CN109459376A - 无人机表面性能测试装置 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种无人机表面性能测试装置，涉及无人机技术领域。该无人机表面性能测试装置包括试验箱、试验台、环境调节组件、测试组件，其中：试验箱，包括箱体和用于打开和关闭所述箱体的箱盖；试验台，设于所述箱体内，用于带动所述无人机的模拟试验件转动；环境调节组件，设于所述箱体内，用于调节所述试验箱内的环境参数，所述环境参数包括温度、湿度、气压中至少一个；测试组件，测试所述无人机的模拟试验件表面的润湿性参数、冰层厚度及冰层附着参数中至少一个。本公开的无人机表面性能测试装置可检测无人机在飞行状态下的防结冰性能。

Description

无人机表面性能测试装置
技术领域
本公开涉及无人机技术领域，具体而言，涉及一种无人机表面性能测试装置。
背景技术
随着无人机技术的发展，无人机的应用领域越来越广泛，一般无人机在飞行过程中需要穿越各种环境。例如，无人机在穿越结冰气象条件的云层时会因大气中的过冷水滴撞击，产生结冰现象，且不同类型的冰、不同结冰程度以及不同部位的结冰，会影响飞行安全。因此，对无人机的表面性能的测试尤为重要。
目前，并没有系统全面的测试装置，因而不能对无人机表面的防结冰性能进行系统测量。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开的目的在于提供一种无人机表面性能测试装置，可检测无人机在飞行状态下的防结冰性能。
根据本公开的一个方面，提供一种无人机表面性能测试装置，包括：
试验箱，包括箱体和用于打开和关闭所述箱体的箱盖；
试验台，设于所述箱体内，用于带动所述无人机的模拟试验件转动；
环境调节组件，设于所述箱体内，用于调节所述试验箱内的环境参数，所述环境参数包括温度、湿度、气压中至少一个；
测试组件，测试所述无人机的模拟试验件表面的润湿性参数、冰层厚度及冰层附着参数中至少一个。
在本公开的一种示例性实施例中，所述环境调节组件包括：
制冷组件，包括供制冷剂循环的制冷管，所述制冷管设于所述箱体内。
在本公开的一种示例性实施例中，所述环境调节组件包括：
喷雾组件，包括喷嘴，所述喷嘴朝向所述试验台，用于向所述试验台喷射喷雾，所述喷雾的液滴的尺寸为预设尺寸；
在本公开的一种示例性实施例中，所述环境调节组件包括：
压力组件，与所述箱体连通，用于向所述箱体输入气体或抽出气体。
在本公开的一种示例性实施例中，所述测试装置还包括：
检测组件，用于检测所述箱体内的温度、湿度以及气压中至少一个；
存储组件，用于接收并存储所述检测组件检测到的所述箱体内的温度、湿度以及气压中至少一个。
在本公开的一种示例性实施例中，所述环境参数包括温度、湿度和气压；所述环境调节组件用于调节所述试验箱内的温度达到预设温度、湿度达到预设湿度以及气压达到预设气压，以调节所述试验箱内的所述环境参数。
在本公开的一种示例性实施例中，所述预设温度为-60℃～25℃；所述预设气压为0.1bar～1bar。
在本公开的一种示例性实施例中，所述测试装置还包括：
照明组件，设于所述箱体顶部，用于向所述箱体提供照明。
在本公开的一种示例性实施例中，所述测试装置还包括：
监控组件，设于所述箱体内，且正对于所述试验台。
在本公开的一种示例性实施例中，所述测试装置还包括：
保温层，覆盖于所述箱体的外侧。
本公开的无人机表面性能测试装置，可将无人机的模拟试验件放入试验箱内，通过试验台带动无人机的模拟试验件转动，从而可模拟无人机的飞行状态；通过调节试验箱内的环境参数，从而可模拟无人机的飞行环境，进而可观察无人机的模拟试验件在飞行过程中各部位的结冰过程及结冰程度；通过测试无人机的模拟试验件各部位表面的润湿性参数、冰层厚度及冰层附着参数中至少一个，可评估无人机在飞行过程中的防结冰性能。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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的附图。
图1为本公开实施方式无人机表面性能测试装置的结构示意图。
图2为本公开实施方式冰层附着力测试装置结构示意图。
图中：1、试验箱；2、试验台；3、制冷组件；4、喷雾组件；5、压力组件；6、检测组件；7、保温层；8、照明组件；9、监控组件；10、排污组件；100、冰层附着力测试装置；101、测试台；102、固定组件；103、电源组件；104、负荷传感器；105、滴液组件。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。
用语“一个”、“一”、“至少一个”、“该”和“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。
本公开实施方式提供了一种无人机表面性能测试装置，如图1-图2所示，该测试装置可以包括：
试验箱1，包括箱体和用于打开和关闭所述箱体的箱盖；
试验台2，设于所述箱体内，用于带动所述无人机的模拟试验件转动；
环境调节组件，设于所述箱体内，用于调节所述试验箱1内的环境参数，所述环境参数包括温度、湿度、气压中至少一个；
测试组件，测试所述无人机的模拟试验件表面的润湿性参数、冰层厚度及冰层附着参数中至少一个。
本公开的无人机表面性能测试装置，可将无人机的模拟试验件放入试验箱1内，通过试验台2带动无人机的模拟试验件转动，从而可模拟无人机的飞行状态；通过调节试验箱1内的环境参数，从而可模拟无人机的飞行环境，进而可观察无人机的模拟试验件在飞行过程中各部位的结冰过程及结冰程度；通过测试无人机的模拟试验件各部位表面的润湿性参数、冰层厚度及冰层附着参数中至少一个，可评估无人机在飞行过程中的防结冰性能。
下面对本公开实施方式无人机表面性能测试装置的各部分进行详细说明：
如图1所示，试验箱1可包括箱体和用于打开和关闭箱体的箱盖，箱体可以呈多面体、圆柱体，当然也可以是其他形状，在此不对箱体的形状做特殊限定。同时，箱体的材料可以是不锈钢材料，也可以是金属材料，进一步地，为了便于观察，箱体的材料还可以是透明材料，当然，还可以是其他材料，在此不再一一列举。箱盖可用于打开或关闭箱体，其可以是覆盖于箱体开口处的板状结构，同时，为了便于观察，其可以是透明材料，举例而言，其可以是钢化玻璃或其他透明材料。
如图1所示，试验台2可设于箱体内，其可以是圆台，也可以是棱台，还可以是锥形台，当然，也可以是其他形状，在此不再一一列举。此外，试验台2可以在箱体内进行旋转，举例而言，其可与一旋转电机连接，可通过旋转电机的转动带动试验台2按照预设角度旋转，预设角度可以是360°，与此同时，可将无人机的模拟试验件固定于试验台2上，无人机的模拟试验件可随试验台2进行360°旋转。
环境调节组件可设于箱体内，可用于调节试验箱1内的环境参数，该环境参数可以包括温度、湿度、气压中至少一个。可通过调节试验箱1内的环境参数，以使温度达到预设温度、湿度达到预设湿度或气压达到预设气压。举例而言，预设温度可以为-60℃～25℃内的任一温度，例如，预设温度可以为-60℃、-40℃、0℃、25℃等，当然，也可以是其他预设温度，例如，可以是-80℃、-70℃，在此不再一一列举。预设气压可以为0.1bar～1bar内的任一气压，例如，预设气压可以是0.1bar、0.5bar、1bar，当然，也可以是其他预设气压，例如，可以是0.05bar、1.5bar在此不再一一列举。
如图1所示，环境调节组件可以包括制冷组件3，该制冷组件3可以包括供制冷剂循环的制冷管，制冷管可设于箱体内部，可用于调节箱体内的温度，并使其达到预设温度。制冷管可以是埋藏于箱体内壁内的管道，也可以是固定于箱体内壁的管状结构，当然还可以是其他结构，例如，可以是设于箱体内壁的空腔，在此不对制冷管的类型做特殊限定。需要说明的是，制冷管的数量可以是多个，且多个制冷管可均匀分布于箱体内壁。
举例而言，制冷组件3可为封闭式压缩机，该压缩机可以包括设于箱体内的制冷管，且该制冷管可包括高温部分和低温部分，其中：高温部分中制冷剂的蒸发可吸收低温部分制冷剂的热量，低温部分制冷剂的蒸发可从试验箱1内的空气中吸热，从而可使试验箱1温度降低，同时，高温部分和低温部分之间可采用蒸发冷凝器连接，从而可便于热量交换。
如图1所示，环境调节组件还可以包括喷雾组件4，喷雾组件4可以包括喷嘴41，且该喷嘴41可朝向试验台2，可用于向试验台2按照预设压力和预设流量喷雾，以便模拟无人机穿越云层时云层的状态，喷雾可包括按照预设尺寸喷射的液滴。为了便于模拟云层状态，喷嘴41可正对于试验台2设置，可根据需要调节喷嘴中喷雾的压力和流量，以便模拟不同的云层状态，喷嘴41的尺寸可以是多个，且可根据需要调节喷嘴41的开口尺寸。举例而言，喷嘴41可呈圆形、矩形、多边形或其它形状，其开口尺寸可以包括5μm、10μm、15μm、20μm、300μm、450μm或600μm，当然，喷嘴41的尺寸也可为其他尺寸，例如，还可以是50μm、100μm、200μm或500μm等，在此不再一一列举。
液滴的预设尺寸可以包括5μm、10μm、15μm、20μm、300μm、450μm或600μm，当然，预设尺寸也可为其他尺寸，例如，还可以是50μm、100μm、200μm或500μm等，在此不再一一列举。
如图1所示，环境调节组件还可以包括压力组件5，该压力组件5可与箱体连通，可用于向箱体输入气体或抽出气体，从而可调节箱体内的压力，以便模拟无人机飞行状态下的气压。举例而言，压力组件5可以是机械真空泵，可采用机械真空泵抽气，使得箱体内气压变小；同时，可采用机械真空泵向箱体内充气，使得试验箱1内气压增大，从而调节试验箱1内的气压，使得试验箱1内的气压达到预设气压。
测试组件可用于测试无人机的模拟试验件表面的防结冰性能，具体而言，可通过测试无人机的模拟试验件表面各部位的润湿性参数、冰层厚度及冰层附着参数中至少一个，评价无人机表面的疏水性能。润湿性参数可以包括接触角，接触角可以是前进角、后退角及滚动角中的一种或多种。举例而言，测试组件可设于箱体内，其可以包括滴液组件105和接触角测量仪，其中：滴液组件105可以是可与喷嘴41相互置换的滴头，也可以是单独设置的滴液系统。滴液组件105可正对于试验台2设置，并可位于试验台2上方，可用于向无人机的模拟试验件表面滴液，以便测试无人机表面的疏水性能，需要说明的是，可通过前进角、后退角及滚动角中的一种或多种的测试表征无人机表面的疏水性能。可通过接触角测量仪测试前进角、后退角及滚动角中的一种或多种，当然，也可以是其他可以测试接触角的仪器或装置，在此不在一一列举。
测试组件还可以包括冰层附着力测试装置100，该冰层附着力测试装置100可设于箱体外，可通过冰层附着力测试装置100测试无人机的模拟试验件表面冰层附着参数，如图2所示，该冰层附着力测试装置100可以包括测试台101、固定组件102、电源组件103、负荷传感器104。其中：可通过固定组件102将覆盖有冰柱的无人机的模拟试验件固定于测试台101上，并可将负荷传感器104的一端与该无人机的模拟试验件连接，以便于测试无人机的模拟试验件表面冰层附着力，需要说明的是，对于同一无人机的模拟试验件可选取多个不同位置进行测试，可取不同位置处冰层附着力的平均值作为最终的冰层附着参数，举例而言，可以选取5个位置，6个位置，8个位置，当然，也可以选取其他数量的位置，在此不做特殊限定。同时，可检测无人机的模拟试验件表面防结冰性能的耐久性，举例而言，可在同一位置进行多次测试，从而可通过多次测试的结果的平均值反映无人机的模拟试验件表面防结冰性能的耐久性。举例而言，可在同一位置测试30～50次，也可以测试20～60次，当然，还可以其他测试次数，在此不再一一列举。需要说明的是，可在不同位置分别检测多次，从而可评价无人机表面不同部位防结冰性能的耐久性；同时，可将电源组件103与负荷传感器104相连，以便为其提供电能，电源组件103可以是直流电机或蓄电池，当然也可以是其他类型的电源，在此不做特殊限定。
本公开实施方式的测试装置还可以包括检测组件6和控制组件，其中：
检测组件6可以包括环境传感器，环境传感器可以用于检测环境参数，举例而言，环境参数可以包括温度、湿度和气压中至少一个，相应的，环境传感器可包括温度传感器、湿度传感器、气压传感器中的至少一个。环境参数包含的参数不同，相应的环境传感器的构成视环境参数包含的参数的种类而定。当然，检测组件6也可以是其它仪器，只要能检测环境参数即可。
存储组件可用于接收并存储检测组件6检测到的箱体内的环境参数，该环境参数可以包括温度、湿度以及气压中至少一个。存储组件可与检测组件6进行无线通信，可将检测组件6检测到的环境参数实时回传并存储，便于实时掌握无人机的模拟试验件飞行的环境状态。存储组件可以是存储器或其他可用于数据存储的装置，在此不做特殊限定。
本公开实施方式的测试装置还可以包括保温层7，保温层7可设于箱体的外侧，其可以是贴附于箱体外部的膜层，还可以是包覆于箱体外侧的真空腔体层。其材料可以是保温材料，举例而言，可以是气凝胶毡、玻璃棉、岩棉、膨胀珍珠岩、发泡水泥等，当然，也可以是其他保温材料，在此不再一一列举。
为了便于观察，本公开实施方式的测试装置还可以包括照明组件8和监控组件9。其中：照明组件8可设于箱体顶部，其数量可以是一个或多个，例如，可以是1个，2个，3个，4个或其他数量，在此不做特殊限定。照明组件8可以是白炽灯或LED灯等发光器件。监控组件9可设于箱体顶部或侧壁，可用于捕捉水滴在无人机的模拟试验件表面结冰的动态过程，记录结冰过程及结冰时间。监控组件9的数量可以是一个或多个，例如，可以是1个，2个，3个，4个，5个或其他数量，在此不做特殊限定。监控组件9可以是高分辨率高速摄像装置，当然，也可以是其他监控装置，在此不再一一列举。
本公开实施方式的测试装置还可以包括排污组件10，可设于箱体底部，可用于将喷雾组件4喷雾后试验箱1内的杂物排出。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (10)

1.一种无人机表面性能测试装置，其特征在于，包括：
试验箱，包括箱体和用于打开和关闭所述箱体的箱盖；
试验台，设于所述箱体内，用于带动所述无人机的模拟试验件转动；
环境调节组件，设于所述箱体内，用于调节所述试验箱内的环境参数，所述环境参数包括温度、湿度、气压中至少一个；
测试组件，测试所述无人机表面的润湿性参数、冰层厚度及冰层附着参数中至少一个。
2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述环境调节组件包括：
制冷组件，包括供制冷剂循环的制冷管，所述制冷管设于所述箱体内。
3.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述环境调节组件包括：
喷雾组件，包括喷嘴，所述喷嘴朝向所述试验台，用于向所述试验台喷射喷雾，所述喷雾的液滴的尺寸为预设尺寸。
4.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述环境调节组件包括：
压力组件，与所述箱体连通，用于向所述箱体输入气体或抽出气体。
5.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括：
检测组件，用于检测所述箱体内的温度、湿度以及气压中至少一个；
存储组件，用于接收并存储所述检测组件检测到的所述箱体内的温度、湿度以及气压中至少一个。
6.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述环境参数包括温度、湿度和气压；所述环境调节组件用于调节所述试验箱内的温度达到预设温度、湿度达到预设湿度以及气压达到预设气压，以调节所述试验箱内的所述环境参数。
7.根据权利要求6所述的测试装置，其特征在于，所述预设温度为-60℃～25℃；所述预设气压为0.1bar～1bar。
8.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括：
照明组件，设于所述箱体顶部，用于向所述箱体提供照明。
9.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括：
监控组件，设于所述箱体内，且正对于所述试验台。
10.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括：
保温层，覆盖于所述箱体的外侧。
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