[发明专利]一种飞行器悬挂重物软绳摆动角测量装置

说明书

本发明属于飞行器运输技术领域，提供了一种飞行器悬挂重物软绳摆动角测量装置。二自由度万向节上端连接在飞行器底部，可进行两个方向的转动；空心硬杆安装在二自由度万向节下端，并通过限位螺柱固定在二自由度万向节下端；悬挂重物的软绳穿入空心硬杆的孔中安装固定；陀螺仪基座套装在空心硬杆上，电子陀螺仪固定安装在陀螺仪基座上。本发明的装置结构简单成本低廉：整个装置只有六个简单零部件，安装集中，结构紧凑，各零部件成低廉。电子陀螺仪测量欧拉角与二自由度万向节运动欧拉角一致，可无需换算直接用于控制反馈。利用了万向节二自由度特点，避免了重物旋绕软绳轴线方向旋转运动对电子陀螺仪摆动欧拉角测量产生的影响。

技术领域

本发明属于飞行器运输技术领域，具体为一种飞行器悬挂重物软绳摆动角测量装置。

背景技术

目前飞行器应用场合越来越多，一些场景下飞行器需要通过软绳吊挂货物进行与运输，为了尽可能提高运输货物过程中货物的稳定性，需要减小运输过程中货物的摆动，对货物摆动状态进行主动控制，而进行主动控制的基础是需要获取货物摆动角度的反馈，因此需要一种成本低可靠性高的飞行器悬挂重物软绳摆动角测量装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种飞行器通过软绳悬挂货物场景下，可实现货物摆动角测量的装置。

本发明的技术方案：

一种飞行器悬挂重物软绳摆动角测量装置，包括二自由度万向节、限位螺柱、电子陀螺仪、陀螺仪基座、空心硬杆和软绳；

二自由度万向节上端连接在飞行器底部，可进行两个方向的转动；空心硬杆安装在二自由度万向节下端，并通过限位螺柱固定在二自由度万向节下端；悬挂重物的软绳穿入空心硬杆的孔中安装固定；陀螺仪基座套装在空心硬杆上，电子陀螺仪固定安装在陀螺仪基座上，二自由度万向节下端、空心硬杆、电子陀螺仪、陀螺仪基座和软绳在两个摆动方向运动一致，电子陀螺仪可测量货物当前吊挂的货物的摆动角度。

二自由度万向节由于本身机构设计特点，两个自由度正好对应两个摆动欧拉角，电子陀螺仪传感器测量的也是欧拉角，两者正好匹配，传感器测量数据无需进行换算可直接作为大部分控制器反馈输入。

飞行器通过单根软绳吊挂重物，重物容易在运输过程产生绕软绳轴线方向的旋转，通过万向节二自由度特性，避免了上述重物绕软绳轴线方向旋转运动对电子陀螺仪摆动角测量产生影响。

由于安装在万向节上的空心硬杆具有一定长度，且安装在空心硬杆上的陀螺仪和陀螺仪基座质量较轻，将其紧套在软绳上后，软绳在拉伸情况下和空心硬杆摆动角一致，陀螺仪所测得的摆动角度可认为是软绳的摆动角度。

本发明的有益效果：

(1)结构简单成本低廉：整个装置只有六个简单零部件，安装集中，结构紧凑，各零部件成低廉。

(2)电子陀螺仪测量欧拉角与二自由度万向节运动欧拉角一致，可无需换算直接用于控制反馈。

(3)利用了万向节二自由度特点，避免了重物旋绕软绳轴线方向旋转运动对电子陀螺仪摆动欧拉角测量产生的影响。

附图说明

图1a为本发明的总体安装示意图。

图1b为本发明的结构示意图。

图1c为本发明的局部剖视图。

图中：1二自由度万向节；2限位螺柱；3电子陀螺仪；4陀螺仪基座；5空心硬杆；6软绳；7负载。

具体实施方式

下面结合附图和技术方案对本发明具体实施方式进行详细说明。

一种飞行器悬挂重物软绳摆动角测量装置，包括二自由度万向节1、限位螺柱2、电子陀螺仪3、陀螺仪基座4、空心硬杆5和软绳6；