一种基于电磁阻尼和陀螺仪平衡的救援直升机专用摇篮

1.本实用新型涉及吊篮，特别是涉及一种基于电磁阻尼和陀螺仪平衡的救援直升机专用摇篮，属于救援吊篮技术领域。


背景技术：

2.吊篮是一种能够替代传统脚手架，可减轻劳动强度，提高工作效率，并能够重复使用的新型高处作业设备。救援吊篮是救援直升机常用到的装置，可载人载物，方便直升机在地形复杂的区域开展救援工作。
3.现有的救援直升机用到的吊篮在空中悬吊时，会发生较大的晃动幅度，对吊篮内的人员或者物品有较大的坠落危险，不利于安全工作。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的是为了提供一种基于电磁阻尼和陀螺仪平衡的救援直升机专用摇篮。
5.本实用新型的目的可以通过采用如下技术方案达到：
6.一种基于电磁阻尼和陀螺仪平衡的救援直升机专用摇篮，包括摇篮担架和平衡仪，所述摇篮担架内底部设置有第二感应线圈，所述摇篮担架外部四角处设置有无线控制模块，所述无线控制模块外壁上设置有钢丝绳，所述钢丝绳一端设置有二维减摇模块，所述二维减摇模块由第一滚轮和第二滚轮组成，所述二维减摇模块外围设置有支撑臂，所述支撑臂底部设置有摇篮外壳，所述支撑臂内顶部设置有所述平衡仪。
7.在进一步的技术方案中，所述第二感应线圈有两组且均卡压固定在所述摇篮担架内底部，所述无线控制模块与所述摇篮担架内壁固定安装。
8.在进一步的技术方案中，所述无线控制模块内部固定有无线收发器和蓄电池，所述蓄电池与所述第二感应线圈电性连接，所述钢丝绳与所述无线控制模块外壁挂钩连接。
9.在进一步的技术方案中，所述二维减摇模块内嵌在所述支撑臂中，所述第一滚轮和所述第二滚轮均与所述支撑臂内部滚动连接，所述钢丝绳绕过所述第二滚轮与所述平衡仪底部挂钩连接。
10.在进一步的技术方案中，所述第一滚轮外壁上滚动连接有转动支架，所述转动支架底部焊接有液压推杆阻尼器，所述摇篮外壳与所述支撑臂外围底部通过轴件转动连接。
11.在进一步的技术方案中，所述摇篮外壳内底部卡压有两组第一感应线圈，所述第一感应线圈、所述液压推杆阻尼器以及所述平衡仪均通过外接线与外部电源和控制设备连接。
12.本实用新型的有益技术效果：
13.本实用新型通过设计一个由摇篮担架、摇篮外壳、二维减摇模块以及平衡仪等组件构成的新型摇篮，可利用平衡仪智能测算摇篮的晃动数据，通过电磁阻尼抑制摇篮的振动，通过阻尼器降低钢丝绳的晃动幅度，进而可有效的降低摇篮在跟随直升机飞行时的晃
动，提高对人员安全的保护。
附图说明
14.图1为按照本实用新型的一种基于电磁阻尼和陀螺仪平衡的救援直升机专用摇篮的一优选实施例的结构示意图；
15.图2为按照本实用新型的一种基于电磁阻尼和陀螺仪平衡的救援直升机专用摇篮的一优选实施例中摇篮担架的结构示意图；
16.图3为按照本实用新型的一种基于电磁阻尼和陀螺仪平衡的救援直升机专用摇篮的一优选实施例中摇篮外壳的结构示意图；
17.图4为按照本实用新型的一种基于电磁阻尼和陀螺仪平衡的救援直升机专用摇篮的一优选实施例中二维减摇模块的结构示意图；
18.图5为按照本实用新型的一种基于电磁阻尼和陀螺仪平衡的救援直升机专用摇篮的一优选实施例中支撑臂的正剖视图；
19.图6为按照本实用新型的一种基于电磁阻尼和陀螺仪平衡的救援直升机专用摇篮的一优选实施例中无线控制模块的正剖视图。
20.附图标记说明如下：
21.1-摇篮担架；2-摇篮外壳；3-钢丝绳；4-第一滚轮；5-第二滚轮；6-二维减摇模块；7-支撑臂；8-第一感应线圈；9-第二感应线圈；10-平衡仪；11-液压推杆阻尼器；12-转动支架；13-无线控制模块；14-外接线；15-无线收发器；16-蓄电池。
具体实施方式
22.为使本领域技术人员更加清楚和明确本实用新型的技术方案，下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
23.如图1-图6所示，本实施例提供的一种基于电磁阻尼和陀螺仪平衡的救援直升机专用摇篮，包括摇篮担架1和平衡仪10，摇篮担架1内底部设置有第二感应线圈9，摇篮担架1外部四角处设置有无线控制模块13，无线控制模块13外壁上设置有钢丝绳3，钢丝绳3一端设置有二维减摇模块6，二维减摇模块6由第一滚轮4和第二滚轮5组成，二维减摇模块6外围设置有支撑臂7，支撑臂7底部设置有摇篮外壳2，支撑臂7内顶部设置有平衡仪10。
24.第二感应线圈9有两组且均卡压固定在摇篮担架1内底部，无线控制模块13与摇篮担架1内壁固定安装，第二感应线圈9为运动导体的结构，无线控制模块13用于和远程控制设备无线连通。
25.无线控制模块13内部固定有无线收发器15和蓄电池16，蓄电池16与第二感应线圈9电性连接，钢丝绳3与无线控制模块13外壁挂钩连接，钢丝绳3主要材料包括优质碳素钢盘条、润滑脂和麻芯。
26.二维减摇模块6内嵌在支撑臂7中，第一滚轮4和第二滚轮5均与支撑臂7内部滚动连接，钢丝绳3绕过第二滚轮5与平衡仪10底部挂钩连接，第一滚轮4用于对钢丝绳3挤压减速，第二滚轮5用于对钢丝绳3滑动支撑。
27.第一滚轮4外壁上滚动连接有转动支架12，转动支架12底部焊接有液压推杆阻尼器11，摇篮外壳2与支撑臂7外围底部通过轴件转动连接，液压推杆阻尼器11可将第一滚轮4
向上挤压钢丝绳3，摇篮外壳2用于连接直升机钩爪和摇篮的设施。
28.摇篮外壳2内底部卡压有两组第一感应线圈8，第一感应线圈8、液压推杆阻尼器11以及平衡仪10均通过外接线14与外部电源和控制设备连接，第一感应线圈8为磁场线圈，用于给运动的第二感应线圈9提供固定的切割磁场，磁场环境下，闭合回路中的导体作切割磁力线运动时会产生作用反力，即阻尼力，而且阻尼力的大小随导体运动的速度而变化，根据楞次定律，如果感应电流是由组成回路的导体作切割磁感线运动而产生，那么运动导体所受的磁场力安培力总是反抗或阻碍导体的运动。从能量守恒的角度，在磁场环境下导体的动能可转换成势能。基于该原理，设计电磁感应阻尼减振装置，将摇篮振动应用于磁感线切割，从而产生安培力并实现摇篮切削振动的抑制。而根据电生磁原理，可以根据mems平衡陀螺仪工作反馈的数据，经过pid计算，得出需要通过的电流，产生合适的磁场，进而使线圈通过不同变化程度的磁通量，使得摇篮摆动趋于平缓。
29.平衡仪10中的陀螺仪采用的是依赖于相互正交的震动和转动引起的交变科里奥利力，mems陀螺仪利用coriolis，将旋转物体的角速度转换成与角速度成正比直流电压信号，其核心部件通过掺杂技术、光刻技术、腐蚀技术、liga技术、封装技术等。mems陀螺仪施加电压并交替改变电压，让一个质量块做振荡式来回运动，当旋转时，会产生科里奥利加速度，此时就可以对其进行测量。
30.本装置的工作原理：本装置在具体使用的时候，摇篮外壳2通过支撑臂7顶部与救援直升机底部固定连接，外接线14接入直升机的控制设备中，在救援过程中，由直升机内的控制设备智能控制摇篮的减摇，在摇篮担架1振动的时候，钢丝绳3通过第二滚轮5拉动平衡仪10，平衡仪10内的陀螺仪测得担架的振动数据，发送给直升机控制端的计算机，分析出平衡振动所需要的电流，然后无线发送给无线控制模块13，无线控制模块13通过蓄电池16给出对应的电流给第一感应线圈8，第一感应线圈8通电，产生与第二感应线圈9相阻的安培力，那么运动导体所受的磁场力总是反抗导体的运动，从而产生安培力并实现摇篮担架1切削振动的抑制，使得摇篮摆动趋于平缓，在摇篮担架1摇晃幅度较大时，摇篮担架1的钢丝绳3在第二滚轮5上的滑动速度增快，根据钢丝绳3对平衡仪10的作用，和绳子的速度，控制设备起到液压推杆阻尼器11向上推动第一滚轮4，挤压在第二滚轮5槽道内的钢丝绳3，减缓钢丝绳3的速度，进而达到降低摇晃幅度的目的，本装置的设计，可有效的降低摇篮在跟随直升机飞行时的晃动，提高对人员安全的保护。
31.以上，仅为本实用新型进一步的实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型所公开的范围内，根据本实用新型的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种基于电磁阻尼和陀螺仪平衡的救援直升机专用摇篮，其特征在于：包括摇篮担架(1)和平衡仪(10)，所述摇篮担架(1)内底部设置有第二感应线圈(9)，所述摇篮担架(1)外部四角处设置有无线控制模块(13)，所述无线控制模块(13)外壁上设置有钢丝绳(3)，所述钢丝绳(3)一端设置有二维减摇模块(6)，所述二维减摇模块(6)由第一滚轮(4)和第二滚轮(5)组成，所述二维减摇模块(6)外围设置有支撑臂(7)，所述支撑臂(7)底部设置有摇篮外壳(2)，所述支撑臂(7)内顶部设置有所述平衡仪(10)。2.根据权利要求1所述的一种基于电磁阻尼和陀螺仪平衡的救援直升机专用摇篮，其特征在于：所述第二感应线圈(9)有两组且均卡压固定在所述摇篮担架(1)内底部，所述无线控制模块(13)与所述摇篮担架(1)内壁固定安装。3.根据权利要求2所述的一种基于电磁阻尼和陀螺仪平衡的救援直升机专用摇篮，其特征在于：所述无线控制模块(13)内部固定有无线收发器(15)和蓄电池(16)，所述蓄电池(16)与所述第二感应线圈(9)电性连接，所述钢丝绳(3)与所述无线控制模块(13)外壁挂钩连接。4.根据权利要求3所述的一种基于电磁阻尼和陀螺仪平衡的救援直升机专用摇篮，其特征在于：所述二维减摇模块(6)内嵌在所述支撑臂(7)中，所述第一滚轮(4)和所述第二滚轮(5)均与所述支撑臂(7)内部滚动连接，所述钢丝绳(3)绕过所述第二滚轮(5)与所述平衡仪(10)底部挂钩连接。5.根据权利要求4所述的一种基于电磁阻尼和陀螺仪平衡的救援直升机专用摇篮，其特征在于：所述第一滚轮(4)外壁上滚动连接有转动支架(12)，所述转动支架(12)底部焊接有液压推杆阻尼器(11)，所述摇篮外壳(2)与所述支撑臂(7)外围底部通过轴件转动连接。6.根据权利要求5所述的一种基于电磁阻尼和陀螺仪平衡的救援直升机专用摇篮，其特征在于：所述摇篮外壳(2)内底部卡压有两组第一感应线圈(8)，所述第一感应线圈(8)、所述液压推杆阻尼器(11)以及所述平衡仪(10)均通过外接线(14)与外部电源和控制设备连接。

技术总结
本实用新型公开了一种基于电磁阻尼和陀螺仪平衡的救援直升机专用摇篮，属于救援吊篮技术领域，包括摇篮担架和平衡仪，所述摇篮担架内底部设置有第二感应线圈，所述摇篮担架外部四角处设置有无线控制模块，所述无线控制模块外壁上设置有钢丝绳，所述钢丝绳一端设置有二维减摇模块，所述二维减摇模块由第一滚轮和第二滚轮组成；本实用新型通过设计一个由摇篮担架、摇篮外壳、二维减摇模块以及平衡仪等组件构成的新型摇篮，可利用平衡仪智能测算摇篮的晃动数据，通过电磁阻尼抑制摇篮的振动，通过阻尼器降低钢丝绳的晃动幅度，进而可有效的降低摇篮在跟随直升机飞行时的晃动，提高对人员安全的保护。员安全的保护。员安全的保护。


技术研发人员：茅景盛 宫逸文 万齐 高翔 蔡刘奇 应子豪
受保护的技术使用者：武汉科技大学
技术研发日：2022.11.23
技术公布日：2023/3/28