一種旋翼飛行器測試平臺的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種測試旋翼飛行器飛行狀態的裝置，特別涉及一種安全可靠的旋翼飛行器測試平臺，屬于旋翼飛行器測試裝置領域。
【背景技術】
[0002]旋翼飛行器是利用多個螺旋槳驅動飛行的直升機，其中尤以四旋翼飛行器最為普遍。一般意義上的旋翼飛行器多是無人機，小型旋翼飛行器能夠在遠程遙控方式下進行低空作業，具有良好的機動性和靈活性。旋翼飛行器的原型生產出來后通常要進行一系列的模擬試驗，來檢測飛行器的各種飛行參數，現有的模擬試驗通常采用在選定的空間內進行實際飛行測試，這種沒有保護措施的方式，在飛行器性能尚不確定的情況下是具有一定危險性的，表現為安全事故或飛行器損壞事故等，而且飛行器升空后也不利于測試者貼緊觀察。為了解決上述問題，業內采用了多種模擬測試平臺。
[0003]公開號是CN102180270A的專利文件公開了一種微小型旋翼飛行器實驗平臺及應用的方案，這種實驗平臺包括實驗臺底座、球關節軸承、微小型旋翼式飛行器、六維力傳感器、機載電路硬件和上位計算機，實驗臺底座固定在地面上，實驗臺底座與球關節定子間連接有六維力傳感器，飛行器通過球關節軸承與實驗臺底座連接，球關節軸承轉子與飛行器固定連接。這種實驗臺可以實現飛行器在空間中的三維運動測試，但是基于球關節連接方式，其強度受到限制，部件磨損也比較嚴重，飛行器周圍沒有任何防護措施，仍然面臨安全性問題。
[0004]公開號是CN103010483A的專利文件公開了一種兩自由度微型飛行器測試平臺，這種測試平臺包括兩個上轉臺定位頂絲、四個轉軸、下轉臺、上轉臺、兩個下轉臺定位頂絲、四個調整銅片、支柱和底座，其中四個轉軸固定在下轉臺上，從而解決了微型四軸飛行器靜態測試的問題。這種測試平臺基于其固定的結構形式，平臺的外部尺寸難以根據現場環境做適應性調整，而且同樣存在潛在的安全性問題。
[0005]公開號是CN203616587U的專利文件公開了一種帶限位保護的旋翼飛行器試驗平臺，這種試驗平臺包括底座連接盤、底座臂、支撐桿、球面軸承、十字連接架、帶桿卡件和限位套，底座連接盤連接底座臂，支撐桿固定在底座盤中心和球面軸承內圈間。這種試驗平臺與上述CN102180270A中公開的方案一樣，也存在關鍵部件連接強度和磨損嚴重以及安全性欠缺等問題。

【發明內容】

[0006]本發明旋翼飛行器測試平臺公開了新的方案，將旋翼飛行器限制在平臺支架的框體結構內，通過調節平臺支架的尺寸調整飛行試驗空間，解決了現有旋翼飛行器平臺難以準確控制試驗空間和試驗安全性欠缺的問題。
[0007]本發明旋翼飛行器測試平臺包括測試平臺支架、兩自由度旋轉支架和旋翼飛行器支座，測試平臺支架包括3個以上平臺支腿和架設在上述3個以上平臺支腿間的框體結構，框體結構包括若干框架，框架包括連接平臺支腿的橫梁連接部件121，兩自由度旋轉支架包括PITCH旋轉框架210和ROLL翻滾橫梁220，PITCH旋轉框架210是設在框體結構內的平面多邊形框架，PITCH旋轉框架210的一邊通過轉軸甲與框體結構形成鉸接，PITCH旋轉框架210的另一邊通過轉軸乙與框體結構形成鉸接，轉軸甲的軸心線與轉軸乙的軸心線重合，ROLL翻滾橫梁220的兩端架設在PITCH旋轉框架210上形成鉸接，ROLL翻滾橫梁220的中軸線與上述軸心線相交，旋翼飛行器支座固定設在ROLL翻滾橫梁220中部，旋翼飛行器固定設在旋翼飛行器支座上。
[0008]本發明旋翼飛行器測試平臺將旋翼飛行器限制在平臺支架的框體結構內，增強了試驗的安全性，通過調節平臺支架的尺寸調整飛行試驗空間，具有結構簡單可靠，組裝變形便捷，便于觀察的特點。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發明旋翼飛行器測試平臺結構示意圖。
[0010]圖2是測試平臺支架與兩自由度旋轉支架組裝結構示意圖。
[0011]圖2-1是圖2中組裝結構A-A部局部放大示意圖。
[0012]圖2-2是圖2中組裝結構B-B部局部放大示意圖。
[0013]圖3是旋翼飛行器支座結構示意圖。
[0014]圖4是升降模擬平臺結構示意圖。
[0015]圖1?4系列中，111是吸盤部件，112是自鎖螺柱，113是三角加強筋部件，121是橫梁連接部件，210是PITCH旋轉框架，220是ROLL翻滾橫梁，221是緊固塊，311是“L”形支腳，421是平臺板。
【具體實施方式】
[0016]以下結合附圖，對本發明作進一步說明。
[0017]如圖1所示，本發明旋翼飛行器測試平臺示意圖。旋翼飛行器測試平臺包括測試平臺支架、兩自由度旋轉支架和旋翼飛行器支座，兩自由度旋轉支架架設在測試平臺支架上，旋翼飛行器支座固定在兩自由度旋轉支架上。測試平臺支架包括3個以上平臺支腿和架設在上述3個以上平臺支腿間的框體結構，框體結構包括若干框架，框架包括連接平臺支腿的橫梁連接部件121。圖2示出了上述方案的優選例，即測試平臺支架包括4個平臺支腿和架設在上述4個平臺支腿間的兩層框體結構，框體結構是一個由上下2個正方形平面框架組成的立體護欄結構，但本方案并不限于上述方體結構的框體，還可以是根據平臺支腿個數限定的其他結構，例如在平臺支架包括3個平臺支腿的情況下，框體結構可以是由2個以上三角形平面框架組成的三棱柱護欄結構等。
[0018]在旋翼飛行器模擬飛行試驗中發現，飛行器的功率增大后帶動平臺支架晃動，甚至產生位移，導致平臺不穩定，影響觀察和測量。為了解決這個問題，本方案在平臺支腿與地面接觸的一端設有吸盤部件111，平臺支腿通過吸盤部件111與地面固定連接，但是多個平臺支腿的長短尺寸各有差異，導致個別吸盤部件不能與地面產生有效接觸，為了解決這個問題，本方案在吸盤部件與平臺支腿間采用可以調節長度的部件連接，具體是吸盤部件111通過自鎖螺柱112與平臺支腿連接，調節自鎖螺柱112使得上述3個以上平臺支腿的吸盤部件111與地面形成固定連接。然而長期、反復的飛行試驗在測試平臺內部產生的應力使得平臺的結構發生變形，為了進一步增強平臺支架的穩定性，提高平臺的結構強度，本方案在上述平臺支架結構基礎上采用了加強設計，即橫梁連接部件121與平臺支腿連接處設有三角加強筋部件113，三角加強筋部件113包括與橫梁連接部件121固定連接的橫梁連接部、與平臺支腿固定連接的支腿連接部和設在橫梁連接部與支腿連接部間的三角板加強筋。為了進一步加強結構的穩定性，還可以在上述加強方案的基礎上，在與同一平臺支腿連接的2個橫梁連接部件間采用上述三角加強筋部件。圖2-1示出了吸盤部件和自鎖螺柱與平臺支腿的具體連接方式，以及三角加強筋的具體布置方式，圖中平臺支腿和橫梁連接部件都采用了相同圍度尺寸的鋁合金方桿，三角加強筋部件分別設在上述部件兩兩相接處。
[0019]本方案的兩自由度旋轉支架包括PITCH旋轉框架210和ROLL翻滾橫梁220，PITCH旋轉框架210是設在框體結構內的平面多邊形框架，PITCH旋轉框架210的一邊通過轉軸甲與框體結構形成鉸接，PITCH旋轉框架210的另一邊通過轉軸乙與框體結構形成鉸接，轉軸甲的軸心線與轉軸乙的軸心線重合，ROLL翻滾橫梁220的兩端架設在PITCH旋轉框架210上形成鉸接，ROLL翻滾橫梁220的中軸線與上述軸心線相交。圖2示出了上述兩自由度旋轉支架的一種具體方案，其中PITCH旋轉框架優選是正方形平面框架，這個正方形框架的兩個對邊分別通過轉軸與其外圍的正方形平面框架(平臺支架的框體結構)兩個對邊形成鉸接，鉸接處設在對邊的中點位置，從而實現PITCH旋轉框架繞上述轉軸在平臺支架的框體結構內自轉，即實現旋翼飛行器的PITCH自由度運動，ROLL翻滾橫梁優選架設在PITCH旋轉框架另外兩對邊的中點位置上并形成鉸接，從而實現ROLL翻滾橫梁繞上述鉸接的轉軸自轉，即實現旋翼飛行器的ROLL自由度運動。旋翼飛行器支座固定設在ROLL翻滾橫梁220中部，旋翼飛行器固定設在旋翼飛行器支座上。
[0020]本方案的旋翼飛行器支座是用來連接旋翼飛行器與兩自由度旋轉支架的中間裝置，也可以作為旋翼飛行器執行實際飛行任務時的起降支腿，因此本方案的旋翼飛行器支座采用了能夠同時滿足上述兩種功能的設計方案，如圖3所示，具體是旋翼飛行器支座包括十字形支架和設在十字形支架交叉部的支座臺，十字形支架的4個自由端上各設有“L”形支腳311，旋翼飛行器固設在所述支座臺上，其中支座臺既可以用來固定旋翼飛行器，也起到了加強十字形支架結構強度的作用。“L”形支腳311通過直角折片固定搭設在上述十字形支架的自由端上，直角折片一端與“L”形支腳311長端固定連接，直角折片的另一端固定搭設在十字形支架自由端上，“L”形支腳311上還套接有若干配重塊，配重塊阻止支架翻覆，配重塊也可以起到促進旋翼飛行器平穩起落的作用，同時“L”形支腳也可以沿十字形支架自由端向外移動，從而增加飛行器支座的穩定性。基于上述十字形的支座結構，本方案設計了一種將其固定在ROLL翻滾橫梁220中部的具體實現方案，如圖2-2所示，即ROLL翻滾橫梁220中部上固設有一對平行布置的支架條座，十字形支架的4個自由端依次搭設在上