無人機載光電平臺升降結構設計論文
時間:2022-08-29 10:42:39
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無人機載光電平臺就是指在無人機上裝載的用來監察的設備,設備安裝的目的就是為了得到完整的監察圖像。在無人機載光電平臺中,有很多載荷,這些載荷需要一種穩定的環境來確保監察圖像的質量,因此,無人機載光電平臺必須有一個穩定的系統。無人機載光電平臺的結構和性能等對無人機的整個工作系統起到至關重要的作用,因此應該重視無人機載光電平臺的結構設計和性能問題,使得光電平臺的結構緊密完整,滿足無人機的系統工作的需要。目前無人機常用的光電平臺框架結構有二軸二框架穩定、三軸三框架穩定等等,穩定的光電平臺結構緊密、體積小,使得無人機的整個工作系統的性能得到提升。無人機載廣電平臺除了有穩定的結構,還要優化外框架結構,為了盡可能的減小無人機在光電平臺的質量,外框架結構在設計的過程中應該得到優化,在滿足無人機工作需要的前提下,盡量減小質量。外框架優化設計之后,質量減少,對提高無人機的工作性能有很大的影響,并且外框架優化后無人機還可以在震動的環境中使用。
2無人機載光電平臺升降結構的設計思路
由于無人機在飛行過程中容易受到飛行阻力,從而影響到無人機的飛行時間。隨著科學技術的發展進步,為了提高無人機的飛行時間,研發出了一種結構簡單、易操作的無人機載光電平臺升降結構。無人機載光電平臺升降結構的工作過程就是:當無人機載光電平臺在正常工作的時候,升降結構可以伸出機外;當無人機載光電平臺結束工作的時候,升降結構收入機腹,以減小無人機的飛行阻力。無人機載光電平臺升降結構的質量問題,也影響著無人機的續航能力,目前,升降結構使用碳纖維鋁蜂窩夾層的復合材料代替傳統的鋁合金材料,質量減輕了幾千克,使無人機的續航能力得到了一定程度上的提高。無人機載光電平臺的升降結構是無人機工作系統中的一項重要的設備,它的操作簡單,卻是整個工作系統中必不可少的,假如升降結構出現問題,無人機的工作將會受到嚴重的影響,甚至無法開展工作。因此,無人機載光電平臺升降結構的設計思路是十分重要的。
2.1無人機載光電平臺升降結構的工作原理
目前無人機載光電平臺升降結構的類型主要有:連桿機構、鏈輪機構等等,在無人機中使用的光電平臺升降結構的設計原理也是特別簡單的,只要滿足穩定性強、剛度強就可以。升降結構的工作原理就是:當電機軸開始旋轉,電機軸上的齒輪也會隨之旋轉,從而大齒輪和絲杠也開始轉動,絲杠上的絲母沿著絲杠的軸做直線運動,升降盤和絲母連接在一起,通過絲母的運動,升降盤也得以升降。無人機載光電平臺升降結構的工作原理簡單,功能簡單,除了工作時間,升降結構只需穩定就行,因此,無人機載光電平臺升降結構的設計思路應該滿足:穩定性強、堅固等等。
2.2無人機載光電平臺升降結構的設計思路
由無人機載光電平臺升降結構的工作原理可知,升降結構在設計過程中應該首先滿足穩定性強、堅固的要求。此外,由于無人機對質量方面的要求是極其嚴格的,無人機載光電平臺升降結構的質量應該盡可能的輕。這樣說來,無人機載光電平臺升降結構的自身承重應該盡可能增強,自身質量要盡可能減輕,研究表明升降結構的自身質量約為承重質量的0.17,這就表明升降結構的設計應該采用一種特殊的方法來滿足。在升降結構的設計過程中,不應采用傳統的設計方法,而是采用了四根絲杠,這樣當電機通過齒輪旋轉帶動絲杠轉動時候,也帶動另外三根絲杠同步旋轉,從而帶動升降盤上下運動,四根絲杠的設計思路是每一根絲杠都既可以起到承重的作用,又可以起到導向的作用。四根絲杠的設計方法,不僅僅增強了無人機載光電平臺升降結構的穩定性,同時又減輕了升降盤的質量,這樣比傳統的兩根絲桿升降結構更加穩定。絲杠的設計上,采用了梯形的螺旋紋,這樣以來可以減小因摩擦造成的縫隙。此外,為了保證絲母的鎖定功能,還要采用單頭的螺紋。升降盤的設計應該采用一種質量較輕的材料,目前一般是由碳纖維復合材料,這樣的材料承重能力強而且自身質量較輕。
3結語
無人機載光電平臺升降結構的設計思路應該滿足穩定性強、承重能力強、自身質量低等要求,在傳統的設計方法上進行改革創新,設計出更好的升降結構,這樣才能有更強的使用性能。總的說來,無人機載光電平臺應該有著廣泛的可看空間和高精細的指標要求,無人機載光電平臺升降結構是光電設備和無人機溝通的橋梁,對兩部分都有著一定的保障作用。為了提高無人機的飛行時間、續航能力等性能,并且提高光電設備監察圖像的質量,無人機載光電平臺升降結構的設計思路應該嚴格遵守穩定性強、承重能力強、質量輕等要求。
作者:許軍峰 單位:中國航空集團公司洛陽電光設備研究所
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