一种多模式单自由度无人机测试平台的制作方法

本发明专利涉及无人机领域，尤其涉及无人机的多模式单自由度测试平台。

背景技术：

随着无人机技术的不断发展，无人机的姿态控制算法越来越复杂，需要设计出可以满足无人机姿态调试的测试平台。对于无人机的初期姿态调试来讲，往往仅仅需要调试偏航、俯仰和滚转三种姿态中的一个，但是，目前现有的单自由度测试平台仅仅存在单一的运动模式，不能满足无人机三个姿态的单独调试。为了解决这一问题，需要从结构上对无人机测试平台进行改进，基于此设计一种具有多种模式的无人机单自由度姿态测试平台的必要性显得极为重要。

技术实现要素：

针对现有的无人机单自由度测试平台运动模式单一的问题，提出一种多模式单自由度的无人机测试平台。

本发明的目的通过如下的技术方案来实现：

一种多模式单自由度无人机测试平台，其特征在于，该平台包括基座组件、承载平台组件，支链组件一和支链组件二；

所述的基座组件包括基座底盘和基座移动杆，所述的基座移动杆为可伸缩杆，可沿竖直方向移动，且所述的基座移动杆下端与基座底盘转动连接，使基座移动杆可沿着竖直方向转动，上端通过伸长或收缩可与所述的承载平台组件接触或分离；

所述的支链组件一和支链组件二结构和连接关系相同，且相对于所述的基座组件对称布置，其支链组件一和支链组件二的两端均分别连接在基座组件、承载平台组件之间，用于实现相对于基座组件的绕竖直方向的转动以及带动所述的承载平台组件的翻转，从而实现多种无人机的测试模式。

进一步地，所述的支链组件一包括转动支架一、支链连杆一、支链轴承座一、支链分叉左连杆一和支链分叉右连杆一，所述的转动支架一与基座底盘转动连接，其运动轴线为a-1；所述的转动支架一一端与所述的基座底盘固连，另一端与所述的支链连杆一的下端固连，所述的支链连杆一的上端与所述的支链轴承座一固连，支链分叉左连杆一与所述的支链轴承座一转动连接，其运动轴线为b-1，所述的支链分叉左连杆一与支链分叉右连杆一转动连接，其运动轴线为c-1，所述的支链分叉右连杆一与承载平台组件固定连接；

所述的支链组件二包括转动支架二、支链连杆二、支链轴承座二、支链分叉右连杆二和支链分叉左连杆二，所述的转动支架二与基座底盘转动连接的运动轴线为a-2，支链分叉右连杆二与所述的支链轴承座二转动的运动轴线为b-2，支链分叉左连杆二与支链分叉右连杆二转动连接的运动轴线为c-2；

其中，a-1与a-2平行，a-1与c-1共线，a-2与c-2共线，b-1与b-2有共线的状态。

进一步地，所述的承载平台组件包括带有空腔的承载连杆、承载平台和弹簧；

所述的承载连杆两端分别于所述的支链分叉右连杆一和左支链分叉连杆二固定连接，所述的承载连杆的空腔底部开设有槽，所述的承载平台放置在所述的槽内；所述的空腔的底面开设有通孔，用于与所述的基座移动杆套接；所述的弹簧设置在所述的承载连杆和承载平台之间，用于将所述的承载平台挤压在所述的槽内。

进一步地，所述的承载连杆的空腔内的槽为十字槽或米字槽。

进一步地，所述的支链分叉左连杆一、支链分叉右连杆一、支链分叉左连杆二、支链分叉右连杆二均为弧形。

本发明的有益效果如下：

采用运动分叉机构，可以实现测试平台在多种运动模式之间切换，相比传统单自由度测试平台，具有可重构特性，进一步提升无人机的测试效率以及测试的经济性。

附图说明

图1是多模式单自由度测试平台示意图；

图2是x轴y轴测试模式示意图；

图3是z轴测试模式示意图；

图4是承载平台局部剖示意图；

图中，基座组件1、支链组件一2-1，支链组件二2-2、承载平台组件3、基座底盘4、基座移动杆5、转动支架一6-1，转动支架二6-2、支链连杆一7-1，支链连杆二7-2、支链轴承座一8-1，支链轴承座二8-2，支链分叉左连杆一9-1，支链分叉右连杆一10-1，支链分叉左连杆二10-2，支链分叉右连杆二9-2、承载连杆11、承载平台12、弹簧13。

具体实施方式

下面根据附图和优选实施例详细描述本发明，本发明的目的和效果将变得更加明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-4所示，本发明的多模式单自由度无人机测试平台，该平台包括基座组件1、承载平台组件3，支链组件一2-1和支链组件二2-2；

基座组件1包括基座底盘4和基座移动杆5两部分。基座移动杆5为可伸缩杆，通过转动副安装在基座底盘4上，可以沿着竖直方向平移和绕着竖直方向转动，上端通过伸长或收缩可与所述的承载平台组件3接触或分离；

支链组件一2-1和支链组件二2-2结构和连接关系相同，且相对于所述的基座组件对称布置。

支链组件一2-1包括转动支架一6-1、支链连杆一7-1、支链轴承座一8-1、支链分叉左连杆一9-1和支链分叉右连杆一10-1，所述的转动支架一6-1一端与基座底盘4通过圆柱副转动连接，其运动轴线为a-1，另一端与所述的支链连杆一7-1的下端固连，所述的支链连杆一7-1的上端与所述的支链轴承座一8-1固连，支链分叉左连杆一9-1与所述的支链轴承座一8-1通过圆柱副转动连接，其运动轴线为b-1，所述的支链分叉左连杆一9-1与支链分叉右连杆一10-1通过圆柱副转动连接，其运动轴线为c-1，所述的支链分叉右连杆一10-1与承载平台组件3固定连接；

所述的支链组件二2-2包括转动支架二6-2、支链连杆二7-2、支链轴承座二8-2、支链分叉右连杆二9-2和支链分叉左连杆二10-2，所述的转动支架二6-2与基座底盘4转动连接的运动轴线为a-2，支链分叉右连杆二9-2与所述的支链轴承座二8-2转动的运动轴线为b-2，支链分叉左连杆二10-2与支链分叉右连杆二9-2转动连接的运动轴线为c-2；

其中，a-1与a-2平行，a-1与c-1共线，a-2与c-2共线，b-1与b-2有共线的状态。

承载平台组件3包括带有空腔的承载连杆11、承载平台12和弹簧13；

承载连杆11两端分别于所述的支链分叉右连杆一10-1和左支链分叉连杆二10-2固定连接，所述的承载连杆11的空腔底部开设有槽，所述的承载平台12放置在所述的槽内；所述的空腔的底面开设有通孔，用于与所述的基座移动杆5套接；所述的弹簧13设置在所述的承载连杆11和承载平台12之间，用于将所述的承载平台12挤压在所述的槽内。承载平台12拥有绕连接轴线方向的转动自由度与沿着连接轴线方向的移动自由度。弹簧13安装在承载连杆11和承载平台12之间，可以舒张与压缩。

构型相同的支链组件2-2与支链组件2-1结构完全相同，且镜像安装。

优选地，所述的承载连杆11的空腔内的槽为十字槽或米字槽。

为了受力性能好，所述的支链分叉左连杆一9-1、支链分叉右连杆一10-1、支链分叉左连杆二10-2、支链分叉右连杆二9-2均设置为弧形。

本发明的多模式单自由度无人机测试平台的机械结构主要采用了运动分叉机构，该机构在不同的拓扑结构下具有不同的自由度特性，进一步地，该测试平台可以通过改变轴线a、b和c的方向以及配合承载平台12与基座移动杆5的锁定位置来实现在多种测量模式之间切换。

如图2所示，此时测量平台处于横滚或俯仰自由度测试状态，此时，由于轴线b-1和b-2共线，轴线c-1，c-2分别与轴线a-1，a-2共线。转动支架6-1，6-2与基座底盘4处于同一直线，同时，承载平台12与基座移动杆5相互分离，此时，在弹簧13压力的作用下，承载平台12与承载连杆11相互固定，从而可以实现对无人机的滚转或俯仰自由度的测试。此种状态下，通过改变承载平台12在十字槽或米字槽中的位置，就可以测试垂直于左右方向的滚转或俯仰自由度的测试状态。

如图3所示，此时测量平台处于偏航自由度测试状态，即在图2所示的情况下，该测试平台沿着轴线a和b转动90度。此时轴线b-1和b-2平行但不共线，轴线c-1，c-2分别与轴线a-1，a-2共线。转动支架6-1，6-2与基座底盘4处于垂直状态，同时，基座移动杆5将承载平台12顶起，弹簧13处于完全压缩状态，承载平台12与承载连杆11分离，承载平台12可以自由转动，从而可以实现对无人机的偏航自由度的测试。

本领域普通技术人员可以理解，以上所述仅为发明的优选实例而已，并不用于限制发明，尽管参照前述实例对发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在发明的精神和原则之内，所做的修改、等同替换等均应包含在发明的保护范围之内。