CN110827611B - 一种自由度可调且能模拟外部环境的无人机综合实验平台 - Google Patents

一种自由度可调且能模拟外部环境的无人机综合实验平台 Download PDF

Info

Publication number
CN110827611B
CN110827611B CN201911199071.8A CN201911199071A CN110827611B CN 110827611 B CN110827611 B CN 110827611B CN 201911199071 A CN201911199071 A CN 201911199071A CN 110827611 B CN110827611 B CN 110827611B
Authority
CN
China
Prior art keywords
aerial vehicle
unmanned aerial
freedom
external environment
opening
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911199071.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110827611A (zh
Inventor
周祖鹏
卫欢
睢志成
莫小章
裴雨蒙
蒋开云
陈宝
钟雪波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guilin University of Electronic Technology
Original Assignee
Guilin University of Electronic Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guilin University of Electronic Technology filed Critical Guilin University of Electronic Technology
Priority to CN201911199071.8A priority Critical patent/CN110827611B/zh
Publication of CN110827611A publication Critical patent/CN110827611A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110827611B publication Critical patent/CN110827611B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes
    • G09B9/02—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft
    • G09B9/08—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft for teaching control of aircraft, e.g. Link trainer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Educational Technology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

本发明属于实验平台技术领域，具体为一种自由度可调且能模拟外部环境的无人机综合实验平台，包括支撑结构与主体，所述主体为框架结构，所述主体包括十个滑轨与八个导轨，所述支撑结构设置在框架结构的中心处，所述滑轨包括插杆、滚珠、两个侧板、螺钉与滑竿，所述插杆内设有空腔，所述空腔内设有滚珠，所述滚珠上设有通孔，所述插杆对称的外侧壁分别对称设有第一开口与第二开口。本实验平台为无人机飞行检测带来了极大的便利，同时还保证了实验的安全性，另外此平台花费的成本较低，是一个性价比较高的选择，此平台具有位置可观性，无人机的实时空间位置可以被检测出来。

Description

一种自由度可调且能模拟外部环境的无人机综合实验平台
技术领域
本发明属于实验平台技术领域，具体为一种自由度可调且能模拟外部环境的无人机综合实验平台。
背景技术
无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，无人机按应用领域，可分为军用与民用，目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途。
对于研究人员来说，需要通过不断地进行无人机飞行实验来验证算法，在室外实验过程中并不能保证无人机的安全，还有诸多限制，为无人机的实验带来了极大的不便，因此出现了一些无人机实验平台，而且市面上大部分的用于测试无人机的实验平台，结构过于复杂，使用费用高，使用起来繁琐，导致无人机一些参数的测试费时费力，效率低，具有一定的局限性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自由度可调且能模拟外部环境的无人机综合实验平台，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种自由度可调且能模拟外部环境的无人机综合实验平台，包括支撑结构与主体，所述主体为框架结构，所述主体包括十个滑轨与八个导轨，所述支撑结构设置在框架结构的中心处，所述滑轨包括插杆、滚珠、两个侧板、螺钉与滑竿，所述滑竿内设有空腔，所述空腔内设有滚珠，所述滚珠上设有通孔，所述滑竿对称的外侧壁分别对称设有第一开口与第二开口，所述第一开口与第二开口均与空腔连通，两个所述侧板与第一开口相互吻合，所述螺钉贯穿侧板并与滑竿螺纹连接，其中一个所述导轨上滑动套接有滑块，所述滑块的上端固定连接有风扇。
作为优选，所述支撑机构包括支架与万向节，所述支架的底端对称固定有四个连接块，所述连接块上设有螺孔。
作为优选，所述插杆与通孔相互匹配。
作为优选，所述风扇上设有信号发射器、转向电机与驱动电机。
作为优选，所述滚珠的剖面为椭圆形。
作为优选，所述支撑结构的四周对称设有四个摄像头，所述四个摄像头分别固定在滑轨与导轨的连接处。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本实验平台为无人机飞行实验带来了极大的便利，在满足了无人机六个自由度运动的同时还保证了实验的安全性，使其不会因碰到障碍物而损坏，另外此平台花费的成本较低，是一个性价比较高的选择，此平台具有位置可观性，即无人机的实时空间位置可以被检测出来，此平台还能模拟无人机实际飞行的环境，今后可以完全取代室外飞行，完全有利于无人机的发展。
附图说明
图1为本发明的框架结构示意图；
图2为本发明的风扇滑块与导轨之间的结构示意图；
图3为本发明的支架与万向节的结构示意图；
图4为本发明的滑轨具体结构示意图；
图5为本发明的滚珠立体结构示意图；
图6为本发明的多个滑轨连接结构示意图；
图7为本发明的导轨侧视结构示意图；
图8为本发明的滑轨侧视结构示意图。
图中：1-滑轨，2-导轨，3-滑块，4-风扇，5-万向节，6-支架，7-插杆，8-滚珠，9-侧板，10-螺钉，11-滑竿，12-信号发射器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种自由度可调且能模拟外部环境的无人机综合实验平台，包括支撑结构与主体，主体为框架结构，主体包括十个滑轨1与八个导轨2，结构简单便于组成一个稳定的实验平台，支撑结构设置在框架结构的中心处，支撑结构的上端与无人机进行连接，下端与框架结构连接，方便后期测量无人机的运行状态，滑轨1包括插杆7、滚珠8、两个侧板9、螺钉10与滑竿11，滑竿11内设有空腔，空腔内设有滚珠8，滚珠8上设有通孔，滑竿11对称的外侧壁分别对称设有第一开口与第二开口，第一开口与第二开口均与空腔连通，第一开口方便滚珠8放入空腔内，第二开口方便插杆7进入空腔内，两个侧板9与第一开口相互吻合，螺钉10贯穿侧板9并与滑竿11螺纹连接，通过螺钉10方便将侧板9与滑竿11固定，此开口也方便后期滚珠8的放入或者取出，滚珠8可以在空腔内移动，插杆7插入滚珠8内通孔内，使得滚珠8带动插杆7一并移动，其中一个导轨2上滑动套接有滑块3，滑块3的上端固定连接有风扇4，风扇4可以模拟无人机飞行过程中的空气流动。
进一步的，支撑机构包括支架6与万向节5，支架6的底端对称固定有四个连接块，连接块上设有螺孔，通过使用外部的锁紧螺钉使得支架6与两个滑轨1固定连接，万向节5采用球形机构可以实现无人机多角度旋转，模拟飞行状态；进一步的，插杆7与通孔相互匹配，保障插入的稳定性；进一步的，风扇4上设有信号发射器12、转向电机与驱动电机，信号发射器12发射相不同频率的电磁波，模拟自然状态下无人机飞行时的电磁波干扰，转向电机方便电扇4旋转，驱动电机方便电扇4在导轨2上移动；进一步的，滚珠8的剖面为椭圆形，滚珠8在空腔内滑动，同时避免在空腔内打转，避免后期滚珠8与插杆7难于插接；进一步的，支撑结构的四周对称设有四个摄像头，四个摄像头分别固定在滑轨1与导轨2的连接处，摄像头通过算法将此实验平台网格化，为无人机定位，方便得知无人机的运行状态。
工作原理：实验室前将无人机固定在万向节5的上端，然后将支架6与框架中部的两个滑轨1固定连接，启动无人机后，此框架中部分滑轨1可以在无人机的带动下同时在做前后、左右、与上下三个方向的运行，万向节5为球形，它可以满足无人机的俯仰，滚转和偏航运动，测试部分由无人机自带传感器来完成，上述中任意两根导轨的配合都是通过其中一根导轨的插杆7穿过另一根导轨中的空心滚珠8来实现的，它能同时保证三个自由度都能运动。至此，无人机实际飞行的六个自由度全部得以保障。
在无人机测试实验过程中，需要固定某个轴不动，测量两外两个方向的运动情况，此时实验人员根据实际情况，使用多个外部的挡板对插杆7的两端进行固定式加紧，实现无人机在此方向上不能运动，在另外的两个方向上可以移动，同理可以同时固定两个轴体，使得只有第三个方向轴体的可以动，方便实验人员进行一些测试。
无人机在实际飞行中会遇到风速和信号的干扰，此平台添加了风扇4和信号发射器12，风扇4在一边运转的时候一边在滑块3的带动下沿着导轨2移动，信号发射器12安装在风扇4上随着风扇4一起做直线运动，信号发射器12可以发射不同频段的电磁波，对无人机进行干扰，模拟了无人机在实际飞行中会遇到的不确定干扰性。
另外在框架四个顶角安装了4个摄像头，通过算法，可以精确定位无人机在框架中的实时位置，并且无人机的实时位移将会传到无人机飞控中，最终达到验证无人机算法的效果。此平台完全满足了无人机实际飞行中自由度的需要，可以较大程度还原无人机在室外飞行的情形，同时又为实验提供了安全保障，不会由于失误而造成损失，此平台本身耗费也低，经济适用。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种自由度可调且能模拟外部环境的无人机综合实验平台，包括主体与支撑结构，其特征在于：所述主体为框架结构，所述主体包括十个滑轨（1）与八个导轨（2），所述支撑结构设置在框架结构的中心处，所述滑轨（1）包括插杆（7）、滚珠（8）、两个侧板（9）、螺钉（10）与滑竿（11），所述滑竿（11）内设有空腔，所述空腔内设有所述滚珠（8），所述滚珠（8）上设有通孔，所述滑竿（11）对称的外侧壁分别对称设有第一开口与第二开口，所述第一开口与所述第二开口均与所述空腔连通，所述第一开口方便所述滚珠（8）放入所述空腔内，所述第二开口方便所述插杆（7）进入所述空腔内，两个所述侧板（9）与所述第一开口相互吻合，所述螺钉（10）贯穿所述侧板（9）并与所述滑竿（11）螺纹连接，所述插杆（7）与所述通孔相互匹配，其中一个所述导轨（2）上滑动套接有滑块（3），所述滑块（3）的上端固定连接有风扇（4）。
2.根据权利要求1所述的一种自由度可调且能模拟外部环境的无人机综合实验平台，其特征在于：所述支撑结构包括支架（6）与万向节（5），所述支架（6）的底端对称固定有四个连接块，所述连接块上设有螺孔。
3.根据权利要求1所述的一种自由度可调且能模拟外部环境的无人机综合实验平台，其特征在于：所述风扇（4）上设有信号发射器（12）、转向电机与驱动电机。
4.根据权利要求1所述的一种自由度可调且能模拟外部环境的无人机综合实验平台，其特征在于：所述滚珠（8）的剖面为椭圆形。
5.根据权利要求1所述的一种自由度可调且能模拟外部环境的无人机综合实验平台，其特征在于：所述支撑结构的四周对称设有四个摄像头，所述四个摄像头分别固定在所述滑轨（1）与所述导轨（2）的连接处。
CN201911199071.8A 2019-11-29 2019-11-29 一种自由度可调且能模拟外部环境的无人机综合实验平台 Active CN110827611B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911199071.8A CN110827611B (zh) 2019-11-29 2019-11-29 一种自由度可调且能模拟外部环境的无人机综合实验平台

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911199071.8A CN110827611B (zh) 2019-11-29 2019-11-29 一种自由度可调且能模拟外部环境的无人机综合实验平台

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110827611A CN110827611A (zh) 2020-02-21
CN110827611B true CN110827611B (zh) 2021-10-29

Family

ID=69543198

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911199071.8A Active CN110827611B (zh) 2019-11-29 2019-11-29 一种自由度可调且能模拟外部环境的无人机综合实验平台

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110827611B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113240980B (zh) * 2021-03-25 2023-05-30 桂林电子科技大学 一种重力加速度测量装置及其测量方法

Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4984986A (en) * 1989-11-07 1991-01-15 Vohnout Vincent J Apparatus and method for training oarsmen
CN101034503A (zh) * 2007-04-10 2007-09-12 南京航空航天大学 轻型飞行模拟器
WO2009061828A1 (en) * 2007-11-07 2009-05-14 Montecito Research Motion simulation chair
CN103085992A (zh) * 2012-11-23 2013-05-08 北京理工大学 空间微重力模拟实验系统
KR20130120043A (ko) * 2012-04-25 2013-11-04 김종근 요트 가상운항 시스템
CN105083588A (zh) * 2015-08-17 2015-11-25 华南农业大学 一种多旋翼无人飞行器性能测试平台及方法
JP2015219127A (ja) * 2014-05-19 2015-12-07 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 運動特性計測装置及び運動特性計測方法
CN105158004A (zh) * 2015-09-29 2015-12-16 华东师范大学 一种旋翼飞行器测试平台
CN105489083A (zh) * 2016-01-05 2016-04-13 上海交通大学 二自由度360度飞行模拟驾驶舱仿真运动平台
CN105526914A (zh) * 2015-12-29 2016-04-27 天津大学 一种六自由度航空倾斜摄影模拟系统
CN105539037A (zh) * 2015-12-31 2016-05-04 骆研 一种能在地面滚动的陆空四旋翼无人飞行器
CN106742059A (zh) * 2016-12-28 2017-05-31 河南工程学院 颠簸环境下无人航天器着陆模拟平台及方法
CN106995053A (zh) * 2017-04-25 2017-08-01 桂林电子科技大学 一种新型带臂四旋翼无人机
CN206672418U (zh) * 2017-03-29 2017-11-24 四川龙睿三航科技有限公司 一种三自由度的旋转模拟系统
CN107680436A (zh) * 2017-11-17 2018-02-09 无锡莱特杰米科技发展有限公司 一种用于模拟无人机实际飞行的教学实验平台
CN108535035A (zh) * 2018-03-20 2018-09-14 北京航空航天大学 一种用于柱面展开机构的零重力悬挂试验装置
CN108645425A (zh) * 2018-03-14 2018-10-12 东南大学 基于六维力传感器的小型旋翼无人机陀螺仪结构测试系统
CN109159914A (zh) * 2018-08-14 2019-01-08 大连理工大学 具有转动惯量补偿功能的无人机调试平台

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN208400336U (zh) * 2017-11-17 2019-01-18 无锡莱特杰米科技发展有限公司 一种用于模拟无人机实际飞行的教学实验平台
CN209455024U (zh) * 2018-11-16 2019-10-01 长春工业大学 一种混联多自由度旋翼无人机地面模拟平台
CN110231053B (zh) * 2019-06-17 2024-03-12 华南农业大学 一种用于无人机低空测高传感器标定的实验平台及方法

Patent Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4984986A (en) * 1989-11-07 1991-01-15 Vohnout Vincent J Apparatus and method for training oarsmen
CN101034503A (zh) * 2007-04-10 2007-09-12 南京航空航天大学 轻型飞行模拟器
WO2009061828A1 (en) * 2007-11-07 2009-05-14 Montecito Research Motion simulation chair
KR20130120043A (ko) * 2012-04-25 2013-11-04 김종근 요트 가상운항 시스템
CN103085992A (zh) * 2012-11-23 2013-05-08 北京理工大学 空间微重力模拟实验系统
JP2015219127A (ja) * 2014-05-19 2015-12-07 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 運動特性計測装置及び運動特性計測方法
CN105083588A (zh) * 2015-08-17 2015-11-25 华南农业大学 一种多旋翼无人飞行器性能测试平台及方法
CN105158004A (zh) * 2015-09-29 2015-12-16 华东师范大学 一种旋翼飞行器测试平台
CN105526914A (zh) * 2015-12-29 2016-04-27 天津大学 一种六自由度航空倾斜摄影模拟系统
CN105539037A (zh) * 2015-12-31 2016-05-04 骆研 一种能在地面滚动的陆空四旋翼无人飞行器
CN105489083A (zh) * 2016-01-05 2016-04-13 上海交通大学 二自由度360度飞行模拟驾驶舱仿真运动平台
CN106742059A (zh) * 2016-12-28 2017-05-31 河南工程学院 颠簸环境下无人航天器着陆模拟平台及方法
CN206672418U (zh) * 2017-03-29 2017-11-24 四川龙睿三航科技有限公司 一种三自由度的旋转模拟系统
CN106995053A (zh) * 2017-04-25 2017-08-01 桂林电子科技大学 一种新型带臂四旋翼无人机
CN107680436A (zh) * 2017-11-17 2018-02-09 无锡莱特杰米科技发展有限公司 一种用于模拟无人机实际飞行的教学实验平台
CN108645425A (zh) * 2018-03-14 2018-10-12 东南大学 基于六维力传感器的小型旋翼无人机陀螺仪结构测试系统
CN108535035A (zh) * 2018-03-20 2018-09-14 北京航空航天大学 一种用于柱面展开机构的零重力悬挂试验装置
CN109159914A (zh) * 2018-08-14 2019-01-08 大连理工大学 具有转动惯量补偿功能的无人机调试平台

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"无人机六自由度飞行建模与仿真研究";云超等;《系统仿真技术》;20130430;第9卷(第2期);第114-118、128页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110827611A (zh) 2020-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109596305A (zh) 基于风洞自由飞的气动和运动参数一体化动态实验系统及方法
CN110827611B (zh) 一种自由度可调且能模拟外部环境的无人机综合实验平台
CN106767805A (zh) 基于mems传感器阵列的高精度惯性量测量方法及测量系统
CN108645425A (zh) 基于六维力传感器的小型旋翼无人机陀螺仪结构测试系统
US20210129987A1 (en) Aerial vehicles, methods of imaging a tunnel and methods of imaging a shaft
CN206242832U (zh) 陆空两用四旋翼飞行器
CN204660021U (zh) 一种六旋翼无人侦察直升机系统
CN206514864U (zh) 一种无人机惯性测量装置及含其的无人机
CN207717980U (zh) 无人机挂载查违装置及系统
CN108825941A (zh) 一种多轴协同运动的机载相机地面运动测试装置
KR20140034370A (ko) 수직 이착륙 무인 항공기
CN106873603A (zh) 基于Zynq平台的电脑鼠智能车控制系统及控制方法
CN206862937U (zh) 光伏电站无人机巡检器
CN108622437A (zh) 一种多机型无人机调试平台和调试方法
CN106989728A (zh) 一种基于无人机的建筑地面测绘系统
CN103336506A (zh) 飞机飞控系统角度测量装置
CN101590644B (zh) 一种无线移动传感器网络的节点装置
KR102286330B1 (ko) 자율주행 정밀도로 지도 제작을 위한 도로 시설물 검출 시스템
CN206900644U (zh) 一种具有液体采样功能的无人机
CN106005406A (zh) 一种自我避障定点寻迹球形飞行器
CN205405267U (zh) 一种微型六轴飞行器
CN208140701U (zh) 一种测量车辆前方未知区域土壤圆锥指数的圆锥指数仪
CN108572055B (zh) 一种应用于水池实验室的auv水下回收流体动力测试实验装置
CN215115095U (zh) 一种用于风洞试验的建筑外风场模拟测试装置
CN113093796A (zh) 一种大坝无人机群自主巡检智能控制系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant