一种室内多旋翼农用无人机电机效率试验平台及方法技术

一种室内多旋翼农用无人机电机效率试验平台，包括底座、支撑架、支承梁、中央立柱、力传感器，底座放置在平面上，两个支撑架设置在底座的两侧，支撑架和底座相连接，支承梁安装在两支撑架的上端，支承梁上方固定有测试无人机，支承梁下方布置有力传感器，中央立柱底端固定于底座上，中央立柱上端和力传感器相配合。一种室内多旋翼农用无人机电机效率试验方法，采用上述一种室内多旋翼农用无人机电机效率试验平台。本发明专利技术具有结构简单、搭建方便、测量电机效率较为精准等优点。本发明专利技术属于农用无人机室内飞行测试领域。

An indoor multi rotor agricultural UAV motor efficiency test platform and method

An indoor multi-rotor agricultural UAV efficiency test platform includes a base, a support frame, a support beam, a central column, and a force sensor. The base is placed on a plane. The two support frames are arranged on both sides of the base. The support frame and the base are connected. The support beam are installed at the upper end of the two support frames and fixed above the support beam. A powerful sensor is arranged under the supporting beam, the bottom of the central column is fixed on the base, and the upper end of the central column is matched with the force sensor. The utility model relates to an indoor efficiency test method for multi-rotor agricultural UAV, which adopts the above-mentioned indoor efficiency test platform for multi-rotor agricultural UAV. The invention has the advantages of simple structure, convenient construction, and accurate measurement of motor efficiency. The invention belongs to the field of indoor flight test for agricultural UAV.

【技术实现步骤摘要】
一种室内多旋翼农用无人机电机效率试验平台及方法
本专利技术属于农用无人机室内飞行测试领域，尤其涉及一种室内多旋翼农用无人机电机效率试验平台及方法。
技术介绍
目前我国电动农用无人机田间作业航时通常仅有10-15min，无法满足大规模农田高质量作业。植保作业中的低空低速、高温高湿、频繁起降、转弯折返等特殊作业条件对一体化植保航空器带来不同的能源载荷匹配方式，为实现农业航空对低成本、高质量、高效率的迫切需求，针对农用无人机续航时间短的问题，通过能源效率提升与气动布局优化，突破能源载荷匹配关键技术，在保证电动多旋翼农用无人机动力性的前提下，实现能源经济性提升从而最终实现续航时间提升。研究无人机能源载荷匹配技术，最终目的即是要提高电动农用多旋翼无人机的续航时间。而研究无人机续航时间的关键是研究力与电间的转化，电机效率就是力与电转化的桥梁，搭建此试验平台能稳定准确的进行试验，更好的测量电机效率，从而为无人机能源载荷匹配技术的研究提供技术上的支撑。目前尚无用于对无人机电机效率测试的平台。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供一种室内多旋翼农用无人机电机效率试验平台。本专利技术另一目的是提供一种一种室内多旋翼农用无人机电机效率试验方法。一种室内多旋翼农用无人机电机效率试验平台，包括底座、支撑架、支承梁、中央立柱和力传感器；底座放置在平面上，两个支撑架设置在底座的两侧，支撑架和底座相连接，支承梁安装在两支撑架的上端，支承梁上方固定有测试无人机，支承梁下方布置有力传感器，中央立柱底端固定于底座上，中央立柱上端和力传感器相配合。采用此结构，结构简单、方便搭建，能稳定地对无人机电机效率进行试验。作为一种优选，支承梁包括横梁、滑杆、直线轴承、轴承座，横梁两端均安装滑杆，滑杆的杆身通过轴承座、直线轴承安装在支撑架的上端。采用此结构，试验时，无人机只能通过滑杆上下运动，限制无人机其他方向的自由度，使得试验易于控制、易于进行。作为一种优选，横梁每端均安装两根滑杆，两根滑杆分别穿过安装在支撑架上的直线轴承。采用此结构，双排滑杆能保证平台竖直方向的平稳性能，且能平衡支承梁所受无人机的重力。作为一种优选，滑杆的下部设有滑杆限位块。采用此结构，防止测量时因无人机升力过大导致支承梁脱离支撑架主体而产生事故。作为一种优选，横梁上方固定测试无人机，横梁下方布置有力传感器，中央立柱设置于横梁的中部下方。采用此结构，平台在竖直方向更稳定，并且中央立柱周围没有其他结构，保留了无人机的下方空间，能有效防止旋翼工作过程中所产生气流与机架相互作用对电机效率造成的影响，测量无人机升力更精准。作为一种优选，支撑架包括支撑架主体、侧撑杆、后撑杆，支撑架主体和底座连接；支撑架主体的外端设有后撑杆，后撑杆一端和支撑架主体侧壁连接，后撑杆另一端和支撑架主体底部连接；在支撑架主体的前后侧均设有侧撑杆，侧撑杆一端和支撑架主体侧壁连接，侧撑杆另一端和支撑架主体底部连接。采用此结构，侧撑杆、后撑杆分别布置在支撑架主体的三侧，且和支撑架主体形成三角稳定结构，因此支撑架更稳定，试验平台更稳定。作为一种优选，底座、支撑架、支承梁、中央立柱均采用铝合金材质制成。采用此结构，材质较轻、方便搭建，且平台稳固。一种室内多旋翼农用无人机电机效率试验方法，采用上述一种室内多旋翼农用无人机电机效率试验平台，包括以下步骤：(1)选择待测试电机和旋翼，安装于测试无人机上；(2)打开遥控器，与测试无人机上的接收器进行匹配；(3)打开直流电源，设置无人机工作电压；(4)调节遥控器油门，控制待测试电机运转；(5)记录力传感器的读数与功率计的读数；(6)通过调节遥控器油门，控制测试无人机的升力数值改变，并记录相应功率计的数据、升力数值；(7)将传感器数据与功率计数据，在matlab中生成曲线图；(8)升力与功率的比值即为电机效率，在matlab中拟合出电机效率方程并作进一步分析。采用此方法，方法简单、易于操作，试验人员能较快得出试验结果。作为一种优选，选择不同型号的电机进行多次试验。重复步骤(1)至(8)。采用此方法，使得测量结果更精准。作为一种优选，选择测试电池对测试无人机进行供电，测量电池耗电量与耗电时间的关系，包括如下步骤：(a)、设置电池的放电电压下限，防止锂电池因过放而损坏；(b)、将进行试验的电池充满电，接入测试无人机；(c)、测量测试无人机总重，即测试无人机与支承梁的总重量；(d)、调节遥控器油门，确保测试无人机升力与测试无人机总重保持一致；(e)、记录电池电压从满电电压下降至下限电压时所需时间，并与理论计算所得时间对比分析，完成测试；(f)、为确保试验的完整性，选择不同容量电池进行多次试验，即选择不同容量电池重复步骤(a)至(e)。本专利技术的优点：结构简单、搭建方便、平台稳固，能稳定、有效地对无人机电机效率进行试验，在支承梁上方固定有测试无人机、支承梁下方布置有力传感器，中央立柱上端和力传感器相配合，从而使得力传感器精准地测出无人机的升力，并得到较为精准的测量结果；本专利技术在支承梁的中部下方设置中央立柱，因此能更好地对平台起到支撑作用，平台在竖直方向更稳定，并且中央立柱周围没有其他结构，保留了无人机的下方空间，能有效防止旋翼工作过程中所产生气流与机架相互作用对电机效率造成的影响；横梁两端均设置两根滑杆，采用双排滑杆能保证平台竖直方向的平稳性能，且能平衡支承梁所受无人机的重力；并在滑杆的下端设有滑杆限位块，防止测量时因无人机升力过大导致支承梁脱离支撑架主体而产生事故；支撑架部分采用侧撑杆、后撑杆对支撑架主体的三个外侧形成三角支撑，利用三角稳定性，使得支撑架稳定，进而试验平台更稳定，试验操作过程更稳定；本专利技术选择不同型号的电机进行多次试验，因此试验结果误差小，试验结果更精准。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为支撑架的结构示意图。图3为支承梁的结构示意图。图4为测试无人机的结构示意图。图5为升力调控的流程图。其中，1-支撑架，2-支承梁，3-中央立柱，4-力传感器，5-测试无人机，6-底座，7-支撑架主体，8-侧撑杆，9-后撑杆，10-滑杆，11-滑杆限位块，12-直线轴承，13-轴承座，14-横梁。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的具体说明。一种室内多旋翼农用无人机电机效率试验平台，包括底座、支撑架、支承梁、中央立柱和力传感器。底座放置在平面上，两个支撑架设置在底座的两侧，支撑架和底座相连接，支承梁安装在两支撑架的上端，支承梁上方固定有测试无人机，支承梁下方布置有力传感器，中央立柱底端固定于底座上，中央立柱上端和力传感器相配合。在本实施例中，支撑架包括支撑架主体、侧撑杆、后撑杆，支撑架主体和底座连接。支撑架主体的内端和底座相连接，支撑架主体的外端设有后撑杆，后撑杆一端和支撑架主体侧壁连接，后撑杆另一端和支撑架主体底部连接，从而在支撑架主体侧壁、支撑架主体底部、后撑杆之间形成三角稳定结构。在支撑架主体的前后侧均设有侧撑杆；侧撑杆一端和支撑架主体侧壁连接，侧撑杆另一端和支撑架主体底部连接，从而在支撑架主体侧壁、支撑架主体底部、侧撑杆之间形成三角稳定结构。底座、支撑架、支承梁、中央立柱均采用铝合金材质制成。在本实施例中，支承梁包括横梁、滑杆、直线轴承、轴承座，横梁两端均安装两根滑杆(也即本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种室内多旋翼农用无人机电机效率试验平台，其特征在于：包括底座、支撑架、支承梁、中央立柱和力传感器；底座放置在平面上，两个支撑架设置在底座的两侧，支撑架和底座相连接，支承梁安装在两支撑架的上端，支承梁上方固定有测试无人机，支承梁下方布置有力传感器，中央立柱底端固定于底座上，中央立柱上端和力传感器相配合。

【技术特征摘要】
1.一种室内多旋翼农用无人机电机效率试验平台，其特征在于：包括底座、支撑架、支承梁、中央立柱和力传感器；底座放置在平面上，两个支撑架设置在底座的两侧，支撑架和底座相连接，支承梁安装在两支撑架的上端，支承梁上方固定有测试无人机，支承梁下方布置有力传感器，中央立柱底端固定于底座上，中央立柱上端和力传感器相配合。2.根据权利要求1所述一种室内多旋翼农用无人机电机效率试验平台，其特征在于：支承梁包括横梁、滑杆、直线轴承、轴承座，横梁两端均安装滑杆，滑杆的杆身通过轴承座、直线轴承安装在支撑架的上端。3.根据权利要求2所述一种室内多旋翼农用无人机电机效率试验平台，其特征在于：横梁每端均安装两根滑杆，两根滑杆分别穿过安装在支撑架上的直线轴承。4.根据权利要求2所述一种室内多旋翼农用无人机电机效率试验平台，其特征在于：滑杆的下部设有滑杆限位块。5.根据权利要求1所述一种室内多旋翼农用无人机电机效率试验平台，其特征在于：横梁上方固定测试无人机，横梁下方布置有力传感器，中央立柱设置于横梁的中部下方。6.根据权利要求1所述一种室内多旋翼农用无人机电机效率试验平台，其特征在于：支撑架包括支撑架主体、侧撑杆、后撑杆，支撑架主体和底座连接；支撑架主体的外端设有后撑杆，后撑杆一端和支撑架主体侧壁连接，后撑杆另一端和支撑架主体底部连接；在支撑架主体的前后侧均设有侧撑杆，侧撑杆一端和支撑架主体侧壁连接，侧撑杆另一端和支撑架主体底部连接。7.根据权利要求1所述一种室内多旋翼农用无人机电机效率试验平台，其特征在于：底座、支撑架、支承梁、中央立柱均...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰玉彬，林晋立，欧阳帆，李继宇，岳昌全，展义龙，赵静，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44