[发明专利]一种多气囊空中作业平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种空中作业平台，特别涉及一种多气囊空中作业平台。

背景技术

农用飞机航空作业效率高，例如在麦田灭草作业中，航空喷施比地面机械效率高5～7倍，相当于人工喷施的200～250倍，并且突击能力强，对突发、爆发性病虫害防控效果好；不受作物长势的限制，特别是作物生长至封行后行垄不清晰，航空作业可解决作物生长后期地面机械难以下田作业的问题。与田间作业相比，飞机航空作业还有降低作业成本、不会留下辙印和损坏农作物等的特点。

目前用于农业航空作业的飞行器主要包括有人驾驶的大型固定翼农用飞机、直升飞机、动力伞以及无人驾驶的微小型固定翼飞机、单旋翼直升飞机、非共轴多旋翼直升飞机、飞艇等。

有人驾驶的飞机作业效率高，但存在需要专用机场、维护成本高、航空管制严格等诸多问题。无人驾驶的飞机由于具有无需专用机场、专业飞行员、维护成本低以及航空管制少等特点，而且具有飞行高度低、作业效率及精度高、作业地形适应性广等优点，越来越在农业生产中得到广泛关注。

但无人驾驶的微小型固定翼飞机、单旋翼直升飞机、非共轴多旋翼直升飞机对于普通务农人员而言，价格仍显得昂贵，危险性高，操作不当很容易“摔机”、“炸机”，不仅造成飞机本身的重大损失，而且也给机上装备及地面作物带来严重毁坏，同时还会给地面作业人员带来安全威胁，因此，其使用的安全性问题是制约其快速发展的关键问题之一。气艇相对来说价格适中，作业安全性相对更高，且易于维护，但是传统的飞艇结构存在抗风能力差、作业速度慢、灵活性差等问题，特别是在航拍遥感作业时，由于航空拍摄对机体的稳定性要求很高，传统的气艇结构一般多采用传统的单气囊流线型结构，飞艇艇体的立面比较高，而挂载的遥感信息采集设备相对重心比较低，这种不够紧凑的结构极大地影响了空中作业的稳定性，尤其是在有自然风干扰的气象条件下晃动非常明显。

在公告号为CN2608420Y的中国实用新型专利中公开了一种系留气艇地空全景摄像与成像装置，该装置利用气艇产生上升动力，但是由于气艇为传统的单气囊结构，仍未能很好地解决挂载的遥感信息采集设备的稳定性问题，容易导致遥感数据采集设备所获取数据的精度不高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种安全性高、结构简单及稳定性强的多气囊空中作业平台。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种多气囊空中作业平台，包括升力形成模块、作业吊舱、航空作业设备、作业设备控制模块和空中移动控制模块，所述航空作业设备固定安装在作业吊舱内；

所述升力形成模块包括多个气囊和气囊固定框架，所述多个气囊被气囊固定框架固定在同一平面上；所述多个气囊中充满比重低于空气的气体；

所述空中移动控制模块包括地面站平台、姿态传感器和绞车，所述绞车的数量为3部以上，根据气囊的数量作选择；所述地面站平台与绞车的电控单元连接，通过电控单元控制绞车的工作状态；所述姿态传感器安装在升力形成模块上，用于测量升力形成模块的运动姿态参数，并将测量到的运动姿态参数信号传送给地面站平台；

所述升力形成模块通过绳索与各部绞车连接；

所述气囊固定框架中心位置上设置有挂接装置；所述作业吊舱搭载在气囊固定框架挂接装置上；

所述作业设备控制模块包括空中组件和地面组件，所述空中组件固定安装在作业吊舱内且与航空作业设备连接，

所述航空作业设备通过作业设备控制模块的空中组件与地面组件进行联合控制，由作业设备控制模块的地面组件发出控制信号，空中组件依照控制信号实现航空作业设备的操控。

优选的，所述升力形成模块包括四个气囊，所述气囊固定框架为十字型的，所述四个气囊被气囊固定框架以田字型的结构固定在同一平面上。

优选的，所述姿态传感器为GPS、陀螺仪、航姿参考系统或惯性测量单元。

优选的，所述气囊材料为橡胶、聚氨酯薄膜或聚氯乙烯，所述气囊形状为球体、椭球体、长方体或正方体；所述升力形成模块的气囊固定框架为铝合金和碳纤维材质。

优选的，所述气囊中的气体为氦气或氢气。

优选的，所述升力形成模块的运动姿态参数包括升力形成模块的速度、高度、倾角及运动方向。

优选的，所述绞车包括驱动电机、电控单元、减速机、绳盘和排线器，其中驱动电机与电控单元连接，绳盘与排线器相连，排线器与减速机连接，绳盘上缠绕有绳索，绳索的一端与升力形成模块连接；所述绞车放置地面或安装在地面移动装备上。