CN215098349U - 一种倾转旋翼无人机地面台架试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明一种倾转旋翼无人机地面台架试验装置，属于无人机领域；包括型材架和连接模块，型材架作为试验装置的支撑位于底部，测试用倾转旋翼机通过连接模块安装于型材架上方，型材架的竖直高度大于倾转旋翼机桨叶的展向长度，防止与地面干涉；型材架包括主体框架、底座和万向轮；所述底座中心处固定有主体框架，其下端沿周向安装有多个万向轮，用于整个装置的位置调整；所述主体框架为长方体框架结构，由多个横框型材和支撑型材组成；通过连接不同的连接模块实现不同的测试，***连接传感器9时，可测试倾转旋翼无人机6在固定翼/直升机/倾转三种飞行状态的力和力矩特性。连接球形云台10时，可完成耦合控制***以后的开闭环动力学操控性能测试。
Description
技术领域
本发明属于无人机领域，具体涉及一种倾转旋翼无人机地面台架试验装置。
背景技术
倾转旋翼无人机地面试验能模拟并测试倾转旋翼无人机工作状态，对倾转旋翼无人机的动力学建模和控制***设计十分重要。为了完成验证试验，需要将倾转旋翼无人机固定在地面试验台架上，因此需要设计一种倾转旋翼无人机的地面试验台架***。
现有的专利、论文等公开技术文献涉及的地面试验台架，如一种倾转旋翼无人机测试台架(申请号为202010413232.5用于倾转旋翼***测试)，用于对半展长旋翼倾转机构进行试验，不能模拟全展长的倾转旋翼无人机的实际工作状态，且无法对倾转旋翼无人机运动状态下的力矩和动力平衡等重要性能进行测试。
发明内容
要解决的技术问题：
为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种倾转旋翼无人机地面台架试验装置，更好地模拟倾转旋翼无人机的实际工作状态，并对全展长的倾转旋翼机构进行测试，具有结构简单，测量准确，易于实现，运输方便，通用性强，成本低等优点。
本发明的技术方案是：一种倾转旋翼无人机地面台架试验装置，其特征在于：包括型材架和连接模块，所述型材架作为试验装置的支撑位于底部，测试用倾转旋翼机通过连接模块安装于型材架上方，型材架的竖直高度大于倾转旋翼机桨叶的展向长度，防止与地面干涉；
所述型材架包括主体框架、底座和万向轮；所述底座中心处固定有主体框架，其下端沿周向安装有多个万向轮，用于整个装置的位置调整；所述主体框架为长方体框架结构，由多个横框型材和支撑型材组成；
所述连接模块包括球形云台和传感器；当测试倾转旋翼无人机在固定翼/直升机/倾转三种飞行状态的力和力矩特性时，将所述传感器底部通过安装插板固定于主体框架的顶端，传感器的上方通过法兰盘与测试倾转旋翼无人机连接；当测试倾转旋翼无人机完成耦合控制***以后的开闭环动力学操控性能测试时，将所述球形云台底部通过安装插板固定于主体框架的顶端，球形云台的上方通过法兰盘与测试倾转旋翼无人机连接。
本发明的进一步技术方案是：所述底座包括四个相同的长方体框架结构，分别固定于所述主体框架的四个侧壁下方，底面位于同一水平面；底座的四个部分分别与主体框架之间固定有斜撑型材，用于底座与主体框架之间的加强支撑。
本发明的进一步技术方案是：所述底座的四个长方体框架结构与主体框架之间为可拆卸式连接，运输时能够拆除。
本发明的进一步技术方案是：所述底座的四个长方体框架结构的底角处分别安装有万向轮。
本发明的进一步技术方案是：所述主体框架内通过横框型材和支撑型材的搭接，形成四层置物平台，用于安装倾转旋翼无人机机体和相关测试设备。
本发明的进一步技术方案是：所述传感器为四分量传感器。
本发明的进一步技术方案是：各型材之间通过角片固定连接。
有益效果
本发明的有益效果在于：
1、本发明能够完成倾转旋翼无人机6的六自由度动力学响应和倾转过程模拟测试。***连接传感器9时，可测试倾转旋翼无人机6在固定翼/直升机/倾转三种飞行状态的力和力矩特性。连接球形云台10时，可完成耦合控制***以后的开闭环动力学操控性能测试。
2、***扩展性强。整个***只需进行适应性改造，即可对各种不同设计的倾转旋翼进行测试试验。除了测量机翼和短舱部件，还可以测量整机***。
3、结构简单，运输方便。台架安装型材使用角片11连接，传感器/球形云台10与台架其他部件之间使用螺钉连接，并且底部装有万向轮，拆装移动方便。
4、可靠性高。整个台架使用工业铝材连接，无失稳隐患、承重和受力性能好。
5、方便调平。万向轮高度可调节，方便台架支撑面调平。
6、成本低。倾转旋翼地面台架试验***全部使用工业铝材加工，价格低廉，造价成本低。
7、测量准确。使用四分量传感器，四个的力和力矩测量没有耦合，所以测量误差小，测量数据准确。
附图说明
图1是本发明的型材架结构示意图；
图2是装上倾转旋翼机的试验台架示意图；
图3是使用传感器连接倾转旋翼机的示意图；
图4是使用球形云台连接倾转旋翼机的示意图；
附图标记说明：1—横框型材、2—支撑型材、3—底座型材、4—斜撑型材、5—万向轮、6—倾转旋翼无人机、7—安装插板、8—法兰盘、9—传感器、10—球形云台、11—角片。
具体实施方式
下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本发明一种倾转旋翼无人机地面台架试验装置，包括型材架和连接模块，所述型材架作为试验装置的支撑位于底部，测试用倾转旋翼机通过连接模块安装于型材架上方，型材架的竖直高度大于倾转旋翼机桨叶的展向长度，可以防止试验过程出现倾转角度过大使旋翼的桨叶打到地面，从而发生安全事故的问题；
由横框型材1、支撑型材2、底座型材3和斜撑型材4搭建的型材架，基础结构是一个长方体框架，横框型材1除了与支撑型材2组成主体框架外，还提供了四层置物平台，用于安装倾转旋翼无人机机体和相关测试设备；框架底部安装有四个底座，底座起到稳定框架的作用，能防止型材架在试验中因受力过大而侧翻的情况，底座下面安装有万向轮5，能使型材架易于移动搬运；斜撑型材4和底座的支撑型材2起到稳固作用。四个底座可拆卸，便于运输。型材之间使用角片11进行连接。
如图2、图3和图4所示，试验进行时，倾转旋翼无人机6与法兰盘8通过螺纹连接，同时法兰盘8可以通过螺栓固定在传感器9上。球形云台10自带有快装板，同样使用螺栓与法兰盘8连接。传感器9或球形云台10底部都有螺纹孔，通过螺栓固定在安装插板7上，安装插板7安插在型材的卡槽中，固定在型材架的顶端。
由于目前倾转旋翼飞行器6的静力试验主要考虑沿着机体x轴(水平)向前拉力和z轴(立轴)的向上推力，绕y轴(指向右翼)的俯仰力矩和绕x轴方向的滚转力矩。故采用一个四分量力传感器9，四个力和力矩测量互不干扰。传感器9测量的受力点是几何中心处。
试验过程中操作人员可以远程操控倾转旋翼无人机6改变旋翼转速和飞机姿态等等，完成倾转旋翼无人机在固定翼/直升机状态以及倾转运动状态下的拉力、力矩测量和动力平衡的前期试验。如果使用传感器9连接，此时传感器9可以测得升力、推力和俯仰力矩、滚转力矩各项气动力数据，并将数据返回上位机存储处理；如果使用球形云台10连接，则云台球舵可以支持6倾转旋翼完成俯仰、滚转和偏航的动作，验证倾转旋翼无人机6的动态平衡性能。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (7)
1.一种倾转旋翼无人机地面台架试验装置，其特征在于：包括型材架和连接模块，所述型材架作为试验装置的支撑位于底部，测试用倾转旋翼机通过连接模块安装于型材架上方，型材架的竖直高度大于倾转旋翼机桨叶的展向长度，防止与地面干涉；
所述型材架包括主体框架、底座和万向轮；所述底座中心处固定有主体框架，其下端沿周向安装有多个万向轮，用于整个装置的位置调整；所述主体框架为长方体框架结构，由多个横框型材和支撑型材组成；
所述连接模块包括球形云台和传感器；当测试倾转旋翼无人机在固定翼/直升机/倾转三种飞行状态的力和力矩特性时，将所述传感器底部通过安装插板固定于主体框架的顶端，传感器的上方通过法兰盘与测试倾转旋翼无人机连接；当测试倾转旋翼无人机完成耦合控制***以后的开闭环动力学操控性能测试时，将所述球形云台底部通过安装插板固定于主体框架的顶端，球形云台的上方通过法兰盘与测试倾转旋翼无人机连接。
2.根据权利要求1所述倾转旋翼无人机地面台架试验装置，其特征在于：所述底座包括四个相同的长方体框架结构，分别固定于所述主体框架的四个侧壁下方，底面位于同一水平面；底座的四个部分分别与主体框架之间固定有斜撑型材，用于底座与主体框架之间的加强支撑。
3.根据权利要求1所述倾转旋翼无人机地面台架试验装置，其特征在于：所述底座的四个长方体框架结构与主体框架之间为可拆卸式连接，运输时能够拆除。
4.根据权利要求1所述倾转旋翼无人机地面台架试验装置，其特征在于：所述底座的四个长方体框架结构的底角处分别安装有万向轮。
5.根据权利要求1所述倾转旋翼无人机地面台架试验装置，其特征在于：所述主体框架内通过横框型材和支撑型材的搭接，形成四层置物平台，用于安装倾转旋翼无人机机体和相关测试设备。
6.根据权利要求1所述倾转旋翼无人机地面台架试验装置，其特征在于：所述传感器为四分量传感器。
7.根据权利要求1所述倾转旋翼无人机地面台架试验装置，其特征在于：各型材之间通过角片固定连接。
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| CN116654279A (zh) * | 2023-05-26 | 2023-08-29 | 中国民航大学 | 一种旋翼气动力综合测试平台 |
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2021
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| CN116654279A (zh) * | 2023-05-26 | 2023-08-29 | 中国民航大学 | 一种旋翼气动力综合测试平台 |
| CN116654279B (zh) * | 2023-05-26 | 2023-12-19 | 中国民航大学 | 一种旋翼气动力综合测试平台 |
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