RU2804156C1 - Test stand for setting up multi-rotor unmanned aerial vehicles - Google Patents
Test stand for setting up multi-rotor unmanned aerial vehicles Download PDFInfo
- Publication number
- RU2804156C1 RU2804156C1 RU2023116358A RU2023116358A RU2804156C1 RU 2804156 C1 RU2804156 C1 RU 2804156C1 RU 2023116358 A RU2023116358 A RU 2023116358A RU 2023116358 A RU2023116358 A RU 2023116358A RU 2804156 C1 RU2804156 C1 RU 2804156C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- base
- rod
- gimbal
- uav
- test
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области испытаний авиационной техники вертикального взлета, в частности, к стендам. Оно предназначено для испытаний под нагрузкой беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) мультироторного типа и настройки системы управления, в частности, микшера моторов БПЛА. The invention relates to the field of testing vertical take-off aircraft, in particular to stands. It is intended for load testing of multi-rotor unmanned aerial vehicles (UAVs) and setting up the control system, in particular, the UAV motor mixer.
При испытаниях БПЛА мультироторного типа зачастую выявляют ошибки в работе винтомоторной группы, например, при повороте по осям тангажа и крена возникает паразитное движение по каналу рыскания. Вероятность проявления подобных ошибок возрастает с ростом количества роторов и усложнения их конфигурации. Предлагаемое изобретение предназначено для выявления ошибок работы полетного контроллера, неисправностей винтомоторных групп, а также измерения тяговых характеристик БПЛА.When testing multi-rotor UAVs, errors in the operation of the rotor-motor group are often revealed, for example, when turning along the pitch and roll axes, parasitic movement occurs along the yaw channel. The likelihood of such errors increases with the number of rotors and the complexity of their configuration. The proposed invention is intended to identify errors in the operation of the flight controller, malfunctions of the propeller groups, as well as measure the traction characteristics of the UAV.
Известен стенд для натурных испытаний летательных аппаратов [Стенд для натурных испытаний летательного аппарата: патент РФ №2158908], включающий основание и устройство для вывешивания испытуемого летательного аппарата над основанием. Устройство для вывешивания испытуемого летательного аппарата над основанием выполнено в виде опоры, одним концом прикрепленной к основанию, а другим концом с помощью двухстепенного шарнира соединенной со средней частью рычага. Летательный аппарат установлен в раме, охватывающей его по периметру в горизонтальной плоскости на первой паре цапф с возможностью качания в вертикальной плоскости вокруг горизонтальной оси перпендикулярной плоскости симметрии летательного аппарата. Рама, в свою очередь, закреплена с помощью второй пары цапф на концах скобы с возможностью качания вокруг продольной оси летательного аппарата. Скоба закреплена на одном конце упомянутого рычага при помощи гибкой связи, расположенной на вертикальной оси летательного аппарата, проходящей через центр его тяжести. На другом конце этого рычага закреплен груз, уравновешивающий рычаг с закрепленными на нем вышеупомянутыми скобой, рамой и летательным аппаратом. A known stand for full-scale testing of aircraft [Stand for full-scale testing of an aircraft: RF patent No. 2158908], including a base and a device for hanging the test aircraft above the base. The device for hanging the test aircraft above the base is made in the form of a support, one end attached to the base, and the other end connected to the middle part of the lever using a two-degree hinge. The aircraft is installed in a frame enclosing it along the perimeter in a horizontal plane on the first pair of axles with the possibility of swinging in a vertical plane around a horizontal axis perpendicular to the plane of symmetry of the aircraft. The frame, in turn, is secured using a second pair of axles at the ends of the bracket with the ability to swing around the longitudinal axis of the aircraft. The bracket is secured to one end of the said lever using a flexible connection located on the vertical axis of the aircraft, passing through its center of gravity. At the other end of this lever there is attached a weight that balances the lever with the above-mentioned bracket, frame and aircraft attached to it.
Существенным недостатком этого устройства является наличие гибкой связи, на которой крепят полукарданный подвес с установленным в нем испытуемым летательным аппаратом. Это не позволяет контролировать движение летательного аппарата вдоль вертикальной оси, фиксировать отклонения по каналу рыскания и измерять параметры вертикальной тяги.A significant disadvantage of this device is the presence of a flexible connection on which the semi-gimbal gimbal with the test aircraft installed in it is attached. This does not allow controlling the movement of the aircraft along the vertical axis, recording deviations along the yaw channel and measuring vertical thrust parameters.
Сравнительный анализ показал, что заявляемое изобретение отличается от прототипа использованием следующих существенных признаков: в конструкции отсутствуют гибкие связи, за счет чего контроль БПЛА осуществляется по трем направлениям (вперед-назад, влево-вправо, вверх-вниз) и трем осям (тангаж, крен, рыскание). Кроме того, отсутствие гибкого подвеса существенно повышает безопасность проведения испытаний.A comparative analysis showed that the claimed invention differs from the prototype in the use of the following essential features: there are no flexible connections in the design, due to which the UAV is controlled in three directions (forward-backward, left-right, up-down) and three axes (pitch, roll , yaw). In addition, the absence of a flexible suspension significantly increases the safety of testing.
Технический результат, на достижение которого направленно заявленное изобретение, заключается в получении более полной информации о поведении БПЛА в полете.The technical result to which the claimed invention is aimed is to obtain more complete information about the behavior of the UAV in flight.
Заявленный технический результат достигается тем, что в известном испытательном стенде для настройки беспилотных летательных аппаратов мультироторного типа, содержащем основание и устройство для вывешивания испытуемого летательного аппарата над основанием, согласно заявляемому изобретению, устройство для вывешивания испытуемого летательного аппарата над основанием выполнено в виде штока, соединенного с основанием с помощью шарового шарнира, обеспечивающего возможность наклона в любом направлении, нижний конец штока связан с основанием с помощью двух пар силоизмерителей, установленных в горизонтальной плоскости перпендикулярно друг другу и обеспечивающих измерение горизонтальной составляющей тяги, на верхний конец штока надета труба, которая может по нему свободно перемещаться и связана со штоком с помощью силоизмерителя, производящего замер вертикальной составляющей тяги, труба жестко соединена с трехстепенным карданным подвесом, имеющим опорную раму для установки испытуемого БПЛА, при этом на осях карданного подвеса установлены датчики поворота.The claimed technical result is achieved by the fact that in the known test bench for setting up unmanned aerial vehicles of the multi-rotor type, containing a base and a device for hanging the test aircraft above the base, according to the claimed invention, the device for hanging the test aircraft above the base is made in the form of a rod connected to the base using a ball joint, which provides the ability to tilt in any direction, the lower end of the rod is connected to the base using two pairs of force meters installed in a horizontal plane perpendicular to each other and providing measurement of the horizontal component of thrust; a pipe is put on the upper end of the rod, which can free to move and connected to the rod using a force meter that measures the vertical component of thrust, the pipe is rigidly connected to a three-degree gimbal having a support frame for installing the UAV under test, while rotation sensors are installed on the axes of the gimbal.
Устройство для вывешивания испытуемого летательного аппарата над основанием, обеспечивающее возможность регистрации отклонений БПЛА по всем трем осям (тангажа, крена и рыскания), представляет собой трехстепенной карданный подвес, снабженный опорной рамой для установки испытуемого БПЛА. На осях карданного подвеса установлены датчики поворота. Карданный подвес закреплен на верхнем конце вертикальной трубы, которая установлена на вертикальный шток и может по нему свободно перемещаться. Труба со штоком связана с помощью силоизмерителя, производящего замер вертикальной составляющей тяги. Шток с помощью шарового шарнира, обеспечивающего возможность наклона в любом направлении, соединен с массивным основанием. Свободный конец штока связан с основанием с помощью двух пар силоизмерителей, установленных в горизонтальной плоскости перпендикулярно друг другу и обеспечивающих измерение горизонтальной составляющей тяги.The device for hanging the test aircraft above the base, providing the ability to record UAV deviations in all three axes (pitch, roll and yaw), is a three-degree gimbal equipped with a support frame for installing the test UAV. Rotation sensors are installed on the gimbal axles. The gimbal is attached to the upper end of a vertical pipe, which is mounted on a vertical rod and can move freely along it. The pipe is connected to the rod using a force meter, which measures the vertical component of the thrust. The rod is connected to a massive base using a ball joint, which allows tilting in any direction. The free end of the rod is connected to the base using two pairs of force meters installed in a horizontal plane perpendicular to each other and providing measurement of the horizontal component of the thrust.
Сущность изобретения поясняется чертежами.The essence of the invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 представлено устройство для вывешивания испытуемого летательного аппарата.In fig. Figure 1 shows a device for hanging the test aircraft.
На фиг. 2 представлено массивное основание.In fig. 2 shows a massive base.
Трехстепенной карданный подвес, включающий вертикальную трубу 1 с установленной на ней осью рыскания 2, снабженную датчиком поворота 3. На оси закреплена вилка 4, к которой, с помощью снабженных датчиком поворота осей крена 5, прикреплена рама 6. К этой раме с помощью снабженных датчиком поворота осей тангажа 7, прикреплена рама 8, снабженная кронштейнами 9 для крепления мультироторного летательного аппарата.A three-degree gimbal, including a vertical pipe 1 with a yaw axis 2 mounted on it, equipped with a rotation sensor 3. A fork 4 is attached to the axis, to which, using a roll axle 5 equipped with a rotation sensor, a frame 6 is attached. To this frame, using a sensor equipped rotation of the pitch axes 7, a frame 8 is attached, equipped with brackets 9 for mounting a multi-rotor aircraft.
Массивное основание 10, снабжено силоизмерителями 11, установленными в горизонтальной плоскости перпендикулярно друг другу и обеспечивающими измерение горизонтальной составляющей тяги. В верхней части основания установлен шаровый шарнир 12, в котором закреплен вертикальный шток 13, снабженный силоизмерителем вертикальной составляющей тяги 14. Карданный подвес, представленный на фиг. 1, с помощью трубы 1 надевают на верхнюю часть штока 13 и закрепляют на силоизмерителе 14.The massive base 10 is equipped with force meters 11, installed in a horizontal plane perpendicular to each other and providing measurement of the horizontal component of thrust. In the upper part of the base there is a ball joint 12, in which a vertical rod 13 is fixed, equipped with a force meter for the vertical component of thrust 14. The gimbal shown in Fig. 1, with the help of pipe 1 they are put on the upper part of the rod 13 and secured to the force meter 14.
Сравнительный анализ показал, что заявляемое изобретение отличается от прототипа использованием следующих существенных признаков: в конструкции отсутствуют гибкие связи, за счет чего контроль БПЛА осуществляется по трем направлениям (вперед-назад, влево-вправо, вверх-вниз) и трем осям (тангаж, крен, рыскание). Кроме того, отсутствие гибкого подвеса существенно повышает безопасность проведения испытаний.A comparative analysis showed that the claimed invention differs from the prototype in the use of the following essential features: there are no flexible connections in the design, due to which the UAV is controlled in three directions (forward-backward, left-right, up-down) and three axes (pitch, roll , yaw). In addition, the absence of a flexible suspension significantly increases the safety of testing.
Технический результат, на достижение которого направленно заявленное изобретение, заключается в получении более полной информации о поведении БПЛА в полете.The technical result to which the claimed invention is aimed is to obtain more complete information about the behavior of the UAV in flight.
Предлагаемый стенд может быть использован следующим образом. The proposed stand can be used as follows.
На карданный подвес с помощью кронштейнов 9 (фиг. 1) устанавливают испытываемый БПЛА мультироторного типа. После запуска двигателей при проведении манипуляций органами управления отслеживаются параметры тяги: вертикальной - с помощью силоизмерителя 14 (фиг. 2), горизонтальной - с помощью двух пар силоизмерителей 11. Причем сам БПЛА остается на месте и имеет возможность только наклоняться и поворачиваться в пространстве, что существенно повышает безопасность проведения испытаний. Углы поворота по осям вращения, крена и тангажа отслеживают посредством датчиков угла 3 (фиг. 1), установленных на соответствующие оси 2, 5 и 7.The test multi-rotor UAV is installed on the gimbal using brackets 9 (Fig. 1). After starting the engines, when manipulating the controls, thrust parameters are monitored: vertical - using a force meter 14 (Fig. 2), horizontal - using two pairs of force meters 11. Moreover, the UAV itself remains in place and can only tilt and turn in space, which significantly increases the safety of testing. The angles of rotation along the axes of rotation, roll and pitch are monitored by angle sensors 3 (Fig. 1) installed on the corresponding axes 2, 5 and 7.
Использование предлагаемого стенда позволит обеспечить быстрый и безопасный сбор информации о поведении БПЛА в полете, а также о реакции БПЛА в целом, и винтомоторной группы, в частности, на изменение положения органов управления, что дает возможность быстро и качественно настроить полетный контроллер. The use of the proposed stand will allow for quick and safe collection of information about the behavior of the UAV in flight, as well as the reaction of the UAV in general, and the propeller group, in particular, to changes in the position of the controls, which makes it possible to quickly and efficiently configure the flight controller.
Практическое применение стенда позволит формализовать процесс предполетной проверки и, тем самым, снизить субъективность оценки технического состояния БПЛА, выявить сбои и ошибки настройки системы управления БПЛА и, как следствие, значительно снизить количество авиационных инцидентов с БПЛА мультироторного типа, а также существенно повысить безопасность проведения испытаний, уменьшить риски для здоровья оператора и риски потери БПЛА в ходе предполетных проверок. The practical use of the stand will make it possible to formalize the pre-flight inspection process and, thereby, reduce the subjectivity of assessing the technical condition of the UAV, identify failures and configuration errors of the UAV control system and, as a result, significantly reduce the number of aviation incidents with multi-rotor UAVs, as well as significantly increase the safety of testing , reduce the risks to operator health and the risks of loss of the UAV during pre-flight checks.
Также такой стенд позволит проводить обучение операторов технике управления БПЛА на натурных образцах без опасности потери дорогостоящего оборудования.Also, such a stand will allow operators to train operators in UAV control techniques using full-scale samples without the risk of losing expensive equipment.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2804156C1 true RU2804156C1 (en) | 2023-09-26 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU163054U1 (en) * | 2015-04-20 | 2016-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | QUADROCOPTER TEST STAND |
| CN207881710U (en) * | 2018-02-06 | 2018-09-18 | 西安工业大学 | A kind of flight attitude analysis platform of multi-rotor aerocraft |
| CN108932892A (en) * | 2017-05-24 | 2018-12-04 | 西北农林科技大学 | A kind of mechanical system of quadrotor drone scientific research and teaching test stand |
| KR102184279B1 (en) * | 2018-11-20 | 2020-11-30 | 한국항공대학교산학협력단 | Unmanned aerial vehicle flight simulator for verification of flight control algorithm |
| RU211674U1 (en) * | 2022-03-12 | 2022-06-16 | Общество с ограниченной ответственностью "ПЛАЗ" | Stand for complex testing of modules of unmanned aerial vehicle of multirotor type |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU163054U1 (en) * | 2015-04-20 | 2016-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | QUADROCOPTER TEST STAND |
| CN108932892A (en) * | 2017-05-24 | 2018-12-04 | 西北农林科技大学 | A kind of mechanical system of quadrotor drone scientific research and teaching test stand |
| CN207881710U (en) * | 2018-02-06 | 2018-09-18 | 西安工业大学 | A kind of flight attitude analysis platform of multi-rotor aerocraft |
| KR102184279B1 (en) * | 2018-11-20 | 2020-11-30 | 한국항공대학교산학협력단 | Unmanned aerial vehicle flight simulator for verification of flight control algorithm |
| RU2781047C1 (en) * | 2022-01-17 | 2022-10-04 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МО РФ | Stand for testing and adjustment of unmanned aerial vehicles of various configurations |
| RU211674U1 (en) * | 2022-03-12 | 2022-06-16 | Общество с ограниченной ответственностью "ПЛАЗ" | Stand for complex testing of modules of unmanned aerial vehicle of multirotor type |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100929131B1 (en) | Test device for unmanned helicopter | |
| CN103979106B (en) | The rotary wind type unmanned plane of a kind of automatic adjustment center of gravity and method of adjustment | |
| CN101620033B (en) | Micro air vehicle experimental device | |
| JP3472835B2 (en) | Dynamic wind tunnel test equipment | |
| CN102288381B (en) | Wing tip support device for wind tunnel test | |
| CN202041365U (en) | Support frame for wind tunnel test model | |
| KR101171608B1 (en) | Apparatus and method for testng rotation of helicopter rotor system | |
| EP3267189B1 (en) | Defect inspection device, defect inspection method, and program | |
| CN109466795B (en) | Automatic test platform of unmanned helicopter | |
| US4862739A (en) | Wind tunnel model support mechanism | |
| JP2011513746A (en) | Prop assembly | |
| KR101861506B1 (en) | Apparatus for testing flying object | |
| CN109883642B (en) | Vehicle-mounted force measuring system of low-speed aircraft | |
| CN105551366A (en) | Ground microgravity equivalent experimental device and method of six-freedom-degree spatial mechanical arm | |
| KR102382888B1 (en) | Flying performance testing apparatus for drone | |
| CN218858709U (en) | Power test bed for electric vertical take-off and landing aircraft with tilt rotor | |
| CN106525477B (en) | Folding missile wing simulation loading test device | |
| RU2804156C1 (en) | Test stand for setting up multi-rotor unmanned aerial vehicles | |
| CN114878197A (en) | Ground test method for verifying space low-impact emission and reliable adhesion | |
| CN103984339A (en) | Mechanical failure debugging device for rotor craft | |
| RU2334970C2 (en) | Device of mechanism weightlessness simulation with flexible structure of elements | |
| JPH08313388A (en) | Wind tunnel test device | |
| KR20190127377A (en) | Drone emulator system, and method thereof | |
| CN109813521B (en) | Plant protection unmanned aerial vehicle wind field detection device | |
| CN203870468U (en) | Mechanical failure debugging device used for rotorcraft |