CN112141359B - 一种倾转旋翼无人机试验台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种倾转旋翼无人机试验台，包括试验平台、设于试验平台上的前脚轮固定装置与后脚轮固定装置，前脚轮固定装置的下方设有前脚轮称重板，后脚轮固定装置的下方设有后脚轮称重板，试验平台两侧分别设有六分量测力传感器以及用于驱动六分量测力传感器上下移动的顶升机构，六分量测力传感器上端设有无人机接头。能够帮助测试人员较为简便地对倾转旋翼无人机进行重心位置进行测试，且能够进行模态转换试验与转换过程中的测力试验。

Description

一种倾转旋翼无人机试验台

技术领域

本发明涉及模态测试技术领域，更具体地说，涉及一种倾转旋翼无人机试验台。

背景技术

倾转旋翼无人机属于一种新构型飞机，通过旋翼倾转，在起降阶段可以和直升机一样垂直起降，在平飞阶段可以和固定翼飞机一样以较快的速度水平前飞。

由于倾转旋翼无人机具有多种飞行模态，针对倾转旋翼类飞机的主要研制难点就在于不同飞行模态转化及控制过程，因此，在研发的过程中需要在地面进行大量测试。

目前，针对倾转旋翼飞机的研制还处于起步阶段，尚无成熟的适用于倾转旋翼无人机的地面测试设备。现有的地面测试台无法进行平飞和转化模态测试，功能单一，同时，飞机地面测试还需要对飞机的重心位置进行测试，而对重心位置的测试一般采用其他设备单独测量，操作过程繁琐。

因此，如何提供一种功能齐全且使用方便的倾转旋翼无人机试验台，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种倾转旋翼无人机试验台，能够帮助测试人员较为简便地对倾转旋翼无人机进行重心位置进行测试，且能够进行模态转换试验与转换过程中的测力试验。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种倾转旋翼无人机试验台，包括试验平台、设于试验平台上的前脚轮固定装置与后脚轮固定装置，所述前脚轮固定装置的下方设有前脚轮称重板，所述后脚轮固定装置的下方设有后脚轮称重板，所述试验平台两侧分别设有六分量测力传感器以及用于驱动所述六分量测力传感器上下移动的顶升机构，所述六分量测力传感器上端设有无人机接头。

优选的，所述前脚轮固定装置包括平铺于前脚轮称重板上的支撑平板、设于所述支撑平板上的地面轮挡。

优选的，所述后脚轮固定装置包括两块间隔设置于所述后脚轮称重板上的支撑立板，两块所述支撑立板上分别设有正对的插孔，所述插孔内可拆卸的插装有后脚轮固定杆。

优选的，所述后脚轮固定杆的两端设有外螺纹，所述后脚轮固定杆采用螺母固定于所述支撑立板。

优选的，所述试验平台的两侧分别设有固定座，所述顶升机构设于所述固定座上。

优选的，所述顶升机构为液压油缸。

优选的，所述试验平台的两端设有供无人机上下的斜坡。

优选的，所述斜坡的坡度为10-30度。

本发明所提供的倾转旋翼无人机试验台，使用时，将倾转旋翼无人机放置在试验平台上，并通过试验平台上的前脚轮固定装置与后脚轮固定装置对倾转旋翼无人机的各个脚轮进行固定，以对倾转旋翼无人机做静态测试，且称重板可对倾转旋翼无人机在各个脚轮处的重量进行测试，以便确定倾转旋翼无人机的重心位置。

当需要进行动力系统测试以及平飞、转化、垂起等飞行模态下整机受力情况测试时，先使倾转旋翼无人机的各个脚轮从前脚轮固定装置与后脚轮固定装置上解锁，然后将无人机接头与倾转旋翼无人机的机翼下表面的接口进行连接，通过顶升机构可对倾转旋翼无人机进行整体抬升，并对倾转旋翼无人机的空中位置进行锁定，开启倾转旋翼无人机的发动机，进行动力系统测试以及平飞、转化、垂起等飞行模态下整机受力情况测试，并通过六分量测力传感器采集力和力矩数据。

从而有效解决倾转旋翼无人机地面测试的难题，且该试验台可满足倾转旋翼无人机多模态测试，测量倾转旋翼无人机平飞、垂直起降和转化模态下飞机整体受力变化情况，并可固定无人机和对无人机重心位置进行测量，功能齐全且操作简便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供倾转旋翼无人机试验台具体实施例的示意图；

图2为前脚轮固定装置的示意图；

图3为后脚轮固定装置的示意图；

图4为多模态测试机构的示意图；

图5为倾转旋翼无人机进行静态试验的示意图；

图6为图5中前脚轮固定于前脚轮固定装置上的示意图；

图7为图5中后脚轮固定于后脚轮固定装置上的示意图；

图8为倾转旋翼无人机进行动态试验的示意图；

图9为无人机接头的示意图。

其中，1-试验平台、2-前脚轮固定装置、21-地面轮挡、22-支撑平板、3-后脚轮固定装置、31-支撑立板、32-后脚轮固定杆、4-无人机接头、5-六分量测力传感器、6-顶升机构、7-固定座、8-前脚轮称重板、9-后脚轮称重板。

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。

本发明的核心是提供一种倾转旋翼无人机试验台，能够帮助测试人员较为简便地对倾转旋翼无人机进行重心位置进行测试，且能够进行模态转换试验与转换过程中的测力试验。

请参考图1至图9，图1为本发明所提供倾转旋翼无人机试验台具体实施例的示意图；图2为前脚轮固定装置的示意图；图3为后脚轮固定装置的示意图；图4为多模态测试机构的示意图；图5为倾转旋翼无人机进行静态试验的示意图；图6为图5中前脚轮固定于前脚轮固定装置上的示意图；图7为图5中后脚轮固定于后脚轮固定装置上的示意图；图8为倾转旋翼无人机进行动态试验的示意图；图9为无人机接头的示意图。

本发明所提供的倾转旋翼无人机试验台，包括试验平台1、设于试验平台1上的前脚轮固定装置2与后脚轮固定装置3，前脚轮固定装置2的下方设有前脚轮称重板8，后脚轮固定装置3的下方设有后脚轮称重板9，试验平台1两侧分别设有六分量测力传感器5以及用于驱动六分量测力传感器5上下移动的顶升机构6，六分量测力传感器5上端设有无人机接头4。

其中，试验平台1为用于进行测试的平台，试验平台1上设有前脚轮固定装置2与后脚轮固定装置3，具体的，前脚轮固定装置2为两个，以固定倾转旋翼无人机的两个前脚轮，后脚轮固定装置3为一个，以固定倾转旋翼无人机的后脚轮。前脚轮固定装置2与后脚轮固定装置3之间距离需根据不同飞机脚轮之间的距离而灵活设置。

前脚轮固定装置2与后脚轮固定装置3的下方均设有称重板，称重板用于对倾转旋翼无人机的各个脚轮处的重量进行称重，以便确定倾转旋翼无人机的重心位置。

试验平台1两侧还分别设有六分量测力传感器5以及用于驱动六分量测力传感器5上下移动的顶升机构6，六分量测力传感器5上端设有无人机接头4。使用时，将无人机接头4与倾转旋翼无人机的机翼下表面的接口进行连接，通过顶升机构6可对倾转旋翼无人机进行整体抬升，并对倾转旋翼无人机的空中位置进行锁定。

六分量测力传感器5可采集沿空间X、Y、Z轴三个方向受力和力矩情况，倾转旋翼无人机的高度位置固定后，开启倾转旋翼无人机的发动机，进行动力系统测试以及平飞、转化、垂起等飞行模态下整机受力情况测试，并通过六分量测力传感器5采集力和力矩数据。

本发明所提供的倾转旋翼无人机试验台，使用时，将倾转旋翼无人机放置在试验平台1上，并通过试验平台1上的前脚轮固定装置2与后脚轮固定装置3对倾转旋翼无人机的各个脚轮进行固定，以对倾转旋翼无人机做静态测试，且称重板可对倾转旋翼无人机在各个脚轮处的重量进行测试，以便确定倾转旋翼无人机的重心位置。

当需要进行动力系统测试以及平飞、转化、垂起等飞行模态下整机受力情况测试时，先使倾转旋翼无人机的各个脚轮从前脚轮固定装置2与后脚轮固定装置3上解锁，然后将无人机接头4与倾转旋翼无人机的机翼下表面的接口进行连接，通过顶升机构6可对倾转旋翼无人机进行整体抬升，并对倾转旋翼无人机的空中位置进行锁定，开启倾转旋翼无人机的发动机，进行动力系统测试以及平飞、转化、垂起等飞行模态下整机受力情况测试，并通过六分量测力传感器5采集力和力矩数据。

从而有效解决倾转旋翼无人机地面测试的难题，且该试验台可满足倾转旋翼无人机多模态测试，测量倾转旋翼无人机平飞、垂直起降和转化模态下飞机整体受力变化情况，并可固定无人机和对无人机重心位置进行测量，功能齐全且操作简便。

在上述实施例的基础之上，考虑到前脚轮固定装置2的具体设置方式，作为一种优选，前脚轮固定装置2包括平铺于前脚轮称重板8上的支撑平板22、设于支撑平板22上的地面轮挡21。

本实施例中，通过地面挡轮对倾转旋翼无人机的前脚轮进行固定，提高对倾转旋翼无人机固定的高效性与便捷性，并通过在前脚轮称重板8上设置支撑平板22的方式，避免称重板与脚轮直接接触，从而起到保护前脚轮称重板8的作用，具体，称重板为高精度称重板。

在上述实施例的基础之上，考虑到前脚轮固定装置2的具体设置方式，作为一种优选，后脚轮固定装置3包括两块间隔设置于后脚轮称重板9上的支撑立板31，两块支撑立板31上分别设有正对的插孔，插孔内可拆卸的插装有后脚轮固定杆32。

使用时，将倾转旋翼无人机的后脚轮放置在两块支撑立板31之间，并将后脚轮固定杆32插入后脚轮与两块支撑立板31的通孔上，以对后脚轮进行固定，从而提高对倾转旋翼无人机固定的可靠性，当需要解锁使，只需要将后脚轮固定杆32取下即可。

在上述实施例的基础之上，考虑到将后脚轮固定杆32可拆卸固定在支撑立板31上的具体方式，作为一种优选，后脚轮固定杆32的两端设有外螺纹，后脚轮固定杆32采用螺母固定于支撑立板31。

在上述实施例的基础之上，作为一种优选，试验平台1的两侧分别设有固定座7，顶升机构6设于固定座7上。

本实施例中，本发明的无人机多模态测试机构由固定座7、顶升机构6、六分量测力传感器5、以及无人机接头4组成，在无人机左右机翼下方各布置一组，布置位置保证与旋翼在不同模态位置变化下无干涉。

固定座7可与地面固定连接，固定座7上安装顶升机构6，依靠顶升机构6对无人机进行整体抬升以及空中位置锁定。顶升机构6上方连接六分量测力传感器5，六分量测力传感器5可采集沿空间X、Y、Z轴三个方向受力和力矩情况。六分量测力传感器5上方固定连接无人机接头4。具体的，无人机接头4可采用采用螺母与无人机机翼下表面接口进行连接。

在上述实施例的基础之上，考虑到顶升机构6的具体选择，作为一种优选，顶升机构6为液压油缸。以保证对倾转旋翼无人机抬升与固定的稳定性。

在上述实施例的基础之上，作为一种优选，试验平台1的两端设有供无人机上下的斜坡。以供倾转旋翼无人机牵引上下试验台使用，在测试时保证倾转旋翼无人机及测试设备的稳定性。具体的，斜坡的坡度为10-30度。

以某倾转旋翼无人机地面静态试验为例，试验时，将无人机牵引至试验平台1，并通过前脚轮固定装置2与后脚轮固定装置3进行固定。试验平台1的具体尺寸为：长8.97m，高0.8m，宽1.0m。

飞机前脚轮与后脚轮分别与前脚轮固定装置2、后脚轮固定装置3连接，使用高精度的前脚轮称重板8、后脚轮称重板9对无人机整体重量及重心位置进行测量。具体的，地面轮挡21宽33mm，支撑平板22长160mm，宽73mm，厚10mm，高精度的前脚称重板长240mm，宽93mm，厚10mm，左右各一组。后脚轮固定杆32直径8mm，长160mm，支撑立板31为左右挡板形式，长160mm，厚10mm，高精度的后脚轮称重板9长240mm，宽160mm，厚10mm。

飞行模态试验时，将无人机与无人机接头4进行连接，使用液压油缸将无人机整体抬升至合适高度，锁定无人机位置高度。无人机高度位置固定后，发动机开启，进行动力系统测试以及平飞、转化、垂起等飞行模态下整机受力情况测试，使用六分量测力传感器5采集力和力矩数据。

如图9所示，六分量测力传感器5与无人机接头4通过M4螺母进行连接，无人机接头4与倾转旋翼无人机的机翼下表面的接口通过6个M6螺母进行连接。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供倾转旋翼无人机试验台进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。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，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种倾转旋翼无人机试验台，其特征在于，包括试验平台(1)、设于试验平台(1)上的前脚轮固定装置(2)与后脚轮固定装置(3)，所述前脚轮固定装置(2)的下方设有前脚轮称重板(8)，所述后脚轮固定装置(3)的下方设有后脚轮称重板(9)，所述试验平台(1)两侧分别设有六分量测力传感器(5)以及用于驱动所述六分量测力传感器(5)上下移动的顶升机构(6)，所述六分量测力传感器(5)上端设有无人机接头(4)；所述试验平台(1)的两端设有供无人机上下的斜坡；所述试验平台(1)的两侧分别设有固定座(7)，所述顶升机构(6)设于所述固定座(7)上；

所述固定座(7)与地面固定连接，所述固定座(7)上安装所述顶升机构(6)，依靠所述顶升机构(6)对无人机进行整体抬升以及空中位置锁定，所述顶升机构(6)上方连接所述六分量测力传感器(5)，所述六分量测力传感器(5)用于采集沿空间X、Y、Z轴三个方向受力和力矩情况，所述六分量测力传感器(5)上方固定连接所述无人机接头(4)，所述无人机接头(4)采用螺母与无人机机翼下表面接口进行连接。

2.根据权利要求1所述的倾转旋翼无人机试验台，其特征在于，所述前脚轮固定装置(2)包括平铺于前脚轮称重板(8)上的支撑平板(22)、设于所述支撑平板(22)上的地面轮挡(21)。

3.根据权利要求2所述的倾转旋翼无人机试验台，其特征在于，所述后脚轮固定装置(3)包括两块间隔设置于所述后脚轮称重板(9)上的支撑立板(31)，两块所述支撑立板(31)上分别设有正对的插孔，所述插孔内可拆卸的插装有后脚轮固定杆(32)。

4.根据权利要求3所述的倾转旋翼无人机试验台，其特征在于，所述后脚轮固定杆(32)的两端设有外螺纹，所述后脚轮固定杆(32)采用螺母固定于所述支撑立板(31)。

5.根据权利要求1所述的倾转旋翼无人机试验台，其特征在于，所述顶升机构(6)为液压油缸。

6.根据权利要求1至5任一项所述的倾转旋翼无人机试验台，其特征在于，所述斜坡的坡度为10-30度。

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