CN115144146B - 一种无人机地面撞击试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机地面撞击试验装置，包括基座；弹射平台，可转动地设置于基座上，以用于调节弹射平台的弹射角度；角度调节部，连接于基座与弹射平台之间，以用于带动弹射平台相对于基座转动；弹射动力部，活动设置于弹射平台上，以用于提供设定大小的弹射动力；阻挡部，活动设置于弹射平台上，以用于阻挡或释放无人机；其中，阻挡部与弹射动力部之间形成用于放置无人机的放置区。该试验装置通过角度调节部可调节弹射平台的具体弹射角度，通过弹射动力部可控制无人机的初始撞击速度，从而实现对无人机多种不同撞击角度、初始撞击速度等情况的模拟，并且能够有效减小对场地尺寸要求的限制。

Description

一种无人机地面撞击试验装置

技术领域

本发明涉及一种无人机地面撞击试验装置，属于冲击测试技术领域。

背景技术

获得无人机在失控状态下对地面人员撞击所造成的伤害值，是开展无人机运行安全管理的重要依据和参考。开展无人机地面撞击试验，是获得各型无人机撞击人体后的具体伤害值的有效方法。

开展无人机地面撞击试验，需要模拟无人机撞击人体的过程，并且对于撞击速度、角度和位置都有精确的要求。为了满足上述试验条件，目前已有的无人机地面撞击试验装置多采用跌落、钟摆或直线加速的方式。为获得所需的无人机撞击速度、角度及位置，往往需要依托较大的试验场地或者较大功率的触发设备（例如，依靠跌落方式或钟摆方式的试验装置为获得较大的撞击速度，需要较高的位置进行释放或者具有较大的摆长；而直线加速方式的试验装置往往需要大功率的作动器为无人机提供撞击的初速度），上述试验条件对于场地或大功率作动设备的需求，严重限制了无人机地面撞击试验的开展。

在专利号为ZL 202120177042.8的中国实用新型中，公开了一种无人机碰撞试验装置，包括支撑架、固定在支撑架上的释放结构、设置在释放结构正下方的碰触结构；所述释放结构包括竖直固定在支撑架顶部的加载电机，其输出轴固定连接丝杆，丝杆外围连接一丝杆螺母，丝杆螺母的下方固定连接压力传感器，压力传感器的下方固定连接弹簧，弹簧的下端与无人机接触，所述无人机通过电磁吸盘与支撑架固定连接。该试验装置通过加载电机压缩弹簧，将动能转化为弹性势能，电磁吸盘消磁释放无人机，弹簧将无人机弹出，将弹性势能转化为无人机的动能，为无人机提供足够的撞击速度，而且可以通过调整弹簧的压缩量提供不同的撞击速度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种无人机地面撞击试验装置（简称为试验装置），以提高无人机地面撞击试验的可控性和便利性。

为了实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：

一种无人机地面撞击试验装置，包括：

基座；

弹射平台，可转动地设置于所述基座上，以用于调节所述弹射平台的弹射角度；

角度调节部，连接于所述基座与所述弹射平台之间，以用于带动所述弹射平台相对于所述基座转动；

弹射动力部，活动设置于所述弹射平台上，以用于提供设定大小的弹射动力；

阻挡部，活动设置于所述弹射平台上，以用于阻挡或释放无人机；其中，所述阻挡部与所述弹射动力部之间形成用于放置所述无人机的放置区。

其中较优地，所述弹射平台的第一端与所述基座铰接，以使所述弹射平台的第二端能够绕所述弹射平台的第一端相对于所述基座转动设定的角度。

其中较优地，所述角度调节部的第一端与所述基座铰接，所述角度调节部的第二端与所述弹射平台的底部铰接，所述角度调节部的第二端相对于所述角度调节部的第一端可伸缩移动，以带动所述弹射平台相对于所述基座转动。

其中较优地，所述弹射动力部包括：

驱动件，固定于所述弹射平台的表面，并具有沿设定方向可伸缩移动的驱动轴，所述设定方向平行于所述弹射平台的表面；

弹性储能件，所述弹性储能件的第一端连接于所述驱动轴上，所述弹性储能件的第二端设有推板，所述驱动轴能够带动所述弹性储能件的第一端沿所述设定方向靠近所述弹性储能件的第二端，以将所述驱动件的动能储存为所述弹性储能件的弹性势能。

其中较优地，所述试验装置还包括：

第一电磁部，设置于所述弹射平台上，并与所述推板的位置相对应，以用于吸附或释放所述推板；

第二电磁部，设置于所述弹射平台上，并与所述阻挡部的位置相对应，以用于吸附或释放所述阻挡部；其中，所述第二电磁部与所述第一电磁部同步释放所述推板和所述阻挡部。

其中较优地，所述试验装置还包括：

弹性回位件，所述弹性回位件的第一端与所述弹射平台连接，所述弹性回位件的第二端与所述阻挡部连接，以用于配合所述第二电磁部带动所述阻挡部在第一状态与第二状态之间切换；

在所述第一状态下，所述第二电磁部吸附所述阻挡部，以使所述阻挡部垂直于所述弹射平台的表面，并使所述弹性回位件处于拉伸状态；在所述第二状态下，所述第二电磁部释放所述阻挡部，所述弹性回位件在弹力作用下拉动所述阻挡部，以使所述阻挡部平行于所述弹射平台的表面。

其中较优地，所述试验装置还包括控制器；

所述控制器与所述角度调节部连接，以用于控制所述角度调节部的调节角度；所述控制器还与所述弹射动力部连接，以用于控制所述弹射动力部的弹射动力；所述控制器还与所述第一电磁部和所述第二电磁部连接，以用于控制所述第一电磁部和所述第二电磁部的通断。

其中较优地，所述试验装置还包括：

角度传感器，设置于所述弹射平台的一侧，并与所述控制器连接，以用于获取所述弹射平台的旋转角度，并发送给所述控制器；

速度传感器，设置于所述弹射平台的一侧，并与所述控制器连接，以用户获取无人机的初始撞击速度，并发送给所述控制器。

其中较优地，所述试验装置还包括：显示部，与所述控制器连接，以用于进行数据显示。

其中较优地，所述弹射平台的弹射角度为0～90°，其中，0°状态下，所述弹射平台平行于水平面，90°状态下，所述弹射平台垂直于水平面。

与现有技术相比较，本发明所提供的无人机地面撞击试验装置具有如下的技术特点：

一. 通过角度调节部可调节弹射平台的具体弹射角度，通过弹射动力部可控制无人机的初始撞击速度，从而实现对无人机多种不同撞击角度、初始撞击速度等情况的模拟。

二. 弹射动力部相比较于传统的依靠跌落方式或钟摆方式的试验装置（需要较高的位置进行释放或者具有较大的摆长），获得同样的无人机初始撞击速度，可以有效减小对场地尺寸要求的限制。

三. 角度调节部能够十分便利地对弹射平台进行角度调节，有效减小对场地尺寸要求的限制。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种无人机地面撞击试验装置的主视图；

图2为本发明实施例提供的一种无人机地面撞击试验装置的俯视图；

图3为弹性回位件与第二电磁部的配合下，阻挡部处于第一状态的原理示意图；

图4为弹性回位件与第二电磁部的配合下，阻挡部处于第二状态的原理示意图；

图5为控制部的连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术内容进行详细具体的说明。

图1所示为本发明实施例提供的一种无人机地面撞击试验装置。该试验装置至少包括：基座1、弹射平台2、角度调节部3、弹射动力部4和阻挡部5。

其中，基座1用于为其他部件提供安装基础。弹射平台2可转动地设置于基座1上，以用于调节弹射平台2的弹射角度。角度调节部3连接于基座1与弹射平台2之间，以用于带动弹射平台2相对于基座1转动。弹射动力部4活动设置于弹射平台2上，以用于提供设定大小的弹射动力。阻挡部5活动设置于弹射平台2上，以用于阻挡或释放无人机，其中，阻挡部5与弹射动力部4之间形成用于放置无人机的放置区101。

在本发明的一个实施例中，该无人机地面撞击试验装置的具体工作过程如下：

第一步，利用角度调节部3带动弹射平台2相对于基座1转动，从而将弹射平台2调整到需要的弹射角度。

第二步，利用弹射动力部4储存符合需求的弹性势能，作为撞击试验所需的弹射动力。

第三步，将无人机放置于该放置区101处。

第四步，同时释放弹射动力部4和阻挡部5，使得无人机在预设的弹射角度和弹射动力下被弹出，从而完成撞击试验。

在上述实施例中，基座1采用金属型材制成，具体包括水平横杆11、长立杆12、短立杆13以及斜杆14。其中，水平横杆11放置于安装地面上，并通过地脚固定件102（本实施例中为三角铁，其他实施例中也可以替换为其他材料）与安装地面固定连接，从而能够提高基座1安装的稳定性，并保证基座1的结构强度。长立杆12的底部和短立杆13的底部均固定在水平横杆11上，长立杆12与短立杆13之间以及短立杆13与水平横杆11之间均设有斜杆14，以提高长立杆12和短立杆13的结构强度。由此，利用该基座1能够为其他部件的安装提供稳定的安装基础。

在上述实施例中，弹射平台2的第一端与基座1铰接，以使弹射平台2的第二端能够绕弹射平台2的第一端相对于基座1转动设定的角度。具体的，本实施例中，弹射平台2的A端（即第一端）与长立杆12的顶部铰接，从而使得弹射平台2的B端（即第二端）能够以A端为中心，相对于基座1上下转动，从而调节弹射平台2的弹射角度。其中，弹射平台2的弹射角度为0～90°，在0°状态下，弹射平台2平行于安装地面，在90°状态下，弹射平台2垂直于安装地面。

在上述实施例中，角度调节部3的第一端与基座1铰接，角度调节部3的第二端与弹射平台2的底部铰接，角度调节部3的第二端相对于角度调节部3的第一端可伸缩移动，以带动弹射平台2相对于基座1转动。具体的，本实施例中，角度调节部3为电动缸，电动缸的C端（即第一端）与短立杆13的顶部铰接，而且，电动缸的D端（即第二端）与弹射平台2底部的E点铰接。当需要调节弹射平台2的弹射角度时，电动缸的D端伸出，从而推动弹射平台2的E点绕弹射平台2的A端转动，电动缸的D端的伸出长度不同，则弹射平台2转动的角度不同。由此，通过该角度调节部3能够实现弹射平台2的自动调节，提高了弹射平台2角度调节的便利性。

在上述实施例中，弹射动力部4包括驱动件41和弹性储能件42。其中，本实施例中的驱动件41为伸缩气缸，该伸缩气缸固定于弹射平台2的表面，并具有沿设定方向（即图1中的X方向）可伸缩移动的驱动轴411，该设定方向平行于弹射平台2的表面，通过驱动轴411沿X方向的移动提供驱动力。相应地，本实施例中的弹性储能件42为两个压缩弹簧（如图2所示），但不限定于压缩弹簧的具体数量，也可以是1个、3个、5个或更多。该压缩弹簧42的F端（即第一端）与驱动轴411连接固定，该压缩弹簧42的G端（即第二端）设有推板421，当驱动轴411沿X方向伸出时，由于推板421会被无人机阻挡，因此，驱动轴411会带动压缩弹簧42的F端靠近G端，从而将驱动件的动能储存为弹性储能件的弹性势能。

在本发明的一个实施例中，该无人机地面撞击试验装置还包括第一电磁部6和第二电磁部7。其中，第一电磁部6设置于弹射平台2上，并与推板421的位置相对应，以用于吸附或释放推板421；第二电磁部7设置于弹射平台2上，并与阻挡部5的位置相对应，以用于吸附或释放阻挡部5。在本实施例中，第二电磁部7与第一电磁部1同步释放推板421和阻挡部5。具体使用时，第一电磁部6通电能够将推板421吸附在弹射平台2上，第二电磁部7通电能够将阻挡部5吸附在弹射平台2上，当利用角度调节部3调整好弹射角度，并利用弹射动力部4储存好所需的弹性势能后，将第一电磁部6和第二电磁部7同时断电，从而使得推板421与阻挡部5被同时释放，从而利用压缩弹簧42带动推板421向无人机提供推力，并且阻挡部5解除对无人机的阻挡，以完成无人机的地面撞击试验。

如图3和图4所示，在上述实施例中，该无人机地面撞击试验装置还包括弹性回位件8。其中，阻挡部5为一块L型板，包括相互垂直的第一连接板51和第二连接板52。弹性回位件8为回位弹簧，该回位弹簧的H端（即第一端）与弹射平台2连接，回位弹簧的I端（即第二端）与阻挡部5的第二连接板52连接，第二连接板52上设有磁吸件521，以用于配合第二电磁部7带动阻挡部5在第一状态与第二状态之间切换。

具体的，在第一状态下，第二电磁部7通电，从而吸附磁吸件521，使得第一连接板51垂直于弹射平台2的表面（如图3所示），以利用第一连接板51对无人机起到阻挡的作用，此时，弹性回位件8处于拉伸状态。在第二状态下，第二电磁部7断电，从而释放磁吸件521，此时，弹性回位件8在弹力作用下拉动第二连接板52，从而使得第一连接板51平行于弹射平台2的表面，以释放无人机。由此，利用该弹性回位件8配合第二电磁部7能够实现对阻挡部5工作状态的精确控制。

如图5所示，在上述实施例中，该无人机地面撞击试验装置还包括控制器9。控制器9与角度调节部3连接，以用于控制角度调节部3的调节角度；控制器9还与弹射动力部4连接，以用于控制弹射动力部4的弹射动力；控制器9还与第一电磁部6和第二电磁部7连接，以用于控制阻挡部5和推板421的释放时机。具体的，当通过控制器9的控制界面输入所需要的弹射角度后，控制器9将角度调节指令发送给电动缸3，以控制电动缸3的动力轴伸出设定的长度，从而带动弹射平台调整到合适的角度。当通过控制器9的控制界面输入所需要的弹射动力后，控制器9将动力调节指令发送给弹射动力部4的驱动件41，以控制驱动件41的驱动轴411伸出设定的长度，从而将所需要的动能储存为弹性储能件42的弹性势能。当需要进行撞击试验时，通过控制器9控制第一电磁部6和第二电磁部7同时断电，从而将阻挡部5和推板421同时释放，以完成无人机地面撞击试验。

在上述实施例中，该无人机地面撞击试验装置还包括角度传感器和速度传感器。其中，角度传感器设置于弹射平台2的一侧，并与控制器9连接，以用于获取弹射平台2的旋转角度，并发送给控制器9。速度传感器设置于弹射平台2的一侧，并与控制器9连接，以用户获取无人机的初始撞击速度，并发送给控制器9。

此外，该无人机地面撞击试验装置还包括显示部，该显示部与控制器9连接，以用于进行数据显示。具体的，该显示部为LED显示屏，利用该显示屏能够接收控制器9的显示指令，以显示弹射平台2的旋转角度、无人机的初始撞击速度等信息。

与现有技术相比较，本发明实施例所提供的无人机地面撞击试验装置，具有以下的技术特点：

一. 通过角度调节部3可调节弹射平台2的具体弹射角度，通过弹射动力部4可控制无人机的初始撞击速度，从而实现对无人机多种不同撞击角度、初始撞击速度等情况的模拟。

二. 弹射动力部4相比较于传统的依靠跌落方式或钟摆方式的试验装置（需要较高的位置进行释放或者具有较大的摆长），获得同样的无人机初始撞击速度，可以有效减小对场地尺寸要求的限制。

三. 角度调节部3能够十分便利地对弹射平台2进行角度调节，有效减小对场地尺寸要求的限制。

上面对本发明所提供的无人机地面撞击试验装置进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质内容的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。

Claims (7)

1.一种无人机地面撞击试验装置，其特征在于包括：

基座；

弹射平台，可转动地设置于所述基座上，以调节所述弹射平台的弹射角度；

角度调节部，连接于所述基座与所述弹射平台之间，以带动所述弹射平台相对于所述基座转动；

弹射动力部，活动设置于所述弹射平台上，以提供设定大小的弹射动力；所述弹射动力部包括驱动件和弹性储能件，所述驱动件固定于所述弹射平台的表面，并具有沿设定方向可伸缩移动的驱动轴，所述设定方向平行于所述弹射平台的表面；所述弹性储能件的第一端连接于所述驱动轴上，所述弹性储能件的第二端设有推板，所述驱动轴能够带动所述弹性储能件的第一端沿所述设定方向靠近所述弹性储能件的第二端，以将所述驱动件的动能储存为所述弹性储能件的弹性势能；

阻挡部，活动设置于所述弹射平台上，以阻挡或释放无人机；其中，所述阻挡部与所述弹射动力部之间形成用于放置所述无人机的放置区；

第一电磁部，设置于所述弹射平台上，并与所述推板的位置相对应，以吸附或释放所述推板；

第二电磁部，设置于所述弹射平台上，并与所述阻挡部的位置相对应，以吸附或释放所述阻挡部；其中，所述第二电磁部与所述第一电磁部同步释放所述推板和所述阻挡部；

弹性回位件，第一端与所述弹射平台连接，第二端与所述阻挡部连接，以配合所述第二电磁部带动所述阻挡部在第一状态与第二状态之间切换；

在所述第一状态下，所述第二电磁部吸附所述阻挡部，以使所述阻挡部垂直于所述弹射平台的表面，并使所述弹性回位件处于拉伸状态；在所述第二状态下，所述第二电磁部释放所述阻挡部，所述弹性回位件在弹力作用下拉动所述阻挡部，以使所述阻挡部平行于所述弹射平台的表面。

2.如权利要求1所述的无人机地面撞击试验装置，其特征在于：

所述弹射平台的第一端与所述基座铰接，以使所述弹射平台的第二端能够绕所述弹射平台的第一端相对于所述基座转动设定的角度。

3.如权利要求2所述的无人机地面撞击试验装置，其特征在于：

所述角度调节部的第一端与所述基座铰接，所述角度调节部的第二端与所述弹射平台的底部铰接，所述角度调节部的第二端相对于所述角度调节部的第一端可伸缩移动，以带动所述弹射平台相对于所述基座转动。

4.如权利要求1所述的无人机地面撞击试验装置，其特征在于还包括控制器；

所述控制器与所述角度调节部连接，以控制所述角度调节部的调节角度；所述控制器还与所述弹射动力部连接，以控制所述弹射动力部的弹射动力；所述控制器还与所述第一电磁部和所述第二电磁部连接，以控制所述第一电磁部和所述第二电磁部的通断。

5.如权利要求4所述的无人机地面撞击试验装置，其特征在于还包括：

角度传感器，设置于所述弹射平台的一侧，并与所述控制器连接，以获取所述弹射平台的旋转角度，并发送给所述控制器；

速度传感器，设置于所述弹射平台的一侧，并与所述控制器连接，以用户获取无人机的初始撞击速度，并发送给所述控制器。

6.如权利要求5所述的无人机地面撞击试验装置，其特征在于还包括：

显示部，与所述控制器连接，以进行数据显示。

7.如权利要求1～6中任意一项所述的无人机地面撞击试验装置，其特征在于：

所述弹射平台的弹射角度为0～90°；其中，在0°状态下，所述弹射平台平行于水平面，在90°状态下，所述弹射平台垂直于水平面。

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