CN107264834B - 一种农用无人机室内测试平台及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种农用无人机室内测试平台及测试方法，所述测试平台包括承载装置、限高装置、支撑装置以及测试装置；所述承载装置通过轴承座固定在所述限高装置上，所述限高装置通过轴承座固定在所述支撑装置上，所述测试装置连接在所述限高装置和所述支撑装置之间。所述测试方法为农用无人机的悬停特性和整机升力的测试方法，主要用于室内测试农用无人机的悬停时间和升力性能。本发明是对无人机的整机进行测试，避免因测试出无人机某一部分而忽略了其他部分对结果的影响，得出数据具有科学性、可靠性。

Description

一种农用无人机室内测试平台及测试方法

技术领域

本发明涉及农业航空技术领域，具体涉及一种农用无人机测试平台及测试方法。

背景技术

近年来，农用植保无人机是植保领域的研究热点，政府大力关注此领域，以到达国内农药喷施的精准喷施，减量减污染，研究农用植保无人机的企业也是呈线性增长，市面上的无人机种类也是多种多样，有单旋翼直升机、多旋翼无人机、油动的、电动的，但是各个企业的无人机种类繁多，机器性能也是参次不齐，急需政府出台适合农用无人机的性能检测标准，对企业的各种类型无人机进行检测。

目前，农用无人机主要体型偏大，重量较重，适合室外飞行，室外测试会有很多不确定因素的干扰，比如外界风，气流，天气因素等等，因此室内的测试仍是关键所在，目前关于室内的性能检测机构及企业院校几乎没有，能适合市面上各种机型的农用无人机检测平台更是没有，因此相关的检测平台的建设迫在眉睫。

发明内容

为了克服现有技术的上述不足，本发明的目的在于提供一种农用无人机室内测试平台及方法，该测试平台能可靠精准地测试农用无人机实际飞行中的稳定性性能。

本发明实现上述目的的技术方案为：

一种农用无人机室内测试平台，包括承载装置、限高装置、支撑装置以及测试装置；所述承载装置通过所述限高装置与支撑装置连接上，所述测试装置设置在所述限高装置和所述支撑装置之间；

所述测试装置包括拉压力传感器、显示器以及横向连接杆；所述拉压力传感器信号连接数据分析系统，所述拉压力传感器一端固定在所述支撑装置上，另一端连接支撑装置，拉压力传感器信号连接显示器；所述横向连接杆上端与所述承载装置固定连接。

还包括保护装置，该保护装置为一方形网罩结构，所述承载装置、限高装置、支撑装置以及测试装置设置于保护装置内。

所述承载装置包括至少两根上平行支撑杆以及至少两根下平行支撑杆，任一所述上平行支撑杆垂直于任一所述下平行支撑杆，且所述上平行支撑杆和下平行支撑杆排布成网格状。

所述限高装置包括至少四根上端紧固连接在所述承载装置上的线性光滑轴，所述支撑装置在与每根线性光滑轴对应的位置设有线性轴承，该线性轴承设置于轴承座中；所述线性光滑轴的下端向下穿过线性轴承，且线性光滑轴的下端设有限位块；每根线性光滑轴上设置有上缓冲弹簧和下缓冲弹簧，其中，上缓冲弹簧设置于轴承座与承载装置之间的线性光滑轴上，下缓冲弹簧设置于轴承座与限位块之间的线性光滑轴上。

所述支撑装置包括支架、设置在支架顶端的支撑板以及设置在支架底部的锁紧万向轮；所述支架的任意相邻两根杆件连接处设置有固定件。

农用无人机通过固定卡绳绑定在所述上平行支撑杆上。

一种使用上述所述的农用无人机室内测试平台实现的农用无人机悬停性能测试方法，包括如下步骤：

a、通过固定卡绳将农用无人机的起落架绑定在承载装置上；

b、接通农用无人机和测试装置的电源，拨动遥控器油门至第一个油门档位，农用无人机慢慢上升拉动拉压力传感器，最终悬停；保持在该油门挡位，直至电池耗尽，农用无人机降落；显示器显示实时升力数据，数据分析系统记录农用无人机在该测试过程的升力数据以及时长；

c、更换农用无人机电池，接通农用无人机和测试装置的电源；拨动遥控器油门至第二个油门档位，农用无人机慢慢上升拉动拉压力传感器，最终悬停；保持在该油门挡位，直至电池耗尽，农用无人机降落；显示器显示实时升力数据，数据分析系统记录农用无人机在该测试过程的升力数据以及时长；

d、重复步骤c测试其他任一油门档位，数据分析系统记录该档位的升力数据以及时长；

e、重复步骤b、c、d两次；

f、测试完成，关闭农用无人机和测试装置电源，采集各个档位的升力数据以及时长，并分析农用无人机悬停性能：对于某一个油门档位，悬停时间越长且升力数据越稳定，表示农用无人机悬停性能越好，结合各个挡位的悬停特性，从而获知农用无人机的综合悬停性能。

优选地，在步骤b中，拨动遥控器油门至第一个油门档位时，农用无人机上升并悬停后，所述上缓冲弹簧处于自然伸长状态；在步骤d中，当拨动遥控器油门至最高油门档位时，农用无人机上升并悬停后，所述下缓冲弹簧处于自然伸长状态。

另一方案，一种使用上述所述的农用无人机室内测试平台实现的农用无人机整机升力测试方法，包括如下步骤：

a、通过固定卡绳将农用无人机的起落架绑定在承载装置上；

b、接通农用无人机和测试装置电源，拨动遥控器油门的第一个档位，农用无人机上升拉动拉压力传感器，最终悬停；显示器显示此时的升力数据，数据分析系统记录此时的升力数据；

c、依次拨动遥控器油门的其他档位，数据分析系统分别记录下该档位的升力数据；

d、重复步骤b、c两次；

e、测试完成，关闭农用无人机和测试装置电源，采集各个档位的升力数据。

优选地，在步骤b中，拨动遥控器油门至第一个油门档位时，农用无人机上升并悬停后，所述上缓冲弹簧处于自然伸长状态；在步骤c中，当拨动遥控器油门至最高油门档位时，农用无人机上升并悬停后，所述下缓冲弹簧处于自然伸长状态。

本发明与现有技术相比具有以下的有益效果：

1、本测试平台可以检测目前市场上各种机型，基于承载装置的可调性，可以搭载多旋翼、单旋翼、油动、电动无人机。

2、本发明限制无人机在升降自由度的一个自由度上运动，同时全程在室内环境检测，杜绝了各种不确定因素影响，使得检测结果误差很小，符合无人机自身的真实参数检测。

3、本发明搭载无人机方便，只需要固定无人机起落架即可，同时均有保护装置保护无人机和测试人员安全。

4、本发明是对无人机的整机进行测试，避免因测试出无人机某一部分而忽略了其他部分对结果的影响，得出数据具有科学性、有依据性。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图；

图2为农用无人机绑定承载装置立体结构示意图；

图3为限高装置立体结构示意图；

图4为支撑装置立体结构示意图；

图5为测试装置绑定限高装置立体结构示意图；

图6为保护装置立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1：

参照图1，一种农用无人机1室内测试平台，包括承载装置2、限高装置3、支撑装置4以及测试装置5；所述承载装置2通过所述限高装置3与支撑装置4连接上，所述测试装置5设置在所述限高装置3和所述支撑装置4之间；所述测试装置5包括拉压力传感器501、显示器502以及横向连接杆505；所述拉压力传感器501信号连接数据分析系统，所述拉压力传感器501一端固定在所述支撑装置4上，另一端连接支撑装置4，拉压力传感器501信号连接显示器502；所述横向连接杆505上端与所述承载装置2固定连接。农用无人机1通过固定卡绳203绑定在承载装置2上，承载装置2将农用无人机1的起落架固定。承载装置2通过螺钉与限高装置3固定，或者限高装置3的线性光滑轴302的顶端通过上端的线性轴承303与承载装置2固定。限高装置3与支撑装置4共用同一个支撑板401，限高装置3的线性光滑轴302穿过支撑板401并通过轴承座301与支撑板401紧固连接。

所述承载装置2包括至少两根上平行支撑杆201以及至少两根下平行支撑杆202，任一所述上平行支撑杆201垂直于任一所述下平行支撑杆202，且所述上平行支撑杆201和下平行支撑杆202排布成网格状。如图2，承载装置2为两根上平行支撑杆201和两根下平行支撑杆202搭接并形成井字形结构，农用无人机1的起落架通过固定卡绳203固定在两根上平行支撑杆201上，实现紧固连接。同样地，可以设置多根相互平行的上平行支撑杆201，以适用起落架间距的农用无人机1。

如图3，所述限高装置3包括至少四根上端紧固连接在所述承载装置2上的线性光滑轴302，所述支撑装置4在与每根线性光滑轴302对应的位置设有线性轴承303，该线性轴承303设置于轴承座301中；所述线性光滑轴302的下端向下穿过线性轴承303，且线性光滑轴302的下端设有限位块305；每根线性光滑轴302上设置有上缓冲弹簧304和下缓冲弹簧504，其中，上缓冲弹簧304设置于轴承座301与承载装置2之间的线性光滑轴302上，下缓冲弹簧504设置于轴承座301与限位块305之间的线性光滑轴302上。限高装置3穿套过支撑装置4的支撑板401，限高装置3的顶端通过线性轴承303与承载装置2连接，如图5所示。其中的两个线性轴承303之间的上缓冲弹簧304具有缓冲作用，保护农用无人机1以及本测试平台，线性光滑轴302使得无人机在Z轴方向上单自由度运动，所述Z轴是指沿竖直的轴向方向。本实施例中，当承载装置2连接在限高装置3上时，线性光滑轴302能在Z轴方向竖直移动。

如图4，所述支撑装置4包括支架402、设置在支架402顶端的支撑板401以及设置在支架402底部的锁紧万向轮403；所述支架402的任意相邻两根杆件连接处设置有固定件404。支架402由多个杆件搭接而成，如图4所示的支架402的结构，能很好的将平台稳定住。在支架402的底部还设置有锁紧万向轮403，以方便本测试平台的整体移动。另外，本测试平台所述的支架402的结构不仅只包含如图4所示的结构，凡是能起到固定、稳定以及支撑的多个杆件搭接的结构，都可以作为本测试平台所述的支架402。

如图5，在支撑装置4和限高装置3中间的空间内设置有测试装置5。测试装置5的横向连接杆505上端通过连接件506固定在承载装置2上，横向连接杆505的下端连接有弹性件，拉压力传感器501的底端固定在支撑板401上，顶端与弹性件连接。参照图1和图5，测试装置5的下缓冲弹簧504套装在线性光滑轴302上，下缓冲弹簧504的一端抵接在支撑板401上，另一端被线性轴承303限定。如图1，当农用无人机1上升，带动承载装置2一起上升时，承载装置2牵引限高装置3上升，在此上升过程中，下缓冲弹簧504被压缩并提供给线性光滑轴302一个向下的弹力。因此，当农用无人机1放置于承载装置2上时，限高装置3被压缩，上缓冲弹簧304被压缩，提供给承载装置2向上的弹力；当农用无人机1上升时，下缓冲弹簧504被压缩，提供给承载装置2向下的弹力。当承载装置2上升时，横向连接杆505一起上升，横向连接杆505连接的弹性件也被拉升，这个力传递到拉压力传感器501上，拉压力传感器501实时检测该拉升的力的值，通过传输线503传递给显示器502，显示器502实时显示拉压力的值。

还包括保护装置6，该保护装置6为一方形网罩结构，所述承载装置2、限高装置3、支撑装置4以及测试装置5设置于保护装置6内。

农用无人机1通过固定卡绳203绑定在所述上平行支撑杆201上。

一种使用上述所述的农用无人机1室内测试平台实现的农用无人机1悬停性能测试方法，包括如下步骤：

a、通过固定卡绳203将农用无人机1的起落架绑定在承载装置2上；

b、接通农用无人机1和测试装置5的电源，拨动遥控器油门至第一个油门档位，农用无人机1慢慢上升拉动拉压力传感器501，最终悬停；保持在该油门挡位，直至电池耗尽，农用无人机1降落；显示器502显示实时升力数据，数据分析系统记录农用无人机1在该测试过程的升力数据以及时长；

c、更换农用无人机1电池，接通农用无人机1和测试装置5的电源；拨动遥控器油门至第二个油门档位，农用无人机1慢慢上升拉动拉压力传感器501，最终悬停；保持在该油门挡位，直至电池耗尽，农用无人机1降落；显示器502显示实时升力数据，数据分析系统记录农用无人机1在该测试过程的升力数据以及时长；

d、重复步骤c测试其他任一油门档位，数据分析系统记录该档位的升力数据以及时长；

e、重复步骤b、c、d两次；

f、测试完成，关闭农用无人机1和测试装置5电源，采集各个档位的升力数据以及时长，并分析农用无人机1悬停性能：对于某一个油门档位，悬停时间越长且升力数据越稳定，表示农用无人机1悬停性能越好，结合各个挡位的悬停特性，从而获知农用无人机1的综合悬停性能。

本发明所述的检测方法不仅限定于农用无人机，还适用无人机的性能测试；测得无人机在各个挡位的悬停时间，主要检测无人机的耐久性和飞行稳定性以及在空载和满载情况下的续航时间。进行空载测试续航时间和满载测试续航时间，检测不同型号无人机为了满足行业标准的测试，行业标准规定农用无人机耐久性要达到80小时，室外测试无法满足此要求，同时检测无人机飞行稳定性，在没有外界干扰下，检测不同型号的无人机是否能达到飞行的稳定性，并检测各个电机的转速是否一致。

在步骤b中，拨动遥控器油门至第一个油门档位时，农用无人机1上升并悬停后，所述上缓冲弹簧304处于自然伸长状态；在步骤d中，当拨动遥控器油门至最高油门档位时，农用无人机1上升并悬停后，所述下缓冲弹簧504处于自然伸长状态。上缓冲弹簧304用于对农用无人机1在不工作时或者坠落时提供弹性支撑，农用无人机1从停止状态开始上升的初始过程中，上缓冲弹簧304对农用无人机1有向上的弹力，同时拉压力传感器501中的弹性元件也对农用无人机1有作用力，此时拉压力传感器501检测到的拉压力不是农用无人机1实际的升力，体现不了农用无人机1的悬停性能，因此需要让农用无人机1上升到上缓冲弹簧304完全伸直的状态；同理，下缓冲弹簧504是用于放置农用无人机1上升过高时发生撞击，农用无人机1上升到超过某一个高度时，就会压缩下缓冲弹簧504，因此在测试悬停特性的时候，也不能让上升到让下缓冲弹簧504压缩的位置。

以上所述的方法用于检测农用无人机1的悬停时间，通过测试整机的悬停时间，就是悬停时间越长，证明机器的稳定性越好，从而能综合的得出整机性能。以上方法在室内使用，得到的数据排除了较多干扰，数据可靠程度高。

实施例2：

一种使用上述的农用无人机1室内测试平台实现的农用无人机1整机升力测试方法，包括如下步骤：

a、通过固定卡绳203将农用无人机1的起落架绑定在承载装置2上；

b、接通农用无人机1和测试装置5电源，拨动遥控器油门的第一个档位，农用无人机1上升拉动拉压力传感器501，最终悬停；显示器502显示此时的升力数据，数据分析系统记录此时的升力数据；

c、依次拨动遥控器油门的其他档位，数据分析系统分别记录下该档位的升力数据；

d、重复步骤b、c两次；

e、测试完成，关闭农用无人机1和测试装置5电源，采集各个档位的升力数据。

本发明所述的检测方法不仅限定于农用无人机，还适用无人机的升力性能测试；测得无人机在各个挡位的升力数据后，就能验证无人机的输出效率，判断不同型号的电机和不同型号的浆的实际升力值和理论升力值是否匹配；同时不同油门档位下，可以测得不同无人机的不同电机的效率，方便以后对不同型号无人机做能源载荷匹配，针对不同无人机的载荷，为电机和浆的配置给出实验数据支持。

在步骤b中，拨动遥控器油门至第一个油门档位时，农用无人机1上升并悬停后，所述上缓冲弹簧304处于自然伸长状态；在步骤c中，当拨动遥控器油门至最高油门档位时，农用无人机1上升并悬停后，所述下缓冲弹簧504处于自然伸长状态。

本发明的实施方式不限于此，按照本发明的上述内容，利用本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (9)

1.一种农用无人机室内测试平台，其特征在于：包括承载装置(2)、限高装置(3)、支撑装置(4)以及测试装置(5)；所述承载装置(2)通过所述限高装置(3)与支撑装置(4)连接上，所述测试装置(5)设置在所述限高装置(3)和所述支撑装置(4)之间；

所述测试装置(5)包括拉压力传感器(501)、显示器(502)以及横向连接杆(505)；所述拉压力传感器(501)信号连接数据分析系统，所述拉压力传感器(501)一端固定在所述支撑装置(4)上，另一端连接横向连接杆(505)，拉压力传感器(501)信号连接显示器(502)；所述横向连接杆(505)上端与所述承载装置(2)固定连接；

所述限高装置(3)包括至少四根上端紧固连接在所述承载装置(2)上的线性光滑轴(302)，所述支撑装置(4)在与每根线性光滑轴(302)对应的位置设有线性轴承(303)，该线性轴承(303)设置于轴承座(301)中；所述线性光滑轴(302)的下端向下穿过线性轴承(303)，且线性光滑轴(302)的下端设有限位块(305)；每根线性光滑轴(302)上设置有上缓冲弹簧(304)和下缓冲弹簧(504)，其中，上缓冲弹簧(304)设置于轴承座(301)与承载装置(2)之间的线性光滑轴(302)上，下缓冲弹簧(504)设置于轴承座(301)与限位块(305)之间的线性光滑轴(302)上。

2.根据权利要求1所述的一种农用无人机室内测试平台，其特征在于：还包括保护装置(6)，该保护装置(6)为一方形网罩结构，所述承载装置(2)、限高装置(3)、支撑装置(4)以及测试装置(5)设置于保护装置(6)内。

3.根据权利要求1所述的一种农用无人机室内测试平台，其特征在于：所述承载装置(2)包括至少两根上平行支撑杆(201)以及至少两根下平行支撑杆(202)，任一所述上平行支撑杆(201)垂直于任一所述下平行支撑杆(202)，且所述上平行支撑杆(201)和下平行支撑杆(202)排布成网格状。

4.根据权利要求1所述的一种农用无人机室内测试平台，其特征在于：所述支撑装置(4)包括支架(402)、设置在支架(402)顶端的支撑板(401)以及设置在支架(402)底部的锁紧万向轮(403)；所述支架(402)的任意相邻两根杆件连接处设置有固定件(404)。

5.根据权利要求3所述的一种农用无人机室内测试平台，其特征在于：农用无人机(1)通过固定卡绳(203)绑定在所述上平行支撑杆(201)上。

6.一种使用权利要求1-5任一项所述的农用无人机室内测试平台实现的农用无人机悬停性能测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、通过固定卡绳(203)将农用无人机(1)的起落架绑定在承载装置(2)上；

b、接通农用无人机(1)和测试装置(5)的电源，拨动遥控器油门至第一个油门档位，农用无人机(1)慢慢上升拉动拉压力传感器(501)，最终悬停；保持在该油门挡位，直至电池耗尽，农用无人机(1)降落；显示器(502)显示实时升力数据，数据分析系统记录农用无人机(1)在该测试过程的升力数据以及时长；

c、更换农用无人机(1)电池，接通农用无人机(1)和测试装置(5)的电源；拨动遥控器油门至第二个油门档位，农用无人机(1)慢慢上升拉动拉压力传感器(501)，最终悬停；保持在该油门挡位，直至电池耗尽，农用无人机(1)降落；显示器(502)显示实时升力数据，数据分析系统记录农用无人机(1)在该测试过程的升力数据以及时长；

d、重复步骤c测试其他任一油门档位，数据分析系统记录该档位的升力数据以及时长；

e、重复步骤b、c、d两次；

f、测试完成，关闭农用无人机(1)和测试装置(5)电源，采集各个档位的升力数据以及时长，并分析农用无人机(1)悬停性能：对于某一个油门档位，悬停时间越长且升力数据越稳定，表示农用无人机(1)悬停性能越好，结合各个挡位的悬停特性，从而获知农用无人机(1)的综合悬停性能。

7.根据权利要求6所述的农用无人机悬停性能测试方法，其特征在于：该农用无人机悬停性能测试方法应用权利要求4所述的农用无人机室内测试平台实现；

在步骤b中，拨动遥控器油门至第一个油门档位时，农用无人机(1)上升并悬停后，上缓冲弹簧(304)处于自然伸长状态；在步骤d中，当拨动遥控器油门至最高油门档位时，农用无人机(1)上升并悬停后，下缓冲弹簧(504)处于自然伸长状态。

8.一种使用权利要求1-5任一项所述的农用无人机室内测试平台实现的农用无人机整机升力测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、通过固定卡绳(203)将农用无人机(1)的起落架绑定在承载装置(2)上；

b、接通农用无人机(1)和测试装置(5)电源，拨动遥控器油门的第一个档位，农用无人机(1)上升拉动拉压力传感器(501)，最终悬停；显示器(502)显示此时的升力数据，数据分析系统记录此时的升力数据；

c、依次拨动遥控器油门的其他档位，数据分析系统分别记录下该档位的升力数据；

d、重复步骤b、c两次；

e、测试完成，关闭农用无人机(1)和测试装置(5)电源，采集各个档位的升力数据。

9.根据权利要求8所述的农用无人机整机升力测试方法，其特征在于：该农用无人机整机升力测试方法应用权利要求4所述的农用无人机室内测试平台实现；

在步骤b中，拨动遥控器油门至第一个油门档位时，农用无人机(1)上升并悬停后，上缓冲弹簧(304)处于自然伸长状态；在步骤c中，当拨动遥控器油门至最高油门档位时，农用无人机(1)上升并悬停后，下缓冲弹簧(504)处于自然伸长状态。