[發明專利]一種無人機輪胎側偏剛度在線測量裝置

有效

• 申請號: 201410035963.5
• 申請日: 2014-01-26
• 公開（公告）號: CN103728152A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 范國梁;袁如意;常紅星;易建強
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00;G06F19/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

1.一種無人機輪胎側偏剛度測量裝置，其包括：前輪、前輪轉向機構、左主輪、后主輪、裝置骨架、側偏剛度傳感計算單元、發動機和槳單元、前輪操縱舵機、配重；

其中，裝置骨架呈丁字形，由縱梁和橫梁組成；縱梁的一端通過前輪轉向機構與前輪連接，縱梁的另一端與橫梁的中部連接；橫梁的一端與左主輪連接，另一端與右主輪連接；

發動機和槳單元安裝于裝置骨架上，用于驅動無人機輪胎側偏剛度測量裝置運動；配重的位置和質量可調節，使得無人機輪胎側偏剛度測量裝置的重心與實際無人機的重心位置一致；側偏剛度傳感計算單元通過不同的傳感器測量獲得無人機輪胎側偏剛度測量裝置的運動傳感數據，并根據所述運動傳感數據計算得到輪胎側偏剛度；側偏剛度傳感計算單元還根據地面遙控指令或根據所述側偏剛度通過糾偏獲得的自動駕駛指令向前輪操縱舵機輸出控制指令；操縱前輪操縱舵機，用于根據側偏剛度傳感計算單元的控制指令操縱前輪轉向機構使得前輪進行轉動。

2.如權利要求1所述的裝置，其中，所述前輪轉向機構包括筒形管、壓力傳感器、前輪轉向角傳感器、輪叉、支耳、輪叉軸、滾動軸承；其中，筒形管的一端與縱梁的前端連接，另一端與壓力傳感器連接，筒形管豎直放置，壓力傳感器位于其下部；前輪轉向角傳感器位于壓力傳感器的下部，與壓力傳感器固連；前輪位于輪叉的叉形結構兩端輪軸上，輪叉軸位于輪叉上部，其頂端與滾動軸承的轉子部分連接；滾動軸承的定子部分與前輪轉向角傳感器連接；支耳位于輪叉軸和輪叉的連接點處，并橫向向外延伸，其延伸部分與前輪操縱舵機連接。

3.如權利要求2所述的裝置，其中，所述前輪轉向角傳感器由定子部分和轉子部分組成；前輪轉向角傳感器的定子部分呈中空結構，其內部呈圓柱型空腔，滾動軸承的定子部分位于圓柱型空腔內部，并且與圓柱型空腔形成緊配合安裝。

4.如權利要求1所述的裝置，其還包括遙控接收機和數傳電臺，其中所述遙控接收機接收地面遙控指令，并將其輸出至側偏剛度傳感計算單元；數傳電臺用于輸出側偏剛度傳感計算單元計算得到的輪胎側偏剛度和／或無人機輪胎側偏剛度測量裝置的狀態信息。

5.如權利要求4所述的裝置，其中，側偏剛度傳感計算單元包括DSP、RAM、FLASH、電源、慣性測量單元、第一RS232口、第二RS232口157、AD端口、，PWM?IN口、PWM?OUT口；其中，

側偏剛度傳感計算單元通過第一RS232口與前輪轉向角傳感器連接，以接收前輪轉向偏轉角；通過第二RS232口與數傳電臺，以接收地面控制站的控制指令，并返回測試數據和無人機輪胎側偏剛度測量裝置1的狀態信息；通過AD端口，與壓力傳感器連接，以獲取前輪地面支反力；通過PWM?IN口與遙控接收機，以接收遙控控制指令信號；通過PWM?OUT口與前輪操縱舵機連接，以驅動前輪；慣性測量單元用于獲取無人機輪胎側偏剛度測量裝置的3軸加速度、3軸磁場強度、3軸角速率、3軸歐拉角、3軸速度矢量。

6.如權利要求4所述的裝置，其中，無人機輪胎側偏剛度測量裝置具有遙控狀態和自動駕駛兩種狀態，遙控狀態下所述側偏剛度傳感計算單元從遙控接收機獲取遙控指令并將其轉化成控制指令輸出至前輪操縱舵機；自動駕駛狀態下所述側偏剛度傳感計算單元根據計算得到的側偏剛度得到糾偏控制指令輸出至前輪操縱舵機。