CN105353416A - 搭载在无人旋翼飞机上的硬悬挂型磁通门磁测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种搭载在无人旋翼飞机上的硬悬挂型磁通门磁测系统，由起落架、磁通门传感器和磁通门采集器构成，磁通门采集器设置于勘探用无人旋翼飞机上，磁通门传感器设置于起落架上，磁通门传感器和磁通门采集器之间通过无线信号相连，起落架由若干连接件和连接杆构成，连接杆通过连接件组成框架结构，比传统材料减轻了重量，解决了数据采集系统中的磁干扰问题，保证了采集器和传感器之间的相对位置唯一，解决了飞行安全问题，最大限度地将传感器伸出机体，且不受外界风力的影响，不会将传感器刮到飞行器的旋翼上，造成飞机坠机危险，检修维护工作量少，并尽最大可能减少了人为因素的影响，能够保证系统长期、稳定运行。

Description

搭载在无人旋翼飞机上的硬悬挂型磁通门磁测系统

技术领域

本发明主要涉及航空磁法探矿技术领域，尤其涉及一种搭载在无人旋翼飞机上的硬悬挂型磁通门磁测系统。

背景技术

航空地球物理勘探是物探方法的—种。它是通过飞机上装备的专用物探仪器在航行过程中探测各种地球物理场的变化，研究和寻找地下地质构造和矿产的一种物探方法。航空磁法勘探是目前比较成熟的勘探手段，之前多用大型载人机进行工作，飞行高度在1000米以上，具有速度快，不受地面条件(如海、河、湖，沙漠)的限制，大面积工作精确度比较均一，可在一些地形条件比较困难的地区工作等优点。特别是自动控制和电子计算技术的发展，使航空物探综合化，从而提高了航空物探观测数据的计算和整理的速度及解释推断的水平，有力地促进了航空物探的发展。但是，它的缺点是：对一些异常值较小的异常体反映不够清楚，分辨力要低些；其次是异常体的定位目前还不够十分准确，需要地面物探进行必要的补充工作。

在无人旋翼飞行器大幅度发展以后，无人机搭载的航空磁法设备开始出现。它是第二次世界大战期间利用遥感技术发展起来的一种快速找矿和地质调查的方法。主要方法有航空磁法、航空放射性法、航空电法、航空重力法等。常用的是前两种方法。航空磁法主要用来勘探具有磁性的矿藏，如磁铁矿。探矿时的飞行高度一般为50～200米。航空放射性法用航空能谱仪等测量地球放射性射线强度(如γ射线)，以寻找放射性元素矿藏。飞行高度一般为30～120米。航空物探与地面探矿方法比较具有一系列优点。它能克服种种不利地形条件和气候条件的限制，如在高寒地区、陡峭山区、原始森林、沼泽湖泊等人员难以到达的地区寻找矿藏和进行地质调查。航空物探速度快、效率高、使用劳力少,能在短期内取得大面积区域的探测资料。利用航空物探还能了解地球物理场在不同高度的变化情况，为解释地质现象和找矿提供更多的信息。航空物探通常使用低速性能好的小型飞机,飞行速度以150～200公里/时为宜。对飞机的要求是爬升性能好、转弯半径小、操纵灵活、低空和超低空性能好，以适应复杂的山区、丘陵地形的条件。飞机上应有便于安装各类探测仪器的部位，保证对不同仪器的磁场、电场、放射性干扰为最小。飞机上还应装有导航和无线电定位系统，以保证飞机在指定空域作精确的扫描飞行。用于航空物探的飞机通常需要在结构上进行适当的改装或进行专门的设计。

现有技术比较多的是采用软悬挂的磁通门磁测技术，使用多根线缆将磁通门传感器悬挂在旋翼飞机下方，进行工作时，飞机起飞后，悬挂在下方的磁通门传感器靠自身重量下垂居中。存在一些问题和缺点：

1、软悬挂型的磁测系统，无法保证每次飞行磁通门传感器和飞行器之间的相对位置唯一，而相对位置不唯一，磁场受到飞行器的影响很大，在每次飞行前都要进行传感器和飞行器之间的磁测值校准。

2、在测量中，软悬挂型的磁测系统会随风摆动，那么磁传感器的姿态将和飞机姿态不一致，而软悬挂系统采用的姿态数据的采集，是使用和飞机固定在一起的加速度计来进行校准，因此该姿态数据并不能真实反映磁传感器受风的随机影响造成的姿态偏移。因此无法进行姿态校准。

3、数据采集系统安装在飞机的下方，采集器的距离和磁传感器的距离较近，且采集器和传感器的相对位置不唯一。

4、软连接采用线连接，当风大时候，容易将传感器和连接线与旋翼刮到一起，造成坠机危险。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种搭载在无人旋翼飞机上的硬悬挂型磁通门磁测系统，结构精巧，设计新颖，构造合理，有效的解决了无法保证每次飞行磁通门传感器和飞行器之间的相对位置唯一、无法进行姿态校准的缺陷和问题，保证磁通门传感器和飞行器之间的相对位置，提高工作效率，测量和勘探质量稳定，从而提高经济效益。

为了解决上述技术问题，本发明提出的解决方案为：

一种搭载在无人旋翼飞机上的硬悬挂型磁通门磁测系统，由起落架、磁通门传感器和磁通门采集器构成，其特征在于，磁通门采集器设置于勘探用无人旋翼飞机上，磁通门传感器设置于起落架上，磁通门传感器和磁通门采集器之间通过无线信号相连，起落架由若干连接件和连接杆构成，连接杆通过连接件组成框架结构，框架结构左右对称，且正中间设有一根垂直于上下水平面、位于竖直方向轴心位置的连接杆，磁通门传感器通过连接栓设置于此连接杆的下部底端。

作为上述技术方案的优选，所述磁通门传感器包括磁通门探头、放大器和调解检波器，磁通门探头、放大器和调解检波器依次相连；所述磁通门采集器包括信号绕组、前置放大器、带通滤波器、主放大器、移向器、检波器和积分器，信号绕组、前置放大器、带通滤波器、主放大器、移向器、检波器和积分器依次相连后组成回路。

作为上述技术方案的优选，所述起落架左右两面均由连接杆构成相同的等腰三角形，顶部设有水平方向的连接件，且呈“工”字形，与左右两面的等腰三角形的顶端相连，“工”字形连接件的中心底部连接有竖直轴心的连接杆，其底部与水平横向的连接杆的中心相连，水平横向的连接杆两头分别连接至等腰三角形的底边连接杆的中心。

作为上述技术方案的优选，所述“工”字形连接件安装在勘探用无人旋翼飞机的外部底端。

作为上述技术方案的优选，所述连接杆为镁合金和或碳纤维材质空心套管，长度可调。

作为上述技术方案的优选，所述磁通门传感器还具有单独的GPS芯片，和勘探用无人旋翼飞机的的GPS芯片进行时序同步。

同时，本发明还提供关于上述搭载在无人旋翼飞机上的硬悬挂型磁通门磁测系统的使用方法，其特征在于，采用如下步骤：

Q2：工作前，使用设置软件，通过电脑，对工作参数进行设置，写入磁通门采集器上的电路；

Q2：磁通门采集器设置于勘探用无人旋翼飞机上，将磁通门传感器通过连接栓安装在起落架竖直轴心的连接杆的下部底端后，将“工”字形连接件安装在勘探用无人旋翼飞机的外部底端；

Q3：无人旋翼飞机开始勘探，磁通门采集器开始测量磁通门的实时姿态，将数据传输到PC终端上。

与现有技术相比，本发明搭载在无人旋翼飞机上的硬悬挂型磁通门磁测系统采用镁合金材料和碳钢杆制作起落架，比传统材料减轻了重量，采用单独的磁通门采集器，便于数据后处理，解决了数据采集系统中的磁干扰问题，并且保证了采集器和传感器之间的相对位置唯一，解决了飞行安全问题，使用硬杆连接，最大限度地将传感器伸出机体，且不受外界风力的影响，不会将传感器刮到飞行器的旋翼上，造成飞机坠机危险，检修维护工作量少，并尽最大可能减少了人为因素的影响，能够保证系统长期、稳定运行，大大降低投资规模，提高生产力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的搭载在无人旋翼飞机上的硬悬挂型磁通门磁测系统的起落架结构示意图。

图2是本发明的搭载在无人旋翼飞机上的硬悬挂型磁通门磁测系统的起落架上的竖直轴心的连接杆的结构示意图。

图3是本发明的搭载在无人旋翼飞机上的硬悬挂型磁通门磁测系统的磁通门传感器的结构示意图。

图4是本发明的搭载在无人旋翼飞机上的硬悬挂型磁通门磁测系统的磁通门采集器的结构示意图。

图5是本发明的搭载在无人旋翼飞机上的硬悬挂型磁通门磁测系统的磁通门采集器的主放大器的信号激励电路结构示意图。

图6是本发明的搭载在无人旋翼飞机上的硬悬挂型磁通门磁测系统的磁通门采集器的前置放大器的信号放大电路示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的范围。

绕组是电机或电器中用漆包线等绕成的许多线圈的组合。

如图1-6所示，一种搭载在无人旋翼飞机上的硬悬挂型磁通门磁测系统，由起落架、磁通门传感器1和磁通门采集器构成，磁通门采集器设置于勘探用无人旋翼飞机上，磁通门传感器1设置于起落架上，磁通门传感器和磁通门采集器之间通过无线信号相连，如图1所示，起落架由若干连接件和连接杆构成，连接杆通过连接件组成框架结构，框架结构左右对称，且正中间设有一根垂直于上下水平面、位于竖直方向轴心位置的连接杆21，起落架左右两面均由连接杆构成相同的等腰三角形，顶部设有水平方向的连接件31，且呈“工”字形，与左右两面的等腰三角形的顶端相连，“工”字形连接件的中心底部连接有竖直轴心的连接杆21，其底部与水平横向的连接杆22的中心相连，水平横向的连接杆两头分别连接至等腰三角形的底边连接杆的中心。

在图2中，磁通门传感器1通过连接栓32设置于位于竖直方向轴心位置的连接杆21的下部底端。

如图3所示，所述磁通门传感器包括磁通门探头、放大器和调解检波器，磁通门探头、放大器和调解检波器依次相连；如图4-6所示，所述磁通门采集器包括信号绕组、前置放大器、带通滤波器、主放大器、移向器、检波器和积分器，信号绕组、前置放大器、带通滤波器、主放大器、移向器、检波器和积分器依次相连后组成回路。

连接杆为镁合金和或碳纤维材质空心套管，长度可调。

作为上述技术方案的优选，所述磁通门传感器还具有单独的GPS芯片，和勘探用无人旋翼飞机的的GPS芯片进行时序同步。

使用时，采用如下步骤：

Q2：工作前，使用设置软件，通过电脑，对工作参数进行设置，写入磁通门采集器上的电路；

Q2：磁通门采集器设置于勘探用无人旋翼飞机上，将磁通门传感器通过连接栓安装在起落架竖直轴心的连接杆的下部底端后，将“工”字形连接件安装在勘探用无人旋翼飞机的外部底端；

Q3：无人旋翼飞机开始勘探，磁通门采集器开始测量磁通门的实时姿态，将数据传输到PC终端上。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种搭载在无人旋翼飞机上的硬悬挂型磁通门磁测系统，由起落架、磁通门传感器和磁通门采集器构成，其特征在于，磁通门采集器设置于勘探用无人旋翼飞机上，磁通门传感器设置于起落架上，磁通门传感器和磁通门采集器之间通过无线信号相连，起落架由若干连接件和连接杆构成，连接杆通过连接件组成框架结构，框架结构左右对称，且正中间设有一根垂直于上下水平面、位于竖直方向轴心位置的连接杆，磁通门传感器通过连接栓设置于此连接杆的下部底端。

2.根据权利要求1所述的一种搭载在无人旋翼飞机上的硬悬挂型磁通门磁测系统，其特征在于，所述起落架左右两面均由连接杆构成相同的等腰三角形，顶部设有水平方向的连接件，且呈“工”字形，与左右两面的等腰三角形的顶端相连，“工”字形连接件的中心底部连接有竖直轴心的连接杆，其底部与水平横向的连接杆的中心相连，水平横向的连接杆两头分别连接至等腰三角形的底边连接杆的中心。

3.根据权利要求1所述的一种搭载在无人旋翼飞机上的硬悬挂型磁通门磁测系统，其特征在于，所述磁通门传感器包括磁通门探头、放大器和调解检波器，磁通门探头、放大器和调解检波器依次相连；所述磁通门采集器包括信号绕组、前置放大器、带通滤波器、主放大器、移向器、检波器和积分器，信号绕组、前置放大器、带通滤波器、主放大器、移向器、检波器和积分器依次相连后组成回路。

4.根据权利要求2所述的一种搭载在无人旋翼飞机上的硬悬挂型磁通门磁测系统，其特征在于，所述“工”字形连接件安装在勘探用无人旋翼飞机的外部底端。

5.根据权利要求1所述的一种搭载在无人旋翼飞机上的硬悬挂型磁通门磁测系统，其特征在于，所述连接杆为镁合金和或碳纤维材质空心套管，长度可调。

6.根据权利要求3所述的一种搭载在无人旋翼飞机上的硬悬挂型磁通门磁测系统，其特征在于，所述磁通门传感器还具有单独的GPS芯片，和勘探用无人旋翼飞机的的GPS芯片进行时序同步。

7.根据权利要求1所述的一种搭载在无人旋翼飞机上的硬悬挂型磁通门磁测系统的使用方法，其特征在于，采用如下步骤：

Q2：工作前，使用设置软件，通过电脑，对工作参数进行设置，写入磁通门采集器上的电路；

Q2：磁通门采集器设置于勘探用无人旋翼飞机上，将磁通门传感器通过连接栓安装在起落架竖直轴心的连接杆的下部底端后，将“工”字形连接件安装在勘探用无人旋翼飞机的外部底端；

Q3：无人旋翼飞机开始勘探，磁通门采集器开始测量磁通门的实时姿态，将数据传输到PC终端上。