CN205190633U - 六自由度无人直升机机载设备被动减震装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的目的在于为无人直升机机载设备提供一种六自由度的被动减震装置。该减震平台的伸缩杆3与上平台1通过柔性球链2连接，下平台5与伸缩杆3通过柔性虎克铰4连接。采用柔性球铰2和柔性虎克铰4代替一般铰链，减震平台成为一个六自由度柔性机构。以柔性铰链的变形产生运动自由度，可以消除了传动的间隙和摩擦，避免部件相对运动时的碰撞，能够将伸缩杆的运动平稳地传递至上平台，有效地提高机载设备的测量与控制精度。柔性铰链的变形量在级，完全能满足无人直升机飞行控制的减震需求。
Description
技术领域
本实用新型属于无人直升机领域，特别涉及一种六自由度机载设备被动减震装置。
背景技术
无人直升机上的机载电子设备，例如飞行控制和传感器是无人直升机飞行控制的关键部件，包括速度传感器、陀螺仪、空压计、GPS、摄像头等。机载设备是根据传感器的信号对无人直升机进行飞行控制、保证无人直升机数据采集、识别、传输的准确性是机载设备的基本要求，这就对无人直升机上电子设备的安装提出了更高的要求。
无人直升机上各种机载设备的安装主要是刚性接触，如传感器、飞行控制器等都是极其敏感性设备，当无人直升机在空中飞行过程中由于桨叶运动、发动机或受到气流冲击影响，会导致飞机持续不断摇摆震动，而机载设备与无人之间的安装连接没有缓冲余地。另外，由于机载设备普遍矫情，在飞行中自身晃动惯性大，这种震动和冲击力必然施加到机载设备上，加大对机载设备的震动干扰，这就难以保证机载设备测量与控制的准确性。例如，对于航拍摄像头来说，震动会使实时回传的航拍图像失真，也会对摄像头造成损坏，缩短其使用寿命；对于飞行控制来说，震动会使传感器接收与传输的信号误差放大，飞行控制器做出错误指令，导致飞机坠毁。针对这个问题，有厂家在机载设备与固定支架之间设置软垫，降低了机载设备的振动，这在一定程度上改善了由于振动引起的传感器信号错误问题，但这种采用软垫的方式对很多长安其的使用有负面影响，如在这种软垫上，陀螺仪实际值的稳定需要一定时间，传输到飞行控制器的陀螺仪信号往往会滞后，会导致飞行控制器不能实时做出符合实际的指令。
因此，需要给无人直升机的机载设备提供可靠的减震措施。现有技术中，无人直升机的减震系统要么体积庞大、造价昂贵，要么质量很差、达不到减震要求，不能满足实际需要。
实用新型内容
本实用新型的目的为提供一种六自由度无人直升机机载设备被动减震装置，旨在克服以上现有技术中无人直升机在飞行中产生振动导致机载设备振动以致发出错误信号问题，可自动调节至最佳减震点，避免机载设备在无人直升机受到外界干扰产生的振动损害，保证无人直升机机载设备的正常工作，同时提高机载设备的使用寿命。
本实用新型的技术方案如下：
一种六自由度无人直升机机载设备被动减震装置，其特殊之处在于：包括用于减震的并联机构中支腿以柔性铰链的形式产生运动的自由度，能减弱来自外界的振动，使上平台上的机载设备平稳。上平台与机载设备之间设置有两个弹性元件，弹性元件可进一步地减弱外界振动干扰。
一种六自由度无人直升机机载设备被动减震装置，其特征在于：包括一个上平台和一个下平台；还包括三组柔性球链-伸缩杆-虎克铰组件；三组柔性球链-伸缩杆-虎克铰组件沿上、下平台中心连线呈沿中心对称方式分布；每组柔性球链-伸缩杆-虎克铰组件均包括完全一样的第一柔性球链和第二柔性伸缩杆，完全一样的第一柔性伸缩杆和第二柔性球链，完全一样的第一柔性虎克铰和第二柔性虎克铰；其中第一柔性伸缩杆分别通过第一柔性球链和第一柔性虎克铰与上、下平台铰接，第二柔性伸缩杆分别通过第二柔性球链和第二柔性虎克铰与上、下平台铰接；第一柔性球链和第二柔性伸缩杆到上平台中心的距离相等，上平台上第一柔性球链和第二柔性球链之间的夹角α为0°～120°；第一柔性虎克铰和第二柔性虎克铰到下平台的距离相等，下平台上第一柔性虎克铰和第二柔性虎克铰之间的夹角β为0°～120°。6根柔性伸缩杆沿圆周均匀对称地分布，伸缩杆与上、下平台之间通过柔性铰链与柔性虎克铰连接，使得自下平台的多自由度的扰动振动转变为六个独立的单方向线振动，然后通过柔性单元衰减振动。
根据权利要求1所述的六自由度无人直升机机载设备被动减震装置，其特征在于：上述夹角α为30°，夹角β为90°；上述第一柔性球链到上平台中心的距离，第一柔性虎克铰到下平台中心的距离，第一柔性伸缩杆长度，三者的比值为：1:1.42:1。这样的结构布局使得减震装置耦合性最低且避免了力奇异性，也使得减震装置的减震性能最佳。
根据权利要求1所述的六自由度无人直升机机载设备被动减震装置，其特征在于：上平台俯视图为八边形，中间具有圆孔；下平台为圆环。在上、下平台中间打圆孔是为了在不影响装置性能的前提下，尽可能地减震装置的重量，也使得装置更美观。
根据权利要求1所述的六自由度无人直升机机载设备被动减震装置，其特征在于：上平台上具有安装机载设备的凸台。凸台的设计使得机载设备之间接触面少，方便机载设备的安装与拆卸。
附图说明
图1为本实用新型的完整结构图；
图2为去掉基座支撑板的结构图；
图3为减震装备支腿的剖视图1；
图4为减震装备支腿的剖视图2；
图5为减震平台结构的示意图1；
图6为减震平台结构的示意图2；
图中标号名称：1为上平台，2-1为第一柔性球链，2-2为第二柔性球链，3-1为第一柔性伸缩杆，3-2为第二柔性伸缩杆，4-1为第一柔性虎克铰，4-2为第二柔性虎克铰，5为下平台；中标号名称：3.1为球铰连接盘，3.2为内六角圆柱头螺钉，3.3为左连接座，3.4为作动器，3.5为右连接座，3.6为内六角圆柱头螺钉，3.7为缸套，3.8为垫片，3.9为支撑套，3.10为弹簧，3.11为导杆，3.12为紧定螺钉，3.13为M4内六角紧定螺钉，3.14为螺钉，3.15为阻尼套，3.16为垫片，3.17为M5内六角紧定螺钉，3.18为M2内六角紧定螺钉，3.19为全金属锁紧螺母。
具体实施方式
综合考虑六自由度被动减震平台的性能指标、设计特点及原则，本实用新型中的平台为铰接点圆形对称布置的6-SPS平台。整个平台结构应该满足镜像对称(关于XOY平面的某一轴对称)和旋转对称(沿Z轴旋转120°对称)，如图5、图6所示。减震平台初始安装时，两平台平行放置，其结构由五个参数确定：上平台外接圆半径ra，下平台外圆半径rb，平台高度H，上铰点和上平台的连线与X轴的夹角为θA，下铰点和下平台的连线与X轴的夹角为θB，上下平台上相邻两铰链对应的圆心角为α和β。上铰点在体坐标系{A}中的坐标用AA表示，下铰点在惯性系{B}中的坐标用BB表示，则：
AAi＝[racosθAirbsinθAi0]T(1)
BBi＝[rbcosθBirbsinθBi0]T(2)
式中，
θAi＝[α/2-α/2α/2-2π/3-α/2-2π/3α/2+2π/3-α/2+2π/3](3)
θBi＝[β/2-β/2β/2-2π/3-β/2-2π/3β/2+2π/3-β/2+2π/3](4)
根据各向同性优化的结果，可得到平台结构的最优布局方案，即：ra＝27.61mm，rb＝37.87mm，α＝30°，β＝90°。上平台1、下平台5与伸缩杆3的长度比值为1:1.42:1，此时减震平台的耦合性最低且避免了力奇异性。
最后应说明的是，以上说明仅是本实用新型的实施方式。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的精神与构思的前提下直接导出或联想到其他改进和变化，均应认为包含在本实用新型的保护范围之内。
图3、图4中导杆3.11左端安装有阻尼套3.15，可以在缸套3.7内左右滑动，依靠摩擦产生阻尼作用，支撑套3.9采用固体自润滑材料制成，通过螺纹配合与缸套3.7连接，用以支撑导杆3.11在缸套3.7的内的直线运动，保证运动的平稳性。由于弹簧阻尼器集成度较高，装配顺序略为复杂，首先装配缸套组件，在缸套3.7右端的螺纹孔中旋入支撑套3.9，其两侧螺纹孔中旋入两个内六角紧定螺钉3.13，锁紧支撑套3.9，防止松动；然后安装弹簧部分，从缸套3.7右端套入弹簧3.10，导杆3.11插入缸套3.7中，使其左端面与弹簧3.10端面接触；最后安装阻尼部分，从缸套3.7左端孔中装入阻尼套3.15，并使阻尼套3.15右端面与导杆3.11的轴肩接触，再经过缸套3.7左端通孔安装垫片3.8并旋入螺钉3.14。信号传输线从侧边引出，包括外部电压信号输入线和力传感器信号输出线。压电堆栈的左端连接螺纹头，通过球铰连接盘3.1、左连接座3.3、内六角圆柱头螺钉3.2、内六角紧定螺钉3.18、全金属锁紧螺母3.19与柔性球铰4相连。压电堆栈右端钻螺纹孔，通过右连接座3.5、内六角圆柱头螺钉3.6和3.17与被动隔振单元相连。安装顺序为：依次在压电堆栈左端套入连接器3.3，在螺纹头上安装锁紧螺母3.19，在左连接座3.3左侧安装连接盘3.1，通过六个螺钉3.2将连接座3.3和连接盘3.1相连。在完成主被动隔振伸缩杆后，在其两端分别安装柔性球铰4和柔性虎克铰5，两铰链均采用螺纹配合与伸缩杆3连接，同时采用紧定螺钉3.18和3.12锁紧防松。
减震装置中的6根柔性伸缩杆沿圆周均匀对称地分布，协同运动将来自下平台5的多自由度的扰动振动转变为六个独立的单方向线振动，然后通过柔性单元衰减振动，使得上平台1的机载设备稳定。
Claims (4)
1.一种六自由度无人直升机机载设备被动减震装置，其特征在于：
包括一个上平台(1)和一个下平台(5)；
还包括三组柔性球链-伸缩杆-虎克铰组件；三组柔性球链-伸缩杆-虎克铰组件沿上、下平台中心连线呈沿中心对称方式分布；
每组柔性球链-伸缩杆-虎克铰组件均包括完全一样的第一柔性球链(2-1)和第二柔性伸缩杆(3-2)，完全一样的第一柔性伸缩杆(3-1)和第二柔性球链(2-2)，完全一样的第一柔性虎克铰(4-1)和第二柔性虎克铰(4-2)；
其中第一柔性伸缩杆(3-1)分别通过第一柔性球链(2-1)和第一柔性虎克铰(4-1)与上、下平台铰接，第二柔性伸缩杆(3-2)分别通过第二柔性球链(2-2)和第二柔性虎克铰(4-2)与上、下平台铰接；
第一柔性球链(2-1)和第二柔性伸缩杆(3-2)到上平台(1)中心的距离相等，上平台(1)上第一柔性球链(2-1)和第二柔性球链(2-2)之间的夹角α为0°～120°；
第一柔性虎克铰(4-1)和第二柔性虎克铰(4-2)到下平台(5)的距离相等，下平台(5)上第一柔性虎克铰(4-1)和第二柔性虎克铰(4-2)之间的夹角β为0°～120°。
2.根据权利要求1所述的六自由度无人直升机机载设备被动减震装置，其特征在于：
上述夹角α为30°，夹角β为90°；
上述第一柔性球链(2-1)到上平台(1)中心的距离，第一柔性虎克铰(4-1)到下平台(5)中心的距离，第一柔性伸缩杆(3-1)长度，三者的比值为：1:1.42:1。
3.根据权利要求1所述的六自由度无人直升机机载设备被动减震装置，其特征在于：
上平台(1)俯视图为八边形，中间具有圆孔；下平台(5)为圆环。
4.根据权利要求1所述的六自由度无人直升机机载设备被动减震装置，其特征在于：
上平台(1)上具有安装机载设备的凸台。
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Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105978262A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-09-28 | 姚海丽 | 一种多自由度式新型智能绝缘纸插纸机 |
| CN106026564A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-10-12 | 姚海丽 | 一种电机c型绝缘纸自动插纸机器人 |
| CN106041886A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-10-26 | 姚海丽 | 一种电力电动机定子插纸机器人 |
| CN106078678A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-11-09 | 姚海丽 | 一种电机c型绝缘纸自动插纸机器人用气动插纸机 |
| CN107143613A (zh) * | 2017-05-18 | 2017-09-08 | 嘉兴学院 | 一种具有准零刚度的减振平台 |
| CN107435799A (zh) * | 2016-05-25 | 2017-12-05 | 天津宏宇天翔科技有限公司 | 一种自稳式安装平台 |
| CN107870651A (zh) * | 2017-11-27 | 2018-04-03 | 上海交通大学 | 一种基于柔性铰链的六自由度控制杆 |
| CN108714065A (zh) * | 2018-04-04 | 2018-10-30 | 邢志平 | 一种并联关节仿生假肢机械足 |
| CN109555812A (zh) * | 2018-07-18 | 2019-04-02 | 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 | 一种压电驱动的各向同性多自由度隔振平台 |
| CN109555960A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-04-02 | 长光卫星技术有限公司 | 变刚度柔性阻尼支腿 |
| CN110398332A (zh) * | 2019-07-25 | 2019-11-01 | 北京航宇振控科技有限责任公司 | 一种异面构型的六自由度振动模拟装置 |
| CN113119092A (zh) * | 2019-12-30 | 2021-07-16 | 苏州丰达瑞自动化设备科技有限公司 | 高精度六自由度平台 |
-
2015
- 2015-09-25 CN CN201520754905.8U patent/CN205190633U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107435799A (zh) * | 2016-05-25 | 2017-12-05 | 天津宏宇天翔科技有限公司 | 一种自稳式安装平台 |
| CN108429417A (zh) * | 2016-06-23 | 2018-08-21 | 张雪梅 | 一种在电机定子绝缘槽内插入绝缘纸的方法 |
| CN106026564B (zh) * | 2016-06-23 | 2018-08-14 | 广东省肇庆电机有限公司 | 一种电机c型绝缘纸自动插纸机器人 |
| CN108418364A (zh) * | 2016-06-23 | 2018-08-17 | 张雪梅 | 一种安全性高的电机绝缘纸插纸机 |
| CN106041886A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-10-26 | 姚海丽 | 一种电力电动机定子插纸机器人 |
| CN106026564A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-10-12 | 姚海丽 | 一种电机c型绝缘纸自动插纸机器人 |
| CN105978262B (zh) * | 2016-06-23 | 2018-10-09 | 嵊州市雾非雾机械设备商行 | 一种多自由度式智能绝缘纸插纸机 |
| CN106078678B (zh) * | 2016-06-23 | 2018-07-20 | 吕衍荣 | 一种电机c型绝缘纸自动插纸机器人用气动插纸机 |
| CN108462341A (zh) * | 2016-06-23 | 2018-08-28 | 张雪梅 | 一种电机定子绝缘纸自动插纸机 |
| CN106078678A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-11-09 | 姚海丽 | 一种电机c型绝缘纸自动插纸机器人用气动插纸机 |
| CN105978262A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-09-28 | 姚海丽 | 一种多自由度式新型智能绝缘纸插纸机 |
| CN108599489A (zh) * | 2016-06-23 | 2018-09-28 | 漳州龙文区信创友工业设计有限公司 | 一种绝缘纸自动插纸机器人 |
| CN107143613B (zh) * | 2017-05-18 | 2018-11-09 | 嘉兴学院 | 一种具有准零刚度的减振平台 |
| CN107143613A (zh) * | 2017-05-18 | 2017-09-08 | 嘉兴学院 | 一种具有准零刚度的减振平台 |
| CN107870651A (zh) * | 2017-11-27 | 2018-04-03 | 上海交通大学 | 一种基于柔性铰链的六自由度控制杆 |
| CN108714065A (zh) * | 2018-04-04 | 2018-10-30 | 邢志平 | 一种并联关节仿生假肢机械足 |
| CN109555812A (zh) * | 2018-07-18 | 2019-04-02 | 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 | 一种压电驱动的各向同性多自由度隔振平台 |
| CN109555960A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-04-02 | 长光卫星技术有限公司 | 变刚度柔性阻尼支腿 |
| CN110398332A (zh) * | 2019-07-25 | 2019-11-01 | 北京航宇振控科技有限责任公司 | 一种异面构型的六自由度振动模拟装置 |
| CN113119092A (zh) * | 2019-12-30 | 2021-07-16 | 苏州丰达瑞自动化设备科技有限公司 | 高精度六自由度平台 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160427 Termination date: 20170925 |