CN109987254B - 一种并联结构的无人机力测试平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种并联结构的无人机力测试平台，其包括基座组件、三个支链、动平台、承载平台和球铰；基座组件包括基座底盘、基座机架、平行导轨、主、辅测量弹簧、滑块挡板、直线编码器及其安装座，基座机架均匀布置在基座底盘周向，基座机架为型，直线编码器安装座固定在基座机架外侧，直线编码器安装在其安装座，平行导轨两端固定在基座机架两端的内侧，主、辅助测量弹簧均套设在平行导轨上，且其一端均与滑块挡板固定连接，另一端分别固定在基座机架的两侧；直线编码器的拉线穿过基座机架固定在滑块挡板上；支链上下两端分别与动平台、滑块挡板可转动连接，动平台与承载平台通过球铰可转动连接。本发明可重构性好，测量结果准确，适配性强。

Description

一种并联结构的无人机力测试平台

技术领域

本发明专利涉及力传感器领域，尤其涉及一种并联机构的无人机测试平台。

背景技术

随着无人机需求的不断增强，需要对无人机进行更多的测试需求，尤其是对空间矢量力进行测试。但是，对于某些特定的无人机力测试平台，其空间解耦性能较低，同时存在着量程单一的问题，不能满足目前无人机领域对于力测试平台的要求。为了解决这一问题，需要从结构上对力测试平台进行改良，基于此设计一种具有高度空间力解耦并拥有可重构性能的无人机力测试平台的必要性显得极为重要。

发明内容

针对现有的无人机力测试平台空间解耦能力较低并且性能指标单一的问题，提出一种并联结构的力测试平台。

本发明的目的通过如下的技术方案来实现：

一种并联结构的无人机力测试平台，其特征在于，该平台包括基座组件、三个支链、动平台、承载平台和球铰；

所述的基座组件包括基座底盘、基座机架、平行导轨、主测量弹簧、辅助测量弹簧、滑块挡板、直线编码器安装座、直线编码器，所述的基座机架均匀布置在所述的基座底盘的周向，所述的基座机架为型，所述的直线编码器安装座固定在所述的基座机架外侧上，所述的直线编码器安装在所述的直线编码器安装座上，所述的平行导轨两端固定在所述的基座机架两端的内侧，所述的主测量弹簧和辅助测量弹簧均套设在所述的平行导轨上，且其一端均与所述的滑块挡板固定连接，另一端分别固定在所述的基座机架的两侧；所述的直线编码器的拉线穿过所述的基座机架固定在所述的滑块挡板上；所述的支链上下两端分别与所述的动平台、滑块挡板可转动连接，所述的动平台与所述的承载平台通过所述的球铰可转动连接。

进一步地，所述的支链包括依次连接的上部鱼眼接头、中间连杆、下部鱼眼接头，所述的中间连杆通过所述的上部鱼眼接头与所述的动平台可转动连接，通过所述的下部鱼眼接头与所述的滑块挡板可转动连接。

进一步地，所述的支链还包括上部转动轴，且上部鱼眼接头、中间连杆、下部鱼眼接头均为两个，两个上部鱼眼接头通过所述的上部转动轴与所述的动平台可转动连接。

进一步地，所述的滑块挡板上开设定位孔，所述的直线编码器的拉线穿过所述的定位孔，通过插在所述的定位孔中的定位销固定。

本发明的有益效果如下：

1.本发明采用并联结构，可以将空间矢量力通过并联机构的结构特征，实现空间解耦，相比传统结构的力测试平台，可以获得更加准确的测量结果。

2.本发明可以通过更换测量弹簧和辅助测量弹簧，来改变力测试平台的测试量程，相比传统固定量程的力测试平台，具有较好的可重构特性。

3.本发明承载平台通过球铰与并联机构的动平台相连接，可以有效地配合无人机的转动姿态，具有较好的可适配性。

附图说明

图1是力测试平台示意图；

图2是力测试平台单侧支链示意图；

图3是动平台与承载平台结构示意图；

图中，基座组件1、支链2、动平台3、承载平台4、球铰5、基座底盘1-1、基座机架1-2、平行导轨1-3、主测量弹簧1-4、辅助测量弹簧1-5、滑块挡板1-6、直线编码器安装座1-7、直线编码器1-8、拉线1-9、定位销1-10、上部鱼眼接头2-1、中间连杆2-2、下部鱼眼接头2-3、上部转动轴2-4。

具体实施方式

下面根据附图和优选实施例详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-3所示，本发明的一种并联结构的无人机力测试平台，包括基座组件1、三个支链2、动平台3、承载平台4以及球铰5五部分。

基座组件1包括基座底盘1-1、基座机架1-2、平行导轨1-3、主测量弹簧1-4、辅助测量弹簧1-5、滑块挡板1-6、直线编码器安装座1-7、直线编码器1-8、拉线1-9以及定位销1-10。基座机架1-2为三个，均匀布置在所述的基座底盘1-1的周向，两两间距为120°。基座机架1-2呈型，且基座机架1-2内端外侧与基座底盘1-1固定安装，外端外侧通过螺钉与直线编码器安装座1-7相连接。所述的直线编码器1-8通过安装螺钉固定在直线编码器安装座1-7上。平行导轨1-3固定在基座机架1-2两端内侧，而主测量弹簧1-4、滑块挡板1-6和辅助测量弹簧1-5依次分别套在的平行导轨1-3上；主测量弹簧1-4和辅助测量弹簧1-5一端分别与所述的基座机架1-1的两端内侧固定连接，另一端分别与滑块挡板1-6连接。直线编码器1-8的拉线1-9穿过基座机架1-2的安装孔延伸到滑块挡板1-6的安装孔中，并通过一个套环套在定位销1-10上。当对承载平台4施加待测量空间矢量力时，由于该测试平台的结构特征，将会驱动三条支链2中的滑块挡板1-6沿着平行导轨1-3进行滑动，进一步压缩与拉伸主测量弹簧1-4和辅助测量弹簧1-5，最终达到平衡状态；此时，通过计算直线编码器1-8的读数，便可以计算出空间矢量力在空间三个方向上的分力。

三个支链2均匀配置在动平台3的周向，每个支链均包括上部转动轴2-4、平行连接在上部转动轴2-4两端的上部鱼眼接头2-1、中间连杆2-2和下部鱼眼接头2-3，上部转动轴2-4固定在动平台3上，两个上部鱼眼接头2-1均与上部转动轴2-4可转动连接，实现三个转动自由度，中间连杆2-2与上部鱼眼接头2-1和下部鱼眼接头2-3固定连接，两个下部鱼眼接头2-3套设在滑块挡板1-6的两端，可以实现下部鱼眼接头2-3相对于滑块挡板1-6的三个转动自由度。

承载平台4通过球铰5与动平台3相连接，从而实现承载平台4相对于动平台5具有三个转动自由度。

本发明的力测试平台可以通过安装不同刚度系数的主测量弹簧1-4和辅助测量弹簧1-5来改变测试平台的量程，从而使测量平台具有可重构特性，进一步适应不同种类的无人机的测试需求；同时，通过布置辅助测量弹簧1-5可以有效地实现对无人机拉压力的同步测量，进一步丰富了测试平台的应用范围。

力测试平台的承载平台4可以实现绕着动平台3实现三个方向转动，通过这一设计，可以使承载平台4与不同姿态下的无人机紧密连接，从而进一步提升了所述测量平台的简便性。

通过引入辅助测量弹簧1-5，可以实现对空间拉压力的同步测量，进一步简化该力测试平台的测量算法，从而更加精确地计算出无人机的拉压力。

本领域普通技术人员可以理解，以上所述仅为发明的优选实例而已，并不用于限制发明，尽管参照前述实例对发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在发明的精神和原则之内，所做的修改、等同替换等均应包含在发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种并联结构的无人机力测试平台，其特征在于，该平台包括基座组件、三个支链、动平台、承载平台和球铰；

所述的基座组件包括基座底盘、基座机架、平行导轨、主测量弹簧、辅助测量弹簧、滑块挡板、直线编码器安装座、直线编码器，所述的基座机架均匀布置在所述的基座底盘的周向，所述的基座机架为型，所述的直线编码器安装座固定在所述的基座机架外侧上，所述的直线编码器安装在所述的直线编码器安装座上，所述的平行导轨两端固定在所述的基座机架两端的内侧，所述的主测量弹簧和辅助测量弹簧均套设在所述的平行导轨上，且其一端均与所述的滑块挡板固定连接，另一端分别固定在所述的基座机架的两侧；所述的直线编码器的拉线穿过所述的基座机架固定在所述的滑块挡板上；所述的支链上下两端分别与所述的动平台、滑块挡板可转动连接，所述的动平台与所述的承载平台通过所述的球铰可转动连接；

所述的支链包括依次连接的上部鱼眼接头、中间连杆、下部鱼眼接头，所述的中间连杆通过所述的上部鱼眼接头与所述的动平台可转动连接，通过所述的下部鱼眼接头与所述的滑块挡板可转动连接；

所述的支链还包括上部转动轴，且上部鱼眼接头、中间连杆、下部鱼眼接头均为两个，两个上部鱼眼接头通过所述的上部转动轴与所述的动平台可转动连接；

所述的滑块挡板上开设定位孔，所述的直线编码器的拉线穿过所述的定位孔，通过插在所述的定位孔中的定位销固定。