CN115356079A - 一种植保无人机室内模拟喷施测试平台及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种植保无人机室内模拟喷施测试平台及方法，该模拟喷施测试平台包括用于安装无人机且用于调节无人机位置的安装装置、用于模拟无人机空速的空速模拟装置、至少一台用于模拟地速与检测雾滴分布的地速模拟雾滴分布检测装置以及控制台；所述控制台分别与所述安装装置、空速模拟装置以及地速模拟雾滴分布检测装置连接；所述空速模拟装置包括设置在所述安装装置前方的前向吹风机构、设置在所述安装装置侧方的侧向吹风机构以及设置在地面上用于引导侧向吹风机构进行移动的侧向导向机构。该模拟喷施测试平台能够模拟无人机姿态和作业条件，可以模拟出无人机在有风环境下真实作业时飞行状态的数据，测试的精度高；而且该模拟喷施测试平台所占用的空间较小。

Description

一种植保无人机室内模拟喷施测试平台及方法

技术领域

本发明涉及农业航空植保机械技术领域，具体涉及一种植保无人机室内模拟喷施测试平台及方法。

背景技术

植保无人机的飞行高度和飞行速度是影响作业效果的重要参数，针对不同的机型结构与喷头型号，无人机的最佳作业参数均有不同。受室外不稳定环境的影响，田间试验所测得的雾滴分布数据有一定的误差，对优化无人机参数造成干扰。田间雾滴试验所使用的水敏纸价格通常较高，只能对局部雾滴进行采样，无法直观看到所有雾滴分布状况。

现有技术中的室内植保无人机测试设备只是将无人机固定在悬架上或者沿固定轨道运行，并不能完整模拟出无人机飞行时的空速，而飞行时的空速对雾滴的漂移和分布有着极大的影响。例如，申请公布号为CN110836841A的发明专利申请公开了一种龙门吊式植保无人机雾滴测试试验台，该试验台架包括竖向设置在两侧的滑道架和设置在两滑道架之间的顶梁、横梁和底座，横梁和滑道架之间设置有升降机构；检测机构包括雾滴检测台、设置在底座上的轨道和设置在雾滴检测台底部的轨道轮，该测试台虽然能获得准确的试验数据，但是，上述测试台获得的试验数据是模拟无人机在无风条件下悬停时的数据，并不能真实模拟出无人机在有风环境下真实作业时飞行状态的数据，因此，现有测试台获得的试验数据精确性比较低。

再例如申请公布号为CN104614150A的发明专利申请公开了一种植保无人机喷洒二相流场室内模拟测试平台及方法，该测试平台包括控制台、模拟设备以及雾滴分布检测和/或风场检测器材等，该模拟测试平台用于模拟植保无人机低空中作业，可进行不同机型无人机在不同作业高度、飞行速度和不同喷洒浓度的室内施药试验，便于研究无人机低空喷药二相流场及喷洒分布。但是，上述测试平台也是仅仅能够模拟无风状态下无人机的喷施作业，无法对环境风进行模拟，所获取的数据精度比较低，而且该模拟测试平台所占用的空间非常大。

发明内容

本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种植保无人机室内模拟喷施测试平台，该模拟喷施测试平台能够模拟无人机姿态和作业条件，可以模拟出无人机在有风环境下真实作业时飞行状态的数据，测试的精度高；而且该模拟喷施测试平台所占用的空间较小。

本发明的另一个目的在于提供一种植保无人机室内模拟喷施测试方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种植保无人机室内模拟喷施测试平台，包括用于安装无人机且用于调节无人机位置的安装装置、用于模拟无人机空速的空速模拟装置、至少一台用于模拟地速与检测雾滴分布的地速模拟雾滴分布检测装置以及控制台；所述控制台分别与所述安装装置、空速模拟装置以及地速模拟雾滴分布检测装置连接；其中，

所述安装装置包括龙门架、滑动设置在所述龙门架上的横向滑动架、用于驱动所述横向滑动架在横向方向运动的横向驱动机构、滑动设置在所述横向滑动架上的竖向滑动架、用于驱动竖向滑动架在竖直方向运动的竖向驱动机构以及设置在竖向滑动架下端与无人机之间用于改变无人机倾角的连接装置；

所述空速模拟装置包括设置在所述安装装置前方的前向吹风机构、设置在所述安装装置侧方的侧向吹风机构以及设置在地面上用于引导侧向吹风机构进行移动的侧向导向机构；

所述地速模拟雾滴分布检测装置包括底座、设置所述底座上的机架、卷纸、设置在所述底座一端上用于存放卷纸的卷纸安装轴、设置在所述机架两端的导纸辊、设置在所述底座另一端上且呈上下分布的两个摩擦辊、设置在所述底座上呈上下分布的两个切纸辊、设置在位于上端的切纸辊上的切纸刀、设置在底座下端的集纸盒、用于驱动所述摩擦辊转动的检测驱动机构以及用于将摩擦辊的动力传递给切纸辊的传动机构；其中，所述卷纸从所述卷纸安装轴出来，依次经过所述导纸辊，然后从两个摩擦辊之间穿过，最后从两个切纸辊之间出来。

上述植保无人机室内模拟喷施测试平台的工作原理是：

测试时，首先通过连接装置改变无人机的倾角，安装好无人机；然后移动侧向吹风机构到指定位置来模拟环境风，前向吹风机构用来模拟无人机在无风环境下飞行时相对于静止空气的速度，此时，这个速度与地速是一致的，这个风向一直与飞行方向是相反；接着通过控制台控制竖向驱动机构驱动与横向驱动机构调节无人机到达指定位置；随后通过控制台控制卷纸的到达指定的输送速度；通过控制台分别控制前向吹风机构、侧向吹风机构到指定的风速；启动无人机，使得无人机旋翼到达预定的转速，通过遥控器启动无人机的喷雾系统进行喷洒，喷洒出的雾滴会落入卷纸上；卷纸在输送过程中，切纸刀会将卷纸切断，掉落至集纸盒，最后取出集纸盒中的纸张，对所记录数据进行图像处理分析雾滴分布检测，完成模拟和测试；运动的卷纸对于静止的无人机来说，卷纸的速度为模拟无人机的地速。

本发明的一个优选方案，其中，所述前向吹风机构与侧向吹风机构均包括底架、设置在底架上的安装架、设置在所述安装架上多个风机、用于检测所述风机的风速的风速传感器以及位于所述风机出风口处的整流网；所述风速传感器与所述控制台连接，其中，所述前向吹风机构还包括设置在所述底架与所述安装架之间的用于调节安装架高度的高度调节机构；所述侧向吹风机构还包括设置在所述底架下端的行走轮。通过设置上述机构，通过多个风机，可以对无人机进行吹风，整流网可以将引导风的方向，通过风速传感器实时检测风速的大小，控制台可以通过风速传感器检测风机的风速，并通过风速传感器对风机的风速进行调节；通过设置高度调节机构，能够调节前向吹风机构的风机高度，从而适应无人机的高度，根据无人机的高度进行灵活调整，提高测试的精确性。

本发明的一个优选方案，其中，所述侧向导向机构包括设置在地面上的半圆形轨道以及设置在所述侧向吹风机构的安装架上且与所述半圆形轨道滑动配合滑动块，所述半圆形轨道的圆心与所述安装装置的地面投影中心重合。通过设置半圆形轨道与滑动块，使得侧向吹风机构能够在半圆形轨道上运动，从而调节侧向吹风机构可以从不同的方向对无人机吹风，从而模拟出不同方向的环境风，获得更多测试数据，进而提高了测试精度。

本发明的一个优选方案，其中，所述机架的一端铰接在所述底座上，所述地速模拟雾滴分布检测装置还包括铰接在所述机架与底座之间的电动推杆。上述结构中，可通过控制电动推杆的长度改变机架角度，收集不同角度空间截面的雾滴分布数据。

本发明的一个优选方案，其中，所述地速模拟雾滴分布检测装置还包括安装在所述底座上用于检测所述卷纸速度的速度传感器，该速度传感器与所述控制台连接。通过速度传感器实施检测卷纸的速度，从而反馈至控制台，对卷纸速度调节。

本发明的一个优选方案，其中，所述横向驱动机构包括设置在龙门架上横向驱动电机、设置在所述龙门架上的横向丝杆以及设置在所述横向滑动架上的横向丝杆螺母，所述横向丝杆与所述横向驱动电机的驱动部连接，该横向丝杆与横向丝杆螺母配合连接。上述结构中，通过横向驱动电机驱动横向丝杆转动，从而实现横向丝杆螺母的移动，带动横向滑动架上龙门架上移动，最终带动无人机在龙门架上移动，实现无人机的横向位置调节，测试时，可以使得无人机的位置更加精确。

优选地，所述横向滑动架与所述龙门架之间设有用于引导所述横向滑动架在龙门架上运动的横向导向组件，该横向导向组件包括设置在龙门架上的两条横向导轨以及设置在所述横向滑动架上且与所述横向导轨滑动配合的横向滑块。通过设置横向导向组件，使得横向滑动架在龙门架上运动的更加稳定，从而保证无人机运动的稳定性。

本发明的一个优选方案，其中，所述竖向驱动机构包括设置在所述竖向滑动架上的竖向驱动电机、设置在所述竖向滑动架上的竖向丝杆以及固定设置在所述横向滑动架上的竖向丝杆螺母，所述竖向丝杆与所述竖向驱动电机的驱动部连接，该竖向丝杆与竖向丝杆螺母配合连接。上述结构中，当竖向驱动电机驱动竖向丝杆转动时，由于竖向丝杆螺母固定，竖向丝杆会沿着上下方向进行移动，并带动竖向驱动电机与竖向滑动架一起上下移动，从而实现无人机的高度调节，可以模拟无人机不同飞行高度时，雾滴的分布状况。

进一步地，所述竖向滑动架与所述横向滑动架之间设有用于引导所述竖向滑动架在横向滑动架上运动的竖向导向组件，该竖向导向组件包括设置在竖向滑动架上的竖向导轨以及设置在所述横向滑动架上且与所述竖向导轨滑动配合的竖向滑块。通过设置竖向导向组件，使得竖向滑动架在横向滑动架上运动的更加稳定，从而保证无人机运动的稳定性。

本发明的一个优选方案，其中，所述连接装置包括顶部安装板、底部安装板、设置在所述顶部安装板与底部安装板之间的万向节以及调节螺栓；其中，所述万向节的上端与所述顶部安装板固定连接，下端与所述底部安装板固定连接，所述顶部安装板的上端与所述竖向滑动架的下端连接，所述无人机安装在所述底部安装板的下端；所述调节螺栓的数量为四个，沿着万向节的中心呈十字排布，该调节螺栓的上端与所述顶部安装板螺纹连接。通过万向节，可以使得无人机沿着各个方向进行倾斜，通过调节螺栓的高度，可以对万向节的角度进行调节，调节螺栓的自锁可以对底部安装板的角度进行固定，从而保证无人机倾角的稳定性；松开调节螺栓后，万向节可以自由转动。对测试所带来的作用是，可以将无人机固定在空中，并且可以调节无人机的位置来模拟真实作业过程中无人机的飞行的姿态角，姿态角对雾滴的分布也有较大的影响。

优选地，所述空速模拟装置与地速模拟雾滴分布检测装置具有速度联动机制，所述空速模拟装置的前向吹风机构的出口处风速与地速模拟雾滴分布检测装置的卷纸运行速度一致。其目的在于，用以模拟无人机在无环境风状态下无人机的空速与地速，在无环境风状态下，无人机的空速与地速相等，无人机的空速与地速均等于无人机作业时的飞行速度；环境风由侧面的侧向吹风机构来提供，模拟地速有利于获得更真实的雾滴分布情况。

优选地，所述空速模拟装置模拟前向的环境风时，所述侧向吹风机构沿着半圆形轨道移动至前向吹风机构的正前方时，所述侧向吹风机构与前向吹风机构形成二级串联风机组，所述侧向吹风机构的风机的出风口风速为无人机地速加环境风的风速，通过控制台和侧向吹风机构的风速传感器进行风速的控制和反馈，从而侧向吹风机构在半圆形轨道上的位置以模拟不同方向的侧向环境风。侧向吹风机构与前向吹风机构形成二级串联风机组，模拟无人机逆风飞行的情况，此时，无人机地速加上环境风的风速等于空速。

一种植保无人机室内模拟喷施测试方法，该方法包括以下步骤：

(1)通过拧动连接装置的调节螺栓改变倾角，将待测试的无人机安装在连接装置的底部安装板上；

(2)通过高度调节机构调节前向吹风机构的风机高度；

(3)将卷纸安装轴上的卷纸依次经过导纸辊，然后从两个摩擦辊之间穿过，接着从两个切纸辊之间出来；

(4)移动侧向吹风机构到指定位置来模拟环境风；

(5)通过控制台控制横向驱动机构以及竖向驱动机构，调整无人机到达指定的位置；

(6)通过控制台控制检测驱动机构，使得卷纸运行至指定的速度；

(7)通过控制台启动前向吹风机构与侧向吹风机构分别到达指定的风速；

(8)启动无人机，使得无人机的翼达到预定的转速；

(9)通过遥控器启动无人机的喷雾系统进行喷洒，喷洒出来的雾滴落入卷纸上；

(10)记录有雾滴分布状况的卷纸被切纸刀裁切成纸张，从集纸盒中取出纸张，对所记录数据进行图像处理分析雾滴分布检测，完成模拟和测试。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明中的植保无人机室内模拟喷施测试平台，该平台通过空速模拟装置模拟出无人机飞行时的空速；通过地速模拟雾滴分布检测装置可以模拟出无人机的地速，通过卷纸可以记录雾滴分布状况，该模拟喷施测试平台能够模拟无人机姿态和作业条件，可以模拟出无人机在有风环境下真实作业时飞行状态的数据，测试的精度。

2、本发明中的植保无人机室内模拟喷施测试平台，结构紧凑，所占用的空间较小。

3、本发明中的植保无人机室内模拟喷施测试平台，适用于多种型号无人机，可进行多种型号无人机在不同作业高度、飞行速度、环境风的室内喷施作业，用于研究无人机喷施药液的分布情况，优化无人机配置与作业参数，也可作为无人机动力测试架和PID测试台架以优化无人机飞行参数。

附图说明

图1-图2为本发明中的一种植保无人机室内模拟喷施测试平台的一种具体实施方式的结构示意图，其中，图1为立体图，图2为另一个视角方向的立体图。

图3-图4为本发明中的安装装置的结构示意图，其中，图3为立体图，图4为另一个视角方向的立体图。

图5-图6为本发明中的安装装置省去龙门架部分结构的结构示意图，其中，图5为立体图，图6为另一个视角方向的立体图。

图7为本发明中的前向吹风机构的立体结构示意图。

图8为本发明中的侧向吹风机构的立体结构示意图。

图9为本发明中的前向吹风机构和侧向吹风机构的风机安装在模块架上的结构示意图。

图10-图11为本发明中的地速模拟雾滴分布检测装置的结构示意图，其中，图10为主视图，图11为立体图。

图12-图13为本发明中的地速模拟雾滴分布检测装置的机架在抬升状态时的结构示意图，其中，图12为立体图，图13为内部结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员很好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不仅限于此。

参见图1-图2，本实施例中的一种植保无人机室内模拟喷施测试平台，包括用于安装无人机1且用于调节无人机1位置的安装装置2、用于模拟无人机1空速的空速模拟装置、至少一台用于模拟地速与检测雾滴分布的地速模拟雾滴分布检测装置3以及控制台4；所述控制台4分别与所述安装装置2、空速模拟装置以及地速模拟雾滴分布检测装置3连接。

参见图1-图2，所述控制台4以星形网络的形式通过有线或无线方式与安装装置2、空速模拟装置以及地速模拟雾滴分布检测装置3通讯连接。

参见图3-图4，所述安装装置2包括龙门架5、横向滑动设置在所述龙门架5上的横向滑动架6、用于驱动所述横向滑动架6在横向方向运动的横向驱动机构7、竖向滑动设置在所述横向滑动架6上的竖向滑动架8、用于驱动竖向滑动架8在竖直方向运动的竖向驱动机构9以及设置在竖向滑动架8下端与无人机之间用于改变无人机1倾角的连接装置10；所述连接装置10的上端与所述竖向滑动架8连接，下端与所述无人机1连接。所述龙门架5通过地脚螺栓固定在地面上，所述龙门架5包括横梁5-1与两个支撑脚5-2，支撑脚5-2上设有0.5米为梯度的不同高度且用于固定横梁5-1的固定杆5-3；根据试验所需高度将横梁5-1水平安装在所需的固定杆5-3上，所述横梁5-1为矩形框，所述横向滑动架6设置在横梁5-1上。

参见图1-图2，所述空速模拟装置包括设置在所述安装装置2前方的前向吹风机构11、设置在所述安装装置2侧方的侧向吹风机构12以及设置在地面上用于引导侧向吹风机构12进行移动的侧向导向机构。

参见图2和图10-图13，所述地速模拟雾滴分布检测装置3包括底座35、设置所述底座35上的机架36、卷纸34、设置在所述底座35一端上用于存放卷纸34的卷纸安装轴45、设置在所述机架36两端的导纸辊38、设置在所述底座35另一端上且呈上下分布的两个摩擦辊39、设置在所述底座35上呈上下分布的两个切纸辊43，41、设置在位于上端的切纸辊43上的切纸刀42、设置在底座35下端的集纸盒44、用于驱动所述摩擦辊39转动的检测驱动机构以及用于将摩擦辊39的动力传递给切纸辊41的传动机构；其中，所述卷纸34从所述卷纸安装轴45出来，依次经过所述导纸辊38，然后从两个摩擦辊39之间穿过，最后从两个切纸辊43、41之间出来。由于卷纸34不断运行，相对于静止的无人机来说，可以模拟出无人机的地速。

参见图10，所述导纸辊38两端均通过卧式轴承49与机架36连接。

参见图10-图13，所述检测驱动机构包括检测驱动电机40、与所述检测驱动电机40连接的第一主动链轮48、与位于下端的摩擦辊39同轴设置的第一从动链轮46以及设置在所述第一主动链轮48与第一从动链轮46之间的第一传动链47；所述第一传动链47的一端与第一主动链轮48连接，另一端与所述第一从动链轮46连接。所述传动机构包括与位于上端的摩擦辊39同轴设置的第二主动链轮50、与位于上端的切纸辊43同轴设置的第二从动链轮51以及设置在所述第二主动链轮50与第二从动链轮51之间的第二传动链52；所述第二传动链52的一端与第二主动链轮50连接，另一端与所述第二从动链轮51连接。通过设置上述机构，可实现摩擦辊39与切纸辊43,41的转动。所述传动机构为减速传动机构，切纸辊41速度慢于摩擦辊39，控制其减速比来设置固定的纸张裁切长度。

参见图1和图13，所述卷纸34的运行方向与所述前向吹风机构11吹风的方向相同。

参见图7-图8，所述前向吹风机构11与侧向吹风机构12均包括底架13、设置在底架13上的安装架15、设置在所述安装架15上多个风机16、用于检测所述风机16的风速的风速传感器以及位于所述风机16出风口处的整流网17；所述风速传感器与所述控制台4通讯连接，其中，所述前向吹风机构11还包括设置在所述底架13与所述安装架15之间的用于调节安装架15高度的高度调节机构(图中为示出)；所述侧向吹风机构12还包括设置在所述底架13下端的行走轮14。通过设置上述机构，通过多个风机16，可以对无人机进行吹风，整流网17可以将引导风的方向，通过风速传感器实时检测风速的大小，控制台4可以通过风速传感器检测风机16的风速，并通过风速传感器对风机16的风速进行调节；通过设置高度调节机构，能够调节前向吹风机构11的风机16高度，从而适应无人机的高度，根据无人机的高度进行灵活调整，提高测试的精确性。

所述高度调节结构可以通过螺钉配合滑槽进行调节，安装架15通过滑槽滑动设置在底架13上，螺钉可以对安装架15起到固定作用，当调节到指定高度，可以对安装架15固定。所述高度调节结构也可以通过导向机构配合气缸或者油缸进行对安装架15进行上下驱动，实现风机16的高度调节。

参见图9，所述安装架15由多个模块架15-1连接组成，每个模块架15-1对应一个风机16和一个整流网17。多个模块架15-1分两排，每排有四个。

参见图8，所述侧向导向机构包括设置在地面上的半圆形轨道18以及设置在所述侧向吹风机构12的安装架15上且与所述半圆形轨道18滑动配合滑动块19，所述半圆形轨道18的圆心与所述安装装置2的地面投影中心重合。通过设置半圆形轨道18与滑动块19，使得侧向吹风机构12能够在半圆形轨道18上运动，从而调节侧向吹风机构12可以从不同的方向对无人机吹风，从而模拟出不同方向的环境风，获得更多测试数据，进而提高了测试精度。

参见图12-图13，所述机架36的一端铰接在所述底座35上，所述地速模拟雾滴分布检测装置3还包括铰接在所述机架36与底座35之间的电动推杆37。上述结构中，可通过控制电动推杆37的长度改变机架36角度，收集不同角度空间截面的雾滴分布数据。

所述地速模拟雾滴分布检测装置3还包括安装在所述底座35上用于检测所述卷纸34速度的速度传感器，该速度传感器与所述控制台4连接。通过速度传感器实施检测卷纸34的速度，从而反馈至控制台4，对卷纸34速度调节。

参见图5-图6，所述横向驱动机构7包括设置在龙门架5上横向驱动电机7-1、设置在所述龙门架5上的横向丝杆7-2以及设置在所述横向滑动架6上的横向丝杆螺母7-3，所述横向丝杆7-2末端通过联轴器与所述横向驱动电机7-1的驱动部连接，该横向丝杆7-2与横向丝杆螺母7-3配合连接。上述结构中，通过横向驱动电机7-1驱动横向丝杆7-2转动，从而实现横向丝杆螺母7-3的移动，带动横向滑动架6上龙门架5上移动，最终带动无人机在龙门架5上移动，实现无人机的横向位置调节，测试时，可以使得无人机的位置更加精确。

参见图5-图6，所述横向滑动架6与所述龙门架5之间设有用于引导所述横向滑动架6在龙门架5上运动的横向导向组件，该横向导向组件包括设置在龙门架5上的两条横向导轨20以及设置在所述横向滑动架6上且与所述横向导轨20滑动配合的横向滑块21。通过设置横向导向组件，使得横向滑动架6在龙门架5上运动的更加稳定，从而保证无人机运动的稳定性。

参见图5-图6，所述横向滑块21分为两组，每组为两个，分布在两条横向导轨20上。

参见图5-图6，所述竖向驱动机构9包括设置在所述竖向滑动架8上端的竖向驱动电机9-1、设置在所述竖向滑动架8上的竖向丝杆9-2以及固定设置在所述横向滑动架6上的竖向丝杆螺母9-3，所述竖向丝杆9-2末端通过联轴器与所述竖向驱动电机9-1的驱动部连接，该竖向丝杆9-2与竖向丝杆螺母9-3配合连接。上述结构中，当竖向驱动电机9-1驱动竖向丝杆9-2转动时，由于竖向丝杆螺母9-3固定，竖向丝杆9-2会沿着上下方向进行移动，并带动竖向驱动电机9-1与竖向滑动架8一起上下移动，从而实现无人机的高度调节，可以模拟无人机不同飞行高度时，雾滴的分布状况。

参见图5-图6，所述竖向滑动架8与所述横向滑动架6之间设有用于引导所述竖向滑动架8在横向滑动架6上运动的竖向导向组件，该竖向导向组件包括设置在竖向滑动架8上的竖向导轨22以及设置在所述横向滑动架6上且与所述竖向导轨22滑动配合的竖向滑块23。通过设置竖向导向组件，使得竖向滑动架8在横向滑动架6上运动的更加稳定，从而保证无人机运动的稳定性。

参见图5-图6，所述竖向导向组件竖向驱动机构9分别设置在所述竖向滑动架8的两侧。所述横向驱动电机7-1与所述竖向驱动电机9-1均为伺服电机，该伺服电机与所述控制台4连接。

参见图5-图6，所述连接装置10包括顶部安装板10-1、底部安装板10-2、设置在所述顶部安装板10-1与底部安装板10-2之间的万向节10-3以及调节螺栓10-4；其中，所述万向节10-3的上端与所述顶部安装板10-1固定连接，下端与所述底部安装板10-2固定连接，所述顶部安装板10-1的上端与所述竖向滑动架8的下端连接，所述无人机1安装在所述底部安装板10-2的下端；所述调节螺栓10-4的数量为四个，沿着万向节10-3的中心呈十字排布，该调节螺栓10-4的上端与所述顶部安装板10-1螺纹连接。通过万向节10-3，可以使得无人机沿着各个方向进行倾斜，通过调节螺栓10-4的高度，可以对万向节10-3的角度进行调节，调节螺栓10-4的自锁可以对底部安装板10-2的角度进行固定，从而保证无人机倾角的稳定性；松开调节螺栓10-4后，万向节10-3可以自由转动。对测试所带来的作用是，可以将无人机1固定在空中，并且可以调节无人机1的位置来模拟真实作业过程中无人机的飞行的姿态角，姿态角对雾滴的分布也有较大的影响。

参见图1和图11，所述空速模拟装置与地速模拟雾滴分布检测装置3具有速度联动机制，所述空速模拟装置的前向吹风机构11的出口处风速与地速模拟雾滴分布检测装置3的卷纸34运行速度一致，两者速度均通过控制台4设置和控制。其目的在于，用以模拟无人机在无环境风状态下无人机的空速与地速，在无环境风状态下，无人机的空速与地速相等，无人机的空速与地速均等于无人机作业时的飞行速度；环境风由侧面的侧向吹风机构12来提供，模拟地速有利于获得更真实的雾滴分布情况。由于控制台与风速传感器、速度传感器连接，所以控制台4可以联动控制风机16的出风口与卷纸34的速度。

参见图1，所述空速模拟装置模拟前向的环境风时，所述侧向吹风机构12沿着半圆形轨道18移动至前向吹风机构11的正前方时，所述侧向吹风机构12与前向吹风机构11形成二级串联风机16组，所述侧向吹风机构12的风机16的出风口风速为无人机地速加环境风的风速，通过控制台4和侧向吹风机构12的风速传感器进行风速的控制和反馈，从而侧向吹风机构12在半圆形轨道18上的位置以模拟不同方向的侧向环境风。侧向吹风机构12与前向吹风机构11形成二级串联风机16组，模拟无人机逆风飞行的情况，此时，无人机地速加上环境风的风速等于空速。

参见图1-图13，上述植保无人机室内模拟喷施测试平台的工作原理是：

测试时，首先通过连接装置10改变无人机的倾角，安装好无人机；然后移动侧向吹风机构12到指定位置来模拟环境风，前向吹风机构11用来模拟无人机在无风环境下飞行时相对于静止空气的速度，此时，这个速度与地速是一致的，这个风向一直与飞行方向是相反；接着通过控制台4控制竖向驱动机构9驱动与横向驱动机构7调节无人机到达指定位置；随后通过控制台4控制卷纸34的到达指定的输送速度；通过控制台4分别控制前向吹风机构11、侧向吹风机构12到指定的风速；启动无人机，使得无人机旋翼到达预定的转速，通过遥控器启动无人机的喷雾系统进行喷洒，喷洒出的雾滴会落入卷纸34上；卷纸34在输送过程中，切纸刀42会将卷纸34切断，掉落至集纸盒44，最后取出集纸盒44中的纸张，对所记录数据进行图像处理分析雾滴分布检测，完成模拟和测试；运动的卷纸34对于静止的无人机来说，卷纸34的速度为模拟无人机的地速。

参见图1-图13，本实施例还公开了一种植保无人机室内模拟喷施测试方法，该方法包括以下步骤：

(1)通过拧动连接装置10的调节螺栓10-4改变倾角，将待测试的无人机1安装在连接装置10的底部安装板10-2上；

(2)通过高度调节机构调节前向吹风机构11的风机16高度；

(3)将卷纸安装轴45上的卷纸34依次经过导纸辊38，然后从两个摩擦辊39之间穿过，接着从两个切纸辊41之间出来；

(4)移动侧向吹风机构12到指定位置来模拟环境风，启动控制台4给安装装置2、空速模拟装置以及地速模拟雾滴分布检测装置3供电；

(5)通过控制台4控制横向驱动机构7以及竖向驱动机构9，调整无人机到达指定的位置；

(6)通过控制台4控制检测驱动机构，使得卷纸34运行至指定的速度；

(7)通过控制台4启动前向吹风机构11与侧向吹风机构12分别到达指定的风速；

(8)启动无人机，使得无人机1的翼达到预定的转速；

(9)通过遥控器启动无人机1的喷雾系统进行喷洒，喷洒出来的雾滴落入卷纸上；

(10)记录有雾滴分布状况的卷纸34被切纸刀42裁切成纸张，从集纸盒44中取出纸张，对所记录数据进行图像处理分析雾滴分布检测，完成模拟和测试。

无人机的喷雾系统进行喷洒药液为染色药液，无需水敏纸即可记录下植保无人机的雾滴分布状况。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种植保无人机室内模拟喷施测试平台，其特征在于，包括用于安装无人机且用于调节无人机位置的安装装置、用于模拟无人机空速的空速模拟装置、至少一台用于模拟地速与检测雾滴分布的地速模拟雾滴分布检测装置以及控制台；所述控制台分别与所述安装装置、空速模拟装置以及地速模拟雾滴分布检测装置连接；其中，

所述安装装置包括龙门架、滑动设置在所述龙门架上的横向滑动架、用于驱动所述横向滑动架在横向方向运动的横向驱动机构、滑动设置在所述横向滑动架上的竖向滑动架、用于驱动竖向滑动架在竖直方向运动的竖向驱动机构以及设置在竖向滑动架下端与无人机之间用于改变无人机倾角的连接装置；

所述空速模拟装置包括设置在所述安装装置前方的前向吹风机构、设置在所述安装装置侧方的侧向吹风机构以及设置在地面上用于引导侧向吹风机构进行移动的侧向导向机构；

所述地速模拟雾滴分布检测装置包括底座、设置所述底座上的机架、卷纸、设置在所述底座一端上用于存放卷纸的卷纸安装轴、设置在所述机架两端的导纸辊、设置在所述底座另一端上且呈上下分布的两个摩擦辊、设置在所述底座上呈上下分布的两个切纸辊、设置在位于上端的切纸辊上的切纸刀、设置在底座下端的集纸盒、用于驱动所述摩擦辊转动的检测驱动机构以及用于将摩擦辊的动力传递给切纸辊的传动机构；其中，所述卷纸从所述卷纸安装轴出来，依次经过所述导纸辊，然后从两个摩擦辊之间穿过，最后从两个切纸辊之间出来。

2.根据权利要求1所述的植保无人机室内模拟喷施测试平台，其特征在于，所述前向吹风机构与侧向吹风机构均包括底架、设置在底架上的安装架、设置在所述安装架上多个风机、用于检测所述风机的风速的风速传感器以及位于所述风机出风口处的整流网；所述风速传感器与所述控制台连接，其中，所述前向吹风机构还包括设置在所述底架与所述安装架之间的用于调节安装架高度的高度调节机构；所述侧向吹风机构还包括设置在所述底架下端的行走轮。

3.根据权利要求2所述的植保无人机室内模拟喷施测试平台，其特征在于，所述侧向导向机构包括设置在地面上的半圆形轨道以及设置在所述侧向吹风机构的安装架上且与所述半圆形轨道滑动配合滑动块，所述半圆形轨道的圆心与所述安装装置的地面投影中心重合。

4.根据权利要求1所述的植保无人机室内模拟喷施测试平台，其特征在于，所述机架的一端铰接在所述底座上，所述地速模拟雾滴分布检测装置还包括铰接在所述机架与底座之间的电动推杆。

5.根据权利要求1所述的植保无人机室内模拟喷施测试平台，其特征在于，所述横向驱动机构包括设置在龙门架上横向驱动电机、设置在所述龙门架上的横向丝杆以及设置在所述横向滑动架上的横向丝杆螺母，所述横向丝杆与所述横向驱动电机的驱动部连接，该横向丝杆与横向丝杆螺母配合连接。

6.根据权利要求1所述的植保无人机室内模拟喷施测试平台，其特征在于，所述竖向驱动机构包括设置在所述竖向滑动架上的竖向驱动电机、设置在所述竖向滑动架上的竖向丝杆以及固定设置在所述横向滑动架上的竖向丝杆螺母，所述竖向丝杆与所述竖向驱动电机的驱动部连接，该竖向丝杆与竖向丝杆螺母配合连接。

7.根据权利要求1所述的植保无人机室内模拟喷施测试平台，其特征在于，所述连接装置包括顶部安装板、底部安装板、设置在所述顶部安装板与底部安装板之间的万向节以及调节螺栓；其中，所述万向节的上端与所述顶部安装板固定连接，下端与所述底部安装板固定连接，所述顶部安装板的上端与所述竖向滑动架的下端连接，所述无人机安装在所述底部安装板的下端；所述调节螺栓的数量为四个，沿着万向节的中心呈十字排布，该调节螺栓的上端与所述顶部安装板螺纹连接。

8.根据权利要求1所述的植保无人机室内模拟喷施测试平台，其特征在于，所述空速模拟装置与地速模拟雾滴分布检测装置具有速度联动机制，所述空速模拟装置的前向吹风机构的出口处风速与地速模拟雾滴分布检测装置的卷纸运行速度一致。

9.根据权利要求1所述的植保无人机室内模拟喷施测试平台，其特征在于，所述空速模拟装置模拟前向的环境风时，所述侧向吹风机构沿着半圆形轨道移动至前向吹风机构的正前方时，所述侧向吹风机构与前向吹风机构形成二级串联风机组，所述侧向吹风机构的风机的出风口风速为无人机地速加环境风的风速，通过控制台和侧向吹风机构的风速传感器进行风速的控制和反馈，从而侧向吹风机构在半圆形轨道上的位置以模拟不同方向的侧向环境风。

10.一种植保无人机室内模拟喷施测试方法，该方法应用于如权利要求1-9任一项所述的植保无人机室内模拟喷施测试平台，该方法包括以下步骤：

(1)通过拧动连接装置的调节螺栓改变倾角，将待测试的无人机安装在连接装置的底部安装板上；

(2)通过高度调节机构调节前向吹风机构的风机高度；

(3)将卷纸安装轴上的卷纸依次经过导纸辊，然后从两个摩擦辊之间穿过，接着从两个切纸辊之间出来；

(4)移动侧向吹风机构到指定位置来模拟环境风；

(5)通过控制台控制横向驱动机构以及竖向驱动机构，调整无人机到达指定的位置；

(6)通过控制台控制检测驱动机构，使得卷纸运行至指定的速度；

(7)通过控制台启动前向吹风机构与侧向吹风机构分别到达指定的风速；

(8)启动无人机，使得无人机的翼达到预定的转速；

(9)通过遥控器启动无人机的喷雾系统进行喷洒，喷洒出来的雾滴落入卷纸上；

(10)记录有雾滴分布状况的卷纸被切纸刀裁切成纸张，从集纸盒中取出纸张，对所记录数据进行图像处理分析雾滴分布检测，完成模拟和测试。

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