一种三自由度无人机试验装置及系统的制作方法

本发明涉及无人机试验技术领域，更具体的，涉及一种三自由度无人机试验装置及系统。

背景技术：

在无人机飞行试验，尤其是涵道类无人机的光流定位飞行试验中，需要标定无人机飞行姿态与飞行高度，从而对舵偏量和光流进行校准。

因此，需要一种仪器对无人机飞行姿态进行测量，平台可跟随无人机进行俯仰、滚转和偏航运动，当运动为单一的俯仰、滚转、偏航运动时，运动产生的俯仰角、偏航角、滚转角可直接从平台上读取。当运动为几种运动的耦合时，需要通过飞行力学知识对实际角度进行计算。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供一种三自由度无人机试验装置，包括：外层框架、中层框架以及内层框架，所述内层框架能够固定连接一无人机；

所述外层框架包括对称设置的两个第一臂部，以及连接两个所述第一臂部相互靠近的第一端的第一连接部；

所述中层框架包括对称设置的两个第二臂部、连接两个所述第二臂部相互靠近的第一端的第二连接部，以及连接两个所述第二臂部相互远离的第二端的第三连接部，

所述内层框架包括对称设置的两个第三臂部、连接两个所述第三臂部相互靠近的第一端的第四连接部；所述第三连接部进一步连接所述第三臂部相互远离的第二端；

第一轴体，与所述第一连接部结合固定，并可沿竖直z轴转动；

第二轴体，使每个所述第一桥臂相互远离的第二端与其中一个所述第二桥臂的第二端轴连，并可沿水平y轴转动；以及

第三轴体，使每个所述第三桥臂相互远离的第二端与所述第三连接部轴连，并可沿水平x轴转动；其中，

所述第三连接部限定一水平区域，所述水平区域能够避让藉由所述第三轴体转动的所述内层框架。

在优选实施例中，所述第三连接部为环状。

在优选实施例中，所述第三连接部上还设置有与所述第三轴体垂直连接的连接杆，所述连接杆暴露在所述第三连接部的外侧。

在优选实施例中，所述第二连接部与两个所述第二臂部一体连接。

在优选实施例中，所述第四连接器与两个所述第三臂部一体连接。

在优选实施例中，所述第一连接部上设置有角度指针，用于显示第一轴体的转动角度。

在优选实施例中，所述第三连接部包括：

两个第一连接件，每个第一连接件固定在一个所述第二臂部的第二端上；

连接环，与所述第一连接件固定连接；

两个第二连接件，固定在所述连接环上，每个第二连接件固定在一个所述第三臂部的第二端上；其中，

两个所述第一连接件的连线与两个所述第二连接件的连线相互垂直。

在优选实施例中，所述连接环包括至少一个环形片，所述第一连接件和所述第二连接件包括对应所述环形片数量的水平固定槽，所述环形片插入所述水平固定槽内，进而与所述第一连接件和所述第二连接件固定连接。

在优选实施例中，所述第二臂部包括至少一个臂片，所述第一连接件进一步对应所述臂片数量的竖直固定槽，所述臂片插入所述竖直固定槽内，进而与所述第一连接件固定连接。

本发明第二方面实施例还提供一种无人机试验系统，如上所述的三自由度无人机试验装置以及一无人机，所述无人机与所述内层框架固定连接。

本发明具有如下有益效果：

本发明提供的一种三自由度无人机试验装置及系统，通过外层框架、中层框架以及内层框架的相互配合，结合第三连接部，第三连接部限定一能够避让藉由所述第三轴体转动的所述内层框架的水平区域，进而使得内层框架转动不受中层框架的限制，使得三个框架可以在三个自由度上自由转动，从而能够使无人机做单一的偏航、滚转、俯仰运动时，可通过各框架绕x、y、z轴的角度直接读出，当无人机发生耦合运动时，读取三个框架分别绕x、y、z轴的角度，通过计算得到实际姿态角。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明中一种三自由度无人机试验装置的立体结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明中一种三自由度无人机试验装置的立体结构图。如图1所示，本发明实施例提供一种三自由度无人机试验装置，包括：外层框架、中层框架以及内层框架，所述内层框架能够固定连接一无人机；所述外层框架包括对称设置的两个第一臂部13，以及连接两个所述第一臂部13相互靠近的第一端11的第一连接部15；所述中层框架包括对称设置的两个第二臂部21、连接两个所述第二臂部21相互靠近的第一端(与外层框架的第一臂部类似)的第二连接部22(图中示出的是与两个第二臂部一体连接的)，以及连接两个所述第二臂部相互远离的第二端(与外层框架的第一臂部类似)的第三连接部(图1中24、25以及33的组合)，所述内层框架包括对称设置的两个第三臂部31、连接两个所述第三臂部31相互靠近的第一端的第四连接部32；所述第三连接部进一步连接所述第三臂部31相互远离的第二端；第一轴体16，与所述第一连接部5结合固定，并可沿竖直z轴转动；第二轴体23，使每个所述第一桥臂13相互远离的第二端与其中一个所述第二桥臂21的第二端轴连，并可沿水平y轴转动；以及第三轴体35，使每个所述第三桥臂31相互远离的第二端与所述第三连接部轴连，并可沿水平x轴转动；其中，所述第三连接部限定一水平区域34，所述水平区域34能够避让藉由所述第三轴体35转动的所述内层框架。

本发明提供的一种三自由度无人机试验装置，通过外层框架、中层框架以及内层框架的相互配合，结合第三连接部，第三连接部限定一能够避让藉由所述第三轴体转动的所述内层框架的水平区域，进而使得内层框架转动不受中层框架的限制，使得三个框架可以在三个自由度上自由转动，从而能够使无人机做单一的偏航、滚转、俯仰运动时，可通过各框架绕x、y、z轴的角度直接读出，当无人机发生耦合运动时，读取三个框架分别绕x、y、z轴的角度，通过计算得到实际姿态角。

在优选实施例中，所述第三连接部为环状。

在优选实施例中，所述第三连接部上还设置有与所述第三轴体垂直连接的连接杆，所述连接杆暴露在所述第三连接部的外侧，便于进行转动调节。

在优选实施例中，所述第二连接部与两个所述第二臂部一体连接。

在优选实施例中，所述第四连接器与两个所述第三臂部一体连接。

在优选实施例中，所述第一连接部上设置有角度指针，用于显示第一轴体的转动角度。

在优选实施例中，所述第三连接部包括：两个第一连接件25，每个第一连接件25固定在一个所述第二臂部21的第二端上；连接环24，与所述第一连接件固定连接；两个第二连接件33，固定在所述连接环上，每个第二连接件固定在一个所述第三臂部的第二端上；其中，两个所述第一连接件25的连线与两个所述第二连接件33的连线相互垂直。

在优选实施例中，所述连接环包括至少一个环形片，所述第一连接件和所述第二连接件包括对应所述环形片数量的水平固定槽，所述环形片插入所述水平固定槽内，进而与所述第一连接件和所述第二连接件固定连接。

在优选实施例中，所述第二臂部包括至少一个臂片，所述第一连接件进一步对应所述臂片数量的竖直固定槽，所述臂片插入所述竖直固定槽内，进而与所述第一连接件固定连接。

可以理解，本发明通过外层框架、中层框架以及内层框架的相互配合，结合第三连接部，第三连接部限定一能够避让藉由所述第三轴体转动的所述内层框架的水平区域，进而使得内层框架转动不受中层框架的限制，使得三个框架可以在三个自由度上自由转动，从而能够使无人机做单一的偏航、滚转、俯仰运动时，可通过各框架绕x、y、z轴的角度直接读出，当无人机发生耦合运动时，读取三个框架分别绕x、y、z轴的角度，通过计算得到实际姿态角。

本发明第二方面实施例还提供一种无人机试验系统，如上所述的三自由度无人机试验装置以及一无人机，所述无人机与所述内层框架固定连接。

基于相同的发明构思，本发明提供的无人机试验系统，通过外层框架、中层框架以及内层框架的相互配合，结合第三连接部，第三连接部限定一能够避让藉由所述第三轴体转动的所述内层框架的水平区域，进而使得内层框架转动不受中层框架的限制，使得三个框架可以在三个自由度上自由转动，从而能够使无人机做单一的偏航、滚转、俯仰运动时，可通过各框架绕x、y、z轴的角度直接读出，当无人机发生耦合运动时，读取三个框架分别绕x、y、z轴的角度，通过计算得到实际姿态角。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。