CN107651214A - 多旋翼无人机整机试验装置及其试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多旋翼无人机整机试验装置及其试验方法，包括：上工装及下工装，在上工装和下工装之间，安装已拆除螺旋桨部件的多旋翼无人机；通过控制试验机，实现对多旋翼无人机的相关试验。同时，实现了多旋翼无人机的多个旋翼部件同步加载，以及多旋翼无人机起落支撑架的相对自由变形；本发明的试验装置可以有效避免自身对多旋翼无人机刚度性能影响，降低试验装置对多旋翼无人机试验结果的影响程度。

Description

多旋翼无人机整机试验装置及其试验方法

技术领域

本发明涉及无人机及相关机械技术领域，尤其针对多旋翼无人机整机刚度试验、整机强度试验、整机疲劳试验等相关整机试验装置及其试验方法。

背景技术

随着我国无人机产业的发展，无人机在民用领域的应用越来越广泛。尤其多旋翼无人机，其优良的垂直起降性能和悬停功能，以及具备可靠性稳定和操纵性简单等优点，在航空摄影、农业植保和警用巡查等领域广泛应用。

同时，针对不同应用领域，多旋翼无人机的研发设计参数要求不同，对整机性能的试验测试是检验研发设计效果的有效途径之一。尤其进行整机力学性能测试，将直接决定多旋翼无人机的承载能力等重要参数设计是否可靠，具有重要意义。

目前，针对多旋翼无人机的整机试验装置和试验方法还没有统一的规范。一般对多旋翼无人机各零部件所选材料进行性能试验，或对局部零部件进行力学性能测试，完成相关力学参数的检验和采集工作，而对整机性能的试验较少。一方面，多旋翼无人机整机试验装置设计匮乏，另一方面，多旋翼无人机整机试验方法相关文献资料较少。

发明内容

针对于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种多旋翼无人机整机试验装置及其试验方法，以解决现有技术中多旋翼无人机的试验装置多数仅能对各零部件所选材料进行性能试验，及局部零部件进行力学性能测试的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的一种多旋翼无人机整机试验装置，包括：上工装及下工装，在上工装和下工装之间，安装已拆除螺旋桨部件的多旋翼无人机；

所述上工装包含上夹头、定位盘、上加载盘、加载块，其中，上夹头通过试验机上端头进行夹紧，上夹头与定位盘连接；所述定位盘为圆盘，设有多个沉孔，通过螺栓将定位盘与上加载盘进行连接；所述上加载盘上设有多个螺栓孔，用以与定位盘通过螺栓进行连接，在所述螺栓孔外部设有多组定位孔，用以通过螺栓将上加载盘与加载块连接；所述加载块为L型，设有通孔，通过该通孔与上加载盘相连接，加载块底部设有圆球，用以安装在无人机的电机座内部孔中；

所述下工装包含下夹头、下加载盘、耳板，所述下夹头通过试验机下端头进行夹紧，下夹头与下加载盘连接；所述下加载盘设有多组椭圆孔，用于安装耳板；所述耳板中部为半圆形凹槽，两端为平板，在两端平板处设有通孔，耳板通过螺栓和螺帽将无人机的起落架固定在下加载盘上，所述耳板中部半圆形凹槽安放无人机起落架。

优选地，所述上夹头、下夹头均为矩形板。

优选地，所述沉孔数量与螺栓孔数量一一对应。

优选地，所述沉孔数量与螺栓孔数量均为4个。

优选地，所述上夹头与定位盘设计成一个整体，或焊接在一起。

优选地，所述定位孔为6组，每组两个，所述加载块为6个。

优选地，所述下夹头与下加载盘设计成一个整体，或焊接在一起。

优选地，所述椭圆孔为4组，每组2个。

本发明的一种多旋翼无人机整机试验装置的试验方法，包括如下：

上工装与多旋翼无人机的组装：将上夹头、定位盘、上加载盘进行组装；将加载块与多旋翼无人机进行连接：多旋翼无人机的电机座拆成两部分，将加载块上的圆球安装至多旋翼无人机的电机座孔内，锁紧螺栓，完成加载块与多旋翼无人机的组装；将加载块与上加载盘进行组装：通过加载块与上加载盘上的定位孔，通过螺栓将加载块与上加载盘组装成一体，完成上工装与多旋翼无人机的安装；

通过试验机上部端头夹具，将上夹头夹紧，此时上工装与多旋翼无人机均安装于试验机上；

组装下工装：将下夹头、下加载盘进行组装；

通过试验机下部端头夹具，将下夹头夹紧；

调整试验机上部端头与下部端头的相对位置，使得多旋翼无人机的起落架与下加载盘接触；

通过耳板和螺栓、螺帽，将多旋翼无人机的起落架固定在下加载盘上，调整螺帽的扭矩大小，使得耳板与下加载盘处于接触但非拧紧状态；

通过控制试验机，依据需求，设置试验参数，完成对多旋翼无人机的试验。

本发明的有益效果：

（1）本发明的整机试验装置，可实现多旋翼无人机多轴同步加载，解决多旋翼无人机多轴协调加载问题；

（2）本发明的试验装置可实现多旋翼无人机起落支撑架的相对自由变形，以与多旋翼无人机实际飞行过程中的各部件变形一致性；

（3）本发明的试验装置可以有效避免自身对多旋翼无人机刚度性能影响，降低试验装置对多旋翼无人机试验结果的影响程度。

附图说明

图1为本发明试验装置的试验状态的主视图。

图2为本发明试验装置的试验状态的立体图。

图3为拆除螺旋桨的六旋翼无人机结构示意图。

图4a为上工装结构示意图。

图4b为上夹头结构示意图。

图4c为定位盘结构示意图。

图4d为上加载盘结构示意图。

图4e为加载块结构示意图。

图5a为下工装结构示意图。

图5b为下夹头结构示意图。

图5c为下加载盘结构示意图。

图5d为耳板结构示意图。

图5e为螺栓结构示意图。

图5f为螺帽结构示意图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。

参照图1至图3所示，本发明的一种多旋翼无人机整机试验装置，包括：上工装1及下工装2，在上工装1和下工装2之间，安装已拆除螺旋桨部件的多旋翼无人机3，实施例中为六旋翼无人机；

参照图4a-图4e所示，所述上工装1包含上夹头11、定位盘12、上加载盘13、加载块14，其中，上夹头11为矩形板，通过试验机上端头进行夹紧，从而将整个试验装置固定在试验机（MTS材料试验机）上端头，上夹头11与定位盘12可设计成一个整体，也可以焊接在一起，但应保证焊接垂直度，所述定位盘12为圆盘，设有四个沉孔，以便通过螺栓将定位盘12与上加载盘13进行连接；所述上加载盘13上设有四个螺栓孔，用以与定位盘12通过螺栓进行连接，在所述四个螺栓孔外部设有6组定位孔，每组2个孔，用以通过螺栓将上加载盘13与加载块14连接；所述加载块14共有6个，加载块14为L型，设有2个通孔，通过该通孔与上加载盘13相连接，加载块14底部设有圆球15，用以安装在无人机的电机座31内部孔中，实现整个上工装1与无人机的连接；

参照图5a-图5f所示，所述下工装2包含下夹头21、下加载盘22、耳板23，所述下夹头21为一矩形板，通过试验机下端头进行夹紧，从而将整个试验装置进行固定在试验机下端头，下夹头21与下加载盘22可设计成一个整体，也可以焊接在一起，但应保证焊接垂直度；所述下加载盘22设有4组椭圆孔，用于安装耳板23；所述耳板23中部为半圆形凹槽，两端为平板，在两端平板处设有2个通孔，耳板23通过螺栓24和螺帽25将无人机的起落架32固定在下加载盘22上，所述耳板23中部半圆形凹槽的设计，用于安放无人机起落架32，所述下加载盘22的椭圆孔的设计，用于实现无人机的起落架32在承受试验载荷后，可以沿下加载盘22平面左右相对运动，以与无人机在真实飞行状态中起落架的变形情况一致。

本发明的一种多旋翼无人机整机试验装置的试验方法，包括如下：

上工装与多旋翼无人机的组装：a.将上夹头、定位盘、上加载盘进行组装；b.将加载块与多旋翼无人机进行连接：多旋翼无人机的电机座拆成两部分，将加载块上的圆球安装至多旋翼无人机的电机座孔内，锁紧螺栓，完成加载块与多旋翼无人机的组装；c.将加载块与上加载盘进行组装：通过加载块与上加载盘上的定位孔，通过螺栓将加载块与上加载盘组装成一体，完成上工装与多旋翼无人机的安装；

通过试验机上部端头夹具，将上夹头夹紧，此时上工装与多旋翼无人机均安装于试验机上；

组装下工装：将下夹头、下加载盘进行组装；

通过试验机下部端头夹具，将下夹头夹紧；

调整试验机上部端头与下部端头的相对位置，使得多旋翼无人机的起落架与下加载盘接触；

通过耳板和螺栓、螺帽，将多旋翼无人机的起落架固定在下加载盘上，调整螺帽的扭矩大小，使得耳板与下加载盘处于接触但非拧紧状态；

通过控制试验机，依据需求，设置试验参数，完成对多旋翼无人机的试验。

本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种多旋翼无人机整机试验装置，其特征在于，包括：上工装（1）及下工装（2），在上工装（1）和下工装（2）之间，安装已拆除螺旋桨部件的多旋翼无人机（3）；

所述上工装（1）包含上夹头（11）、定位盘（12）、上加载盘（13）、加载块（14），其中，上夹头（11）通过试验机上端头进行夹紧，上夹头（11）与定位盘（12）连接；所述定位盘（12）为圆盘，设有多个沉孔，通过螺栓将定位盘（12）与上加载盘（13）进行连接；所述上加载盘（13）上设有多个螺栓孔，用以与定位盘（12）通过螺栓进行连接，在所述螺栓孔外部设有多组定位孔，用以通过螺栓将上加载盘（13）与加载块（14）连接；所述加载块（14）为L型，设有通孔，通过该通孔与上加载盘（13）相连接，加载块（14）底部设有圆球（15），用以安装在无人机的电机座（31）内部孔中；

所述下工装（2）包含下夹头（21）、下加载盘（22）、耳板（23），所述下夹头（21）通过试验机下端头进行夹紧，下夹头（21）与下加载盘（22）连接；所述下加载盘（22）设有多组椭圆孔，用于安装耳板（23）；所述耳板（23）中部为半圆形凹槽，两端为平板，在两端平板处设有通孔，耳板（23）通过螺栓（24）和螺帽（25）将无人机的起落架（32）固定在下加载盘（22）上，所述耳板（23）中部半圆形凹槽安放无人机起落架（32）。

2.根据权利要求1所述的多旋翼无人机整机试验装置，其特征在于，所述上夹头、下夹头均为矩形板。

3.根据权利要求1所述的多旋翼无人机整机试验装置，其特征在于，所述沉孔数量与螺栓孔数量一一对应。

4.根据权利要求3所述的多旋翼无人机整机试验装置，其特征在于，所述沉孔数量与螺栓孔数量均为4个。

5.根据权利要求1所述的多旋翼无人机整机试验装置，其特征在于，所述上夹头（11）与定位盘（12）设计成一个整体，或焊接在一起。

6.根据权利要求1所述的多旋翼无人机整机试验装置，其特征在于，所述定位孔为6组，每组两个，所述加载块（14）为6个。

7.根据权利要求1所述的多旋翼无人机整机试验装置，其特征在于，所述下夹头（21）与下加载盘（22）设计成一个整体，或焊接在一起。

8.根据权利要求1所述的多旋翼无人机整机试验装置，其特征在于，所述椭圆孔为4组，每组2个。

9.一种多旋翼无人机整机试验装置的试验方法，其特征在于，包括如下：

上工装与多旋翼无人机的组装：将上夹头、定位盘、上加载盘进行组装；将加载块与多旋翼无人机进行连接：多旋翼无人机的电机座拆成两部分，将加载块上的圆球安装至多旋翼无人机的电机座孔内，锁紧螺栓，完成加载块与多旋翼无人机的组装；将加载块与上加载盘进行组装：通过加载块与上加载盘上的定位孔，通过螺栓将加载块与上加载盘组装成一体，完成上工装与多旋翼无人机的安装；

通过试验机上部端头夹具，将上夹头夹紧，此时上工装与多旋翼无人机均安装于试验机上；

组装下工装：将下夹头、下加载盘进行组装；

通过试验机下部端头夹具，将下夹头夹紧；

调整试验机上部端头与下部端头的相对位置，使得多旋翼无人机的起落架与下加载盘接触；

通过耳板和螺栓、螺帽，将多旋翼无人机的起落架固定在下加载盘上，调整螺帽的扭矩大小，使得耳板与下加载盘处于接触但非拧紧状态；

通过控制试验机，依据需求，设置试验参数，完成对多旋翼无人机的试验。