CN216102853U - 一种旋翼类无人飞行器试验台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种旋翼类无人飞行器试验台，包括旋翼试验台和安装在旋翼试验台上用于安装飞行器的飞行器适配安装座，旋翼试验台的上部安装有风速管、六分量传感器和两轴矢量控制机构，六分量传感器安装在两轴矢量控制机构的顶部，飞行器适配安装座安装在六分量传感器的顶部。本实用新型的旋翼类无人飞行器试验台可以安装各种型号的被测旋翼无人飞行器，同时能够及时测量风速和调整被测旋翼无人飞行器的姿态，结构简单、紧凑、占用空间小，实用性强，操作简单，拓展性强，能有效地支撑和加快旋翼类无人飞行器的系统开发过程，为实现基于试验数据的系统辨识建模奠定基础。

Description

一种旋翼类无人飞行器试验台

技术领域

本实用新型涉及无人飞行器技术领域，具体涉及一种旋翼类无人飞行器试验台。

背景技术

随着新型科学技术的发展与进步，像四旋翼、六旋翼等传统多旋翼、直升机、倾转旋翼机等无人飞行器在越来越多的场景中得到应用。现代无人飞行器广泛采用飞行控制系统提高飞行品质，飞行品质已成为现代旋翼飞行器的主要设计指标之一，决定飞行品质的几大主要因素：旋翼飞行器的稳定性、操纵性和机动性一直是旋翼飞行器飞行动力学的研究课题，其重要基础之一就是飞行动力学模型，模型的精度直接影响飞行品质设计和评估的准确度。

目前，常用的建模设计方法有基于物理定律的机理建模法和基于试验数据的系统辨识建模法。但由于旋翼类飞行器的气动环境复杂、操纵耦合效应强、控制系统非线性，完全通过机理建模法构建的飞行动力学模型适用范围较窄。而系统辨识建模法是根据实测试验得到的输入—输出数据建立系统数学模型，其主要特点就是不需要知道研究对象的详细物理机理细节，只需要知道部分主要物理关系(灰箱问题)甚至完全不知道其物理意义(黑箱问题)，正好弥补机理建模的不足。

而为了实现基于试验数据的系统辨识建模，首先需要建立一个可内置于风洞系统中的旋翼类无人飞行器试验台，通过该试验台安装旋翼类无人飞行器，模拟无人飞行器的飞行姿态等等。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种旋翼类无人飞行器试验台，从而可以模拟无人飞行器的飞行姿态等，为系统辨识建模奠定基础。

为解决上述技术问题，本实用新型公开一种旋翼类无人飞行器试验台，包括旋翼试验台和安装在所述旋翼试验台上用于安装飞行器的飞行器适配安装座，所述旋翼试验台的上部安装有风速管、六分量传感器和两轴矢量控制机构，所述六分量传感器安装在所述两轴矢量控制机构的顶部，所述飞行器适配安装座安装在所述六分量传感器的顶部。

进一步的，所述两轴矢量控制机构包括底座支架、横向轴驱动架、第一拉杆、纵向轴驱动架、第二拉杆、第一伺服舵机和第二伺服舵机，所述横向轴驱动架的两端与所述底座支架的上方铰接，所述纵向轴驱动架的两端与所述横向轴驱动架铰接，所述第二拉杆的一端与所述第一伺服舵机铰接，另一端与所述横向轴驱动架铰接，所述第一拉杆的一端与所述第二伺服舵机铰接，另一端与所述纵向轴驱动架铰接，所述六分量传感器安装在所述纵向轴驱动架上。

进一步的，所述旋翼试验台的下部安装有立柱、底板、立柱连接组件和转接座，所述立柱的底部通过所述立柱连接组件固定在所述底板上，所述转接座安装在所述立柱的顶部，所述两轴矢量控制机构安装在所述转接座上。

进一步的，所述立柱连接组件包括L形连接板，所述L形连接板的竖板与所述立柱，所述L形连接板的横板与所述底板连接。

进一步的，所述转接座的底部设置有方形孔，所述立柱的顶部插接在所述方形孔内。

进一步的，所述风速管安装在所述转接座的侧面上，且与所述旋翼试验台的迎风面垂直设置。

进一步的，所述旋翼试验台的下部还安装有斜拉筋组件，所述斜拉筋组件沿着所述立柱周向布设，且所述斜拉筋组件的一端与所述立柱的上部固接，另一端倾斜与所述底板固接。

进一步的，所述底板的地步安装有重载福马轮。

进一步的，所述重载福马轮之间还设置有配重砝码，所述配重砝码设置在所述底板的外缘。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型的旋翼类无人飞行器试验台可以安装各种型号的被测旋翼无人飞行器，同时能够及时测量风速和调整被测旋翼无人飞行器的姿态，结构简单、紧凑、占用空间小，实用性强，操作简单，拓展性强，能有效地支撑和加快旋翼类无人飞行器的系统开发过程，为实现基于试验数据的系统辨识建模奠定基础。

附图说明

构成本申请的部分附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例公开的安装有被测旋翼无人飞行器的旋翼类无人飞行器试验台的轴测示意图；

图2为本实用新型实施例公开的旋翼类无人飞行器试验台的第一轴测示意图；

图3为本实用新型实施例公开的旋翼类无人飞行器试验台的第二轴测示意图；

图4为本实用新型实施例公开的两轴矢量控制机构安装示意图；

图5为本实用新型实施例公开的六分量传感器安装示意图；

图6为本实用新型实施例公开的两轴矢量控制机构结构示意图；

图7为本实用新型实施例公开的旋翼类无人飞行器试验台的安装示意图。

图例说明：

10、旋翼试验台；11、飞行器适配安装座；12、配重砝码；13、立柱；14、底板；15、立柱连接组件；16、连接螺钉；17、斜拉筋组件；18、转接座；19、风速管；20、两轴矢量控制机构；21、内六角螺钉；22、测试系统控制器；23、六分量传感器；24、底座支架；25、横向轴驱动架；26、第一拉杆；27、纵向轴驱动架；28、滚动轴承；29、第二拉杆；30、第一伺服舵机；31、被测旋翼无人飞行器；32、重载福马轮；33、第二伺服舵机；34、风洞。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本实用新型做更全面、细致地描述，但本实用新型的保护范围并不限于以下具体实施例。

如图1-7所示，本实用新型实施例首先公开了一种旋翼类无人飞行器试验台，用于安装在风洞34内，主要由旋翼试验台10、飞行器适配安装座11、被测旋翼无人飞行器31、六分量传感器23、两轴矢量控制机构20、测试系统控制器22、风速管19等组成。整体的结构组成形式呈上下层叠，从下至上的模块依次为旋翼试验台10、两轴矢量控制机构20、测试系统控制器22、六分量传感器23、飞行器适配安装座11、被测旋翼无人飞行器31，模块之间使用螺钉标准件实现相互连接。

如图3所示，旋翼试验台10采用模块化的设计原则，台体支撑组件的结构件均采用金属型材设计，具有很好的工艺性和经济性。旋翼试验台10的主要组成结构件有立柱13、底板14、立柱连接组件15、斜拉筋组件17、转接座18、配重砝码12、重载福马轮32及连接标准件等。立柱连接组件15和斜拉筋组件17均是由金属型材拼接而成，具有很好的工艺性和经济性。立柱13采用标准型材加工而成，是旋翼试验台10的主要支撑部件，立柱13与旋翼试验台10的底板14的连接通过标准件实现，通过快速更换不同高度的立柱13可以实现不同尺寸的被测旋翼无人飞行器31满足旋翼面距离地面的高度与旋翼直径比例关系，达到适应更广的测试范围。

如图2所示，重载福马轮32通过连接螺钉16安装底板14的下部，通过调节重载福马轮32的高低脚轮可以实现试验台的水平度调整，以适应多种安装使用地面，通过调整重载福马轮32的减震脚轮，可以实现试验台在工作过程中对试验系统有效的减震，使六分量传感器23获得的试验数据具有更高的准确度。配重砝码12安装在底板14的底部，可以防止试验中出现台体侧翻的风险，使试验台具有更宽的力矩测试范围，并使在安全性设计方面具有更高的性能。

如图3所示，转接座18安装在立柱13的顶部，两轴矢量控制机构20通过内六角螺钉21安装在转接座18上。另外，风速管19也通过磁吸的方式安装在转接座18上，其气流入口迎向模拟风的流动方向。如图4所示，两轴矢量控制机构20主要由底座支架24、横向轴驱动架25、纵向轴驱动架27、第一拉杆26、第二拉杆29、第一伺服舵机30、第二伺服舵机33及滚动轴承28组成，工作原理为通过测试系统控制器22给到第一伺服舵机30、第二伺服舵机33控制指令，驱动横向轴驱动架25与纵向轴驱动架27分别在横向轴和纵向轴达到倾斜角度，进而改变被测旋翼无人飞行器31的空间位置姿态，满足模拟真实应用场景中实际飞行的状态。

如图4所示，六分量传感器23和测试系统控制器22分别固定安装在两轴矢量控制机构20的纵向轴驱动架27的上下面，被测旋翼无人飞行器31又通过飞行器适配安装座11与六分量传感器23固定连接，使得六分量传感器23能够实时测得被测旋翼无人飞行器31的动力参数。另外，测试系统控制器22利用其内置的MEMS陀螺仪能够得到被测旋翼无人飞行器31的空间安装姿态是否达到试验设定值并进行实时闭环调节与控制，使测试系统得到的试验数据准确、可控。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种旋翼类无人飞行器试验台，其特征在于，包括旋翼试验台(10)和安装在所述旋翼试验台(10)上用于安装被测旋翼无人飞行器(31)的飞行器适配安装座(11)，所述旋翼试验台(10)的上部安装有风速管(19)、六分量传感器(23)和两轴矢量控制机构(20)，所述六分量传感器(23)安装在所述两轴矢量控制机构(20)的顶部，所述飞行器适配安装座(11)安装在所述六分量传感器(23)的顶部。

2.根据权利要求1所述的旋翼类无人飞行器试验台，其特征在于，所述两轴矢量控制机构(20)包括底座支架(24)、横向轴驱动架(25)、第一拉杆(26)、纵向轴驱动架(27)、第二拉杆(29)、第一伺服舵机(30)和第二伺服舵机(33)，所述横向轴驱动架(25)的两端与所述底座支架(24)的上方铰接，所述纵向轴驱动架(27)的两端与所述横向轴驱动架(25)铰接，所述第二拉杆(29)的一端与所述第一伺服舵机(30)铰接，另一端与所述横向轴驱动架(25)铰接，所述第一拉杆(26)的一端与所述第二伺服舵机(33)铰接，另一端与所述纵向轴驱动架(27)铰接，所述六分量传感器(23)安装在所述纵向轴驱动架(27)上。

3.根据权利要求2所述的旋翼类无人飞行器试验台，其特征在于，所述旋翼试验台(10)的下部安装有立柱(13)、底板(14)、立柱连接组件(15)和转接座(18)，所述立柱(13)的底部通过所述立柱连接组件(15)固定在所述底板(14)上，所述转接座(18)安装在所述立柱(13)的顶部，所述两轴矢量控制机构(20)安装在所述转接座(18)上。

4.根据权利要求3所述的旋翼类无人飞行器试验台，其特征在于，所述立柱连接组件(15)包括L形连接板，所述L形连接板的竖板与所述立柱(13)连接，所述L形连接板的横板与所述底板(14)连接。

5.根据权利要求3所述的旋翼类无人飞行器试验台，其特征在于，所述转接座(18)的底部设置有方形孔，所述立柱(13)的顶部插接在所述方形孔内。

6.根据权利要求3所述的旋翼类无人飞行器试验台，其特征在于，所述风速管(19)安装在所述转接座(18)的侧面上，且与所述旋翼试验台(10)的迎风面垂直设置。

7.根据权利要求3所述的旋翼类无人飞行器试验台，其特征在于，所述旋翼试验台(10)的下部还安装有斜拉筋组件(17)，所述斜拉筋组件(17)沿着所述立柱(13)周向布设，且所述斜拉筋组件(17)的一端与所述立柱(13)的上部固接，另一端倾斜与所述底板(14)固接。

8.根据权利要求3-7任一项所述的旋翼类无人飞行器试验台，其特征在于，所述底板(14)的底部安装有重载福马轮(32)。

9.根据权利要求8所述的旋翼类无人飞行器试验台，其特征在于，所述重载福马轮(32)之间还设置有配重砝码(12)，所述配重砝码(12)设置在所述底板(14)的外缘。

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