一种用于多旋翼飞行器动态姿态测试调参的被动式操作台

1.本实用新型涉及无人机测试技术领域，具体涉及一种用于多旋翼飞行器动态姿态测试调参的被动式操作台。


背景技术：

2.目前，在多旋翼无人机飞行器的研究、设计、生产、组装和调试过程中，需要对特定飞行器的静态机构特征和动态特性参数进行测试、调节、观察和定型。而这一设计和调试过程往往较为繁琐，需要设计人员或调试人员不断地对正在开发的特定机型在如飞机稳定性、能耗性和操控性能等方面进行测试和飞行，而进行测试的效率决定一个参数的确定时间和机型的整体研发定型时间。多旋翼无人机是一种航空飞行器，因此是一种具备较高危险操作因素的设备，在设计和试飞测试人员进行设计和测试飞行时，就为多旋翼无人机设备的操作增加了更多的不确定性，试飞测试过程和结果可能更加具备危险性，更会造成无人机试飞炸机或对周围环境人员造成损失和威胁。
3.而同样的在多旋翼无人机的教育培训行业领域，在学习操作、飞行训练和考试阶段，学习多旋翼无人机飞行原理和操控技术技能的学员往往会给设备造成损坏，同时对周围人员环境造成威胁。多旋翼无人机学习人员知识掌握水平和学习能力往往参差不齐，教育和培训机构接收培训的学员数量越多，造成损失和危险的机率就会越大。
4.现有的两种技术，一种偏向于无人机系统模拟仿真的系统，通过无人机图形化建模、仿真分析及计算机语言的方式进行运行，整体系统感受较为枯燥，尤其对无人机本体的机械系统及各部分元件的直观性感受较低，不利于无人机及无人机应用系统在初步入门阶段的理解和教学和学习。
5.另外一种用于外部环境测试的系统，无人机通过连接绳和设备台进行连接，再通过无人机的系留起飞，以及人工制造的外部环境，对无人机在不同风速风向的环境条件下进行测试。特点在于，无人机仍然是需要在真实环境中进行正常起飞，无人机在不同环境中测试时面对较多未知因素，测试系统较为庞大和复杂，最重要的是，昂贵的无人机系统在进行测试时仍然面临较大的飞行故障和设备损失风险。


技术实现要素：

6.本实用新型针对上述问题，提供一种用于多旋翼飞行器动态姿态测试调参的被动式操作台，解决了如何更好的对多旋翼无人机进行测试的问题。
7.本实用新型采用的技术方案为：一种用于多旋翼飞行器动态姿态测试调参的被动式操作台，包括固定底座、参数信息显示部件和可转动的万向载荷测试部件；
8.所述固定底座上安装有可转动的万向载荷测试部件；
9.所述固定底座内设有参数信息显示部件，所述参数信息显示部件为内置系统的控制、测量和参数信息显示系统。
10.进一步地，所述可转动的万向载荷测试部件包括固定连接块、转盘底座、横向转
盘、纵向转盘、万向转盘和配重调节装置；所述固定底座上设有底盘，所述底盘上安装有固定连接块，所述固定连接块上转动连接有转盘底座；
11.所述转盘底座上连接有纵向转盘，所述纵向转盘内转动连接有横向转盘，所述横向转盘内转动连接有万向转盘，所述万向转盘底部设有配重调节装置，待测试无人机载荷安装于万向转盘顶部。
12.更进一步地，所述转盘底座与固定连接块之间通过推力球轴承转动连接。
13.更进一步地，所述万向转盘包括托盘和支撑臂，所述支撑臂通过第一螺栓与托盘连接，所述支撑臂两端通过第一滚珠轴承与横向转盘转动连接，所述第一滚珠轴承安装在第一轴承固定支座内，所述第一轴承固定支座与横向转盘连接，待测试无人机载荷安装于托盘顶部。
14.更进一步地，所述配重调节装置包括螺杆和配重块，所述支撑臂底部螺接有螺杆，所述螺杆另一端螺接有配重块。
15.更进一步地，所述横向转盘与纵向转盘之间通过第二螺栓连接，所述横向转盘内侧安装有第二轴承固定支座，所述第二轴承固定支座内安装有第二滚珠轴承，所述第二螺栓分别贯穿第二滚珠轴承和横向转盘侧壁与纵向转盘连接，且第二螺栓与第二滚珠轴承、第二螺栓与纵向转盘均为过盈配合。
16.更进一步地，所述第二螺栓分别贯穿第二滚珠轴承、横向转盘侧壁和纵向转盘侧壁连接有相配合螺母。
17.本实用新型的优点：
18.本实用新型提供了一种用于多旋翼飞行器动态姿态测试调参的被动式操作台，可针对各类型的多旋翼无人机，四轴、六轴、八轴旋翼机等机型，操作台的型号可以和不同大小类型的机型进行匹配，使用本测试操作台，无论在原型机设计、测试初期或后期学习培训操作飞行阶段，都能够将多旋翼无人机约束在有限可控的范围之内，有效降低对外界环境和人员造成危险的概率，而同时多旋翼在设备上的真实飞行状况完全不受到任何自由度限制，多旋翼无人机的启动飞行状态和姿态和在真实场景正常飞行时完全相同，多旋翼无人机仍然可以进行横滚、俯仰和偏航等机动动作，此种真实的但受一定条件受约束的飞行状态完全有别于计算机模拟环境，这种飞行状态和感受可以让操控者能够更加直观清晰的感受到操作时的动作状态和多旋翼飞行器的实时关联状况；
19.在教育教学环境中，使用本实用新型，可以在室内进行更好的演示和教学，提高了无人机系统的教学效率和学生的认知水平，同时能够极大的降低无人机设备对周围环境和人身造成的潜在风险；并且本实用新型是提供多旋翼无人机飞行器在研究、设计、生产、组装和调试过程中，需要对特定飞行器的静态机构特征和动态特性参数进行测试、调节、观察和定型的过程性设备，进行设计和测试，能够大大加快无人机设计测试的效率，降低设备的损失概率。
20.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
21.构成本技术的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的
示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
22.图1是本实用新型的整体结构示意图；
23.图2是本实用新型的工作状态示意图；
24.图3是本实用新型的万向转盘结构示意图；
25.图4是本实用新型的第二轴承固定支座安装示意图；
26.图5是本实用新型的第一轴承固定支座安装示意图。
27.附图标记：
28.1为固定底座、2
‑
参数信息显示部件、3
‑
底盘、4
‑
固定连接块、5
‑
推力球轴承、6
‑
转盘底座、7
‑
横向转盘、8
‑
第二滚珠轴承、9
‑
待测试无人机载荷、10
‑
纵向转盘、11
‑
万向转盘、12
‑
第一滚珠轴承、13
‑
配重调节装置；
29.81
‑
第二轴承固定支座、82
‑
第二螺栓、83
‑
螺母；
30.111
‑
托盘、112
‑
支撑臂、113
‑
第一螺栓、114
‑
第一轴承固定支座；
31.131
‑
螺杆、132
‑
配重块。
具体实施方式
32.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
33.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
34.参考图1至图5，一种用于多旋翼飞行器动态姿态测试调参的被动式操作台，包括固定底座1、参数信息显示部件2和可转动的万向载荷测试部件；
35.固定底座1上安装有可转动的万向载荷测试部件；用于对待测试无人机载荷9环境进行模拟；可转动的万向载荷测试部件包括固定连接块4、转盘底座6、横向转盘7、纵向转盘10、万向转盘11和配重调节装置13；固定底座1上连接有底盘3，底盘3上安装有固定连接块4，固定连接块4上转动连接有转盘底座6，实现转盘底座6的自由转动；
36.转盘底座6上连接有纵向转盘10，通过转盘底座6运动带动纵向转盘10运动，纵向转盘10内转动连接有横向转盘7，实现横向转盘7的自由转动；横向转盘7内转动连接有万向转盘11，实现万向转盘11的自由转动；待测试无人机载荷9安装于万向转盘11顶部；优选地，万向转盘11包括托盘111和支撑臂112，支撑臂112通过第一螺栓113与托盘111连接，支撑臂112两端通过第一滚珠轴承12与横向转盘7转动连接，支撑臂112用于安装托盘111，且实现托盘111的自由转动，第一滚珠轴承12安装在第一轴承固定支座114内，第一轴承固定支座114与横向转盘7连接，待测试无人机载荷9安装于托盘111顶部；待测试无人机载荷9可以选择为单轴、两轴、四轴、六轴和八轴无人机；
37.万向转盘11底部设有配重调节装置13，优选地，配重调节装置13包括螺杆131和配重块132，支撑臂112底部螺接有螺杆131，螺杆131另一端螺接有配重块132，根据不同重量的无人机载荷进行配重调节；
38.固定底座1内设有参数信息显示部件2，参数信息显示部件2为内置系统的控制、测量和参数信息显示系统。
39.本实用新型提供了一种用于多旋翼飞行器动态姿态测试调参的被动式操作台，使用时，待测试无人机载荷9选择为四轴的无人机，将四轴的无人机安装在托盘111顶部；
40.当系统开始工作时，启动平台底座1，等待参数信息显示系统进行信息显示初始化完毕，当参数信息显示系统初始化完毕提示可以开始进行飞行测试，学员或测试人员使用外部无线控制设备或者自主程序化控制设备启动四轴的无人机，开始进行飞行测试；
41.由于待测试无人机载荷9固定于万向转盘11之上，因此无人机可以以第一滚珠轴承12为轴进行空间第一个自由度旋转，而万向转盘11所直接连接的横向转盘7转动连接在纵向转盘10之上，因此万向转盘11及横向转盘7可以绕纵向转盘10与横向转盘7转动连接处进行空间第二个自由度旋转；
42.待测试无人机载荷9、万向转盘11、纵向转盘10以及横向转盘7互相连接后固定于转盘底座6，而转盘底座6与固定连接块4转动连接，转盘底座6可以进行旋转；因此，待测试无人机载荷9可以在空间三个自由度进行运动，学员或测试人员可以在有限范围内安全地对待测试无人机载荷9进行测试和观察，待测试无人机载荷9的各种动作角度参数和升力信息也会同时显示在参数信息显示系统上。
43.本实用新型的一实施例中，转盘底座6与固定连接块4之间通过推力球轴承5转动连接，进一步方便转盘底座6的转动。
44.本实用新型的一实施例中，横向转盘7与纵向转盘10之间通过第二螺栓82连接，横向转盘7内侧固定安装有第二轴承固定支座81，第二轴承固定支座81内固定安装有第二滚珠轴承8，横向转盘7侧壁上设有通孔，通孔的孔径尺寸大于第二螺栓82的杆径尺寸，第二螺栓82分别贯穿第二滚珠轴承8和横向转盘7侧壁上的通孔与纵向转盘10连接，且第二螺栓82的头部与第二轴承固定支座81不接触，第二螺栓82与通孔不接触，第二螺栓82与第二滚珠轴承8、第二螺栓82与纵向转盘10均为过盈配合，方便横向转盘7和纵向转盘10之间的转动，第二螺栓82分别贯穿第二滚珠轴承8、横向转盘7侧壁上的通孔和纵向转盘10侧壁连接有相配合螺母83，进一步地加强第二螺栓82与纵向转盘10的连接关系，第二螺栓82与纵向转盘10的配合关系为过盈配合，二者之间无运动关系，即螺母83安装好后也不会发生转动。
45.本实用新型提供了一种用于多旋翼飞行器动态姿态测试调参的被动式操作台，可针对各类型的多旋翼无人机，四轴、六轴、八轴旋翼机等机型，操作台的型号可以和不同大小类型的机型进行匹配，使用本测试操作台，无论在原型机设计、测试初期或后期学习培训操作飞行阶段，都能够将多旋翼无人机约束在有限可控的范围之内，有效降低对外界环境和人员造成危险的概率，而同时多旋翼在设备上的真实飞行状况完全不受到任何自由度限制，多旋翼无人机的启动飞行状态和姿态和在真实场景正常飞行时完全相同，多旋翼无人机仍然可以进行横滚、俯仰和偏航等机动动作，此种真实的但受一定条件受约束的飞行状态完全有别于计算机模拟环境，这种飞行状态和感受可以让操控者能够更加直观清晰的感受到操作时的动作状态和多旋翼飞行器的实时关联状况；
46.在教育教学环境中，使用本实用新型，可以在室内进行更好的演示和教学，提高了无人机系统的教学效率和学生的认知水平，同时能够极大的降低无人机设备对周围环境和人身造成的潜在风险；并且本实用新型是提供多旋翼无人机飞行器在研究、设计、生产、组
装和调试过程中，需要对特定飞行器的静态机构特征和动态特性参数进行测试、调节、观察和定型的过程性设备，进行设计和测试，能够大大加快无人机设计测试的效率，降低设备的损失概率。
47.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。