1.本实用新型涉及大气电场测量技术领域，尤其是涉及一种基于无人机的四维大气电场仪。


背景技术：

2.大气电场是大气物理的一个重要参数，近地面的大气电场平均强度约130v/m。雷电发生期间地面电场强度呈现脉冲变化特征，峰值可达到几十kv/m。雷电放电过程回击电流大、时间短、电磁辐射强，易造成严重的灾害事故。准确测量大气电场的变化，结合优化的算法，实现雷暴云的有效预警，对研究雷电放电机理、保障电力和信息系统的安全运行具有重要的理论和应用价值。
3.随着研究的深入，在对大气电场进行检测时，通常是测量大气电场的水平和垂直分量，并监测其随着时间的变化，绘制雷暴云移动及变化的模型，以实现大气电场的四维监测，从而有效对即将到来的雷电做出防护，避免灾害的发生。
4.这种大气电场的四维监测，往往需要依赖大气电场的空中测量，这就需要载体将空中电场仪携带到空中进行测量，采用气球、火箭进行搭载，往往只能检测到垂直路线上的电场分布，测量较为单一，而使用飞机，则成本较高，且容易对飞行人员的安全造成威胁，因此，目前较为常用的空中电场探测的载体为无人机。而无人机在搭载空中电场仪时，往往存在空中电场仪固定较为麻烦的问题，降低了空中电场测量的速率，而在紧急时期，一分一秒都是极为珍贵的，这无疑会延缓雷暴云预警的及时性，提升灾难发生的可能性。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本实用新型提供一种基于无人机的四维大气电场仪，能实现空中电场仪的快速固定，使得雷暴云预测更为快捷。
6.本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
7.一种基于无人机的四维大气电场仪，包括无人机及空中电场仪，所述无人机底部设置有一与空中电场仪可拆卸连接的连接件，所述连接件包括连接轴及套设在连接轴下端的紧固套；
8.所述连接轴包括上轴及下轴，所述下轴的外径小于上轴的外径，所述连接轴内设置有一贯穿下轴并延伸至上轴内的连接槽，所述上轴的侧壁上开设有至少2个连通连接槽的安装槽，所述安装槽内设置有契形定位块，所述定位块与安装槽底部之间设置有复位弹簧，所述空中电场仪上设置有连接杆，所述连接杆外侧设置有与定位块相适配的定位槽；
9.所述紧固套包括套设在下轴外并与下轴滑动连接的套环及位于套环顶部的限位块，所述安装槽靠近紧固套一侧开口设置，所述限位块插入安装槽内，并抵在定位块与安装槽底部之间，所述连接杆靠近空中电场仪一端螺纹连接有一外环，所述外环与连接杆之间形成一插槽，所述下轴的侧壁卡入插槽内，所述连接杆完全卡入连接槽后，转动外环推动套环上移，使限位块卡在定位块与安装槽之间，套环上端抵在上轴底部。
10.更进一步地，所述上轴、下轴横截面均为矩形，所述连接杆靠近连接槽一端的横截面为矩形，另一端的横截面为圆形。
11.更进一步地，所述定位块远离连接杆一侧设置有一拉杆，所述拉杆贯穿上轴的侧壁，并延伸至上轴外侧。
12.更进一步地，所述拉杆端部连接有一圆球，所述圆球在连接杆卡入连接槽内时，抵紧在上轴的外壁上。
13.更进一步地，所述定位块与连接杆接触处设置有橡胶防滑垫。
14.本实用新型的有益效果如下：
15.本实用新型提供的基于无人机的四维大气电场仪，能实现空中电场仪的快速固定，其在安装空中电场仪时，可直接将连接杆插入连接槽内，连接杆在进入时，会挤压定位块，使定位块缩回安装槽内，而在连接杆插入位置至定位块与定位槽相对时，定位块会在复位弹簧的作用下伸出，定位块卡在定位槽内，使得连接杆无法离开连接槽，即将空中电场仪固定在连接件上，此时已经基本完成了空中电场仪的固定，而在使用过程中，为了提升空中电场仪安装的稳定性，转动外环，使得外环推动套环上移，限位块插入安装槽内，并位于定位块与安装槽底部之间，使得定位块在使用过程中，即使无人机发生晃动，也无法缩回安装槽内，从而对空中电场仪进行稳固的固定；且固定较为简单，只需要两步即可，第一步将连接杆插入连接槽内，第二步转动外环，使套环顶部与上轴底部抵紧，其花费及时的时间便可以对空中电场仪进行稳固的安装，大幅度提升了无人机与空中电场仪连接的速率，节省了雷暴云预警的前期准备时间，提升了雷暴云预警的及时性。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
17.图1是无人机与空中电场仪整体结构示意图；
18.图2是连接轴结构示意图；
19.图3是连接杆结构示意图；
20.附图标记：1-无人机，2-空中电场仪，3-连接轴，4-上轴，5-下轴，6-定位块，7-复位弹簧，8-安装槽，9-连接槽，10-套环，11-限位块，12-连接杆，13-定位槽，14-外环，15-插槽，16-拉杆，17-圆球。
具体实施方式
21.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
22.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的
实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
24.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连通”应做广义理解，例如，可以是固定连通，也可以是可拆卸连通，或一体地连通；可以是机械连通，也可以是电连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
25.实施例
26.请参照图1所示，本实施例提供一种基于无人机的四维大气电场仪，包括无人机1及空中电场仪2，其中，无人机1至少为4旋翼无人机1，且为了降低无人机1降落时的震动，可在无人机1底部设置支撑脚，支撑脚底部设置减震垫，中部设置减震弹簧，而空中电场仪2则安装在支撑脚之间，同时，空中电场仪2的底部位于支撑脚底部的上方；另外，空中电场仪2与现有的空中电场仪2结构一致，可以从市面上直接购买，其包括外壳、屏蔽电极、感应电极及电极等，感应电极设置为3对，并使其正交分布在空间的三维方向上，两两之间形成差分结构，从而既能消除附加电荷的影响，又能检测到的电场数据传输到地面终端进行处理，达到四维监测的效果；对于空中电场仪2与无人机1的连接，无人机1底部设置有一与空中电场仪2可拆卸连接的连接件，即连接件与无人机1底部固定连接，其用于连接空中电场仪2，连接件包括连接轴3；连接轴3包括上轴4及下轴5，上轴4与无人机1固定连接，下轴5的外径小于上轴4的外径，连接轴3内设置有一贯穿下轴5并延伸至上轴4内的连接槽9，所述上轴4的侧壁上开设有至少2个连通连接槽9的安装槽8，所述安装槽8内设置有契形定位块6，所述定位块6与安装槽8底部之间设置有复位弹簧7，所述空中电场仪2上设置有连接杆12，所述连接杆12外侧设置有与定位块6相适配的定位槽13；即连接槽9开口的一端位于下轴5底部，连接杆12从该处插入连接槽9内，并挤压契形定位块6，使得契形定位块6回缩至安装槽8内，完全插入后，定位块6在复位弹簧7的作用下弹出，卡入定位槽13内，实现连接杆12位置的锁定，从而对空中电场仪2进行有效固定，并且可在定位块6与定位槽13连接处粘贴橡胶防滑垫，防止定位块6与定位槽13滑动。
27.而为了提升连接杆12的稳固性，防止连接杆12在无人机1飞行过程中，因无人机1受到气流或风力影响发生晃动，而使连接杆12与连接件脱离，本实施例中的连接轴3还包括一紧固套，紧固套套设在下轴5上，且紧固套包括套设在下轴5外并与下轴5滑动连接的套环10及位于套环10顶部的限位块11，安装槽8靠近紧固套一侧开口设置，限位块11插入安装槽8内，并抵在定位块6与安装槽8底部之间，连接杆12靠近空中电场仪2一端螺纹连接有一外环14，外环14与连接杆12之间形成一插槽15，下轴5的侧壁卡入插槽15内，连接杆12完全卡入连接槽9后，转动外环14推动套环10上移，使限位块11卡在定位块6与安装槽8之间，套环
10上端抵在上轴4底部，并可以使套环10的外径与上轴4的外径相等，在连接杆12锁紧时，套环10的顶部与上轴4的底部相抵。
28.在需要拆下空中电场仪2时，转动外环14，使得外环14下移，限位块11随着套环10一起下移脱离安装槽8，此时可以使用一薄片或细杆，从连接杆12与连接槽9之间的缝隙插入连接槽9内，使其挤压定位块6，使定位块6回缩，便可使连接杆12自动从连接槽9中离开，实现空中电场仪2的拆卸；其中，为了提升空中电场仪2在使用过程中的稳固性，避免空中电场仪2晃动，可以使连接杆12与连接槽9贴合，并在定位块6远离连接杆12一侧设置一拉杆16，拉杆16贯穿上轴4的侧壁，并延伸至上轴4外侧，可通过拉扯拉杆16实现定位块6的回缩，而为了避免意外碰触到拉杆16，影响整体的稳定性，可以在拉杆16端部设置一圆球17，圆球17在连接杆12卡入连接槽9内时，抵紧在上轴4的外壁上，可以减低拉杆16被意外碰撞的概率。
29.其中，连接轴3及连接杆12可设置为圆柱状，而为了方便加工，可将上轴4、下轴5的横截面均设置为矩形，连接杆12靠近连接槽9一端的横截面为矩形，另一端的横截面为圆形。
30.以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。