一种浮动平台搭载无人机载荷的受力模拟装置及方法与流程

本申请涉及无人机，尤其涉及一种浮动平台搭载无人机载荷的受力模拟装置及方法。

背景技术：

1、海上浮动平台，如船只，海上石油钻井平台，漂浮式风力发电平台等设备在海洋环境中将受到显著的波浪负载。此类波浪负载对浮动平台上搭载的设备亦会造成不同程度的影响。随着无人机技术的发展，无人机系统在上述浮动平台上的应用日趋广泛，而波浪造成的负载对无人机的起降停放造成了显著影响，限制了在上述平台上进一步部署无人机系统。为确保无人机顺利在海上浮动平台降落，大多先采用运动模拟系统进行无人机模拟降落实验，而目前的运动模拟系统，大多针对车辆、船舶、飞行器等运动模拟对象，采用多自由度并联机构作为运动模拟装置。现有技术中多自由度、多驱动方式的模拟运动平台成本太高，且需根据载荷的技术状态完成定制，所需的定制周期较长。

技术实现思路

1、本申请的目的是针对以上问题，提供一种浮动平台搭载无人机载荷的受力模拟装置及方法。

2、第一方面，本申请提供一种浮动平台搭载无人机载荷的受力模拟装置，包括：

3、载具，所述载具可按设定速度在不同路况上行驶；

4、第一水箱，所述第一水箱搭载于所述载具上，且内部形成第一空间，所述第一空间内填充溶液；

5、第二水箱，所述第二水箱位于所述第一空间内且漂浮于所述溶液上；所述第二水箱内部形成第二空间；

6、载荷，所述载荷设于所述第二空间内，所述载荷上搭载有数据采集传输模块，所述数据采集传输模块用于在所述载具按设定速度行驶时采集所述载荷的实时位置信息并传输给无人机，以供所述无人机降落到指定位置。

7、根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述第二水箱的侧壁外周分布有多个弹性件，多个所述弹性件的弹性伸缩方向分别垂直于对应的所述第二水箱的侧壁。

8、根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述第二水箱具有向上的开口端，所述第二水箱远离所述开口端的一侧设有安装底座，所述载荷固定在所述安装底座上。

9、根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述模拟装置还包括多个配重块，通过在所述第二空间内设置不同数量的所述配重块可以改变所述第二水箱的吃水深度。

10、第二方面，本申请提供一种浮动平台搭载无人机载荷的受力模拟方法，采用以上任意一项所述的浮动平台搭载无人机载荷的受力模拟装置，所述方法包括如下步骤：

11、s1.获取待模拟浮动平台及其所在区域的实际数据，所述实际数据包括所述浮动平台的长度和吃水深度，以及所述浮动平台所在区域海水的波高、波浪周期、密度和粘度；

12、s2.根据所述实际数据调整所述第二水箱的吃水深度以及所述溶液的波高、波浪周期、密度和粘度，使得所述模拟装置与所述浮动平台实现几何相似、弗拉德数相似和雷诺数相似；选定实现弗拉德数相似和雷诺数相似时所述载具的行驶速度和行驶路况；

13、s3.控制所述载具按选定的行驶速度在选定的行驶路况行驶，通过所述数据采集传输模块采集所述载荷的实时位置信息并发送至无人机，以供所述无人机根据接收到的所述实时位置信息进行降落。

14、根据本申请某些实施例提供的技术方案，步骤s2包括：

15、根据所述浮动平台所在区域海水的密度和粘度，更换所述溶液种类或向所述溶液中添加溶质，调整所述溶液的密度和粘度。

16、根据本申请某些实施例提供的技术方案，步骤s2还包括：

17、根据所述浮动平台的长度和吃水深度，在所述第二空间内增加或减少所述配重块，改变所述第二水箱的吃水深度，使得所述模拟装置与所述浮动平台实现几何相似。

18、根据本申请某些实施例提供的技术方案，步骤s2还包括：

19、控制所述载具以不同速度在不同路况下行驶，调整所述溶液在所述第二空间内波动的波高和波浪周期，使得所述模拟装置和所述浮动平台实现弗拉德数相似和雷诺数相似。

20、与现有技术相比，本申请的有益效果：本申请提供一种浮动平台搭载无人机载荷的受力模拟装置，通过在所述载具上设置所述第一水箱，所述第一水箱具有第一空间且所述第一空间内盛放所述溶液，所述第二水箱设于所述第一空间内漂浮于所述溶液上；通过所述车辆行驶时的惯性力使所述溶液产生波动，模拟所述浮动平台所在区域海水的波动；通过使第二水箱漂浮于所述溶液上，模拟所述浮动平台；通过在所述第二空间内设置所述载荷，模拟设置在所述浮动平台与所述无人机配合使用的任务载荷；通过数据采集传输模块在模拟实验过程中采集实时位置信息并传输至所述无人机，指导所述无人机模拟降落，本申请提出的所述模拟装置具有结构简单，成本低，易于实现的特点；所述模拟装置在对所述浮动平台进行受力模拟的过程中，全程处于陆地上，且操作人员可根据所述无人机的飞行轨迹随时进行人为干预，规避了所述无人机在海上模拟时坠毁的风险，具有安全性高的优点。

21、本申请还提供一种浮动平台搭载无人机载荷的受力模拟方法，通过所述模拟装置与所述浮动平台之间实现几何相似、弗拉德数相似和雷诺数相似，可以使所述模拟装置的运行原理接近实际情况，所述模拟方法具有实用性的特点。

22、应当理解的是，本申请中对技术特征、技术方案、有益效果或类似语言的描述并不是暗示在任意的单个实施例中可以实现所有的特点和优点。相反，可以理解的是对于特征或有益效果的描述意味着在至少一个实施例中包括特定的技术特征、技术方案或有益效果。因此，本说明书中对于技术特征、技术方案或有益效果的描述并不一定是指相同的实施例。进而，还可以任何适当的方式组合本实施例中所描述的技术特征、技术方案和有益效果。本领域技术人员将会理解，无需特定实施例的一个或多个特定的技术特征、技术方案或有益效果即可实现实施例。在其他实施例中，还可在没有体现所有实施例的特定实施例中识别出额外的技术特征和有益效果。

技术特征：

1.一种浮动平台搭载无人机载荷的受力模拟装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的浮动平台搭载无人机载荷的受力模拟装置，其特征在于，所述第二水箱(3)的侧壁外周分布有多个弹性件(7)，多个所述弹性件(7)的弹性伸缩方向分别垂直于对应的所述第二水箱(3)的侧壁。

3.根据权利要求1所述的浮动平台搭载无人机载荷的受力模拟装置，其特征在于，所述第二水箱(3)具有向上的开口端，所述第二水箱(3)远离所述开口端的一侧设有安装底座(6)，所述载荷(4)固定在所述安装底座(6)上。

4.根据权利要求1所述的浮动平台搭载无人机载荷的受力模拟装置，其特征在于，所述模拟装置还包括多个配重块(9)，通过在所述第二空间内设置不同数量的所述配重块(9)可以改变所述第二水箱(3)的吃水深度。

5.一种浮动平台搭载无人机载荷的受力模拟方法，其特征在于，采用如权利要求1-4任意一项所述的浮动平台搭载无人机载荷的受力模拟装置，所述方法包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种浮动平台搭载无人机载荷的受力模拟方法，其特征在于，步骤s2包括：

7.根据权利要求6所述的一种浮动平台搭载无人机载荷的受力模拟方法，其特征在于，步骤s2还包括：

8.根据权利要求7所述的一种浮动平台搭载无人机载荷的受力模拟方法，其特征在于，步骤s2还包括：

技术总结本申请提供一种浮动平台搭载无人机载荷的受力模拟装置及方法，通过在载具上设置第一水箱，第一水箱具有第一空间且第一空间内盛放溶液，第二水箱设于第一空间内漂浮于溶液上；通过改变第二水箱的吃水深度，以及溶液的波高、波浪周期、密度和粘度，实现对浮动平台在海水波浪负载影响下的受力模拟，进而根据数据采集传输模块采集载荷的实时位置信息指导无人机降落；本申请提出的模拟装置具有结构简单，成本低，易于实现的特点；通过模拟装置与浮动平台之间实现几何相似、弗拉德数相似和雷诺数相似，可以使模拟装置的运行原理接近实际情况，模拟方法具有实用性的特点。技术研发人员：许海斌,姚丽丽,林树辰,李振业,唐嘉贤受保护的技术使用者：象限空间（天津）科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18