一种室内农用无人机测试平台的制作方法

本发明涉及农业航空技术领域，具体涉及一种室内农用无人机测试平台。

背景技术：

目前，农业劳动力短缺、外流，农业劳动力成本上升，农业劳动力女性化、老龄化特征明显，另外，农机补贴力度加大，有利于农用无人机的应用和发展。农用无人机以其在农林植保喷药、风力授粉、农田遥感等方面独特的作业优势受到广泛关注，尤其适合南方丘陵居多，大量存在小地块、梯田等不适合大型航空机械作业的耕地地形。农用无人机优势包括作业效率和质量高，省人工，减少农药使用量和农药残留，减少作业者农药中毒危险。

21世纪经济研究院认为，2016年有望迎来植保无人机“爆发”的元年。经粗略测算，未来该领域的市场容量有望超过1000亿。

无人机植保作业在各地广泛示范，但存在诸多问题：缺乏合适的低容量喷雾、航空喷雾制剂和助剂；缺乏自主导航和精准施药控制系统而造成喷雾不均匀等。此外，我国现有相关植保国家和行业标准52项，其中农业航空标准7项，尚无农用无人机相关标准。另外，农用无人机企业目前达到400多家，但是不同企业无人机质量良莠不齐，有的甚至连无人机产品都没有，因此，农用无人机产品质量标准制定，检测方法设计，检测平台建设迫在眉睫。

根据对国内外无人机检测平台调查研究，农用无人机进行的作业和一般轻型无人机娱乐、航拍、侦察等作业不同，一般的无人机检测技术和测试平台并不适用于农用无人机性能检测，特别是农业方面在旋翼风场作用下喷施农药的应用，经研究表明，旋翼风场有助于提高农药在叶片背面的沉积量，并提高对作物冠层的穿透性，使农药更易到达植物中下部。而国内现有的农用无人机检测平台较少，功能单一。因此系统地研究农用无人机检测方法和进行检测平台建设对提升农用无人机产品质量具有重要意义。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种室内农用无人机测试平台，能对无人机进行可靠精准地测试。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种室内农用无人机测试平台，包括无人机、平行四连杆机构、移动车、导轨、载重平台；水平飞行的无人机安装在载重平台上，载重平台安装在平行四连杆机构上，平行四连杆机构安装在移动车上，移动车移动式地安装在导轨上。测试平台用于测试小型农用无人机，包括单旋翼无人直升机和多旋翼无人机。载重平台用于搭载农用无人机。

进一步的是：所述的平行四连杆机构包括上转动杆、下转动杆、竖直设置的固定杆、竖直设置的升降杆；上转动杆转动式地安装在固定杆和升降杆上，下转动杆的一端转动式地安装在固定杆上，下转动杆的另一端转动式地安装在升降杆上，所述的固定杆安装在移动车上。平行四连杆机构能使无人机保持水平飞行的状态，保持飞行姿态不变。

进一步的是：所述的固定杆包括固定在移动车上的第一固定杆和第二固定杆，升降杆包括第一升降杆和第二升降杆，下转动杆包括第一下转动杆和第二下转动杆；第一下转动杆的一端转动式地安装在第一固定杆上，第一下转动杆的另一端转动式地安装在第一升降杆上，第二下转动杆的一端转动式地安装在第二固定杆上，第二下转动杆的另一端转动式地安装在第二升降杆上；第一升降杆的上部和第二升降杆的上部分别设有第一连接杆和第二连接杆，第一连接杆和第二连接杆分别设有第一支撑杆和第二支撑杆；第一支撑杆、第二支撑杆、第一升降杆和第二升降杆共同支撑载重平台；上转动杆通过第一转动组件安装在第一固定杆和第二固定杆上，上转动杆通过第二转动组件安装在第一连接杆和第二连接杆上。在测试平台加速或减速的时候，由于无人机的惯性作用，会对载重平台产生一个较大力矩，无人机采用多点固定在载重平台上，则测试平台的稳定性更好；固定杆、升降杆、下转动杆均设置两个，使载重平台上有四个点与平行四连杆机构相固定，能更好地支撑无人机，且无人机固定在载重平台上的稳定性更好，测试平台的稳定性也大大提高。

进一步的是：所述的第一转动组件包括第一轴承和第一轴，第一固定杆和第二固定杆上均设有第一轴承，第一轴安装在第一轴承上，上转动杆的下端固设有第一转动套，第一转动套套装在第一轴上；所述的第二转动组件包括第二轴承和第二轴，第一连接杆和第二连接杆上均设有第二轴承，第二轴安装在第二轴承上，上转动杆的下端固设有第二转动套，第二转动套套装在第二轴上。实现上转动杆相对固定杆和升降杆转动的目的。

进一步的是：所述的载重平台上设有绳索通孔，无人机通过绳索固定在载重平台上。

进一步的是：测试平台还包括调高杆组，所述的调高杆组转动式地安装在移动车上，调高杆组的调高杆上设有多个通孔，上转动杆通过销轴安装在调高杆上。可以调节无人机飞行的高度。调高杆组用于控制载重平台的升降，无人机安装在载重平台上，因此也即达到控制无人机升降的目的，用于设定实验时无人机定高飞行的高度。

进一步的是：调高杆组的数量有多个，设置在移动车的不同位置上。由杠杆原理可知，一组调高杆组调节无人机的高度具有一定的局限性，当无人机处于一定高度时，若使用同一组调高杆组，则需要非常大的力来调节无人机的高度；此时若使用另外一组调高杆组，则相当于改变作用在上转动杆的作用力的方向，从而能用较小的力调节无人机的高度。

进一步的是：所述移动车的下端面设有线性滑块，线性滑块滚动式地安装在导轨上。移动车需要承受整个测试平台和无人机等所有机构重量，还要承受产生的扭转力矩，一般的带轮子的移动车在杠杆力矩作用下会侧翻。这里选用配套的导轨和线性滑块，移动车与线性滑块连接，带有滚珠的四方形线性滑块在两条固定在地面的导轨上运动，滚珠能够保证线性滑块沿着导轨运动时摩擦系数较小，并且线性滑块嵌在导轨上，能防止移动车在受到杠杆力矩作用下产生侧翻。

进一步的是：所述移动车的下端面设有滚轮，移动车上设有用于驱动滚轮的电机。

进一步的是：所述的上转动杆的下端设有配重块，配重块、固定杆、升降杆沿着上转动杆依次排列。配重块用于平衡无人机的重量，方便人工调整控制无人机实验高度。

总的说来，本发明具有如下优点：

1.本发明室内的测试平台，可以有效地隔离诸多室外复杂因素如风，温湿度，地面植被和障碍物等对飞行高度、速度、姿态、直线运动精度等飞行参数的干扰。

2.本发明可以较好地模拟出理想状态下轻型农用无人机作业飞行状态，可以调节和锁定农用无人机定高飞行的高度精度。

3.本发明使用电机带动整个测试平台运动，能精确控制农用无人机的运动速度。

4.本发明通用性强，对多机型的小型农用单旋翼无人直升机和多旋翼无人机均适用。

5.测试平台对无人机起到保护和限制的作用，保护作用指能够防止无人机出现碰撞，侧翻和跌落等意外；限制作用指无人机只能在指定高度沿导轨方向移动，其余自由度受到平台限制，能保证直线运动轨迹的高精度。

附图说明

图1是本发明的立体图。

图2是平行四连杆机构与无人机装配的第一方向的结构示意图。

图3是平行四连杆机构与无人机装配的第二方向的结构示意图。

图4是平行四连杆机构与无人机装配的第三方向的结构示意图。

图5是平行四连杆机构与调高杆组装配的第一方向的结构示意图。

图6是平行四连杆机构与调高杆组装配的第二方向的结构示意图。

图7是移动车处的结构示意图。

其中，1为无人机，2为载重平台，3为平行四连杆机构，4为调高杆组，5为移动车，6为导轨，7为电机，8为第一升降杆，9为第一连接杆，10为第一支撑杆，11为第二升降杆，12为第二连接杆，13为第二支撑杆，14为第一下转动杆，15为第二下转动杆，16为上转动杆，17为第二转动套，18为第二轴，19为第二轴承，20为第一固定杆，21为第二固定杆，22为第一转动套，23为第一轴承，24为第一轴，25为调高杆，26为配重块，27为线性滑块，28为滚轮。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式来对本发明做进一步详细的说明。

结合图1所示，一种室内农用无人机测试平台，包括无人机、平行四连杆机构、移动车、导轨、载重平台；水平飞行的无人机安装在载重平台上，载重平台安装在平行四连杆机构上，平行四连杆机构安装在移动车上，移动车移动式地安装在导轨上。

结合图2至图4所示，所述的平行四连杆机构包括上转动杆、下转动杆、竖直设置的固定杆、竖直设置的升降杆。上转动杆转动式地安装在固定杆和升降杆上，升降杆设置在上转动杆的前端，固定杆设置在上转动杆的中后部，下转动杆的一端转动式地安装在固定杆上，下转动杆的另一端转动式地安装在升降杆上，下转动杆和升降杆可采用铰接的方式连接，下转动杆和固定杆也可以采用铰接的方式连接，所述的固定杆安装在移动车上。升降杆所在的一端为上转动杆的前端，调高杆组所在的一端为上转动杆的后端。

结合图2至图6所示，所述的固定杆包括固定在移动车上的第一固定杆和第二固定杆，第一固定杆和第二固定杆都竖直放置；升降杆包括第一升降杆和第二升降杆，第一升降杆和第二升降杆都竖直放置；下转动杆包括相互平行的第一下转动杆和第二下转动杆。第一下转动杆的一端转动式地安装在第一固定杆上，第一下转动杆的另一端转动式地安装在第一升降杆上，第二下转动杆的一端转动式地安装在第二固定杆上，第二下转动杆的另一端转动式地安装在第二升降杆上。第一升降杆的上部和第二升降杆的上部分别设有第一连接杆和第二连接杆，第一连接杆和第二连接杆分别设有第一支撑杆和第二支撑杆，即第一连接杆连接第一支撑杆和第一升降杆，第二连接杆连接第二支撑杆和第二升降杆；第一支撑杆、第二支撑杆、第一升降杆和第二升降杆的上端平齐、共同支撑载重平台且与载重平台通过螺丝固定在一起，相互平行的第一支撑杆、第二支撑杆、第一升降杆和第二升降杆构成立方体的棱边且位于载重平台的四周。上转动杆通过第一转动组件安装在第一固定杆和第二固定杆上，即第一转动组件安装在第一固定杆和第二固定杆上，上转动杆安装在第一转动组件上；上转动杆通过第二转动组件安装在第一连接杆和第二连接杆上，即第二转动组件安装在第一连接杆和第二连接杆上，上转动杆安装在第二转动组件上。

所述的第一转动组件包括第一轴承和第一轴，第一固定杆和第二固定杆上均设有第一轴承，第一轴安装在第一轴承上，上转动杆的下端固设有第一转动套，第一转动套套装在第一轴上；所述的第二转动组件包括第二轴承和第二轴，第一连接杆和第二连接杆上均设有第二轴承，第二轴安装在第二轴承上，上转动杆的下端固设有第二转动套，第二转动套套装在第二轴上。

所述的载重平台上设有绳索通孔，无人机通过绳索固定在载重平台上。绳索穿过绳索通孔，从而将无人机固定在载重平台上，本发明中，载重平台的四周都设有绳索通孔。

结合图5和图6所示，测试平台还包括调高杆组，所述的调高杆组转动式地安装在移动车上，一组调高杆组包括两个调高杆，调高杆通过铰接的方式安装在移动车上，调高杆组的调高杆上设有多个通孔，上转动杆通过销轴安装在调高杆上，销轴插在调高杆不同高度的通孔上，即可调节无人机飞行的高度，调高杆组位于上转动杆的后部。调高杆组的数量有多个，设置在移动车的不同位置上，本发明中，调高杆组的数量有两个，由杠杆原理可知，一组调高杆组调节无人机的高度具有一定的局限性，当无人机处于一定高度时，若使用同一组调高杆组，则需要非常大的力来调节无人机的高度；此时若使用另外一组调高杆组，则相当于改变作用在上转动杆的作用力的方向，从而能用较小的力调节无人机的高度。所述的上转动杆的下端设有配重块，配重块、固定杆、升降杆沿着上转动杆依次排列，配重块设置在上转动杆的中后部，配重块可通过绳索或者挂钩固定在上转动杆上。上转动杆相对固定杆转动，固定杆构成上转动杆的支点，设有配重块上利用杠杆原理，能较轻松地控制无人机飞行的高度。

结合图7所示，所述移动车的下端面设有线性滑块，线性滑块滚动式地安装在导轨上。线性滑块上设有滚珠，因此，线性滑块与导轨的摩擦为滚动摩擦。移动车需要承受整个测试平台和无人机等所有机构重量，还要承受产生的扭转力矩，一般的带轮子的移动车在杠杆力矩作用下会侧翻。这里选用配套的导轨和线性滑块，移动车与线性滑块连接，带有滚珠的四方形线性滑块在两条固定在地面的导轨上运动，滚珠能够保证线性滑块沿着导轨运动时摩擦系数较小，并且线性滑块嵌在导轨上，能防止移动车在受到杠杆力矩作用下产生侧翻。

所述移动车的下端面设有滚轮，移动车上设有用于驱动滚轮的电机。滚轮安装在移动车的底部，并与地面接触，电机速度受控制器(图中未画出)控制，用于驱动滚轮转动，最终带动整个平台沿着导轨作直线运动，使用电机的驱动方式能保证定速飞行的高精度。

使用该室内农用无人机测试平台时，导轨固定在室内的地面上，用绳索将无人机固定在载重平台上，通过调高杆组调节无人机的飞行高度，平面四连杆机构使得无人机保持水平飞行的状态，然后使电机工作，电机驱动滚轮在地面上滚动，从而驱动移动车沿着导轨滚动，启动无人机，同时利用无人机进行相关的室内试验，记录相关试验数据，完成飞行后，整理分析采集到的数据，完成试验。测试平台用于测试小型农用无人机，包括单旋翼无人直升机和多旋翼无人机。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。