多旋翼机动力学测试专用平台制造技术

本发明专利技术提供一种多旋翼机动力学测试专用平台，涉及无人机动力测试领域，包括固定框架、浮动框架、飞机承托组件、X向拉力传感器、Y向拉力传感器和Z向拉力传感器；浮动框架设于固定框架内部；在浮动框架与固定框架之间设多根纵向支撑杆，飞机承托组件包括搭载平台、中心固定座、Z向转轴以及至少包括X向转轴和Y向转轴的XY双向转动安装座组件；X向转轴上套装有绕X向角度传感器，Y向转轴上套装有绕Y向角度传感器，Z向转轴上套装有绕Z向角度传感器。本发明专利技术能够方便得到多旋翼机向X、Y、Z三个方向飞行时的牵引力数据，而且能够得到多旋翼机飞行时绕X、Y、Z三个方向的偏转角度，测试结果多样化，能很好地满足无人机性能设计的需要。很好地满足无人机性能设计的需要。很好地满足无人机性能设计的需要。

【技术实现步骤摘要】
多旋翼机动力学测试专用平台


[0001]本专利技术涉及无人机动力测试的
，尤其是涉及一种多旋翼机动力学测试专用平台。

技术介绍

[0002]多旋翼机是利用多个螺旋桨驱动飞行的无人飞行器，其中尤以四旋翼飞行器最为普遍，能够在远程遥控方式下进行低空作业，具有良好的灵活性。
[0003]随着多旋翼无人飞行器系统功能的扩展，机载设备越来越先进和复杂，这就对无人飞行器动力性能的要求将越来越严格。如果没有多旋翼机启动后真实准确的动力数据，就很难对其性能指标进行设计和更新，将阻碍无人飞行器向多领域应用的发展。因此，对多旋翼机进行动力学测试就显得尤为必要。
[0004]目前，无人飞行器动力测试平台所采用的测试技术还不够成熟，在实际应用中并不多见；而且，部分测试平台仅仅测试多旋翼机竖直方向的牵引力，测试结果单一，不能很好地满足性能设计的需要。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种多旋翼机动力学测试专用平台，以缓解现有技术中存在的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术实施例采用如下技术方案：
[0007]本专利技术实施例提供了一种多旋翼机动力学测试专用平台，包括固定框架、浮动框架、飞机承托组件、拉力传感器以及角度传感器。
[0008]具体地：所述拉力传感器包括X向拉力传感器、Y向拉力传感器和Z向拉力传感器；所述浮动框架设于所述固定框架内部；在所述浮动框架与所述固定框架之间设多根纵向支撑杆，各个所述纵向支撑杆的顶端分别连接于所述浮动框架、底端分别连接于所述固定框架，并且，各个所述纵向支撑杆的顶端与所述浮动框架之间和各个所述纵向支撑杆的底端与所述固定框架之间这两者中，至少一者通过支撑杆转向节连接，所述支撑杆转向节至少具有X向和Y向两个转动方向；所述X向拉力传感器和所述Y向拉力传感器各自的第一端分别与所述浮动框架连接、第二端分别连接于所述固定框架，且所述X向拉力传感器和所述Y向拉力传感器各自的第一端分别与所述浮动框架之间及所述X向拉力传感器和所述Y向拉力传感器各自的第二端分别与所述固定框架之间这两者中，至少一者为铰接，以使所述浮动框架能够在所述固定框架内部浮动；所述飞机承托组件包括搭载平台、中心固定座、Z向转轴以及至少包括X向转轴和Y向转轴的XY双向转动安装座组件；所述中心固定座固定安装于所述浮动框架且位于所述浮动框架的纵向中心轴线上；所述搭载平台通过所述XY双向转动安装座组件XY双向转动连接于所述中心固定座；所述Z向转轴穿过所述中心固定座，且所述Z向转轴的顶端固定连接于所述XY双向转动安装座组件，所述Z向拉力传感器的第一端连接于所述Z向转轴的底端，所述Z向拉力传感器的第二端连接于所述浮动框架，并且，所述Z向
转轴底端与所述Z向拉力传感器第一端之间及所述Z向拉力传感器第二端与所述浮动框架之间这两者中，至少一者为转动连接，以使所述Z向转轴能够相对所述中心固定座和所述浮动框架绕自身轴线方向转动；所述X向转轴上套装有绕X向角度传感器，所述Y向转轴上套装有绕Y向角度传感器，所述Z向转轴上套装有绕Z向角度传感器。
[0009]测试时，首先，将待测的多旋翼机连接于飞机承托组件的搭载平台上，搭载平台通过包括X向转轴和Y向转轴的XY双向转动安装座组件与Z向转轴连接，Z向转轴通过中心固定座绕自身轴线转动设置于浮动框架的中心轴线上，X向转轴、Y向转轴以及Z向转轴上分别设有绕X向角度传感器、绕Y向角度传感器以及绕Z向角度传感器，三个角度传感器分别可以测量出多旋翼机在搭载平台上进行飞行实验时绕X向、绕Y向以及绕Z向的偏转角度，以供后续研究多旋翼机飞行时的稳定性；浮动框架与固定框架之间设有X向拉力传感器和Y向拉力传感器，多旋翼机水平飞行，并分别沿X向且远离X向拉力传感器的方向或沿Y向且远离Y向拉力传感器的方向飞行时，多旋翼机通过飞机承托组件带动浮动框架能够分别具有沿X向和沿Y向的运动趋势，进而，X向拉力传感器和Y向拉力传感器分别测试出多旋翼机水平飞行时两个方向的牵引力，以供后续研究多旋翼机的水平动力性能；X向拉力传感器至少有一端的连接方式为铰接，可以消除多旋翼机沿Y向具有运动趋势时来自X向的束缚，同理，Y向拉力传感器也是至少有一端的连接方式为铰接，来消除多旋翼机沿X向具有运动趋势时来自Y向的束缚，另外，浮动框架通过纵向支撑杆与固定框架连接，纵向支撑杆至少有一端的连接方式至少具有X向和Y向两个转动方向，从而消除多旋翼机在沿X向或沿Y向具有运动趋势时来自纵向的束缚，因此纵向支撑杆主要为了提供对浮动框架纵向的束缚，使浮动框架在水平面内浮动，而不能上下运动；Z向转轴的底部与浮动框架之间设有Z向拉力传感器，Z向拉力传感器可以测试多旋翼机在沿Z向具有运动趋势时的牵引力，以供后续研究多旋翼机竖直动力性能，Z向拉力传感器至少有一端的连接方式为转动连接，能够保证Z向转轴的转动动作顺利进行。
[0010]综上，本专利技术能够方便得到多旋翼机向X、Y、Z三个方向飞行时的牵引力数据，而且能够得到多旋翼机飞行时绕X、Y、Z三个方向的偏转角度，各个测试部件之间不会干扰束缚，结构巧妙，测试结果多样化，测试数据真实可靠，能很好地满足无人机性能设计的需要，有利于对无人机性能指标的设计和更新，推动无人飞行器向多领域应用的发展。
[0011]在本实施例的可选实施方式中，较为优选地，各个所述纵向支撑杆的第一端与所述浮动框架之间、以及各个所述纵向支撑杆与所述固定框架之间分别通过十字轴式双向连轴节连接。
[0012]在本实施例的可选实施方式中，较为优选地，所述浮动框架至少包括水平顶框、多根第一框内连接杆、多根第二框内连接杆、两根X向拉杆和两根Y向拉杆；两根所述X向拉杆和两根所述Y向拉杆各自的第一端分别连接于所述水平顶框、第二端分别朝向所述水平顶框的外部延伸，并且，两根所述X向拉杆的第二端分别通过一个所述X向拉力传感器连接于所述固定框架的上端，两根所述Y向拉杆的第二端分别通过一个所述Y向拉力传感器连接于所述固定框架的上端；所述中心固定座设于所述水平顶框的纵向中心轴线上，且所述中心固定座通过所述多根第一框内连接杆固定连接于所述水平顶框；所述多根第二框内连接杆各自的第一端分别固定连接于所述水平顶框、第二端分别朝向所述水平顶框的内部方向延伸且在所述水平顶框的纵向中心轴线上同一点位处相交并连接形成辅助固定座；所述Z向
转轴的底端通过所述Z向拉力传感器连接于所述辅助固定座；各个所述纵向支撑杆的顶端分别连接于所述水平顶框。
[0013]进一步优选地，所述固定框架包括基座和多根纵向框架杆；各个所述纵向支撑杆的底端分别连接于所述基座；所述多根纵向框架杆的底端分别固定连接于所述基座；两根所述X向拉杆和两根所述Y向拉杆各自的第一端分别与所述水平顶框铰接；两根所述X向拉杆的第二端分别通过一个所述X向拉力传感器连接于一根所述纵向框架杆的顶端，并且，所述X向拉力传感器的两端分别对应铰接于对应所述X向拉杆的第二端和对应所述纵向框架杆的顶端；两根所述Y向拉杆的第二端分别通过一个所述Y向拉力传感器连接于一根所述纵向框架杆的顶端，并且，所述Y向拉力传感本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多旋翼机动力学测试专用平台，其特征在于：包括固定框架、浮动框架、飞机承托组件、拉力传感器以及角度传感器；所述拉力传感器包括X向拉力传感器(1)、Y向拉力传感器(2)和Z向拉力传感器(3)；所述浮动框架设于所述固定框架内部；在所述浮动框架与所述固定框架之间设多根纵向支撑杆(4)，各个所述纵向支撑杆(4)的顶端分别连接于所述浮动框架、底端分别连接于所述固定框架，并且，各个所述纵向支撑杆(4)的顶端与所述浮动框架之间和各个所述纵向支撑杆(4)的底端与所述固定框架之间这两者中，至少一者通过支撑杆转向节连接，所述支撑杆转向节至少具有X向和Y向两个转动方向；所述X向拉力传感器(1)和所述Y向拉力传感器(2)各自的第一端分别与所述浮动框架连接、第二端分别连接于所述固定框架，且所述X向拉力传感器(1)和所述Y向拉力传感器(2)各自的第一端分别与所述浮动框架之间及所述X向拉力传感器(1)和所述Y向拉力传感器(2)各自的第二端分别与所述固定框架之间这两者中，至少一者为铰接，以使所述浮动框架能够在所述固定框架内部浮动；所述飞机承托组件包括搭载平台(5)、中心固定座(18)、Z向转轴(8)以及至少包括X向转轴(6)和Y向转轴(7)的XY双向转动安装座组件；所述中心固定座(18)固定安装于所述浮动框架且位于所述浮动框架的纵向中心轴线上；所述搭载平台(5)通过所述XY双向转动安装座组件XY双向转动连接于所述中心固定座(18)；所述Z向转轴(8)穿过所述中心固定座(18)，且所述Z向转轴(8)的顶端固定连接于所述XY双向转动安装座组件，所述Z向拉力传感器(3)的第一端连接于所述Z向转轴(8)的底端，所述Z向拉力传感器(3)的第二端连接于所述浮动框架，并且，所述Z向转轴(8)底端与所述Z向拉力传感器(3)第一端之间及所述Z向拉力传感器(3)第二端与所述浮动框架之间这两者中，至少一者为转动连接，以使所述Z向转轴(8)能够相对所述中心固定座(18)和所述浮动框架绕自身轴线方向转动；所述X向转轴(6)上套装有绕X向角度传感器(9)，所述Y向转轴(7)上套装有绕Y向角度传感器(10)，所述Z向转轴(8)上套装有绕Z向角度传感器(11)。2.根据权利要求1所述的多旋翼机动力学测试专用平台，其特征在于：各个所述纵向支撑杆(4)的第一端与所述浮动框架之间、以及各个所述纵向支撑杆(4)与所述固定框架之间分别通过十字轴式双向连轴节(12)连接。3.根据权利要求1所述的多旋翼机动力学测试专用平台，其特征在于：所述浮动框架至少包括水平顶框(13)、多根第一框内连接杆(14)、多根第二框内连接杆(15)、两根X向拉杆(16)和两根Y向拉杆(17)；两根所述X向拉杆(16)和两根所述Y向拉杆(17)各自的第一端分别连接于所述水平顶框(13)、第二端分别朝向所述水平顶框(13)的外部延伸，并且，两根所述X向拉杆(16)的第二端分别通过一个所述X向拉力传感器(1)连接于所述固定框架的上端，两根所述Y向拉杆(17)的第二端分别通过一个所述Y向拉力传感器(2)连接于所述固定框架的上端；所述中心固定座(18)设于所述水平顶框(13)的纵向中心轴线上，且所述中心固定座(18)通过所述多根第一框内连接杆(14)固定连接于所述水平顶框(13)；所述多根第二框内连接杆(15)各自的第一端分别固定连接于所述水平顶框(13)、第二端分别朝向所述水平顶框(13)的内部方向延伸且在所述水平顶框(13)的纵向中心轴线上同一点位处相交并连接
形成辅助固定座(19)；所述Z向转轴(8)的底端通过所述Z向拉力传感器(3)连接于所述辅助固定座(19)；各个所述纵向支撑杆(4)的顶端分别连接于所述水平顶框(13)。4.根据权利要求3所述的多旋翼机动力学测试专用平台，其特征在于：所述固定框架包括基座(20)和多根纵向框架杆(21)；各个所述纵向支撑杆(4)的底端分别连接于所述基座(20)；所述多根纵向框架杆(21)的底端分别固...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鑫，李书田，李林杰，
申请(专利权)人：北京电子科技职业学院，
类型：发明
国别省市：