固定于滑撬的航空攝影吊艙機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).pdf

1、低空攝影伴隨著飛行器發(fā)展以及我國(guó)600m以下空域的逐步開放,應(yīng)用前景變得十分廣闊,例如,在獲取1:500,1:1000和1:2000比例尺土地信息方面,低空攝影已獲得廣泛應(yīng)用。其中,低空豎直攝影因采集的圖像其傾角小,圖像信息可容易、高效后續(xù)處理,獲得了較充分的研究。低空豎直攝影系統(tǒng)通常搭載在低空飛行器上,其穩(wěn)定平臺(tái)機(jī)構(gòu)使相機(jī)視軸穩(wěn)定,從而構(gòu)成正常成像系統(tǒng)。輕型直升機(jī)因低空飛行相對(duì)更平穩(wěn)、有效載荷大、工作效率高和更經(jīng)濟(jì),作為低空攝影航空平

2、臺(tái)應(yīng)用較多。但輕型直升機(jī)因艙內(nèi)空間有限,通常艙外固定攝影吊艙,且大多固定在收放的滑撬上。
　　 本文結(jié)合收放滑撬的特點(diǎn)和低空飛行吊艙受外界擾動(dòng)對(duì)相機(jī)成像影響,設(shè)計(jì)了一種適應(yīng)滑撬收放運(yùn)動(dòng)的并聯(lián)滑動(dòng)桿連桿機(jī)構(gòu)以保證相機(jī)豎直攝影,利用柔性桿支撐抑制外界高頻大幅度擾動(dòng),以及減小擾動(dòng)引起吊艙的旋偏。
　　 為保證攝影系統(tǒng)傾角和旋角,本文首先根據(jù)低空豎直攝影規(guī)范提出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求。然后根據(jù)直升機(jī)滑撬收放運(yùn)動(dòng),在Pro／E中設(shè)計(jì)吊艙固定

3、機(jī)構(gòu)三維結(jié)構(gòu),對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行數(shù)學(xué)模型和靜力分析；為了保證整個(gè)低空豎直攝影過(guò)程中吊艙的傾角,再將三維模型導(dǎo)入ADAMS中并建立該機(jī)構(gòu)仿真模型,從而獲得該機(jī)構(gòu)隨著滑撬收放變化其滑動(dòng)桿長(zhǎng)度和傾角變化曲線,初步判斷出所選擇機(jī)構(gòu)參數(shù)其設(shè)計(jì)角度變化范圍未能達(dá)到要求。因此,再對(duì)固定機(jī)構(gòu)相關(guān)設(shè)計(jì)變量進(jìn)行參數(shù)化,設(shè)定傾角優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)和約束條件,對(duì)固定機(jī)構(gòu)傾角進(jìn)行優(yōu)化,優(yōu)化后的傾角在-0.5°～0.5°內(nèi)變化,滿足設(shè)計(jì)要求。
　　 為了進(jìn)一步了解固定機(jī)

4、構(gòu)旋角設(shè)計(jì)情況,對(duì)固定機(jī)構(gòu)柔性桿支撐進(jìn)行振動(dòng)模型簡(jiǎn)化,對(duì)外界擾動(dòng)引起攝影吊艙旋角的變化,進(jìn)行理論分析和仿真求解,得到攝影吊艙旋角和擾動(dòng)響應(yīng)仿真求解結(jié)果與理論分析相符,并且滿足設(shè)計(jì)要求。
　　 最后,進(jìn)行固定攝影吊艙模擬正常飛行環(huán)境運(yùn)行試驗(yàn),考察所設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)傾角和旋角的變化,數(shù)據(jù)顯示傾角和旋角變化都能保證在低空豎直攝影的要求范圍。試驗(yàn)與廣西梧州某區(qū)域完成的低空豎直攝影進(jìn)行了比較,對(duì)航空像片成像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)定,特別是對(duì)像片在傾角和旋角的