伸缠绕成三个正交的线圈。

接收线圈框架2的三个空心圆环中有一个水平设置，另外两个竖直设置，水平的空心圆环与另两个竖直的空心圆环的四个相交处分别与吊挂绳3连接，两个竖直的空心圆环顶部的相交处也与吊挂绳3连接，实现接收线圈框架2的吊挂。

接收线圈框架2吊挂在发射线圈框架1下方并与发射线圈框架1之间有一定距离，与接收线圈框架2相连的吊挂绳3向上延伸，穿过发射线圈框架1的大圆环，并与连接发射线圈框架1的吊挂绳3在发射线圈框架1的上方同一点处与主绳4连接，主绳4的顶端连接到无人直升机下部的吊挂点处。

本发明提供的用于无人直升机航空电磁法发射接收设备的吊挂装置，其是由工程塑料制成的发射线圈框架1和接收线圈框架2两大部分组成，发射线圈框架1由发射线圈环形舱5和发射线圈平衡器6组成，发射线圈平衡舱由四个1/4圆弧管7连接组成。发射线圈平衡器6由一个中间鼓起的火箭形空心结构组成，中间椭圆鼓起部分开盖，盖子12由螺丝13固定。发射线圈框架1和接收线圈框架2安装上电缆和电子设备后，通过管箍14和吊挂绳3连接，然后再连接到一个点，将接收线圈框架2吊挂到发射线圈下方一定距离处，然后整体通过一根主绳4连接到无人直升机下部的吊挂点。

本发明提供的用于无人直升机航空电磁法发射接收设备的吊挂装置，适用于无人直升机的小型化航空电磁法设备，该装置的结构部件使用工程塑料加工而成，吊挂绳索全部为高分子材料，绝缘无磁，不产生电磁干扰，最大限度的降低系统自身的噪声来源。该装置还采用了三个正交的圆环组成三分量测量线圈，能够获得三个方向的电磁场信号，可以在后期的数据处理和解释中得到更全面的信息。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。