一种旋翼无人机姿态控制测试系统及方法、无人机技术方案

本发明专利技术属于无人机仿真/测试装置领域，公开了一种旋翼无人机姿态控制测试系统及方法、无人机；设置有升降板，升降板通过螺栓与升降杆连接，升降杆通过锁紧环与转动板连接，转动板通过螺栓固定在转动臂上，转动臂与滑轨之间通过轴承连接，导轨座底部为滑轨结构，导轨座通过V槽轴承与转动装置底座连接，转动装置底座部通过螺栓固定有8个V槽轴承，V槽轴承内部分别嵌装有偏心轴承和浮动轴承；回转外环与转动装置底座固定连接，回转外环内部固定有回转内环，回转内环通过螺栓固定在支撑装置。本发明专利技术对被测对象的尺寸限制小，能够调整飞机的质心位置；转动更加顺畅，仿真效果更佳转动装置体积小，强度和刚度大，可用于承受较大载荷且变形量小。

A Rotor UAV Attitude Control Test System and Method, UAV

The invention belongs to the field of UAV simulation/test device, and discloses a rotor UAV attitude control test system and method and UAV; a lifting plate is arranged, the lifting plate is connected with the lifting rod through bolts, the lifting rod is connected with the rotating plate through locking rings, the rotating plate is fixed on the rotating arm through bolts, the rotating arm is connected with the sliding rail through bearings, and the bottom of the guide rail is sliding. In rail structure, the guide rail base is connected with the base of the rotating device through V-groove bearings, the base of the rotating device is fixed with 8 V-groove bearings by bolts, and the inner part of the V-groove bearings is respectively embedded with eccentric bearings and floating bearings; the outer ring of rotation is fixed with the base of the rotating device; the inner ring of the outer ring of rotation is fixed with the inner ring of rotation, and the inner ring of rotation is fixed in the supporting device by bolts. The invention has small size limitation for the measured object, can adjust the position of the centroid of the aircraft, and can rotate more smoothly with better simulation effect. The rotating device has small volume, large strength and stiffness, and can be used to withstand larger loads and small deformation.

【技术实现步骤摘要】
一种旋翼无人机姿态控制测试系统及方法、无人机
本专利技术属于无人机仿真/测试装置领域，尤其涉及一种旋翼无人机姿态控制测试系统及方法、无人机。
技术介绍
目前，业内常用的现有技术是这样的：国内关于无人机的地面调试设备发展不足，所申报的专利屈指可数。现有的外置边框的装置，如专利《一种无人机调试平台》，专利号公开CN107063235A，其边框尺寸限制了被测对象的尺寸，加大边框尺寸会使边框的强度和刚度下降，通过引入加强结构的方式会导致边框对无人机动力学的影响增大。测试对象范围、边框强度、对无人机动力学的影响三者相互制约，成为该专利技术专利需要综合权衡的因素。无法调节装置质心，使之与飞机质心重合，从而无法完美的模拟无人机飞行姿态。现有装置一般只能测量三个姿态角、角速度和升力中的一两个数据，不能全部测量。综上所述，现有技术存在的问题是：(1)现有的外置边框的装置，其边框尺寸限制了被测对象的尺寸，只能对小尺寸、中尺寸无人机进行测试，适用范围小，否则需加大边框尺寸，会使边框的强度和刚度下降，通过引入加强结构的方式会导致边框对无人机动力学性能测试结果的影响增大。(2)测试对象范围、边框强度、对无人机动力学测试结果的影响三者相互制约。增加测试范围，如加大无人机尺寸，就必然会导致外框尺寸增加，进而影响无人机力学性能的测量结果；换言之，要想得到准确的无人机力学性能的测量结果，就不能增加边框强度，这样就不能测量大尺寸无人机，则减少测试对象范围。(3)现有设备没有调节质心装置，无法调节装置质心，使之与飞机质心重合，这样相当于飞机的重量不均匀增加，相当于飞机的质心上移或下移，在飞机姿态变换时，需要更多的动力，从而无法完美的模拟无人机飞行姿态，造成测试失真。而解决此问题后，就能近似完美的模拟飞机的飞行姿态，及时发现飞机存在的问题。(4)现有装置因结构限制。一般只能测量三个姿态角、角速度和升力中的一个或者两个数据，无法完全测量。而本专利技术结构精妙，可完全测量以上数据，能反馈处飞机在飞行中的多数数据，对飞机的飞行性能做出更好的评估，更加全面的掌握飞机的性能。解决上述技术问题的难度和意义：要解决上述问题，首先要摒弃外框式设计，可以解决大尺寸飞机飞行性能的准确测量问题，同时还要兼顾飞行数据的检测，这样角度传感器需要与设备同轴安装，监测各个飞行数据的传感器的安放位置问题就难以解决，这就大大增加了结构设计的难度。并且为了得到真实的飞行数据，还要使飞机的质心、设备的质心与设备的转动中心重合，就更进一步加大了结构设计难度。解决以上问题后，就会的到一种测试范围广、测量数据多、测量结果准确的地面测试设备。可以在地面上近乎完美的模拟飞机飞行过程，掌握飞机飞行性能，及时发现飞机存在的问题，从而及时修正，大大减少飞机炸机等事故所造成损失，节约成本。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种旋翼无人机姿态控制测试系统及方法、无人机。本专利技术是这样实现的，一种旋翼无人机姿态控制测试系统设置有升降板，升降板通过螺栓与升降杆连接，升降杆通过锁紧环与转动板连接，转动板通过螺栓固定在转动臂上，转动臂与导轨座之间通过轴承连接，导轨座底部为滑轨结构，导轨座通过V槽轴承与转动装置底座连接，转动装置底座部通过螺栓固定有8个V槽轴承，V槽轴承内部分别嵌装有偏心轴承和浮动轴承；回转外环与转动装置底座固定连接，回转外环内部固定有回转内环，回转内环通过螺栓固定在支撑装置。进一步，所述支撑装置底部通过螺栓安装有升力传感器，升力传感器通过导线与电源连接。进一步，所述三个转动装置之间安装有传感器，传感器通过导线与电源连接。综上所述，本专利技术的优点及积极效果为：本专利技术把无人机安装板设计在第三转动装置上，可以使无人机的尺寸限制小；装置的三个转动中心重合，采用了可调整得升降杆，使得不同无人机的质心位置均可以和装置的转动中心重合；装置转动机构使用轴承和V型滑槽，转动更加顺畅，仿真效果更佳；在三个转动装置之间安装有传感器，能够实时测量无人机三轴角速度以及三个姿态角；在支撑装置底部安装有升力传感器，能够实时测量飞机无人机产生的升力。与现有技术相比，本专利技术装置对被测对象的尺寸限制小，能够调整飞机的质心位置。装置转动机构使用轴承和V型滑槽，转动更加顺畅，仿真效果更佳转动装置体积小，强度和刚度大，可用于承受较大载荷且变形量小。不仅能够实时测量无人机的三个姿态角，还能同时测量无人机三个轴的角速度以及无人机产生的升力。附图说明图1是本专利技术实施例提供的旋翼无人机姿态控制测试系统回转、质心调节和配平装置结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的旋翼无人机姿态控制测试系统结构示意图；图中：1、导轨座；2、V槽轴承；3、回转外环；4、转动臂；5、配重块；6、升降板；7、升降杆；8、锁紧环；9、转动板；10、拉力传感器。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术主要包括支撑、回转、飞机重心调节和配平装置。其中支撑装置采用三脚支架结构，同时可以调节各脚架高度，使飞机所在平面保持水平，并提供稳定的支撑。下面结合附图对本专利技术的应用原理作详细的描述。本专利技术实施例提供的旋翼无人机姿态控制测试系统包括：导轨座1、V槽轴承2、回转环3、转动臂4、配重块5、升降板6、升降杆7、锁紧环8、转动板9、拉力传感器10。回转环3结构是由回转内环和回转外环构成的一体结构，(图一中只显示回转外环)，构成类似滚动轴承结构，回转外环可围绕回转内环转动，其中回转内环通过螺钉固定在支撑结构上，回转环3上部通过螺栓固定有8个V槽轴承2，V槽轴承2内部分别嵌装有偏心轴承和浮动轴承，导轨座1通过V槽轴承2与回转环3连接，导轨座1底部加工成v型的滑轨形状，将导轨座1的v形滑轨部分放置在v槽轴承的v槽内部，并且8个V槽轴承中的4个位于导轨座1下部，用于承载导轨座1及其上部件；另外4和v槽轴承位于导轨座1上部，压住导轨座1，避免其向上窜动。这样导轨座1只保留一个自由度，即导轨座1只能沿其下部的圆弧做圆周运动，并且因v槽轴承的轴承作用可减少导轨座的运动摩擦阻力。转动臂4与滑轨之间通过轴承连接，转动臂4通过螺栓固定有转动板9，升降杆7通过锁紧环8与转动板9连接，升降杆7通过螺栓与升降板连接，导轨座1上通过螺栓固定有配重块5，支撑装置底部通过螺栓安装有升力传感器10，升力传感器一端通过螺钉固定在装置底部，另一端与地面固连，升力传感器通过导线与电源连接，三个转动装置上安装有角度传感器，可以测量飞机的姿态角。其中，转动臂上的传感器与转动臂同轴安装，当转动臂转动时，即可测量其转动角度；而测量导轨座和回转环的角度传感器分别安装在回转外环和回转外环先买的支撑结构上，这两个传感器的输入轴上安装有摩擦轮，摩擦轮外表面分别于导轨座和回转外环的外壁相接触，通过摩擦使传感器获得转动角度数据，传感器通过导线与电源连接。本专利技术实施例提供的旋翼无人机姿态控制测试系统回转装置包括三部分转动装置：第一转动装置通过回转环3绕回转内环转动，实现360度旋转，可用于模拟无人机的偏航运动。第二转动装置中导轨座1绕其圆心转动，用于模拟滚转方向运动。第三转动装置由左右两部分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋翼无人机姿态控制测试系统，其特征在于，所述的旋翼无人机姿态控制测试系统设置有：升降板；升降板通过螺栓与升降杆连接，升降杆通过锁紧环与转动板连接，转动板通过螺栓固定在转动臂上；转动臂与滑轨之间通过轴承连接，导轨座底部为滑轨结构，导轨座通过V槽轴承与转动装置底座连接，转动装置底座部通过螺栓固定有8个V槽轴承，V槽轴承内部分别嵌装有偏心轴承和浮动轴承；回转外环与转动装置底座固定连接，回转外环内部固定有回转内环，回转内环通过螺栓固定在支撑装置。

【技术特征摘要】
1.一种旋翼无人机姿态控制测试系统，其特征在于，所述的旋翼无人机姿态控制测试系统设置有：升降板；升降板通过螺栓与升降杆连接，升降杆通过锁紧环与转动板连接，转动板通过螺栓固定在转动臂上；转动臂与滑轨之间通过轴承连接，导轨座底部为滑轨结构，导轨座通过V槽轴承与转动装置底座连接，转动装置底座部通过螺栓固定有8个V槽轴承，V槽轴承内部分别嵌装有偏心轴承和浮动轴承；回转外环与转动装置底座固定连接，回转外环内部固定有回转内环，回转内环通过螺栓固定在支撑装置。2.如权利要求1所述的旋翼无人机姿态控制测试系统，其特征在于，所述支撑装置底部通过螺栓安装有升力传感器，升力传感器通过导线与电源连接。3.如权利要求1所述的旋翼无人机姿态控制测试系统，其特征在于，所述，所述三个转动装置之间安装有传感器，传感器通过导线与电源连接。4.一种实施权利要求1所述旋翼无...

【专利技术属性】
技术研发人员：武斌，韩冬，安一农，邓亚笛，
申请(专利权)人：智灵飞北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11