一種旋翼飛行器測(cè)試平臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測(cè)試旋翼飛行器飛行狀態(tài)的裝置，特別涉及一種安全可靠的旋翼飛行器測(cè)試平臺(tái)，屬于旋翼飛行器測(cè)試裝置領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]旋翼飛行器是利用多個(gè)螺旋槳驅(qū)動(dòng)飛行的直升機(jī)，其中尤以四旋翼飛行器最為普遍。一般意義上的旋翼飛行器多是無(wú)人機(jī)，小型旋翼飛行器能夠在遠(yuǎn)程遙控方式下進(jìn)行低空作業(yè)，具有良好的機(jī)動(dòng)性和靈活性。旋翼飛行器的原型生產(chǎn)出來(lái)后通常要進(jìn)行一系列的模擬試驗(yàn)，來(lái)檢測(cè)飛行器的各種飛行參數(shù)，現(xiàn)有的模擬試驗(yàn)通常采用在選定的空間內(nèi)進(jìn)行實(shí)際飛行測(cè)試，這種沒(méi)有保護(hù)措施的方式，在飛行器性能尚不確定的情況下是具有一定危險(xiǎn)性的，表現(xiàn)為安全事故或飛行器損壞事故等，而且飛行器升空后也不利于測(cè)試者貼緊觀察。為了解決上述問(wèn)題，業(yè)內(nèi)采用了多種模擬測(cè)試平臺(tái)。
[0003]公開號(hào)是CN102180270A的專利文件公開了一種微小型旋翼飛行器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及應(yīng)用的方案，這種實(shí)驗(yàn)平臺(tái)包括實(shí)驗(yàn)臺(tái)底座、球關(guān)節(jié)軸承、微小型旋翼式飛行器、六維力傳感器、機(jī)載電路硬件和上位計(jì)算機(jī)，實(shí)驗(yàn)臺(tái)底座固定在地面上，實(shí)驗(yàn)臺(tái)底座與球關(guān)節(jié)定子間連接有六維力傳感器，飛行器通過(guò)球關(guān)節(jié)軸承與實(shí)驗(yàn)臺(tái)底座連接，球關(guān)節(jié)軸承轉(zhuǎn)子與飛行器固定連接。這種實(shí)驗(yàn)臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)飛行器在空間中的三維運(yùn)動(dòng)測(cè)試，但是基于球關(guān)節(jié)連接方式，其強(qiáng)度受到限制，部件磨損也比較嚴(yán)重，飛行器周圍沒(méi)有任何防護(hù)措施，仍然面臨安全性問(wèn)題。
[0004]公開號(hào)是CN103010483A的專利文件公開了一種兩自由度微型飛行器測(cè)試平臺(tái)，這種測(cè)試平臺(tái)包括兩個(gè)上轉(zhuǎn)臺(tái)定位頂絲、四個(gè)轉(zhuǎn)軸、下轉(zhuǎn)臺(tái)、上轉(zhuǎn)臺(tái)、兩個(gè)下轉(zhuǎn)臺(tái)定位頂絲、四個(gè)調(diào)整銅片、支柱和底座，其中四個(gè)轉(zhuǎn)軸固定在下轉(zhuǎn)臺(tái)上，從而解決了微型四軸飛行器靜態(tài)測(cè)試的問(wèn)題。這種測(cè)試平臺(tái)基于其固定的結(jié)構(gòu)形式，平臺(tái)的外部尺寸難以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境做適應(yīng)性調(diào)整，而且同樣存在潛在的安全性問(wèn)題。
[0005]公開號(hào)是CN203616587U的專利文件公開了一種帶限位保護(hù)的旋翼飛行器試驗(yàn)平臺(tái)，這種試驗(yàn)平臺(tái)包括底座連接盤、底座臂、支撐桿、球面軸承、十字連接架、帶桿卡件和限位套，底座連接盤連接底座臂，支撐桿固定在底座盤中心和球面軸承內(nèi)圈間。這種試驗(yàn)平臺(tái)與上述CN102180270A中公開的方案一樣，也存在關(guān)鍵部件連接強(qiáng)度和磨損嚴(yán)重以及安全性欠缺等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明旋翼飛行器測(cè)試平臺(tái)公開了新的方案，將旋翼飛行器限制在平臺(tái)支架的框體結(jié)構(gòu)內(nèi)，通過(guò)調(diào)節(jié)平臺(tái)支架的尺寸調(diào)整飛行試驗(yàn)空間，解決了現(xiàn)有旋翼飛行器平臺(tái)難以準(zhǔn)確控制試驗(yàn)空間和試驗(yàn)安全性欠缺的問(wèn)題。
[0007]本發(fā)明旋翼飛行器測(cè)試平臺(tái)包括測(cè)試平臺(tái)支架、兩自由度旋轉(zhuǎn)支架和旋翼飛行器支座，測(cè)試平臺(tái)支架包括3個(gè)以上平臺(tái)支腿和架設(shè)在上述3個(gè)以上平臺(tái)支腿間的框體結(jié)構(gòu)，框體結(jié)構(gòu)包括若干框架，框架包括連接平臺(tái)支腿的橫梁連接部件121，兩自由度旋轉(zhuǎn)支架包括PITCH旋轉(zhuǎn)框架210和ROLL翻滾橫梁220，PITCH旋轉(zhuǎn)框架210是設(shè)在框體結(jié)構(gòu)內(nèi)的平面多邊形框架，PITCH旋轉(zhuǎn)框架210的一邊通過(guò)轉(zhuǎn)軸甲與框體結(jié)構(gòu)形成鉸接，PITCH旋轉(zhuǎn)框架210的另一邊通過(guò)轉(zhuǎn)軸乙與框體結(jié)構(gòu)形成鉸接，轉(zhuǎn)軸甲的軸心線與轉(zhuǎn)軸乙的軸心線重合，ROLL翻滾橫梁220的兩端架設(shè)在PITCH旋轉(zhuǎn)框架210上形成鉸接，ROLL翻滾橫梁220的中軸線與上述軸心線相交，旋翼飛行器支座固定設(shè)在ROLL翻滾橫梁220中部，旋翼飛行器固定設(shè)在旋翼飛行器支座上。
[0008]本發(fā)明旋翼飛行器測(cè)試平臺(tái)將旋翼飛行器限制在平臺(tái)支架的框體結(jié)構(gòu)內(nèi)，增強(qiáng)了試驗(yàn)的安全性，通過(guò)調(diào)節(jié)平臺(tái)支架的尺寸調(diào)整飛行試驗(yàn)空間，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，組裝變形便捷，便于觀察的特點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本發(fā)明旋翼飛行器測(cè)試平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是測(cè)試平臺(tái)支架與兩自由度旋轉(zhuǎn)支架組裝結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2-1是圖2中組裝結(jié)構(gòu)A-A部局部放大示意圖。
[0012]圖2-2是圖2中組裝結(jié)構(gòu)B-B部局部放大示意圖。
[0013]圖3是旋翼飛行器支座結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖4是升降模擬平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖1?4系列中，111是吸盤部件，112是自鎖螺柱，113是三角加強(qiáng)筋部件，121是橫梁連接部件，210是PITCH旋轉(zhuǎn)框架，220是ROLL翻滾橫梁，221是緊固塊，311是“L”形支腳，421是平臺(tái)板。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明旋翼飛行器測(cè)試平臺(tái)示意圖。旋翼飛行器測(cè)試平臺(tái)包括測(cè)試平臺(tái)支架、兩自由度旋轉(zhuǎn)支架和旋翼飛行器支座，兩自由度旋轉(zhuǎn)支架架設(shè)在測(cè)試平臺(tái)支架上，旋翼飛行器支座固定在兩自由度旋轉(zhuǎn)支架上。測(cè)試平臺(tái)支架包括3個(gè)以上平臺(tái)支腿和架設(shè)在上述3個(gè)以上平臺(tái)支腿間的框體結(jié)構(gòu)，框體結(jié)構(gòu)包括若干框架，框架包括連接平臺(tái)支腿的橫梁連接部件121。圖2示出了上述方案的優(yōu)選例，即測(cè)試平臺(tái)支架包括4個(gè)平臺(tái)支腿和架設(shè)在上述4個(gè)平臺(tái)支腿間的兩層框體結(jié)構(gòu)，框體結(jié)構(gòu)是一個(gè)由上下2個(gè)正方形平面框架組成的立體護(hù)欄結(jié)構(gòu)，但本方案并不限于上述方體結(jié)構(gòu)的框體，還可以是根據(jù)平臺(tái)支腿個(gè)數(shù)限定的其他結(jié)構(gòu)，例如在平臺(tái)支架包括3個(gè)平臺(tái)支腿的情況下，框體結(jié)構(gòu)可以是由2個(gè)以上三角形平面框架組成的三棱柱護(hù)欄結(jié)構(gòu)等。
[0018]在旋翼飛行器模擬飛行試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，飛行器的功率增大后帶動(dòng)平臺(tái)支架晃動(dòng)，甚至產(chǎn)生位移，導(dǎo)致平臺(tái)不穩(wěn)定，影響觀察和測(cè)量。為了解決這個(gè)問(wèn)題，本方案在平臺(tái)支腿與地面接觸的一端設(shè)有吸盤部件111，平臺(tái)支腿通過(guò)吸盤部件111與地面固定連接，但是多個(gè)平臺(tái)支腿的長(zhǎng)短尺寸各有差異，導(dǎo)致個(gè)別吸盤部件不能與地面產(chǎn)生有效接觸，為了解決這個(gè)問(wèn)題，本方案在吸盤部件與平臺(tái)支腿間采用可以調(diào)節(jié)長(zhǎng)度的部件連接，具體是吸盤部件111通過(guò)自鎖螺柱112與平臺(tái)支腿連接，調(diào)節(jié)自鎖螺柱112使得上述3個(gè)以上平臺(tái)支腿的吸盤部件111與地面形成固定連接。然而長(zhǎng)期、反復(fù)的飛行試驗(yàn)在測(cè)試平臺(tái)內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力使得平臺(tái)的結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，為了進(jìn)一步增強(qiáng)平臺(tái)支架的穩(wěn)定性，提高平臺(tái)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，本方案在上述平臺(tái)支架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上采用了加強(qiáng)設(shè)計(jì)，即橫梁連接部件121與平臺(tái)支腿連接處設(shè)有三角加強(qiáng)筋部件113，三角加強(qiáng)筋部件113包括與橫梁連接部件121固定連接的橫梁連接部、與平臺(tái)支腿固定連接的支腿連接部和設(shè)在橫梁連接部與支腿連接部間的三角板加強(qiáng)筋。為了進(jìn)一步加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，還可以在上述加強(qiáng)方案的基礎(chǔ)上，在與同一平臺(tái)支腿連接的2個(gè)橫梁連接部件間采用上述三角加強(qiáng)筋部件。圖2-1示出了吸盤部件和自鎖螺柱與平臺(tái)支腿的具體連接方式，以及三角加強(qiáng)筋的具體布置方式，圖中平臺(tái)支腿和橫梁連接部件都采用了相同圍度尺寸的鋁合金方桿，三角加強(qiáng)筋部件分別設(shè)在上述部件兩兩相接處。
[0019]本方案的兩自由度旋轉(zhuǎn)支架包括PITCH旋轉(zhuǎn)框架210和ROLL翻滾橫梁220，PITCH旋轉(zhuǎn)框架210是設(shè)在框體結(jié)構(gòu)內(nèi)的平面多邊形框架，PITCH旋轉(zhuǎn)框架210的一邊通過(guò)轉(zhuǎn)軸甲與框體結(jié)構(gòu)形成鉸接，PITCH旋轉(zhuǎn)框架210的另一邊通過(guò)轉(zhuǎn)軸乙與框體結(jié)構(gòu)形成鉸接，轉(zhuǎn)軸甲的軸心線與轉(zhuǎn)軸乙的軸心線重合，ROLL翻滾橫梁220的兩端架設(shè)在PITCH旋轉(zhuǎn)框架210上形成鉸接，ROLL翻滾橫梁220的中軸線與上述軸心線相交。圖2示出了上述兩自由度旋轉(zhuǎn)支架的一種具體方案，其中PITCH旋轉(zhuǎn)框架優(yōu)選是正方形平面框架，這個(gè)正方形框架的兩個(gè)對(duì)邊分別通過(guò)轉(zhuǎn)軸與其外圍的正方形平面框架(平臺(tái)支架的框體結(jié)構(gòu))兩個(gè)對(duì)邊形成鉸接，鉸接處設(shè)在對(duì)邊的中點(diǎn)位置，從而實(shí)現(xiàn)PITCH旋轉(zhuǎn)框架繞上述轉(zhuǎn)軸在平臺(tái)支架的框體結(jié)構(gòu)內(nèi)自轉(zhuǎn)，即實(shí)現(xiàn)旋翼飛行器的PITCH自由度運(yùn)動(dòng)，ROLL翻滾橫梁優(yōu)選架設(shè)在PITCH旋轉(zhuǎn)框架另外兩對(duì)邊的中點(diǎn)位置上并形成鉸接，從而實(shí)現(xiàn)ROLL翻滾橫梁繞上述鉸接的轉(zhuǎn)軸自轉(zhuǎn)，即實(shí)現(xiàn)旋翼飛行器的ROLL自由度運(yùn)動(dòng)。旋翼飛行器支座固定設(shè)在ROLL翻滾橫梁220中部，旋翼飛行器固定設(shè)在旋翼飛行器支座上。
[0020]本方案的旋翼飛行器支座是用來(lái)連接旋翼飛行器與兩自由度旋轉(zhuǎn)支架的中間裝置，也可以作為旋翼飛行器執(zhí)行實(shí)際飛行任務(wù)時(shí)的起降支腿，因此本方案的旋翼飛行器支座采用了能夠同時(shí)滿足上述兩種功能的設(shè)計(jì)方案，如圖3所示，具體是旋翼飛行器支座包括十字形支架和設(shè)在十字形支架交叉部的支座臺(tái)，十字形支架的4個(gè)自由端上各設(shè)有“L”形支腳311，旋翼飛行器固設(shè)在所述支座臺(tái)上，其中支座臺(tái)既可以用來(lái)固定旋翼飛行器，也起到了加強(qiáng)十字形支架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的作用。“L”形支腳311通過(guò)直角折片固定搭設(shè)在上述十字形支架的自由端上，直角折片一端與“L”形支腳311長(zhǎng)端固定連接，直角折片的另一端固定搭設(shè)在十字形支架自由端上，“L”形支腳311上還套接有若干配重塊，配重塊阻止支架翻覆，配重塊也可以起到促進(jìn)旋翼飛行器平穩(wěn)起落的作用，同時(shí)“L”形支腳也可以沿十字形支架自由端向外移動(dòng)，從而增加飛行器支座的穩(wěn)定性?；谏鲜鍪中蔚闹ёY(jié)構(gòu)，本方案設(shè)計(jì)了一種將其固定在ROLL翻滾橫梁220中部的具體實(shí)現(xiàn)方案，如圖2-2所示，即ROLL翻滾橫梁220中部上固設(shè)有一對(duì)平行布置的支架條座，十字形支架的4個(gè)自由端依次搭設(shè)在上