CN114241866B - 用于流体力学强化学习的双扑翼测试设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于流体力学强化学习的双扑翼测试设备，包括一机架、一电控箱和两移位机构；每一移位机构包括两直线滑台、一直线轨道、一舵机、一扑翼和一伺服电机；两移位机构的四直线滑台相互平行；直线轨道的两端可沿直线滑台长度方向滑动地连接于对应的两直线滑台上，伺服电机通过电机连接笼连接于直线滑台的末端并与对应的直线轨道传动连接；扑翼通过对应舵机固定于对应直线轨道的下方；舵机和伺服电机连接电控箱。本发明的一种用于流体力学强化学习的双扑翼测试设备，操作人员仅需将算法导入电控箱中电脑即可通过强化学习获取最优化数据，有效提升了工作效率，节约了时间成本；还可研究两个扑翼在流体力学水动力方面的相互影响。

Description

用于流体力学强化学习的双扑翼测试设备

技术领域

本发明涉及流体力学以及强化学习领域，尤其涉及一种用于流体力学强化学习的双扑翼测试设备。

背景技术

在对扑翼进行水动力流体力学相关性能测验的实验时，相关领域一般使用传统流体力学实验方法对每组实验参数进行依次实验，但这种传统测试方法存在以下这些问题：

1、现有的传统实验设备往往需要技术人员依次设定参数并在每次实验后记录数据、对装置进行复位处理，想要获得实验结果则需耗费大量人力、物力和时间来进行重复和对照，工作效率低下，时间成本高。

2、由于获取的样本数量和实验数量不够多，很可能导致实验误差的产生，实验结果的容错率和准确率低。

针对上述问题，需要在原有的传统流体力学实验设备的基础上进行创新设计。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种用于流体力学强化学习的双扑翼测试设备，以解决上述背景技术中提出的传统流体力学实验设备，在进行实验时需要技术人员依次设定参数并在每次实验后记录数据、对装置进行复位处理并设定新数据，获取的样本数量和实验数量不够多，且因此导致实验的工作效率低下、时间成本高以及实验结果的可维护性和可验证性弱的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于流体力学强化学习的双扑翼测试设备，包括一机架、一电控箱和两移位机构；每一所述移位机构包括两直线滑台、一直线轨道、一舵机、一扑翼和一伺服电机；两所述移位机构的四直线滑台相互平行；所述直线轨道的两端可沿所述直线滑台长度方向滑动地连接于对应的两所述直线滑台上，所述伺服电机通过电机连接笼连接于所述直线滑台的末端并与对应的所述直线轨道传动连接；所述扑翼通过对应所述舵机固定于对应所述直线轨道的下方；所述舵机和所述伺服电机连接所述电控箱。

优选地，还包括两限位块，所述限位块分别固定于位于内侧的两所述直线滑台的末端。

优选地，还包括设置于所述电控箱顶部的一触摸屏、一三色灯和多个操控按钮；所述电控箱与所述触摸屏、所述三色灯和所述操控按钮电连接。

优选地，包括四个所述操控按钮，所述操控按钮分别用于控制所述直线轨道的复位、启动、停止和急停。

优选地，所述电控箱中的电脑中预设控制算法，所述控制算法用于通过所述触摸屏控制所述伺服电机，进而通过所述伺服电机控制所述直线轨道的移动。

优选地，所述控制算法用于通过所述三色灯发出不同颜色来显示所述舵机和所述扑翼的运行状态。

优选地，所述机架包括若干方钢和多个脚轮；所述方钢构成一长方体框架；所述脚轮安装于所述长方体框架的底部。

优选地，四所述直线滑台沿所述机架的中心线两两对称分布。

优选地，还包括一尼龙拖链，所述尼龙拖链固定于所述直线滑台的外侧。

本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：

1、通过伺服电机、直线滑台、直线轨道和电控箱的配合，操作人员仅需将算法导入电控箱中电脑即可通过强化学习获取最优化数据，有效提升了工作效率，节约了时间成本。

2、由于利于强化学习相关算法程序具有可维护性并可以获取足够的样本数量，显著提升了流体力学实验的容错率和准确率。

3、除了能针对单扑翼的升力、浮力等性能进行测验之外，具备的双扑翼设计还可研究两个扑翼在流体力学水动力方面的相互影响。

附图说明

图1为本发明实施例的用于流体力学强化学习的双扑翼测试设备的结构示意图；

图2为本发明实施例的舵机与扑翼的连接结构示意图。

具体实施方式

下面根据附图图1和图2，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解本发明的功能、特点。

请参阅图1和图2，本发明实施例的一种用于流体力学强化学习的双扑翼测试设备，包括一机架、一电控箱1和两移位机构；每一移位机构包括两直线滑台2、一直线轨道3、一舵机4、一扑翼5和一伺服电机6；两移位机构的四直线滑台2相互平行；直线轨道3的两端可沿直线滑台2长度方向滑动地连接于对应的两直线滑台2上，伺服电机6通过电机连接笼7连接于直线滑台2的末端并与对应的直线轨道3传动连接；扑翼5通过对应舵机4固定于对应直线轨道3的下方；舵机4和伺服电机6连接电控箱1。

还包括两限位块8，限位块8分别固定于位于内侧的两直线滑台2的末端。

还包括设置于电控箱1顶部的一触摸屏9、一三色灯10和多个操控按钮；电控箱1与触摸屏9、三色灯10和操控按钮电连接。

包括四个操控按钮，操控按钮分别用于控制直线轨道3的复位、启动、停止和急停。

电控箱1中的电脑中预设控制算法，控制算法用于通过触摸屏9控制伺服电机6，进而通过伺服电机6控制直线轨道3的移动。

控制算法用于通过三色灯10发出不同颜色来显示舵机4和扑翼5的运行状态。

机架包括若干方钢11和多个脚轮12；方钢11构成一长方体框架；脚轮12安装于长方体框架的底部。

四直线滑台2沿机架的中心线两两对称分布。

还包括一尼龙拖链13，尼龙拖链13固定于直线滑台2的外侧。

本发明实施例的一种用于流体力学强化学习的双扑翼测试设备，包括机架、触摸屏9和移位机构，机架整体呈长方体框架结构，由方钢11构成长方体框架并在底面固定连接有脚轮12，且机架外侧附有电控箱1，触摸屏9即位于电控箱1顶部，同时电控箱1顶部平面设置有三色灯10以及操纵按钮。移位机构安装在机架上平面处。该双扑翼测试设备，在进行流体力学强化学习相关测试时，用户通过触摸屏9的人机界面操控纵向移位装置以实现双扑翼沿长度方向的水平滑动。该装置用于在强化学习基础上研究两个扑翼5之间的耦合影响以及扑翼5的升力、阻力等水动力性能。

工作原理：首先操作人员将本实施例的用于流体力学强化学习的双扑翼测试设备移动到水池里，然后打开设备开关激活电控箱1中电脑设备，导入流体力学强化学习相关算法，按下启动键后，通过触摸屏9人工控制伺服电机6的功率输出，进而控制直线轨道3在沿机架长度方向的直线滑台2上进行滑动，同时舵机4还可以驱动转轴旋转来控制扑翼5的倾角大小，在这个方向上遇到限位块8时扑翼5停止运动，继而沿直线滑台2完成复位，且双扑翼5沿设备纵向对称中心线进行分布，两个扑翼5的滑动方向和扑翼5倾角均可经由触摸屏9控制，由此，该设备提升了工作效率，提高了容错率和准确率，具备的双扑翼设计还研究了两个扑翼5在流体力学水动力方面的相互影响。

以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于流体力学强化学习的双扑翼测试设备，其特征在于，包括一机架、一电控箱和两移位机构；每一所述移位机构包括两直线滑台、一直线轨道、一舵机、一扑翼和一伺服电机；两所述移位机构的四直线滑台相互平行；所述直线轨道的两端可沿所述直线滑台长度方向滑动地连接于对应的两所述直线滑台上，所述伺服电机通过电机连接笼连接于所述直线滑台的末端并与对应的所述直线轨道传动连接；所述扑翼通过对应所述舵机固定于对应所述直线轨道的下方；所述舵机和所述伺服电机连接所述电控箱；

所述电控箱中的电脑中预设控制算法，所述控制算法用于通过所述触摸屏控制所述伺服电机，进而通过所述伺服电机控制所述直线轨道的移动；

所述控制算法用于通过所述三色灯发出不同颜色来显示所述舵机和所述扑翼的运行状态；

所述电控箱中的电脑导入流体力学强化学习相关算法。

2.根据权利要求1所述的用于流体力学强化学习的双扑翼测试设备，其特征在于，还包括两限位块，所述限位块分别固定于位于内侧的两所述直线滑台的末端。

3.根据权利要求1所述的用于流体力学强化学习的双扑翼测试设备，其特征在于，还包括设置于所述电控箱顶部的一触摸屏、一三色灯和多个操控按钮；所述电控箱与所述触摸屏、所述三色灯和所述操控按钮电连接。

4.根据权利要求3所述的用于流体力学强化学习的双扑翼测试设备，其特征在于，包括四个所述操控按钮，所述操控按钮分别用于控制所述直线轨道的复位、启动、停止和急停。

5.根据权利要求1所述的用于流体力学强化学习的双扑翼测试设备，其特征在于，所述机架包括若干方钢和多个脚轮；所述方钢构成一长方体框架；所述脚轮安装于所述长方体框架的底部。

6.根据权利要求1所述的用于流体力学强化学习的双扑翼测试设备，其特征在于，四所述直线滑台沿所述机架的中心线两两对称分布。

7.根据权利要求1所述的用于流体力学强化学习的双扑翼测试设备，其特征在于，还包括一尼龙拖链，所述尼龙拖链固定于所述直线滑台的外侧。

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