CN105620788B - 一种万向平台及无人机测试系统 - Google Patents

Abstract

一种万向平台及无人机测试系统，其中万向平台包括：底座；支撑杆，撑杆与底座固定连接，或者支撑杆与底座为一体结构；容纳组件，所述容纳组件上端设置有容纳腔，容纳组件下端与支撑杆上端固定连接；限位组件，限位组件设置有限位腔，限位组件与容纳组件固定连接；万向球组件，万向球组件包括万向球球体和万向球轴承，万向球球体和万向球轴承固定连接或者为一体结构，万向球球体卡于容纳腔与限位腔之间，万向球轴承及其与万向球球体的连接部分位于限位腔外。本发明的万向平台包括万向球组件，万向球组件可在一定范围内自由转动，用于无人机测试可以有效模拟无人机的真实飞行，避免户外测试，降低测试成本和风险。

Description

一种万向平台及无人机测试系统

技术领域

本发明涉及无人机领域，特别涉及到万向平台及无人机测试系统。

背景技术

随着瓶颈技术的不断攻克，近几年无人机领域呈现出爆炸式的发展，特别是在民用领域，无人机从单纯的航模和航拍，迅速扩展到植保、跟踪、救援、搜寻、安保等领域，可以说无人机已经融入到了我们生活的方方面面。

新产品的不断推出，以及新技术的不断融入，无人机在历经着迅速的更新换代。每一款新产品的推出，已有产品的升级，甚至是刚装配好的成熟产品，在进入市场之前都要进行测试和调整，以使无人机的软硬件都处于最佳状态。例如，需要对飞行控制系统的PID(比例-积分-微分)参数进行调节，以使控制系统输出的信号稳定。

现有技术中，无人机的测试通常是试飞，在试飞过程中，通过观测无人机的飞行姿态，以及无人机中的传感器返回的相关参数对无人机的软硬件进行调节，直至达到满意的结果。

但是试飞有以下缺点：

(1)风险高，容易炸机、失控等，在大多数情况下，无人机试飞时总是处于不良状态，这时的试飞增加了事故发生的概率；

(2)所需场地大；

(3)容易受天气、风速、温度等气候的影响；

(4)受空管等部门的限制；

(5)测试费用高、难度大、周期长。

发明内容

本发明解决的问题是现有技术中，无人机的测试存在风险大、成本高、容易受影响等缺点。

为解决上述问题，本发明提供一种万向平台，包括：

底座；

支撑杆，支撑杆与底座固定连接，或者支撑杆与底座为一体结构；

容纳组件，所述容纳组件上端设置有容纳腔，容纳组件下端与支撑杆上端固定连接；

限位组件，限位组件设置有限位腔，限位组件与容纳组件固定连接；

万向球组件，万向球组件包括万向球球体和万向球轴承，万向球球体和万向球轴承固定连接或者为一体结构，万向球球体卡于容纳腔与限位腔之间，万向球轴承及其与万向球球体的连接部分位于限位腔外；

限位块，限位块呈L型，限位块第一端与限位组件可拆卸连接，限位块第二端设置有与万向球轴承相配合的圆柱面，限位块的数量至少为两个。

进一步，底座上设置有若干连接孔。

进一步，支撑杆与底座通过螺纹连接，容纳组件与支撑杆通过螺纹连接，限位组件与容纳组件通过螺纹连接。

进一步，所述限位腔上部孔直径小于万向球球体的直径，大于万向球轴承的直径。

进一步，容纳腔与万向球球体相配合。

进一步，限位腔与万向球球体相配合。

进一步，限位块第一端设置有凹槽，限位组件上设置有凸块，所述凹槽与凸块相配合，所述凸块嵌入凹槽可实现限位块与限位组件的连接。

进一步，限位块的数量为两个，且沿万向球轴承轴线对称设置。

进一步，还包括：

第一限位销；

与第一限位销相配合的圆孔形第一限位腔，第一限位腔贯穿限位组件和万向球球体，第一限位腔轴线位于水平面内，第一限位销插入第一限位腔对万向球球体的运动进行限制。

进一步，还包括：

第二限位销；

与第二限位销相配合的圆孔形第二限位腔，第二限位腔贯穿限位组件和万向球球体，第二限位腔轴线位于水平面内，第二限位销插入第二限位腔对万向球球体的运动进行限制，且第一限位腔轴线和第二限位腔轴线在同一水平面内的投影相互垂直。

进一步，第一限位腔轴线和第二限位腔轴线位于同一水平面内，且都经过万向球球体的球心。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明的万向平台包括万向球组件，万向球组件可在一定范围内自由转动，用于无人机测试可以有效模拟无人机的真实飞行，避免户外测试，降低测试成本和风险。

进一步，万向平台还包括限位块，所述限位块可以限制万向球球体只绕万向球轴承轴线旋转，可以用于测试和调节无人机Z轴方向的相关参数，如PID。

进一步，万向平台还包括第一限位销、第一限位腔、第二限位销、第二限位腔，可以限制万向球球体只绕万向球轴承轴线旋转，可以用于测试和调节无人机X和/或Y轴方向的相关参数，如PID。

本发明还提供一种无人机测试系统，包括：

上述的万向平台；

安装平台，所述安装平台与万向球轴承固定连接；

固定装置，所述固定装置用于固定无人机于安装平台上。

进一步，还包括：

缓冲层，所述缓冲层置于安装平台上，安装上无人机时，缓冲层位于安装

平台与无人机之间起缓冲作用。

进一步，固定装置为绑带，所述绑带将无人机捆绑固定于安装平台上。

进一步，固定装置为连杆，连杆的一端与安装平台固定连接，连杆的另一

端与无人机固定连接。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明无人机测试系统的万向平台包括万向球组件，万向球组件可在一定范围内自由转动，用于无人机测试可以有效模拟无人机的真实飞行，避免户外测试，降低测试成本和风险。

附图说明

图1是本发明第一实施例中底座和支撑杆的示意图；

图2是本发明第一实施例中容纳组件，限位组件和万向球组件的爆炸图；

图3是本发明第一实施例中容纳组件，限位组件和万向球组件的组装剖面示意图；

图4是本发明第一实施例中容纳组件、限位组件、万向球组件、第一限位腔和第一限位销的示意图；

图5是本发明第一实施例中容纳组件、限位组件、万向球组件、第一限位腔和限位块的示意图；

图6是本发明第一实施例中万向平台的示意图；

图7是本发明第二实施例中万向平台、安装平台、固定装置和无人机的爆炸图；

图8是本发明第二实施例中无人机测试系统安装有无人机的示意图。

具体实施方式

现有技术中，无人机的测试调试存在风险大、成本高、容易受影响等缺点。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

第一实施例

本实施例提供一种万向平台，参考图1和图2，包括：底座1，支撑杆2，容纳组件3，限位组件4和万向球组件5。

其中，底座1用于将万向平台稳定立于地面或者其他测试平台上，所述底座1可以为三脚支架、平板等常见底座。

在本实施例中，所述底座1为圆形平板。

底座1可以通过地脚螺栓，也可通过挂载重物固定在地面或者其他测试平台上。

在本实施例中，底座1上设置有若干连接孔，底座1通过地脚螺栓固定在地面或者其他测试平台上。

所述支撑杆2与底座1固定连接，或者支撑杆2与底座1为一体结构。在本实施例中，支撑杆2与底座1通过螺纹连接。

所述支撑杆2用于将无人机支撑悬空，以方便无人机进行相关测试。在实际应用中，支撑杆2的长度以及直径需要根据无人机的大小和重量决定，一方面支撑杆2需要能够支撑起无人机而不至于断裂，另一方面，不管无人机处理什么姿态，支撑杆2需要能够悬空无人机。

所述容纳组件3上端设置有容纳腔31，容纳组件3下端与支撑杆2上端固定连接。在具体实施例中，容纳组件3与支撑杆2通过螺纹连接。

在本实施例中，所述容纳组件3呈3级台阶状，下台阶与支撑杆2通过螺纹连接，下台阶与支撑杆2上端的连接部分相配合。

参考图3和图4，容纳腔31内表面为球面，并与万向球球体51相配合，以使万向球组件5至于容纳腔31上时，万向球球体51与容纳腔31内表面能够贴合。这可以防止万向球球体51的平动，并尽量减小万向球球体51转动时产生的摩擦。

所述限位组件4设置有限位腔41，限位组件4与容纳组件3固定连接。在本实施例中，限位组件4与容纳组件3的通过螺纹连接。

在本实施例中，限位组件4为中空的两级台阶状组件，限位组件4的下台阶与容纳组件3的第二层台阶通过螺纹连接，限位腔41设置于限位组件4的上台阶，并贯穿所述上台阶。

所述容纳组件3的第三级台阶置于限位组件4的空腔内，并相配合。

所述限位腔41上部孔直径小于万向球球体51的直径，大于万向球轴承52的直径。防止万向球球体51从限位腔41穿出，并使万向球轴承52能够穿过限位腔41。

在本实施例中，所述限位腔41的内表面的球弧面，且所述球弧面与万向球球体51相配合，以使万向球组件5至于容纳腔31和限位腔41之间时，万向球球体51与限位腔41内表面能够贴合，这可以防止万向球球体51的平动，并尽量减小万向球球体51转动时产生的摩擦。

所述万向球组件5包括万向球球体51和万向球轴承52，万向球球体51和万向球轴承52固定连接或者为一体结构。在本实施例中，所述万向球球体51和万向球轴承52为一体结构。

万向球球体51卡于容纳腔31与限位腔41之间，万向球轴承52及其与万向球球体51的连接部分位于限位腔41外。

通过作用力于万向球轴承52上，可以通过万向球轴承52带动万向球球体51转动。

所述限位腔41上部孔直径越大，万向球轴承52的转动幅度就越大，在本实施例中，万向球轴承52在任一竖直平面内的转动角度可以达到120°。

参考图5，在本实施例中，所述万向平台还包括限位块6，所述限位块6呈L型，限位块6第一端与限位组件4可拆卸连接，限位块6第二端设置有与万向球轴承52相配合的圆柱面，限位块6的数量至少为两个。

圆柱面一方面限制万向球球体51只绕万向球轴承52轴线旋转，另一方面，可以减小万向球轴承52自转时产生的摩擦力。

在本实施例中，限位块6第一端设置有凹槽61，限位组件4上端面设置有凸块62，所述凹槽61与凸块62相配合，所述凸块62嵌入凹槽61可实现限位块6与限位组件4的连接。

这种连接方式可以方便的安装和拆卸限位块6，以方便无人机的测试和调试。

在本实施例中，限位块6的数量为两个，且沿万向球轴承52轴线对称设置。

在其他实施例中，限位块6的数量为三个或三个以上。

参考图2和图4在本实施例中，万向平台还包括第一限位销72和第一限位腔71。第一限位腔71与第一限位销72相配合，且第一限位腔71呈圆孔形，第一限位腔71贯穿限位组件4和万向球球体51，第一限位腔71轴线位于水平面内，第一限位销72插入第一限位腔71对万向球球体51的运动进行限制。

通过第一限位销72的限定，万向球球体51只能绕第一限位腔71轴线转动。

参考图2，第一限位腔71在加工过程中，可能部分容纳组件3也会被加工，以便形成第一限位腔71。

参考图2和图4在本实施例中，万向平台还包括第二限位销和第二限位腔，第二限位腔与第二限位销相配合，且第二限位腔呈圆孔形，第二限位腔贯穿限位组件4和万向球球体51，第二限位腔轴线位于水平面内，第二限位销插入第二限位腔对万向球球体51的运动进行限制。第一限位腔71轴线和第二限位腔轴线在同一水平面内的投影相互垂直。

通过第二限位销的限定，万向球球体51只能绕第二限位腔轴线转动。

参考图2，第二限位腔在加工过程中，可能部分容纳组件3也会被加工，以便形成第二限位腔。

在本实施例中，第一限位腔71轴线和第二限位腔轴线位于同一水平面内，且都经过万向球球体51的球心。这样可以提高万向球球体51转动的稳定性，并提高万向球球体51的强度。

参考图6，图6是所有元件组合在一起后的整体图。本实施例的万向平台包括万向球组件，万向球组件可在一定范围内自由转动，用于无人机测试可以有效模拟无人机的真实飞行，避免户外测试，降低测试成本和风险。

而且，万向平台还包括第一限位销、第一限位腔、第二限位销、第二限位腔，可以限制万向球球体只绕万向球轴承轴线旋转，可以用于测试和调节无人机X和/或Y轴方向的相关参数，如PID。

第二实施例

参考图2、图7和图8，本实施例提供一种无人机测试系统，包括：第一实施例所述的万向平台，安装平台100和固定装置。

其中，所述安装平台100与万向球轴承52固定连接，如通过螺纹连接。在本实施例中，万向球轴承52上端有一连接部，连接部上有螺纹孔，通过螺钉连接安装平台100与万向球轴承52。

所述固定装置用于固定无人机400于安装平台100上。

在本实施例中，无人机测试系统还包括缓冲层300，所述缓冲层300置于安装平台100上，如通过螺纹安装。

安装上无人机时，缓冲层300位于安装平台100与无人机之间起缓冲作用，在无人机测试过程中起到减震和防磨损的作用。

在本实施例中，缓冲层300为橡胶垫。

在具体实施例中，所述固定装置可以为绑带，所述绑带将无人机捆绑固定于安装平台100上。也可以为其他可以将无人机与安装平台100固定连接的固定装置。

在本实施例中，所述固定装置为连杆200，连杆200包括球形扣201和管夹202。

在本实施例中，所述无人机包括4个机臂401，所述球形扣201连接至安装平台100，管夹202连接机臂401，通过四个连杆200将无人机固定在安装平台100上。

无人机安装好之后，无人机的机身轴线与第一限位腔轴线平行，或者与第二限位腔轴线平行。

在本实施例中，无人机的机身轴线与第一限位腔轴线平行。

第三实施例

本实施例介绍第二实施例无人机测试系统测试无人机参数的方法。

步骤包括：

1)将无人机固定安装于安装平台上，并使无人机的机身轴线与第一限位腔轴线平行；

2)取下限位块和第二限位销，将第一限位销插入第一限位腔，测试和调试无人机滚转姿态相关参数；

3)取下限位块和第一限位销，将第二限位销插入第二限位腔，测试和调试无人机俯仰姿态相关参数；

4)取下第一限位销和第二限位销，安装上限位块，测试和调试无人机偏航姿态相关参数；

5)取下无人机，测试调试完毕。

在其他实施例中，步骤2、步骤3、步骤4的次序可以调换，也可以根据需要只测试调试其中的一项或者两项。

在其他实施例中，由于有些测试调试可以分通道进行，例如PID测试调试，可以通过X通道，Y通道和Z通道分别进行调试测试，那么在这种情况下，可以将限位块、第一限位销和第二限位销全部取下，通过分通道测试仍可以得到测试调试结果。

本测试方法避免了户外测试，降低测试成本和风险。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (12)

1.一种万向平台，其特征在于，包括：

底座；

支撑杆，支撑杆与底座固定连接，或者支撑杆与底座为一体结构；

容纳组件，所述容纳组件上端设置有容纳腔，容纳组件下端与支撑杆上端固定连接；所述容纳组件呈3级台阶状，下台阶与支撑杆通过螺纹连接；

限位组件，限位组件设置有限位腔，限位组件与容纳组件固定连接；限位组件为中空的两级台阶状组件；限位组件的下台阶与容纳组件的第二层台阶通过螺纹连接，限位腔设置于限位组件的上台阶，并贯穿所述上台阶；所述容纳组件的第三级台阶置于限位组件的空腔内，并相配合；

万向球组件，万向球组件包括万向球球体和万向球轴承，万向球球体和万向球轴承固定连接或者为一体结构，万向球球体卡于容纳腔与限位腔之间，万向球轴承及其与万向球球体的连接部分位于限位腔外；

限位块，限位块呈L型，限位块第一端与限位组件可拆卸连接，限位块第二端设置有与万向球轴承相配合的圆柱面，限位块的数量至少为两个；

第一限位销；

与第一限位销相配合的圆孔形第一限位腔，第一限位腔贯穿限位组件和万向球球体，第一限位腔轴线位于水平面内，第一限位销插入第一限位腔对万向球球体的运动进行限制；

第二限位销；

与第二限位销相配合的圆孔形第二限位腔，第二限位腔贯穿限位组件和万向球球体，第二限位腔轴线位于水平面内，第二限位销插入第二限位腔对万向球球体的运动进行限制，且第一限位腔轴线和第二限位腔轴线在同一水平面内的投影相互垂直；

第一限位腔轴线和第二限位腔轴线位于同一水平面内，且都经过万向球球体的球心。

2.如权利要求1所述的万向平台，其特征在于，底座上设置有若干连接孔。

3.如权利要求1所述的万向平台，其特征在于，支撑杆与底座通过螺纹连接，容纳组件与支撑杆通过螺纹连接，限位组件与容纳组件通过螺纹连接。

4.如权利要求1所述的万向平台，其特征在于，所述限位腔上部孔直径小于万向球球体的直径，大于万向球轴承的直径。

5.如权利要求1所述的万向平台，其特征在于，容纳腔与万向球球体相配合。

6.如权利要求1所述的万向平台，其特征在于，限位腔与万向球球体相配合。

7.如权利要求1所述的万向平台，其特征在于，限位块第一端设置有凹槽，限位组件上设置有凸块，所述凹槽与凸块相配合，所述凸块嵌入凹槽可实现限位块与限位组件的连接。

8.如权利要求7所述的万向平台，其特征在于，限位块的数量为两个，且沿万向球轴承轴线对称设置。

9.一种无人机测试系统，其特征在于，包括：

权利要求1-8任一所述的万向平台；

安装平台，所述安装平台与万向球轴承固定连接；

固定装置，所述固定装置用于固定无人机于安装平台上。

10.如权利要求9所述的无人机测试系统，其特征在于，还包括：

缓冲层，所述缓冲层置于安装平台上，安装上无人机时，缓冲层位于安装平台与无人机之间起缓冲作用。

11.如权利要求9所述的无人机测试系统，其特征在于，固定装置为绑带，所述绑带将无人机捆绑固定于安装平台上。

12.如权利要求9所述的无人机测试系统，其特征在于，固定装置为连杆，连杆的一端与安装平台固定连接，连杆的另一端与无人机固定连接。