大载荷无人机用激光雷达被动减振装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及结构振动控制技术领域，特别涉及一种大载荷无人机用激光雷达被动减振装置。包括无人机支架、固定吊环、连接柱、连接板、橡胶减振器、载荷安装板及激光雷达，其中无人机支架通过多根连接柱与载荷安装板连接，各连接柱的上端通过固定吊环与无人机支架连接，下端通过橡胶减振器与载荷安装板连接，激光雷达安装在载荷安装板上。本实用新型专利技术采用悬架结构，具有充分的安装空间及拆卸方便等特点，结合减振装置结构，在无人机实际工作中，不仅利于激光雷达等可携带载荷的安装，提高其工作性能范围，同时能保证其可靠的工作性能要求。

Laser radar passive damping device for large load UAV

【技术实现步骤摘要】
大载荷无人机用激光雷达被动减振装置
本技术涉及结构振动控制
，特别涉及一种大载荷无人机用激光雷达被动减振装置。
技术介绍
无人机是一种有动力、可控制、能携带多种设备执行多种任务，具有固定翼、单旋翼、多旋翼等多种机型结构的无人驾驶航空器。无人机通过搭载多种载荷，可实现南极科研考察、航空摄影、地面灾害评估、航空测绘、交通监视、公共安全、消防救援、人工增雨、喷洒农药等多方面应用。对于大载荷无人机，其应用的工程领域常常使无人机需要承受较大的振动工况响应，而振动响应剧烈会影响可携带载荷的工作性能。无人机实现以上功能需要一套完整的可适应复杂环境的激光雷达支持，而激光雷达在严酷的飞行条件下承受复杂的振动环境。根据激励特点、频率范围分为低频振动环境和高频随机振动环境，高频随机振动环境主要由发动机喷流噪声和气动噪声激励以及无人机旋翼旋转产生，频率范围一般为20-2000Hz，低频振动环境主要由无人机发动机的点火、关机，以及飞行环境急剧变化引起，频率范围一般为5-100Hz。激光雷达的使用环境主要受到来自无人机振动工况的干扰，振动源来自于无人机发动机机组工作中产生的振动、飞行工况的急剧变化以及各种大气现象等。如果产品不能适应上述各种机载飞行环境，那么就会在执行任务的过程中出现故障，从而影响设备的可靠性。设计无人机用激光雷达被动减振装置能有效减弱振动过程中传递到可携带载荷上的激励工况，被动减振技术不仅结构简单，且减振性能稳定，能在无人机工作过程中实现较好的减振效果。
技术实现思路
针对上述问题，本技术的目的在于提供一种大载荷无人机用激光雷达被动减振装置，以解决大载荷无人机在工作过程中，无人机可携带载荷在实际振动工况下可能承受较大的振动响应的问题，减弱传递到无人机可携带载荷上的振动响应，减振装置结构有效减弱振动响应的同时能给无人机可携带载荷提供较大的安装空间。为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：一种大载荷无人机用激光雷达被动减振装置，包括无人机支架、固定吊环、连接柱、连接板、橡胶减振器、载荷安装板及激光雷达，其中无人机支架通过多根连接柱与载荷安装板连接，各连接柱的上端通过固定吊环与无人机支架连接，下端通过橡胶减振器与载荷安装板连接，所述激光雷达安装在载荷安装板上。多根连接柱的下端连接有连接板，所述橡胶减振器穿过连接板与连接柱连接。所述连接板为框架结构的碳纤维板。所述橡胶减振器容置于所述载荷安装板上设有的安装孔内。所述橡胶减振器包括连接套筒、螺栓及两个T型橡胶，其中连接套筒插设于所述载荷安装板的安装孔内，两个T型橡胶套设于连接套筒的外侧、且对称设置于所述安装孔的两侧，所述螺栓穿过连接套筒及连接板与所述连接柱连接。所述载荷安装板与两侧的T型橡胶之间及T型橡胶与所述连接板之间均设有垫片。所述两个T型橡胶之间设有间隙。所述固定吊环包括两侧相互连接的上吊环和下吊环，所述上吊环和下吊环为非半圆结构，使所述上吊环与下吊环之间留有间隙。所述无人机支架包括两根空心圆杆，每根空心圆杆通过两根连接柱与载荷安装板连接。所述激光雷达设置于所述载荷安装板的前部，所述载荷安装板上还设有相机和GPS系统。本技术的优点及有益效果是：本技术以降低无人机可携带载荷所承受的振动响应为目标，采用悬架结构被动减振装置，为整个减振装置的安装提供了足够的安装空间，并且减振装置通过悬架安装形式安装在无人机前置部位，在不影响激光雷达的性能的前提下提高了激光雷达的安装空间。本技术使用固定吊环通过螺栓连接在无人机支架上，通过上下非半圆对称的结构与无人机支架维持稳定的位置关系。并通过上下带有内螺纹的钢材连接柱实现与碳纤维板连接关系，连接柱中间加工凹槽便于装配及固定。碳纤维板安装于连接柱下部，通过螺栓将垫片与T型橡胶固定到碳纤维板上，能保证T型橡胶连接在同一平面，保证减振质心与惯量处于平衡位置；上下对称的T型橡胶的组合形式能有效提高单向的减振效果，同时T型结构对水平方向的振动性能有较大提升。本技术的被动减振装置，采用悬架结构，具有充分的安装空间及拆卸方便等特点，结合减振装置结构，在无人机实际工作中，不仅利于激光雷达等可携带载荷的安装，提高其工作性能范围，同时能保证其可靠的工作性能要求。附图说明图1为本技术的轴测图；图2为本技术的橡胶减振器的结构示意图；图3为本技术的固定吊环的结构示意图；图4为本技术的连接柱的结构示意图；图5为本技术的振动测试试验曲线图。图中：1为无人机支架，2为固定吊环，3为连接柱，4为连接板，5为橡胶减振器，6为载荷安装板，7为相机，8为GPS系统，9为激光雷达，10为T型橡胶，11为垫片，12为连接套筒，13为螺栓，14为上吊环，15为下吊环。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细描述。如图1所示，本技术提供的一种大载荷无人机用激光雷达被动减振装置，包括无人机支架1、固定吊环2、连接柱3、连接板4、橡胶减振器5、载荷安装板6及激光雷达9，其中无人机支架1通过多根连接柱3与载荷安装板6连接，各连接柱3的上端通过固定吊环2与无人机支架1连接，下端通过橡胶减振器5与载荷安装板6连接，激光雷达9安装在载荷安装板6上。进一步地，激光雷达9设置于载荷安装板6的前部，载荷安装板6上还设有相机7和GPS系统8。进一步地，多根连接柱3的下端连接有连接板4，橡胶减振器5穿过连接板4与连接柱3连接。连接板4能保证橡胶减振器5连接在同一平面，保证减振质心与惯量处于平衡位置。本技术的实施例中，无人机支架1与载荷安装板6之间设有四根连接柱3。连接板4为框架结构的碳纤维板。通过碳纤维板上部连接四根连接柱3，下部连接橡胶减振器5及载荷安装板6，调整连接柱3的质心位置，减小连接柱3的加工及装配误差，同时调节了橡胶减振器5的减振质心位置，减小橡胶减振器5加工及装配误差。如图2所示，橡胶减振器5容置于载荷安装板6上设有的安装孔内。橡胶减振器5包括连接套筒12、螺栓13及两个T型橡胶10，其中连接套筒12插设于载荷安装板6的安装孔内，两个T型橡胶10套设于连接套筒12的外侧、且对称设置于安装孔的两侧，螺栓13穿过连接套筒12及连接板4与连接柱3连接。进一步地，载荷安装板6与两侧的T型橡胶10之间及T型橡胶10与连接板4之间均设有垫片11。两个T型橡胶10之间设有间隙，使T型橡胶10在水平方向具有较好的减振效果，同时设计上下对称的结构，提升了整体的减振性能。设计垫片11装配在载荷安装板6与T型橡胶10之间能有效提高承载刚度，保证橡胶材料不会被压溃，T型橡胶10材料选用硅橡胶系列，垫片11及连接套筒7采用航天材料7075AL。橡胶减振器5的上下对称组合形式能有效提高单向的减振效果，同时橡胶10的T型结构对水平方向的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大载荷无人机用激光雷达被动减振装置，其特征在于，包括无人机支架(1)、固定吊环(2)、连接柱(3)、连接板(4)、橡胶减振器(5)、载荷安装板(6)及激光雷达(9)，其中无人机支架(1)通过多根连接柱(3)与载荷安装板(6)连接，各连接柱(3)的上端通过固定吊环(2)与无人机支架(1)连接，下端通过橡胶减振器(5)与载荷安装板(6)连接，所述激光雷达(9)安装在载荷安装板(6)上。/n

【技术特征摘要】
1.一种大载荷无人机用激光雷达被动减振装置，其特征在于，包括无人机支架(1)、固定吊环(2)、连接柱(3)、连接板(4)、橡胶减振器(5)、载荷安装板(6)及激光雷达(9)，其中无人机支架(1)通过多根连接柱(3)与载荷安装板(6)连接，各连接柱(3)的上端通过固定吊环(2)与无人机支架(1)连接，下端通过橡胶减振器(5)与载荷安装板(6)连接，所述激光雷达(9)安装在载荷安装板(6)上。


2.根据权利要求1所述的大载荷无人机用激光雷达被动减振装置，其特征在于，多根连接柱(3)的下端连接有连接板(4)，所述橡胶减振器(5)穿过连接板(4)与连接柱(3)连接。


3.根据权利要求2所述的大载荷无人机用激光雷达被动减振装置，其特征在于，所述连接板(4)为框架结构的碳纤维板。


4.根据权利要求2所述的大载荷无人机用激光雷达被动减振装置，其特征在于，所述橡胶减振器(5)容置于所述载荷安装板(6)上设有的安装孔内。


5.根据权利要求4所述的大载荷无人机用激光雷达被动减振装置，其特征在于，所述橡胶减振器(5)包括连接套筒(12)、螺栓(13)及两个T型橡胶(10)，其中连接套筒(12)插设于所述载荷安装板(6)的安装孔内，两个T型橡胶(10)...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆海涛，王浩楠，于长帅，刘广明，富佳，王昊辰，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：新型
国别省市：辽宁;21