一种模拟多类中小型无人机复杂工况的多功能实验台

本发明涉及无人机实验台，具体为一种模拟多类中小型无人机复杂工况的多功能实验台。

背景技术：

1、随着无人机技术的快速发展，无人机在军事、民用和商业领域的应用越来越广泛。而无人机性能测试试验台是一种较为重要的实验设备，并且在无人机研制、试用阶段，需要对无人机各项性能进行实验测试，获得各项性能的参数，验证可行性、可靠性。其性能更是直接影响到其应用效果和安全可靠性，因此对无人的性能测试就显得尤为重要。

2、目前对研制无人机的实验台大多数功能过于单一，难以同时模拟测试旋翼无人机在不同工况下的多项飞行参数。

3、基于此，本发明设计了一种模拟多类中小型无人机复杂工况的多功能实验台，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种模拟多类中小型无人机复杂工况的多功能实验台，以解决上述背景技术中提出的现有试验台模拟工况简单；无法测量持续增减液体载荷时无人机的各种性能。本发明主要涉及实验装置技术领域，旨在解决测试旋翼无人机在不同工况下的风速适应性参数、载荷性能参数、飞行性能参数等的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种模拟多类中小型无人机复杂工况的多功能实验台，包括封闭测试箱，所述封闭测试箱中设置有多自由度姿态测试机构，该多自由度姿态测试机构由两组圆环组成，在平衡状态下，两组圆环在空间内为垂直设置，两组圆环之前通过轴转动连接，水平位置的圆环上转动连接有无人机测试位，无人机测试位上可进行悬挂载荷配重，无人机放置在无人机测试位上，所述无人机测试位上设置有陀螺仪，陀螺仪测试无人机的俯仰角数据，垂直位置的圆环的顶部安装有力学传感器，力学传感器测试无人机的运动学参数；

3、还包括风流可视化组件，所述风流可视化组件提供风洞试验模拟场景；

4、还包括降水模拟组件，所述降水模拟组件可模拟出不同程度降水量。

5、在进一步的方案中，垂直位置的所述圆环的上下侧设置有上基座和下基座，所述力学传感器安装在上基座的顶部位置，处于无人机测试位的正上方，所述下基座为固定安装端。

6、在进一步的方案中，所述无人机测试位上设置有限位支撑台，限位支撑台上设有对无人机机臂进行限位的机臂放置槽。

7、在进一步的方案中，所述风流可视化组件包括设置在封闭测试箱一侧的抽风箱体，抽风箱体与封闭测试箱为相通连接，所述抽风箱体内设置有向外侧抽风的大功率抽风机。

8、在进一步的方案中，所述抽风箱体中设置有筛网一。

9、在进一步的方案中，所述风流可视化组件包括白雾产生箱体，所述白雾产生箱体中设置有干冰盒，干冰盒中用于放置产生白雾效果的干冰块。

10、在进一步的方案中，所述白雾产生箱体中设置有筛网二。

11、在进一步的方案中，所述降水模拟组件包括设置在封闭测试箱顶部多个位置的喷头，所述喷头通过管道连接水泵，位于封闭测试箱的底部设置有水箱，水泵的取水端通过管道连接水箱，实现循环水路，无人机测试位上的载荷配重为配重水箱，配重水箱连接独立的进出水循环机构，且进出水循环机构与水箱连接。

12、在进一步的方案中，所述喷头在多自由度姿态测试机构的上方至少排布设置有四个。

13、在进一步的方案中，所述封闭测试箱的一侧设置有箱门，箱门为亚克力透明材料，用于在模拟实验时可视观察无人机的测试状态。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

15、本发明涉及的多功能实验台通过将无人机固定在多自由度姿态测试机构中，风流可视化组件以及降水模拟组件能够根据不同的测试需求模拟不同的飞行环境条件，通过多自由度姿态测试机构配合使用风流可视化组件以及降水模拟组件可以模拟不同风速、降水量等情况下，中小型无人机起飞和加速过程中的加速度、悬停稳定性、平衡飞行能力、姿态控制性和最大俯仰角等参数。

16、本发明还可测量持续增减无人机的挂载载荷重量时无人机的各种性能，对无人机进行全面、准确的性能评估，提高测试结果的客观性和准确性，并提供详细的测试数据和分析结果，降低无人机性能测试成本。

技术特征：

1.一种模拟多类中小型无人机复杂工况的多功能实验台，其特征在于：包括封闭测试箱(1)，所述封闭测试箱(1)中设置有多自由度姿态测试机构(2)，该多自由度姿态测试机构(2)由两组圆环(201)组成，在平衡状态下，两组圆环(201)在空间内为垂直设置，两组圆环(201)之前通过轴(202)转动连接，水平位置的圆环(201)上转动连接有无人机测试位(203)，无人机测试位(203)上可进行悬挂载荷配重，无人机放置在无人机测试位(203)上，所述无人机测试位(203)上设置有陀螺仪(204)，陀螺仪(204)测试无人机的俯仰角数据，垂直位置的圆环(201)的顶部安装有力学传感器(205)，力学传感器(205)测试无人机的运动学参数；

2.根据权利要求1所述的一种模拟多类中小型无人机复杂工况的多功能实验台，其特征在于：垂直位置的所述圆环(201)的上下侧设置有上基座(2011)和下基座(2012)，所述力学传感器(205)安装在上基座(2011)的顶部位置，处于无人机测试位(203)的正上方，所述下基座(2012)为固定安装端。

3.根据权利要求1所述的一种模拟多类中小型无人机复杂工况的多功能实验台，其特征在于：所述无人机测试位(203)上设置有限位支撑台(206)，限位支撑台(206)上设有对无人机机臂进行限位的机臂放置槽(2061)。

4.根据权利要求1所述的一种模拟多类中小型无人机复杂工况的多功能实验台，其特征在于：所述风流可视化组件(3)包括设置在封闭测试箱(1)一侧的抽风箱体(301)，抽风箱体(301)与封闭测试箱(1)为相通连接，所述抽风箱体(301)内设置有向外侧抽风的大功率抽风机(302)。

5.根据权利要求4所述的一种模拟多类中小型无人机复杂工况的多功能实验台，其特征在于：所述抽风箱体(301)中设置有筛网一(303)。

6.根据权利要求1或5所述的一种模拟多类中小型无人机复杂工况的多功能实验台，其特征在于：所述风流可视化组件(3)包括白雾产生箱体(304)，所述白雾产生箱体(304)中设置有干冰盒(305)，干冰盒(305)中用于放置产生白雾效果的干冰块。

7.根据权利要求6所述的一种模拟多类中小型无人机复杂工况的多功能实验台，其特征在于：所述白雾产生箱体(304)中设置有筛网二(306)。

8.根据权利要求1所述的一种模拟多类中小型无人机复杂工况的多功能实验台，其特征在于：所述降水模拟组件(4)包括设置在封闭测试箱(1)顶部多个位置的喷头(401)，所述喷头(401)通过管道连接水泵(402)，位于封闭测试箱(1)的底部设置有水箱(403)，水泵(402)的取水端通过管道连接水箱(403)，实现循环水路，无人机测试位(203)上的载荷配重为配重水箱，配重水箱连接独立的进出水循环机构，且进出水循环机构与水箱(403)连接。

9.根据权利要求8所述的一种模拟多类中小型无人机复杂工况的多功能实验台，其特征在于：所述喷头(401)在多自由度姿态测试机构(2)的上方至少排布设置有四个。

10.根据权利要求1所述的一种模拟多类中小型无人机复杂工况的多功能实验台，其特征在于：所述封闭测试箱(1)的一侧设置有箱门(101)，箱门(101)为亚克力透明材料，用于在模拟实验时可视观察无人机的测试状态。

技术总结本发明公开了无人机实验台技术领域的一种模拟多类中小型无人机复杂工况的多功能实验台，包括封闭测试箱，所述封闭测试箱中设置有多自由度姿态测试机构，该多自由度姿态测试机构由两组圆环组成，还包括风流可视化组件，所述风流可视化组件提供风洞试验模拟场景；还包括降水模拟组件，所述降水模拟组件可模拟出不同程度降水量，本发明涉及的多功能实验台通过将无人机固定在多自由度姿态测试机构中，风流可视化组件以及降水模拟组件能够根据不同的测试需求模拟不同的飞行环境条件，可以测试出无人机起飞和加速过程中的加速度、悬停稳定性、平衡飞行能力、姿态控制性和最大俯仰角等参数。技术研发人员：王晨绪,李维毅,仲城玮,祝禧禛,朱海民受保护的技术使用者：常熟理工学院技术研发日：技术公布日：2024/6/18