一种用于多旋翼无人机的性能评估及参数整定平台制造技术

本发明专利技术涉及一种用于多旋翼无人机的参数整定平台，包括两个侧柱、多个连接柱和两个安装柱，多个所述连接柱呈水平状的通过螺栓固定在两个所述侧柱相对的一侧之间，两个所述安装柱分别通过螺栓与两个侧柱的顶端固定。该用于多旋翼无人机的性能评估及参数整定平台，能够对无人机的最大起飞拉力、最大转矩、动作耦合力矩、最大角速度等关键性能参数进行测量评估，并对姿态环路的控制参数进行优化整定，平台结构简单可靠，整个平台采用螺栓连接，且拆装方便，可高效地完成无人机的性能评估及参数整定，因此在测试的过程中十分方便，且效率相对较高，不仅不易造成无人机的损坏，同时给人身安全也提供了保证，也不需要过度依赖飞手。也不需要过度依赖飞手。也不需要过度依赖飞手。

【技术实现步骤摘要】
一种用于多旋翼无人机的性能评估及参数整定平台


[0001]本专利技术涉及无人机测试
，具体为一种用于多旋翼无人机的性能评估及参数整定平台。

技术介绍

[0002]多旋翼无人机，是一种具有三个及以上旋翼轴的特殊的无人驾驶直升机。其通过每个轴上的电动机转动，带动旋翼，从而产生升推力，旋翼的总距固定，而不像一般直升机那样可变，通过改变不同旋翼之间的相对转速，可以改变单轴推进力的大小，从而控制飞行器的运行轨迹，操控性强，可垂直起降和悬停，主要适用于低空、低速、有垂直起降和悬停要求的任务类型。
[0003]随着无人机技术的快速发展和产品的普及，各应用领域对无人机平台的各方面性能均提出了较高的要求，特别是在使用不同的飞控算法，或者是搭载不同的测量载荷等情况下，都需要对无人机的性能及控制参数进行精确的测试、调节，然而，现有的无人机测试往往过度依赖飞手，通过飞手的感性认识进而对无人机的性能进行评价并改进控制参数；这种方式费时费力，效率低，还容易造成无人机的损坏，甚至对人身安全造成威胁，因此，在无人机产品调试测试阶段，十分有必要对无人机的极限飞行性能进行评估以及控制参数的优化。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种用于多旋翼无人机的性能评估及参数整定平台，具备测试方便且效率高等优点，解决了在室外进行性能测试所带来的费时费力，效率低，易造成无人机的损坏，对人身安全造成威胁的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于多旋翼无人机的参数整定平台，包括两个侧柱、多个连接柱和两个安装柱，多个所述连接柱呈水平状的通过螺栓固定在两个所述侧柱相对的一侧之间，两个所述安装柱分别通过螺栓与两个侧柱的顶端固定；其中，左侧所述侧柱的左侧通过螺栓固定有信号处理主机，两个所述安装柱相背的一侧均通过螺栓固定有安装片，左侧所述安装片的左侧通过螺栓固定有增量式编码器，两个所述安装片相对的一侧之间通过轴承座转动连接有与增量式编码器输出轴固定的支撑杆，所述支撑杆外表面的中心处通过螺栓固定有安装座，所述安装座的上表面通过螺栓固定有六维力矩传感器。
[0006]进一步，两个所述安装柱之间设置有用以对支撑杆旋转角度进行限位的限位件，所述限位件包括分别通过螺栓固定在两个安装柱相对一侧的限位支架，所述支撑杆外表面的左右两侧均通过螺栓固定有面向限位支架方向的限位套。
[0007]进一步，所述两个侧柱、多个连接柱和两个安装柱均为铝柱，所述支撑杆为碳纤维杆，所述六维力矩传感器的上表面开设有固定孔，所述六维力矩传感器通过固定孔和螺栓可拆卸固定有多旋翼无人机。
[0008]本专利技术又提出一种参数整定平台的多旋翼无人机的性能评估方法，包括权任一项所述的用于多旋翼无人机的参数整定平台，包括以下步骤：S1首先多旋翼无人机通过螺栓固定在六维力矩传感器上；S2经过增量式编码器的运行，来带着支撑杆进行转动，进一步带着多旋翼无人机进行转动，且对多旋翼无人机的旋转角度进行测量；S3多旋翼无人机经六维力矩传感器进行移动，六维力矩传感器测量多旋翼无人机三轴的力和力矩；S4在增量式编码器和六维力矩传感器对多旋翼无人机测量的过程中，信号处理主机采集增量式编码器的脉冲信号和六维力矩传感器的电压信号，并基于此两类信号对无人机的性能进行评估和实时的参数优化整定。
[0009]进一步，所述信号处理主机基于ARM内核的低成本数据采集器，可以通过无线或有线的方式与无人机飞控系统进行通讯交互。
[0010]进一步，所述增量式编码器是常见的速度测量传感器，能够实时测量单位时间内机构的旋转角度，增量式编码器的脉冲信号通过有线的方式接入信号处理主机。
[0011]进一步，所述六维力矩传感器用于测量相对其本体三轴的力和力矩，输出为电压模拟信号，该电压信号通过有线的形式接入信号处理主机，信号处理主机通过放大、滤波、采样，进而获取准确的力和力矩值。
[0012]进一步，所述支撑杆旋转的过程中，利用轴承座进行支撑，实现多旋翼无人机绕支撑杆进行旋转，所述支撑杆旋转的过程中，带着限位套进行旋转，且利用限位支架对限位套进行限位，进一步对多旋翼无人机的旋转角度进行限位。
[0013]进一步，所述无人机飞控系统中包括两类电信号，分别为增量式编码器的脉冲信号和六维力矩传感器输出的电压信号；两种信号均有信号处理主机进行处理，所述信号处理主机嵌入多种软硬件模块，包括累加器、运算放大器、速度观测器、滤波器、融合滤波算法等前级处理功能，也包括优化参数策略和性能评估策略的智能算法。
[0014]进一步，通过对增量式编码器及六维力矩传感器的信号进行处理，得到相应条件下无人机的优化控制参数以及评估无人机性能的关键参数，优化控制参数主要是无人机的姿态控制参数，涵盖姿态角度控制参数和角速度控制参数；多旋翼无人机性能参数包括最大起飞重量、最大横滚角速率、最大俯仰角速率以及最大偏航角速率。
[0015]与现有技术相比，本申请的技术方案具备以下有益效果：该用于多旋翼无人机的性能评估及参数整定平台，能够对无人机的最大起飞拉力、最大转矩、动作耦合力矩、最大角速度等关键性能参数进行测量评估，并对姿态环路的控制参数进行优化整定，平台结构简单可靠，整个平台采用螺栓连接，且拆装方便，可高效地完成无人机的性能评估及参数整定，因此在测试的过程中十分方便，且效率相对较高，不仅不易造成无人机的损坏，同时给人身安全也提供了保证，也不需要过度依赖飞手，且不要通过飞手的感性认识进而对无人机的性能进行评价并改进控制参数，平台能够对无人机飞行姿态进行高效性能测试，具有测试精度高、结构简单、拆装方便等特点，能够有效保证无人机测试的安全性、可靠性。
附图说明
[0016]图1为本专利技术结构示意图；图2为本专利技术无人机飞控系统功能处理流程示意图；图3为本专利技术平台技术效果示意图。
[0017]图中：1侧柱、2连接柱、3安装柱、4信号处理主机、5安装片、6增量式编码器、7支撑杆、8安装座、9六维力矩传感器、10限位件。
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]请参阅图1
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3，本实施例中的一种用于多旋翼无人机的参数整定平台，包括两个侧柱1、多个连接柱2和两个安装柱3，多个连接柱2呈水平状的通过螺栓固定在两个侧柱1相对的一侧之间，两个安装柱3分别通过螺栓与两个侧柱1的顶端固定。
[0020]其中，左侧侧柱1的左侧通过螺栓固定有信号处理主机4，两个安装柱3相背的一侧均通过螺栓固定有安装片5，左侧安装片5的左侧通过螺栓固定有增量式编码器6，增量式编码器6是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小，按照工作原理编码器可分为增量式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于多旋翼无人机的参数整定平台，包括两个侧柱（1）、多个连接柱（2）和两个安装柱（3），其特征在于：多个所述连接柱（2）呈水平状的通过螺栓固定在两个所述侧柱（1）相对的一侧之间，两个所述安装柱（3）分别通过螺栓与两个侧柱（1）的顶端固定；其中，左侧所述侧柱（1）的左侧通过螺栓固定有信号处理主机（4），两个所述安装柱（3）相背的一侧均通过螺栓固定有安装片（5），左侧所述安装片（5）的左侧通过螺栓固定有增量式编码器（6），两个所述安装片（5）相对的一侧之间通过轴承座转动连接有与增量式编码器（6）输出轴固定的支撑杆（7），所述支撑杆（7）外表面的中心处通过螺栓固定有安装座（8），所述安装座（8）的上表面通过螺栓固定有六维力矩传感器（9）。2.根据权利要求1所述的一种用于多旋翼无人机的参数整定平台，其特征在于：两个所述安装柱（3）之间设置有用以对支撑杆（7）旋转角度进行限位的限位件（10），所述限位件（10）包括分别通过螺栓固定在两个安装柱（3）相对一侧的限位支架，所述支撑杆（7）外表面的左右两侧均通过螺栓固定有面向限位支架方向的限位套。3.根据权利要求1所述的一种用于多旋翼无人机的参数整定平台，其特征在于：所述两个侧柱（1）、多个连接柱（2）和两个安装柱（3）均为铝柱，所述支撑杆（7）为碳纤维杆，所述六维力矩传感器（9）的上表面开设有固定孔，所述六维力矩传感器（9）通过固定孔和螺栓可拆卸固定有多旋翼无人机。4.一种参数整定平台的多旋翼无人机的性能评估方法，包括权利要求1
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3中任一项所述的用于多旋翼无人机的参数整定平台，其特征在于，包括以下步骤：S1首先多旋翼无人机通过螺栓固定在六维力矩传感器（9）上；S2经过增量式编码器（6）的运行，来带着支撑杆（7）进行转动，进一步带着多旋翼无人机进行转动，且对多旋翼无人机的旋转角度进行测量；S3多旋翼无人机经六维力矩传感器（9）进行移动，六维力矩传感器（9）测量多旋翼无人机三轴的力和力矩；S4在增量式编码器（6）和六维力矩传感器（9）对多旋翼无人机测量的过程中，信号处理主机（4）采集增量式编码器（6）的脉冲信号和六维力矩传感器（9）的电压信号，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小龙，李果，鄢立夏，郑高飞，闫伟光，韩志学，贾志涛，
申请(专利权)人：常州丰飞智控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：