[發(fā)明專利]一種旋翼類無人機地面測試系統(tǒng)

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• 申請日: 2021-02-27
• 公開（公告）號: CN112835344A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張玘;魯純;周翔;于永志;熊永超;晏正超;張正軍;劉文龍;李俊杰;陶昶華;羅大鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 長沙神弓信息科技有限公司
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

旋翼類無人機包含動力系統(tǒng)模塊、電池模塊、飛控系統(tǒng)模塊和任務(wù)載荷模塊。為了驗證旋翼類無人機的各項功能和性能是否滿足設(shè)計要求，在試飛前需要對旋翼類無人機的各模塊和整機分別進行地面測試。本發(fā)明提供一種旋翼類無人機地面測試系統(tǒng)，在硬件層面包括共軸雙槳動力測試臺、飛行模擬測試臺、多自由度姿態(tài)測試臺、橫向風(fēng)扭矩測試臺、瞄準模塊測試臺、模擬風(fēng)場測試臺。該地面測試系統(tǒng)在軟件層面采用統(tǒng)一入口，通過軟件主界面調(diào)用各個軟件子測試模塊程序和監(jiān)控軟件子模塊程序的運行狀態(tài)，各軟件子模塊分別對各測試臺數(shù)據(jù)進行采集和分析。本地面測試系統(tǒng)實用性強，操作簡單，能有效支撐和加快無人機的開發(fā)過程。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無人機測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種旋翼類無人機地面測試系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著無人機技術(shù)的不斷進步，其性能越來越好，實現(xiàn)的功能日益豐富，在農(nóng)業(yè)、物流、電力、公共安全等方面起到了重要作用。然而，隨著越來越多的無人機上市，無人機的質(zhì)量參差不齊，操作、監(jiān)管不規(guī)范，存在著不少安全隱患。與此同時， 無人機的研制成本也越來越高， 在面對復(fù)雜的自然環(huán)境時,付出了極大的代價。無人機系統(tǒng)各機載設(shè)備的安全性、可靠性越來越多地引起人們的關(guān)注，構(gòu)建一套全面的無人機測試系統(tǒng)已迫在眉睫。

旋翼類無人機包含動力系統(tǒng)模塊、電池模塊、飛控系統(tǒng)模塊和任務(wù)載荷模塊。為了驗證旋翼類無人機的各項功能和性能是否滿足設(shè)計要求，在試飛前需對旋翼類無人機的各模塊和整機分別進行地面測試。目前國內(nèi)外僅有少量針對單一模塊的測試臺，還沒有針對旋翼類無人機各模塊和整機都能進行測試的地面測試系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種旋翼類無人機地面測試系統(tǒng)，解決旋翼類無人機各模塊和整機的全套地面測試問題，對旋翼類無人機的各項功能和性能進行有效的檢測和評估。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：提供一種旋翼類無人機地面測試系統(tǒng)，在硬件層面包括共軸雙槳動力測試臺、飛行模擬測試臺、多自由度姿態(tài)測試臺、橫向風(fēng)扭矩測試臺、瞄準模塊測試臺、模擬風(fēng)場測試臺；在軟件層面采用統(tǒng)一入口，通過軟件主界面調(diào)用各個軟件子測試模塊程序和監(jiān)控軟件子模塊程序的運行狀態(tài)，各軟件子模塊分別對各測試臺數(shù)據(jù)進行采集和分析。

進一步的，共軸雙槳動力測試臺和飛行模擬測試臺用于對旋翼類無人機的動力系統(tǒng)進行測試。其中，共軸雙槳動力測試臺通過測得等效懸停狀態(tài)下的無人機動力系統(tǒng)電壓、電流，電機功率、KV值，槳葉螺距、槳葉直徑、槳葉迎角、槳盤直徑，雙槳間距，單雙槳構(gòu)型等不同參數(shù)影響下系統(tǒng)力效的輸出曲線，從而確定無人機的動力系統(tǒng)參數(shù)；根據(jù)測試結(jié)果選擇適宜的動力組件進行最優(yōu)組合來滿足無人機設(shè)計的飛行要求。飛行模擬測試臺模擬無人機爬升、降落或懸停過程中的動力變化，利用杠桿原理通過力傳感器實時測量并采集，同時通過電壓采集模塊和電流采集模塊實時采集對應(yīng)條件下的電池輸出功率數(shù)據(jù)，通過分析以上定量數(shù)據(jù)對無人機的動力系統(tǒng)性能進行有效測試和評估。

進一步的，飛行模擬測試臺用于對旋翼類無人機的電池模塊續(xù)航能力進行測試。

進一步的，多自由度姿態(tài)測試臺和橫向風(fēng)扭矩測試臺用于對旋翼類無人機的飛控系統(tǒng)進行測試。其中，多自由度姿態(tài)測試臺用于待測無人機在飛控程序控制下在轉(zhuǎn)臺上繞三自由度轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動角度通過三個軸體上的編碼器模塊進行數(shù)據(jù)采集和記錄；為測試飛控程序指令傳達到無人機機體接收并最終做出相應(yīng)動作響應(yīng)的實時性與準確性提供了一個可靠的測試手段；通過記錄和分析無人機在測試臺上實際運動的姿態(tài)角數(shù)據(jù)，對無人機的整體飛控系統(tǒng)性能進行有效測試和評估。橫向風(fēng)扭矩測試臺能夠檢測出不同轉(zhuǎn)速下，不同橫向風(fēng)作用在無人機槳葉上的干擾力，根據(jù)已知干擾力就能通過飛控來調(diào)整槳葉水平角度來克服干擾力，保持飛機飛行穩(wěn)定。

進一步的，瞄準模塊測試臺用于對旋翼類無人機的任務(wù)載荷模塊進行測試。瞄準模塊測試臺通過上位機偵聽飛控與瞄準模塊之間的通訊來模擬飛控控制各軸電機模擬無人機的運動，模擬無人機搭載瞄準模塊對地面目標的識別、跟蹤、瞄準。