一种地空频率域电磁法磁场水平分量Hy测量系统的制作方法

一种地空频率域电磁法磁场水平分量hy测量系统
技术领域
1.本技术涉及航空物探测量领域，特别涉及为一种地空频率域电磁法磁场水平分量hy测量系统。


背景技术：

2.在地球物理勘探领域，地空电磁探测方法具有高效率和大深度探测的潜力，可以在地面人员难以进入的复杂地形区域进行探测，成为了主流的探测方法。地空频率域电磁探测方法采集稳态信号，可以实现大纵深范围的探测。同时对于地空频率域电磁法，磁场三分量hx、 hy与hz均能反应地下介质的分布情况，但存在各自的优点和不足。综合考虑到观测区域范围、信号强度、姿态参数影响、地电结构敏感度等因素，地空电磁系统观测hy分量具有可行性且能取得良好的探测效果。
3.在地空电磁探测方法中，使用无人机来搭载线圈传感器进行电磁探测效果出色。但由于无人机本身会对线圈造成电磁干扰和震动干扰，因此现有技术如一种基于m600pro无人机的软吊挂载装置(授权公告号为cn213262909u、授权公告日为2021.05.25)，在无人机下悬挂有三点吊索，三点吊索底部与线圈连接，使得线圈远离无人机，成功消除了无人机对线圈传感器的电磁干扰和振动干扰。
4.但现有技术存在一个问题：无人机在航线上飞行时，经常需要转向，而在无人机转向时，多根吊索会缠绕在一起，缠绕过程以及解开缠绕过程中造成线圈的剧烈摆动，从而影响线圈对磁场水平分量hy 的采集。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种地空频率域电磁法磁场水平分量hy测量系统，解决现有技术中使用无人机利用吊索搭载线圈时，由于无人机转向时，使多根吊索缠绕，造成线圈的剧烈摆动，影响线圈的探测的问题。
6.为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种地空频率域电磁法磁场水平分量hy测量系统，包括：无人机；所述系统还包括：
8.至少2根吊绳，所述吊绳上端固定在所述无人机的支架上；
9.至少一组支撑结构，所述支撑结构为刚性材质，任一所述吊绳固定在所述支撑结构的不同位置；
10.线圈，所述线圈与所述吊绳下端连接。
11.上述地空频率域电磁法磁场水平分量hy测量系统，首先，通过多根吊绳之间安装有至少一组支撑结构，在支撑结构的作用下，吊绳也具有一定的刚性，因此当无人机转向时，吊绳整体具有一定的刚性，能减少缠绕的发生甚至不会发生缠绕，进而使得线圈能快速跟随无人机的转动而转动，避免线圈发生剧烈转动导致影响线圈的正常工作，确保磁场水平分量hy采集的准确性。
12.其次，利用柔性材质吊绳来悬挂线圈，能抑制无人机的传导振动噪声，避免使线圈跟随无人机震动，影响线圈的工作。同时无人机在加减速时，线圈的惯性会对无人机造成较大影响，甚至对无人机造成损坏，而吊绳会使线圈在无人机加减速时做单摆运动，极大地减少对无人机的影响。
13.最后，本技术结构简单，容易实现。
14.在一种实现方式中，所述支撑结构包括多根相互固定连接的支撑杆，所述支撑杆的数量与吊绳的数量对应，任一所述支撑杆的两端分别与两根吊绳水平固定连接，且任一吊绳至少连接有一根支撑杆。
15.在一种实现方式中，所述支撑杆的数量为2组。
16.在一种实现方式中，所述系统还包括电磁接收器，所述电磁接收器安装在所述无人机的支架上。
17.在一种实现方式中，所述吊绳的数量为偶数，一组支撑杆的数量中支撑杆的数量为吊绳数量的一半，任一所述支撑杆的两端分别与两根吊绳水平固定连接，一根吊绳连接有一根支撑杆。
18.在一种实现方式中，所述吊绳的数量为奇数，一组支撑杆的数量中支撑杆的数量与吊绳的数量相等，任一所述支撑杆的两端分别与两根吊绳水平固定连接，一根吊绳连接有两根支撑杆。
19.在一种实现方式中，所述系统还包括姿态模块，所述姿态模块固定在所述线圈上。
20.在一种实现方式中，所述系统还包括延伸板，所述延伸板的一端固定有姿态模块，所述延伸板的另一端固定在线圈上，所述延伸板的长度为5-50cm，且所述延伸板的材质为非金属刚性材料。
21.在一种实现方式中，所述延伸板与线圈的固定位置在吊绳与线圈连接处的对称线上。
22.在一种实现方式中，所述吊绳的长度为3-15m。
附图说明
23.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.其中：
25.图1为一个实施例中一种地空频率域电磁法磁场水平分量hy测量系统的结构示意图；
26.图2为一个实施例中一种地空频率域电磁法磁场水平分量hy测量系统的局部结构放大示意图；
27.图3为一个实施例中一种地空频率域电磁法磁场水平分量hy测量系统的局部结构放大示意图；
28.图4为一个实施例中一种地空频率域电磁法磁场水平分量hy测量系统的局部结构放大示意图；
29.图5为一个实施例中一种地空频率域电磁法磁场水平分量hy测量系统的局部结构放大示意图；
30.图6为一个实施例中一种地空频率域电磁法磁场水平分量hy测量系统的局部结构放大示意图。
31.其中，1、无人机；2、支架；3、吊绳；4、支撑结构；41、支撑杆；5、线圈；6、电磁接收器；7、姿态模块；8、延伸板。
具体实施方式
32.为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以容许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
33.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
34.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
35.如图1-图3所示，一种地空频率域电磁法磁场水平分量hy测量系统，包括无人机1，所述系统还包括：
36.至少2根吊绳3，所述吊绳3上端固定在所述无人机1的支架2 上；
37.至少一组支撑结构4，所述支撑结构4为刚性材质，任一所述吊绳3固定在所述支撑结构4的不同位置；
38.线圈5，所述线圈5与所述吊绳3下端连接。
39.其中，由于无人机1需要起飞和降落，且无人机1与线圈5需要保持较远的距离，因此不适宜用刚性材料来连接无人机1和线圈5，在降落时不方便收取。因此采用柔性连接材料吊绳3来连接无人机1 和线圈5。吊绳3连接在无人机1下部的支架2上，无人机1通常自带支架2，吊绳3可以通过快拆机构固定在支架2上，也可以通过打结的方式固定的在支架2上，也可以通过胶水等其他方式固定在支架 2上。且吊绳3的数量为2根及以上，最优实施例为4根吊绳3。吊绳3垂吊下来后，在吊绳3中部固定连接支撑结构4，支撑结构4为刚性材质，例如硬木材料、碳纤维等具有刚性的材质，每一根吊绳3 都与支撑结构4相连接，支撑结构4的形状没有限定，可以是由多根刚性支撑杆41连接而成，每根支撑杆41与一根吊绳3连接，也可以是一个非金属圆盘，圆盘上开设有与吊绳3数量对应的孔，使吊绳3 与支撑结构4固定连接。值得注意的是，支撑结构4的材质不能是金属，避免对线圈5造成干扰。支撑结构4可以有多组，支撑结构4越多，吊绳3整体的刚性越强，越能防止吊绳3缠绕。但过多的支撑结构4会增加无人机1的负重，且无人机1降落时也不方便快速取物。经过综合实验，设置2组支撑结构4的防缠绕效果较好，且负重较低，成本也较低。在线圈5上固定有连接杆，连接杆与吊绳3的下端固定连接，可以采用打结、螺栓固定等方式固定，图1所示吊绳3通过螺栓固定在连接杆上。连接杆的数量依吊绳3数量而定，例如吊绳3的数量为2根，将两根吊绳3固定在连接杆
的两端，一根连接杆即可将吊绳3与线圈5固定。吊绳3在连接有刚性的支撑结构4后，吊绳3 整体也具有一定的刚性，当无人机1旋转时，由于吊绳3整体也具有一定的刚性，因此无人机1旋转会带动吊绳3整体旋转，吊绳3带动下方的线圈5旋转，不至于使吊绳3缠绕，同时支撑结构4也隔开了吊绳3，也能起到一定的防止吊绳3缠绕的作用。避免线圈5发生剧烈转动导致影响线圈5的正常工作，确保磁场水平分量hy采集的准确性。
40.上述地空频率域电磁法磁场水平分量hy测量系统，首先，通过多根吊绳3之间安装有至少一组支撑结构4，在支撑结构4的作用下，吊绳3也具有一定的刚性，因此当无人机1转向时，吊绳3整体具有一定的刚性，能减少缠绕的发生甚至不会发生缠绕，进而使得线圈5 能快速跟随无人机1的转动而转动，避免线圈5发生剧烈转动导致影响线圈5的正常工作，确保磁场水平分量hy采集的准确性。
41.其次，利用柔性材质吊绳3来悬挂线圈5，能抑制无人机1的传导振动噪声，避免使线圈5跟随无人机1震动，影响线圈5的工作。同时无人机1在加减速时，线圈5的惯性会对无人机1造成较大影响，甚至对无人机1造成损坏，而吊绳3会使线圈在无人机1加减速时做单摆运动，极大地减少对无人机1的影响。
42.最后，本技术结构简单，容易实现。
43.在一个实施例中，所述支撑结构4包括多根相互固定连接的支撑杆41，所述支撑杆41的数量与吊绳3的数量对应，任一所述支撑杆 41的两端分别与两根吊绳3水平固定连接，且任一吊绳3至少连接有一根支撑杆41。
44.其中，支撑结构4可以是由多根支撑杆41连接而成，每根支撑杆41的两端分别与两根吊绳3连接，一根吊绳3可以连接一根支撑杆41，例如：当吊绳3数量为4根时，如图2所示，可以由两根支撑杆41组成十字形支撑结构4，每根支撑杆41的两端分别连接两根吊绳3。如图3所示，也可以由四根支撑杆41组成矩形支撑结构4，每根支撑杆41的两端分别连接两根吊绳3，且每根吊绳3连接有两根支撑杆41。支撑杆41之间的连接方式了可以是焊接、螺栓连接等连接方式。
45.在一个实施例中，所述支撑杆41的数量为2组。
46.其中，支撑结构4可以有多组，支撑结构4越多，吊绳3整体的刚性越强，越能防止吊绳3缠绕。但过多的支撑结构4会增加无人机 1的负重，且无人机1降落时也不方便快速取物。经过综合实验，设置2组支撑结构4的防缠绕效果较好，且负重较低，成本也较低。
47.在一个实施例中，所述系统还包括电磁接收器，所述电磁接收器6安装在所述无人机1的支架2上。
48.其中，在无人机1下部的支架2上设置电磁接收器6，电磁接收器6可以通过焊接、螺栓连接等连接方式固定在无人机1的支架2上。设置电磁接收器6能更好地接收线圈5采集的磁场信息。
49.在一个实施例中，所述吊绳3的数量为偶数，一组支撑杆41的数量中支撑杆41的数量为吊绳3数量的一半，任一所述支撑杆41的两端分别与两根吊绳3水平固定连接，一根吊绳3连接有一根支撑杆 41。
50.其中，当吊绳3数量为偶数时，例如：当吊绳3数量为4根时，可以由两根支撑杆41组成十字形支撑结构4，每根支撑杆41的两端分别连接两根吊绳3。如图4所示，当吊绳3数量为6根时，可以将 3根支撑杆41连接在一起，使得每根支撑杆41的两端都连接有两根吊绳3，每
根吊绳3只与一根支撑杆41的一端连接。支撑杆41之间的连接方式了可以是焊接、螺栓连接等连接方式。采取本实施例的连接方式，相较于每根吊绳3都连接两根支撑杆41，例如图5所示，减少了组成支撑结构4所需的支撑杆41的数量，进而减少了负重，也减少了使用成本，同时也能保证吊绳3整体具有刚性。
51.在一个实施例中，所述吊绳3的数量为奇数，一组支撑杆41的数量中支撑杆41的数量与吊绳3的数量相等，任一所述支撑杆41的两端分别与两根吊绳3水平固定连接，一根吊绳3连接有两根支撑杆 41。
52.其中，当吊绳3数量为奇数时，例如当吊绳3数量为3根时，如图4所示，可以由三根支撑杆41组成三角形支撑结构4，每根支撑杆41的两端分别连接两根吊绳3，且每根吊绳3连接有两根支撑杆 41。当吊绳3数量为5根时，可以由五根支撑杆41组成五边形支撑结构4，每根支撑杆41的两端分别连接两根吊绳3，且每根吊绳3连接有两根支撑杆41。即吊绳3数量为多少，支撑结构4就由支撑杆 41组成对应边数的多边形。支撑杆41之间的连接方式了可以是焊接、螺栓连接等连接方式。
53.在一个实施例中，所述系统还包括姿态模块7，所述姿态模块7 固定在所述线圈5上。
54.其中，在线圈5上通过焊接、螺栓连接等连接方式将姿态模块7 固定在线圈5上，线圈5能与电磁接收器6进行通讯上传数据和接收指令，更好地采集数据。
55.在一个实施例中，所述系统还包括延伸板8，所述延伸板8的一端固定有姿态模块7，所述延伸板8的另一端固定在线圈5上，所述延伸板8的长度为5-50cm，且所述延伸板8的材质为非金属刚性材料。
56.其中，由于姿态模块7会对线圈5造成干扰，因此需要将姿态模块7远离线圈5。通过延伸板8使姿态模块7远离线圈5，避免姿态模块7对线圈5造成干扰。由于延伸板8为非金属刚性材料，因此延伸板8本身不会对线圈5造成干扰，且延伸板8为刚性材质，足以承载姿态模块7不发生变形。经过对不同型号的姿态模块7的测试，延伸板8的长度在5-50cm间能使姿态模块7对线圈5的干扰降到忽略不计。
57.在一个实施例中，所述延伸板8与线圈5的固定位置在吊绳3与线圈5连接处的对称线上。
58.其中，通过设置延伸板8与线圈5的固定位置在吊绳3与线圈5 连接处的对称线上，使固定有延伸板8和姿态模块7的线圈5的重心与吊绳3的延伸方向一致，使线圈5保持稳定。
59.在一个实施例中，所述吊绳3的长度为3-15m。
60.其中，由于无人机1本身会对线圈5产生干扰，无人机1与线圈 5需要保持较远的距离，经过对各种类型无人机1进行实验，对于小型无人机1，吊绳3的长度至少为3m，才能将无人机1对线圈5的干扰降到可接受范围内，对于不同型号的无人机1，吊绳3的长度也不同，对于大型无人机1，15m的吊绳3可将大部分无人机1对线圈 5的干扰降到可接受范围内。通过设置吊绳3的长度，使得吊绳3下端悬挂的线圈5能避免无人机1的电磁噪声干扰。
61.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
62.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并
不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。