CN109774970B - 多自由度飞行器试验与应用吊挂装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多自由度飞行器试验与应用吊挂装置，包括弹性绳组、锥形导体和负载挂架。弹性绳与球锥导体通过固定盘组合，弹性绳组通过挂钩与固定架或者固定物连接；杆套和锥形导体、球锥导体和锥形导体分别组合形成“球头”或者“球锥”万向副，相互可以相对多自由度、有限制回转或者移动；负载挂架与锥形导体组合，以承载连接飞行器负载。多自由度飞行器试验与应用吊挂装置通过“球头”或者“球锥”万向副的多自由度配合结构和弹性吊挂结构组合实现吊挂物体多自由度有限回转以及吊挂轴线方向的有限位移，通过弹性绳形变距离对平台在离地高度方向上进行平台离地高度的大尺寸范围调整和稳定工作控制，从而满足飞行器近地无约束安全飞行试验与应用需求。

Description

多自由度飞行器试验与应用吊挂装置

技术领域

本发明属于飞行器试验、应用配套用具技术领域，具体为一种多自由度飞行器试验与应用吊挂装置，用于飞行器多自由度调试、测试及应用吊挂。

背景技术

飞行控制测试、调试是多旋翼、固定翼小型无人飞行器研制的重要环节，同时在飞行器定点应用场合中，都需要飞行器在一定范围内具有多自由度运动能力。例如在飞行器试验过程中，需要飞行器可以在不同方向、不同方位能够平移、调转方向，以验证飞行器在不同状态下的飞行控制性能；在飞行器定点应用过程中，可能存在飞行器起停、多自由度调转等姿态控制，需要确保飞行器在姿态变换中安全可靠。

目前，无人飞行器试验调试或者定点应用中都是直接通过吊钩将飞行器连接在固定吊架上进行试验调试或者工作应用，专利CN 105799944A也提供了一种吊架，可以用于多旋翼无人机吊挂，这些吊挂方式存在限制了飞行器的垂向旋转自由度、调试使用过程中在某些自由度上缺少运动限位功能，对飞行器缺少必要的安全防护等缺陷。

由于缺少相应的吊挂装置，在飞控失灵或者在外来扰动激励作用的情况下容易发生飞行器干涉碰撞、跌落等事故，造成人员伤亡和财务损失，所以有必要针对小型无人飞行器研制专用的吊挂装置，满足小型无人飞行器调试试验和定点应用的吊挂需求。

多自由度飞行器试验与应用吊挂装置需要满足以下应用需求：满足无人飞行器在飞控试验、定点应用状态下的动态承载要求，即要求吊挂装置具有一定的刚度、强度性能；满足无人飞行器在不同工况、姿态变换过程中的多自由度平移、调转应用要求，即要求吊挂装置具有多自由度运动功能；满足无人飞行器在试验、应用过程中的安全防护要求，即避免飞行器在各自由度上的无限制运动；满足无人飞行器的飞行控制试验、定点应用挂装需求，要求吊挂装置具有模块化结构、装拆简便、收放灵活、搬运便携等特点。

发明内容

本发明针对无人飞行器飞控试验、定点应用缺乏相应的吊挂装置的问题，提出了一种多自由度飞行器试验与应用吊挂装置，可以满足小型无人飞行器飞行控制试验、定点应用中对飞行器的挂装承载、多自由度姿态变换、安全防护等应用需求，实现对无人飞行器的飞行控制测试验证以及定点挂装应用。

本发明的技术方案为：

所述一种多自由度飞行器试验与应用吊挂装置，其特征在于：包括弹性绳组(1)、锥形导体(2)、负载挂架(3)；

所述弹性绳组(1)包括吊钩(1-1)、杆(1-2)、弹簧(1-3)、杆套(1-4)、固定盘(1-5)和球锥导体(1-6)；

所述吊钩(1-1)具有圆形挂钩(1-1A)、拉杆组合端面(1-1B)；

所述杆(1-2)为细长圆柱直杆，直杆(1-2A)一端具有吊钩组合端面(1-2B)，另一端具有弹簧止挡(1-2C)；

所述弹簧(1-3)为圆柱压缩弹簧，其最大压缩量为ΔL，弹簧(1-3)两端为平面(1-3A)；

所述杆套(1-4)为空心圆柱直杆，空心圆柱直杆(1-4A)一端具有带通孔的弹簧止挡(1-4B)，另一端具有外部球形凸起(1-4C)，外部球形凸起(1-4C)直径为SD1；

所述固定盘(1-5)为中心具有锥形凸出(1-5A)的圆形盘，在锥形凸出(1-5A)中心轴线上设置空心球缺(1-5B)，空心球缺(1-5B)直径SD2等于外部球形凸起(1-4C)直径SD1，在圆盘平面(1-5C)上设置一定数量的螺钉连接通孔；

所述球锥导体(1-6)为具有球形顶部的空心圆锥体，锥体顶部为空心球头(1-6D)，其直径为SD3，球头顶端有直径为D2的通孔(1-6A)，直径D2大于空心圆柱直杆(1-4A)直径D1而小于外部球形凸起(1-4C)直径SD1，沿锥体轴线与通孔相邻且靠近球心一侧具有直径SD4的球形孔槽(1-6B)，球形孔槽(1-6B)直径SD4等于空心球缺(1-5B)直径SD2和外部球形凸起(1-4C)直径SD1，在球形孔槽(1-6B)靠近球心一端为带有与圆盘平面(1-5C)上通孔数量相同的螺纹连接孔的球端平面(1-6C)，空心球头(1-6D)下部的空心锥体(1-6E)为飞行器挂装负载的主承力过渡结构，空心锥体(1-6E)下端部具有负载连接结构，能够与负载挂架(3)固定连接；

弹簧(1-3)套在杆(1-2)的直杆(1-2A)周围，杆套(1-4)的空心圆柱直杆(1-4A)套在弹簧(1-3)周围，压缩弹簧(1-3)沿杆(1-2)轴向压缩使直杆(1-2A)端部穿过杆套(1-4)上弹簧止挡(1-4B)端面上的通孔；杆(1-2)、弹簧(1-3)和杆套(1-4)的组合体整体从球锥导体(1-6)的空心锥体(1-6E)端部开口穿入，沿锥体轴线穿过通孔(1-6A)且球形凸起(1-4C)与球形孔槽(1-6B)贴合；固定盘(1-5A)固定在球端平面(1-6C)上，使球形凸起(1-4C)能够在球形孔槽(1-6B)与空心球缺(1-5B)组成的球形空腔内自由回转；吊钩(1-1)的拉杆组合端面(1-1B)和杆(1-2)的吊钩组合端面(1-2B)中心对齐后将杆(1-2)和吊钩(1-1)组合成一体；

所述锥形导体(2)为中空回转锥体构型，在锥体(2D)顶端为带有连接通孔的平面(2A)，通过该平面与装置外部吊架组合连接，在锥体(2D)与平面(2A)之间为球形过渡环(2B)，球形过渡环(2B)内径SD5小于球形凸起(1-4C)球体直径SD1而大于空心圆柱直杆(1-4A)直径D1，锥体(2D)竖直高度H大于弹簧轴向可压缩量ΔL；弹性绳组(1)整体沿中心轴线从锥体(2D)底部穿入向上移动，使杆套(1-4)的空心圆柱直杆(1-4A)穿过球形过渡环(2B)并且球锥导体(1-6)的空心球头(1-6D)与锥体(2D)表面贴合，通过吊钩(1-1)的圆形挂钩(1-1A)能够将弹性绳组(1)挂装到外部吊架或者固定物上。

所述一种多自由度飞行器试验与应用吊挂装置，其特征在于：将弹性绳组(1)采用以下结构实现：

弹性绳组(1)包括吊钩(1-1)、弹性绳(1-7)、固定盘(1-5)和球锥导体(1-6)；

所述吊钩(1-1)具有圆形挂钩(1-1A)、拉杆组合端面(1-1B)；

所述弹性绳(1-7)为一端带有刚性球头的软绳，包括柔性绳(1-7A)和球头(1-7B)，柔性绳受拉最大伸长量ΔL小于锥体(2D)竖直高度H，球头直径与球形孔槽(1-6B)直径SD4和空心球缺(1-5B)直径SD2相等；

所述固定盘(1-5)为中心具有锥形凸出(1-5A)的圆形盘，在锥形凸出(1-5A)中心轴线上设置空心球缺(1-5B)，空心球缺(1-5B)直径SD2等于球头(1-7B)直径，在圆盘平面(1-5C)上设置一定数量的螺钉连接通孔；

所述球锥导体(1-6)为具有球形顶部的空心圆锥体，锥体顶部为空心球头(1-6D)，空心球头顶端为直径D2的通孔(1-6A)，直径D2小于球头(1-7B)直径，沿锥体轴线与通孔相邻靠近球心一侧具有直径SD4的球形孔槽(1-6B)，球形孔槽(1-6B)直径SD4等于空心球缺(1-5B)直径SD2和球头(1-7B)直径，在球形孔槽(1-6B)靠近球心一端为带有与圆盘平面(1-5C)上通孔相同数量螺纹连接孔的球端平面(1-6C)，空心球头(1-6D)下部的空心锥体(1-6E)为飞行器挂装负载的主承力过渡结构，空心锥体(1-6E)下端部具有负载连接结构，能够与负载挂架(3)固定连接；

弹性绳(1-7)从球锥导体(1-6)的空心锥体(1-6E)端部开口穿入，沿锥体轴线穿过通孔(1-6A)直至球头(1-7B)与球形孔槽(1-6B)贴合，球端平面(1-6C)上安装固定盘(1-5A)，并使球形凸起(1-4C)能够在球形孔槽(1-6B)与空心球缺(1-5B)组成的球形空腔内自由回转；弹性绳(1-7)和吊钩(1-1)组合成一体。

进一步的优选方案，所述一种多自由度飞行器试验与应用吊挂装置，其特征在于：所述空心锥体(1-6E)下端部的负载连接结构为依次交错布置且沿锥体圆周均布的多组矩形孔槽(1-6F)和负载连接凸出(1-6G)，矩形孔槽(1-6F)截面尺寸按设定要求设计，每个负载连接凸出(1-6G)上有1个螺钉连接通孔。

进一步的优选方案，所述一种多自由度飞行器试验与应用吊挂装置，其特征在于：

所述负载挂架(3)包括吊架(3-1)、连接盘(3-2)、四个连接块(3-3)；

所述吊架(3-1)中心为圆盘(3-1A)，圆盘(3-1A)外部圆周上伸出多条圆弧过渡的连接杆(3-1B)，连接杆(3-1B)截面尺寸与矩形孔槽(1-6F)截面尺寸一致，在连接杆(3-1B)底端向外伸出带有飞行器负载连接通孔的连接面(3-1E)，连接通孔布局与孔位根据飞行器负载挂装接口孔位调整布置，吊架(3-1)上的多个连接面(3-1E)位于同一平面上；

所述连接盘(3-2)为平面圆盘状，在圆盘(3-2A)圆周向均布多个长槽(3-2C)，长槽(3-2C)宽度与连接杆(3-1B)截面宽度一致，在圆盘(3-2A)一侧平面的圆周边沿、长槽(3-2C)两侧设置一对限位凸块(3-2B)，并在限位凸块(3-2B)靠近径向里侧布置连接螺纹孔，在圆盘(3-2A)另一侧平面上靠近中心部位设置圆环凸台(3-2D)，且在该平面上，在相邻两个长槽(3-2C)之间圆周边沿的中间位置设置带有连接螺纹通孔的连接凸块(3-2F)，在圆环凸台(3-2D)与连接凸块(3-2F)之间沿径向设置加强筋(3-2E)；

所述连接块(3-3)为一侧带中部凸起(3-3A)的多边形板，中部凸起(3-3A)宽度不大于连接盘(3-2)上长槽(3-2C)宽度，中部凸起(3-3A)所在平面为连接面(3-3B)，并且中部凸起(3-3A)两侧设置螺钉连接通孔，通孔位置与长槽(3-2C)两侧、限位凸块(3-2B)靠近径向里侧的连接螺纹孔位置一致；

吊架(3-1)与连接盘(3-2)中心对齐，并且吊架(3-1)位于连接盘(3-2)上方，吊架(3-1)的连接杆(3-1B)插入连接盘(3-2)的长槽(3-2C)中，连接块(3-3)上的中部凸起(3-3A)插入连接盘(3-2)的长槽(3-2C)中，并固定连接；通过连接盘(3-2)的圆盘(3-2A)平面上的通孔与球锥导体(1-6)的负载连接凸出(1-6G)上的螺钉连接通孔用螺钉将负载挂架(3)与弹性绳组(1)连接固定。

进一步的优选方案，所述一种多自由度飞行器试验与应用吊挂装置，其特征在于：在锥体(2D)与平面(2A)外部沿中心轴线圆周均布一定数量的加强筋板(2C)。

进一步的优选方案，所述一种多自由度飞行器试验与应用吊挂装置，其特征在于：在连接杆(3-1B)的内侧面和圆盘(3-1A)下平面之间设置加强筋梁(3-1C)，在连接杆(3-1B)外侧面与连接面(3-1E)上平面之间设置三角形加强筋(3-1D)。

有益效果

本发明的整体技术效果体现在以下几个方面：

(一)本发明提供的多自由度飞行器试验与应用吊挂装置包括弹性绳组、锥形导体和负载挂架；弹性绳组通过弹簧或者柔性绳的大尺度形变位移、吊绳端部与球锥导体顶部的球型万向节，以及球锥导体球头与锥形导体过渡环组成的球锥运动副实现无人飞行器负载在测调试验和定点应用过程中的多自由度移动与姿态变换；弹性绳组的有限伸缩形变位移和锥形导体中锥体的有限高度限制了无人飞行器负载在特定工况自由度下的有限制移动，以避免无人飞行器的失控及其与周边物体的碰撞事故；弹性绳组、锥形导体和负载挂架的构型设计以及材料选择可以确保吊挂装置可以承受无人飞行器负载在调测试验和定点应用过程中的动力载荷作用和安全可靠；本发明为无人飞行器在飞行控制调试测试以及定点应用提供了技术支持。

(二)本发明中弹性绳组与负载挂架之间、弹性绳组和锥形导体与外部挂架、物体之间通过螺钉固定连接，弹性绳组与锥形导体之间为圆锥球头接触副，负载挂架与负载之间的连接接口可以根据无人飞行器的接口调整改进，因此搬运时可以拆卸而单独包装运输，使用时可以快速组装，从而提高了本发明的便携性与适用性。

附图说明

图1是多自由度飞行器试验吊挂装置结构组成示意图。

图2是图1中所示弹性绳组结构示意图。

图3是图2中吊钩结构示意图。

图4是图2中杆结构示意图。

图5是图2中弹簧结构示意图。

图6是图2中杆套结构示意图。

图7是图2中固定盘结构示意图。

图8是图2中球锥导体结构示意图。

图9是图1中所示上锥导体结构示意图。

图10是图1中所示负载挂架结构示意图。

图11是图10中所示吊架结构示意图。

图12是图10中所示连接盘结构示意图。

图13是图10中所示连接块结构示意图。

图14是图1中所示弹性绳组结构示意图。

图15是图14中所示柔性绳构结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明优选实施的多自由度飞行器试验与应用吊挂装置包括弹性绳组1、锥形导体2和负载挂架3。

根据图2所示，弹性绳组1包括吊钩1-1、杆1-2、弹簧1-3、杆套1-4、固定盘1-5和球锥导体1-6。其中，吊钩1-1(参见图3)具有圆形挂钩1-1A、拉杆组合端面1-1B。杆1-2(参见图4)为细长圆柱直杆，空心或者实心直杆1-2A一端具有吊钩组合端面1-2B，另一端具有弹簧止挡1-2C。弹簧1-3(参见图5)为圆柱压缩弹簧，中间直径4mm，簧丝直径2mm，有效圈数56圈，其预压缩状态下最大压缩量为ΔL为120mm，弹簧1-3两端磨削为平面1-3A，弹簧1-3最大压缩量为ΔL可以适应不同试验应用的自由度移动范围要求。杆套1-4(参见图6)为空心圆柱直杆，圆柱直杆1-4A直径D1为10mm，一端具有带通孔的弹簧止挡1-4B，另一端具有外部球形凸起1-4C，外部球形凸起1-4C直径SD1为18mm。固定盘1-5(参见图7)为中心具有锥形凸出1-5A的圆形盘，在锥形凸出1-5A中心轴线上设置空心球缺1-5B，空心球缺1-5B直径SD2也为18mm，在圆盘平面1-5C上沿圆周均匀布置4直径3.3mm个螺钉连接通孔。球锥导体1-6(参见图8)为具有球形顶部的空心圆锥体，锥体顶部为空心球头1-6D，其直径SD3为65mm，球头顶端为直径D2的通孔1-6A，通孔1-6A直径D2为14mm大于空心圆柱直杆1-4A直径D1而小于外部球形凸起1-4C直径SD1，沿锥体轴线与通孔相邻靠近球心处为直径SD4的球形孔槽1-6B，球形孔槽1-6B直径SD4等于空心球缺1-5B直径SD2和外部球形凸起1-4C直径SD1，为18mm，在球形孔槽1-6B靠近球心一端为带有4个M3螺纹连接孔的球端平面1-6C，空心球头1-6D下部的空心锥体1-6E为飞行器挂装负载的主要承力过渡结构和自由度位移限制结构，空心锥体1-6E下端部为依次交错布置、沿锥体圆周均布的四组矩形孔槽1-6F和负载连接凸出1-6G，矩形孔槽1-6E截面尺寸为10mmx6mm，每个负载连接凸出(1-6G)上有1个直径6.5mm的螺钉连接通孔。

再参考图2所示，弹簧1-3套在杆1-2的直杆1-2A周围，然后将杆套1-4的空心圆柱直杆1-4A套在弹簧1-3周围，并沿杆1-2或者杆套1-3轴向压缩弹簧1-3直至直杆1-2A端部穿过杆套1-4上弹簧止挡1-4B端面上的通孔，然后将杆1-2、弹簧1-3和杆套1-4组合体整体从球锥导体1-6的空心锥体1-6E端部开口穿入沿锥体轴线一直穿过通孔1-6A直至球形凸起1-4C与球形孔槽1-6B贴合，然后在球端平面1-6C上安装固定盘1-5A，确保球形凸起1-4C可以在球形孔槽1-6B与空心球缺1-5B组成的球形空腔内自由回转，用4个M3x8的螺钉将二者组合连接；然后杆组合端面1-1B和吊钩组合端面1-2B中心对齐后将杆1-2和吊钩1-1通过焊接组合成一体。

根据图9所示，锥形导体2为中空回转锥体构型，在锥体2D顶端为带有连接通孔的平面2A，通过该平面与装置外部吊架组合连接，在锥体2D与平面2A之间为球形过渡环2B，形过渡环2B内径SD5为56mm，小于球形凸起1-4C球体直径SD1而大于空心圆柱直杆1-4A直径D1，锥体2D竖直高度H为150mm，大于弹簧轴向可压缩量ΔL，在锥体2D与平面2A外部沿中心轴线圆周均4个加强筋板2C。

再参考图1，将弹性绳组1整体沿中心轴线从锥体2D底部穿入，向上移动直至杆套1-4的空心圆柱直杆1-4A穿过球形过渡环2B并且球锥导体1-6的空心球头1-6D与锥体2D表面贴合，然后通过吊钩1-1的圆形挂钩1-1A将弹性绳组1挂装到外部吊架或者固定物上。

根据图10所示，负载挂架3包括吊架3-1、连接盘3-2、四个连接块3-3。其中，吊架3-1(参见图11)中心为圆盘3-1A，圆盘3-1A外部圆周上伸出4条圆弧过渡的连接杆3-1B，连接杆3-1E截面尺寸与矩形孔槽1-6F截面尺寸一致，也为10mmx6mm，在连接杆3-1B底端向外伸出带有飞行器负载连接通孔的连接面3-1E，连接通孔布局与孔位可以根据负载挂装接口孔位调整布置，吊架3-1上的四个连接面3-1E位于同一平面上，在连接杆3-1B里侧面和圆盘3-1A下平面之间设置加强筋梁3-1C，在连接杆3-1B外侧面与连接面3-1E上平面之间设置三角形加强筋3-1D。连接盘3-2(参见图12)为平面圆盘状，在圆盘3-2A圆周向均布4个长槽3-2C，长槽3-2C宽度为10mm，与连接杆3-1B截面宽度一致，在圆盘3-2A一侧平面上圆周边沿、长槽3-2C两侧设置一对限位凸块3-2B，并在限位凸块3-2B靠近径向里侧布置连接螺纹孔，在圆盘3-2A另一侧平面上靠近中心部位设置圆环凸台3-2D，在每相邻两个长槽3-2C沿周向中间位置圆周边沿、圆盘3-2A另一侧平面上设置带有连接螺纹通孔的连接凸块3-2F，在圆环凸台3-2D与连接凸块3-2F之间沿径向设置加强筋3-2E。连接块3-3(参见图13)为一侧带中部凸起3-3A的多边形板，中部凸起3-3A宽度位9.5mm，不大于连接盘3-2上长槽3-2C宽度，中部凸起3-3A所在平面为连接面3-3B，并且中部凸起3-3A两侧设置螺钉连接通孔，通孔位置与长槽3-2C两侧、限位凸块3-2B靠近径向里侧的连接螺纹孔位置一致。

再参考图10，将吊架3-1与连接盘3-2中心对齐，并且吊架3-1位于连接盘3-2上方，吊架3-1的四条连接杆3-1B插入连接盘3-2的四个长槽3-2C中，四个连接块3-3依次通过吊架3-1上连接杆3-1B与加强筋梁3-1C形成的三角形空档，连接块3-3上的中部凸起3-3A插入连接盘3-2的长槽3-2C中，用螺钉通过连接块3-3上的通孔和连接盘3-2上的螺纹孔将二者连接固定；通过连接盘3-2的圆盘3-2A平面上4个通孔与球锥导体1-6的负载连接凸出1-6G上的个螺钉连接通孔用螺钉将负载挂架3与弹性绳组1连接固定。

根据图14所示，弹性绳组1组成还可以包括吊钩1-1、弹性绳1-7、固定盘1-5和球锥导体1-6。弹性绳1-7(参见图15)为一端带有刚性球头的软绳，包括柔性绳1-7A和球头1-7B，柔性绳在负载重力预拉伸状态下最大深长量ΔL也为120mm，小于锥体2D竖直高度H150mm，球头直径与球形孔槽1-6B直径SD4也为18mm，和空心球缺1-5B直径SD2相等。

再参考图14，弹性绳1-7从球锥导体1-6的空心锥体1-6E端部开口穿入，沿锥体轴线一直穿过通孔1-6A直至球头1-7B与球形孔槽1-6B贴合，然后在球端平面1-6C上安装固定盘1-5A，确保球形凸起1-4C可以在球形孔槽1-6B与空心球缺1-5B组成的球形空腔内自由回转，用螺钉将二者组合连接，然后将弹性绳1-7和吊钩1-1组合成一体。

Claims (5)

1.一种多自由度飞行器试验与应用吊挂装置，其特征在于：包括弹性绳组(1)、锥形导体(2)、负载挂架(3)；

所述弹性绳组(1)包括吊钩(1-1)、杆(1-2)、弹簧(1-3)、杆套(1-4)、固定盘(1-5)和球锥导体(1-6)；

所述吊钩(1-1)具有圆形挂钩(1-1A)、拉杆组合端面(1-1B)；

所述杆(1-2)为细长圆柱直杆，直杆(1-2A)一端具有吊钩组合端面(1-2B)，另一端具有弹簧止挡(1-2C)；

所述弹簧(1-3)为圆柱压缩弹簧，其最大压缩量为ΔL，弹簧(1-3)两端为平面(1-3A)；

所述杆套(1-4)为空心圆柱直杆，空心圆柱直杆(1-4A)一端具有带通孔的弹簧止挡(1-4B)，另一端具有外部球形凸起(1-4C)，外部球形凸起(1-4C)直径为SD1；

所述固定盘(1-5)为中心具有锥形凸出(1-5A)的圆形盘，在锥形凸出(1-5A)中心轴线上设置空心球缺(1-5B)，空心球缺(1-5B)直径SD2等于外部球形凸起(1-4C)直径SD1，在圆盘平面(1-5C)上设置一定数量的螺钉连接通孔；

所述球锥导体(1-6)为具有球形顶部的空心圆锥体，锥体顶部为空心球头(1-6D)，其直径为SD3，球头顶端有直径为D2的通孔(1-6A)，直径D2大于空心圆柱直杆(1-4A)直径D1而小于外部球形凸起(1-4C)直径SD1，沿锥体轴线与通孔相邻且靠近球心一侧具有直径SD4的球形孔槽(1-6B)，球形孔槽(1-6B)直径SD4等于空心球缺(1-5B)直径SD2和外部球形凸起(1-4C)直径SD1，在球形孔槽(1-6B)靠近球心一端为带有与圆盘平面(1-5C)上通孔数量相同的螺纹连接孔的球端平面(1-6C)，空心球头(1-6D)下部的空心锥体(1-6E)为飞行器挂装负载的主承力过渡结构，空心锥体(1-6E)下端部具有负载连接结构，能够与负载挂架(3)固定连接；

弹簧(1-3)套在杆(1-2)的直杆(1-2A)周围，杆套(1-4)的空心圆柱直杆(1-4A)套在弹簧(1-3)周围，压缩弹簧(1-3)沿杆(1-2)轴向压缩使直杆(1-2A)端部穿过杆套(1-4)上弹簧止挡(1-4B)端面上的通孔；杆(1-2)、弹簧(1-3)和杆套(1-4)的组合体整体从球锥导体(1-6)的空心锥体(1-6E)端部开口穿入，沿锥体轴线穿过通孔(1-6A)且球形凸起(1-4C)与球形孔槽(1-6B)贴合；固定盘(1-5A)固定在球端平面(1-6C)上，使球形凸起(1-4C)能够在球形孔槽(1-6B)与空心球缺(1-5B)组成的球形空腔内自由回转；吊钩(1-1)的拉杆组合端面(1-1B)和杆(1-2)的吊钩组合端面(1-2B)中心对齐后将杆(1-2)和吊钩(1-1)组合成一体；

所述锥形导体(2)为中空回转锥体构型，在锥体(2D)顶端为带有连接通孔的平面(2A)，通过该平面与装置外部吊架组合连接，在锥体(2D)与平面(2A)之间为球形过渡环(2B)，球形过渡环(2B)内径SD5小于球形凸起(1-4C)球体直径SD1而大于空心圆柱直杆(1-4A)直径D1，锥体(2D)竖直高度H大于弹簧轴向可压缩量ΔL；弹性绳组(1)整体沿中心轴线从锥体(2D)底部穿入向上移动，使杆套(1-4)的空心圆柱直杆(1-4A)穿过球形过渡环(2B)并且球锥导体(1-6)的空心球头(1-6D)与锥体(2D)表面贴合，通过吊钩(1-1)的圆形挂钩(1-1A)能够将弹性绳组(1)挂装到外部吊架或者固定物上。

2.根据权利要求1所述一种多自由度飞行器试验与应用吊挂装置，其特征在于：所述空心锥体(1-6E)下端部的负载连接结构为依次交错布置且沿锥体圆周均布的多组矩形孔槽(1-6F)和负载连接凸出(1-6G)，矩形孔槽(1-6F)截面尺寸按设定要求设计，每个负载连接凸出(1-6G)上有1个螺钉连接通孔。

3.根据权利要求2所述一种多自由度飞行器试验与应用吊挂装置，其特征在于：

所述负载挂架(3)包括吊架(3-1)、连接盘(3-2)、四个连接块(3-3)；

所述吊架(3-1)中心为圆盘(3-1A)，圆盘(3-1A)外部圆周上伸出多条圆弧过渡的连接杆(3-1B)，连接杆(3-1B)截面尺寸与矩形孔槽(1-6F)截面尺寸一致，在连接杆(3-1B)底端向外伸出带有飞行器负载连接通孔的连接面(3-1E)，连接通孔布局与孔位根据飞行器负载挂装接口孔位调整布置，吊架(3-1)上的多个连接面(3-1E)位于同一平面上；

所述连接盘(3-2)为平面圆盘状，在圆盘(3-2A)圆周向均布多个长槽(3-2C)，长槽(3-2C)宽度与连接杆(3-1B)截面宽度一致，在圆盘(3-2A)一侧平面的圆周边沿、长槽(3-2C)两侧设置一对限位凸块(3-2B)，并在限位凸块(3-2B)靠近径向里侧布置连接螺纹孔，在圆盘(3-2A)另一侧平面上靠近中心部位设置圆环凸台(3-2D)，且在该平面上，在相邻两个长槽(3-2C)之间圆周边沿的中间位置设置带有连接螺纹通孔的连接凸块(3-2F)，在圆环凸台(3-2D)与连接凸块(3-2F)之间沿径向设置加强筋(3-2E)；

所述连接块(3-3)为一侧带中部凸起(3-3A)的多边形板，中部凸起(3-3A)宽度不大于连接盘(3-2)上长槽(3-2C)宽度，中部凸起(3-3A)所在平面为连接面(3-3B)，并且中部凸起(3-3A)两侧设置螺钉连接通孔，通孔位置与长槽(3-2C)两侧、限位凸块(3-2B)靠近径向里侧的连接螺纹孔位置一致；

吊架(3-1)与连接盘(3-2)中心对齐，并且吊架(3-1)位于连接盘(3-2)上方，吊架(3-1)的连接杆(3-1B)插入连接盘(3-2)的长槽(3-2C)中，连接块(3-3)上的中部凸起(3-3A)插入连接盘(3-2)的长槽(3-2C)中，并固定连接；通过连接盘(3-2)的圆盘(3-2A)平面上的通孔与球锥导体(1-6)的负载连接凸出(1-6G)上的螺钉连接通孔用螺钉将负载挂架(3)与弹性绳组(1)连接固定。

4.根据权利要求2所述一种多自由度飞行器试验与应用吊挂装置，其特征在于：在锥体(2D)与平面(2A)外部沿中心轴线圆周均布一定数量的加强筋板(2C)。

5.根据权利要求3所述一种多自由度飞行器试验与应用吊挂装置，其特征在于：在连接杆(3-1B)的内侧面和圆盘(3-1A)下平面之间设置加强筋梁(3-1C)，在连接杆(3-1B)外侧面与连接面(3-1E)上平面之间设置三角形加强筋(3-1D)。

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