一种无人机滑橇着陆系统落震试验平台技术方案

一种无人机滑橇着陆系统落震试验平台，可用于测量无人机着陆时滑橇系统的冲击载荷。系统由落震台架和数据采集处理系统组成。落震台架主要包括双立柱支架，落震撞击台面，电磁力释放锁、定滑轮、手动升降葫芦。数据采集处理系统主要包含力传感器、加速度传感器、直流电源、数据调理电路、数据采集卡以及含RS232串行通讯接口计算机。本实用新型专利技术中采用加速度传感器测量平台本身在冲击过程中的惯性载荷，通过牛顿第二定律计算滑橇系统与落震台面的实际冲击载荷，消除了理论测量误差，提高了测量精度。双立柱支架和落震撞击台面均采用框架式结构，质量较轻，强度大，无需与地基固定，方便运输、储存和维护。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机滑橇着陆系统落震试验平台
本技术涉及一种无人机滑橇着陆系统落震试验平台，用于准确测量无人机着陆时滑橇系统与落震撞击台面的冲击载荷。
技术介绍
目前公知无人机滑橇着陆时滑橇与刚性地面的冲击载荷的测定方法主要通过使用固定式四立柱式落震台撞击大质量刚性平台(上部为混凝土台面，下部为铸钢平台，在平台的下面安装有垂直力传感器)，通过垂直力传感器测得滑橇与平台之间的冲击载荷。试验平台需与地基固定，刚性平台重量大，成本高，无法移动，测量结果忽略了冲击过程中刚性平台本身的惯性载荷，存在测量误差。
技术实现思路
本技术的技术解决问题是:克服现有技术的不足，提供一种无人机滑橇着陆系统落震试验平台，消除理论测量误差，提高测量精度。 本技术的技术解决方案是: 一种无人机滑橇着陆系统落震试验平台，包括:落震台架和数据采集处理系统；其中落震台架包括双立柱支架、落震撞击台面、电磁力释放锁、定滑轮、手动升降葫芦和钢索；数据采集处理系统包括三个垂直加速度传感器、四个力传感器、滤波器、数据采集卡和计算机； 双立柱支架垂直放置在地面上，定滑轮固定在双立柱支架的顶端横梁的中部，手动升降葫芦固定在双立柱支架一侧立柱的顶部，与定滑轮保持水平，钢索经过手动升降葫芦和定滑轮后连接到电磁力释放锁上，电磁力释放锁通过电磁力吸住待测的无人机滑橇着陆系统； 落震撞击台面为一钢制正方形平板，位于待测的无人机滑橇着陆系统的正下方，在落震撞击台面下表面中心点周围，安装有三个垂直加速度传感器，在落震撞击台面下表面四角分别安装一个力传感器且落震撞击台面通过四个力传感器放置在地面上，三个垂直加速度传感器和四个力传感器的输出通过电缆连接到滤波器进行滤波，滤波器的输出通过电缆连接到数据采集卡进行数据采集，数据采集卡的输出通过电缆连接到计算机。 所述三个垂直加速度传感器呈等边三角形分布，三个垂直加速度传感器分别位于等边三角形的三个顶点，该等边三角形的中心与落震撞击台面底面重心重合。 所述三个垂直加速度传感器与地面不接触。 本技术与现有技术相比的有益效果是: (I)本技术中采用加速度传感器测量平台本身在冲击过程中的惯性载荷，通过牛顿第二定律计算滑橇与落震台面的实际冲击载荷，消除了理论测量误差，提高了测量精度。 (2)本技术中的双立柱支架和落震撞击台面均采用框架式结构，质量较轻，强度大，无需与地基固定，方便运输、储存和维护。 【附图说明】 图1为本技术系统架构示意图； 【具体实施方式】 如图1所示，本技术提供了一种无人机滑橇着陆系统落震试验平台，包括:落震台架和数据采集处理系统；其中落震台架包括双立柱支架1、落震撞击台面2、电磁力释放锁3、定滑轮4、手动升降葫芦5和钢索7 ;数据采集处理系统包括三个垂直加速度传感器、四个力传感器、滤波器、数据采集卡和计算机； 双立柱支架I垂直放置在地面上(便于拆卸移动)，定滑轮4固定在双立柱支架I的顶端横梁的中部，手动升降葫芦5固定在双立柱支架I 一侧立柱的顶部，与定滑轮4保持水平，钢索7经过手动升降葫芦5和定滑轮4后连接到电磁力释放锁3上，电磁力释放锁3通过电磁力吸住待测的无人机滑橇着陆系统； 落震撞击台面2为一钢制正方形平板，位于待测的无人机滑橇着陆系统的正下方，在落震撞击台面2下表面中心点周围，安装有三个垂直加速度传感器，在落震撞击台面2下表面四角分别安装一个力传感器且落震撞击台面2通过四个力传感器放置在地面上(便于拆卸移动)，三个垂直加速度传感器和四个力传感器的输出通过电缆连接到滤波器进行滤波，滤波器的输出通过电缆连接到数据采集卡进行数据采集，数据采集卡的输出通过电缆连接到计算机的RS232串行通讯接口。 所述三个垂直加速度传感器呈等边三角形分布，三个垂直加速度传感器分别位于等边三角形的三个顶点，该等边三角形的中心与落震撞击台面2底面重心重合。三个垂直加速度传感器与地面不接触。 双立柱支架为刚性框架式结构，包括两个立柱和顶部一个横梁，主要用于被试验件的起吊和释放，定滑轮、手动升降葫芦均固定在双立柱支架上；通过定滑轮和手动升降葫芦将试验件提升至指定高度后，通过电磁力释放锁释放试验件，直至撞击落震撞击台面。落震撞击台面为钢板，底部布置垂直方向的力传感器和加速度传感器，用以测量落震撞击台面的冲击力和惯性过载。双立柱支架以及落震撞击台面结构重量轻，均无需与地基固定，仅需安装即可，方便运输和储存。 使用本技术平台在精确测量无人机着陆时滑橇与地面的冲击过载的步骤如下: (I)调节落震台面，使平台置于水平位置； (2)连接电源，使各传感器通电，数据采集卡处于工作状态； (3)使用定滑轮和手动升降葫芦将试验件(滑橇及配重框架)提升至落震台面上方指定高度； (4)释放试验件，使其自由落体至试验平台，记录所有传感器数据； (5)分别对同一时刻各通道力传感器数据和加速度传感器数据进行处理，求得落震撞击台面对地面总力及落震撞击台面的惯性载荷，根据牛顿第二定律，求得无人机滑橇系统与落震撞击台面的冲击载荷。: 计算的具体步骤为: (a)计算同一时刻各通道力传感器数据和值，求得落震撞击台面对地面总力；即四个力传感器数值求和； (b)计算同一时刻各通道加速度传感器的数据进行平均值，乘以落震撞击台面的质量，求得落震撞击台面的惯性载荷；即三个加速度传感器数值求平均值； (c)按牛顿第二定律，计算同一时刻步骤(I)和步骤(2)的和值，求得无人机滑橇系统与落震撞击台面的冲击载荷，即a和b的结果再求和，求得无人机滑橇系统与落震撞击台面的冲击载荷。 本技术说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无人机滑橇着陆系统落震试验平台，其特征在于包括：落震台架和数据采集处理系统；其中落震台架包括双立柱支架(1)、落震撞击台面(2)、电磁力释放锁(3)、定滑轮(4)、手动升降葫芦(5)和钢索(7)；数据采集处理系统包括三个垂直加速度传感器、四个力传感器、滤波器、数据采集卡和计算机；双立柱支架(1)垂直放置在地面上，定滑轮(4)固定在双立柱支架(1)的顶端横梁的中部，手动升降葫芦(5)固定在双立柱支架(1)一侧立柱的顶部，与定滑轮(4)保持水平，钢索(7)经过手动升降葫芦(5)和定滑轮(4)后连接到电磁力释放锁(3)上，电磁力释放锁(3)通过电磁力吸住待测的无人机滑橇着陆系统；落震撞击台面(2)为一钢制正方形平板，位于待测的无人机滑橇着陆系统的正下方，在落震撞击台面(2)下表面中心点周围，安装有三个垂直加速度传感器，在落震撞击台面(2)下表面四角分别安装一个力传感器且落震撞击台面(2)通过四个力传感器放置在地面上，三个垂直加速度传感器和四个力传感器的输出通过电缆连接到滤波器进行滤波，滤波器的输出通过电缆连接到数据采集卡进行数据采集，数据采集卡的输出通过电缆连接到计算机。

【技术特征摘要】
1.一种无人机滑橇着陆系统落震试验平台，其特征在于包括:落震台架和数据采集处理系统；其中落震台架包括双立柱支架(I)、落震撞击台面(2)、电磁力释放锁(3)、定滑轮(4)、手动升降葫芦(5)和钢索(7);数据采集处理系统包括三个垂直加速度传感器、四个力传感器、滤波器、数据采集卡和计算机； 双立柱支架(I)垂直放置在地面上，定滑轮(4)固定在双立柱支架(I)的顶端横梁的中部，手动升降葫芦(5)固定在双立柱支架(I) 一侧立柱的顶部，与定滑轮(4)保持水平，钢索(7)经过手动升降葫芦(5)和定滑轮(4)后连接到电磁力释放锁(3)上，电磁力释放锁(3)通过电磁力吸住待测的无人机滑橇着陆系统； 落震撞击台面(2)为一钢制正方形平板，位于待测的无人机滑橇着陆系...

【专利技术属性】
技术研发人员：张林，胡浩，李洪波，
申请(专利权)人：中国航天空气动力技术研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11