一种小型无人机气动舵面标定装置的制作方法

本实用新型涉及航空试验检测装置的领域，具体而言，涉及一种小型无人机气动舵面标定装置。

背景技术：

飞机气动舵面标定试验是无人机研发的基础工作之一。在无人机飞行性能的试验研究中，为了能给出可靠的性能试验数据，需要对无人机副翼、方向舵、升降舵等气动舵面进行角度位移标定。

传统的飞机气动舵面标定方法有以下两种：第一种是在气动舵面上安装标准的传感器进行测量，这种方法对传感器安装位置偏差和零位调整偏差敏感程度较高，传感器安装调整过程复杂；第二种是在气动舵面上安装激光信号投影装置，将气动舵面偏转角度信号投影到竖直墙面上转换成长度尺寸，测出相邻两次偏转信号长度尺寸，利用三角函数计算气动舵面偏转角度，这种方法激光信息投影装置安装精度要求较高，操作步骤繁琐，需要试验场地空间大，以上两种方法均难以满足高效率高质量的气动舵面标定、调整要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种小型无人机气动舵面标定装置，安装调试简单、校准精度高、适用于小型无人机试验现场，能够实现高效率高质量的气动舵面标定、调整要求。

为了达到上述目的，本实用新型采用的解决方案是：一种小型无人机气动舵面标定装置，包括量角刻度盘、定位装置以及用以将量角刻度盘固定于靠近气动舵面处的固定装置；量角刻度盘上设置有用以测量角度的角度刻度标记；定位装置用以将量角刻度盘的圆心定位于铰链轴的中心轴线上，铰链轴位于小型无人机的气动舵面和安定面之间；气动舵面的后缘轮廓线指向量角刻度盘的角度刻度标记。

进一步地，角度刻度标记的分度值为1°，角度刻度标记的刻度范围为-30°～+30°。

进一步地，量角刻度盘设置为圆弧状，圆弧状的量角刻度盘一端设为固定端，另一端设为自由端，后缘轮廓线指向固定端和自由端之间；固定装置一端固定于固定端，固定装置另一端固定于安定面。

进一步地，固定装置包括纵向支撑臂和横向支撑臂；纵向支撑臂固定于安定面且与安定面相交；横向支撑臂固定于纵向支撑臂背离安定面的一端且与纵向支撑臂相交；横向支撑臂远离纵向支撑臂的一端与量角刻度盘的固定端固定连接。

进一步地，纵向支撑臂与安定面的某一切面垂直分布；横向支撑臂与纵向支撑臂垂直分布。

进一步地，固定装置还包括有高度调节装置，高度调节装置用以调节横向支撑臂相对于安定面的高度。

进一步地，高度调节装置包括第一滑槽，第一滑槽设于横向支撑臂上，纵向支撑臂伸入第一滑槽内且与横向支撑臂滑动连接；高度调节装置还包括用以固定横向支撑臂与纵向支撑臂的高度限位螺钉。

进一步地，固定装置还包括有长度调节装置，长度调节装置用以调节量角刻度盘的圆心相对于纵向支撑臂的距离。

进一步地，横向支撑臂包括依次连接的第一横向支撑臂和第二横向支撑臂；第一横向支撑臂与纵向支撑臂固定连接；第二横向支撑臂位于第一横向支撑臂和量角刻度盘的固定端之间；长度调节装置包括第二滑槽，第二滑槽设于第一横向支撑臂靠近第二横向支撑臂的一端，第二横向支撑臂伸入第二滑槽内且与第一横向支撑臂滑动连接；长度调节装置还包括用以固定第一横向支撑臂与第二横向支撑臂的长度限位螺钉。

进一步地，固定装置还包括有角度调节装置，角度调节装置用以调节量角刻度盘沿量角刻度盘的圆心转动。

进一步地，角度调节装置包括弧形连接块，弧形连接块由量角刻度盘的固定端向背离量角刻度盘的自由端的方向延伸形成；弧形连接块的圆心与量角刻度盘的圆心重合；弧形连接块的半径与量角刻度盘的半径相同；弧形连接块远离固定端的一端开设有第三滑槽，横向支撑臂远离纵向支撑臂的一端伸入第三滑槽内且与弧形连接块滑动连接；角度调节装置还包括有用以固定弧形连接块与横向支撑臂的角度限位螺钉。

进一步地，第三滑槽的槽帮上开设有弧形滑道，横向支撑臂远离纵向支撑臂的一端端部设置有螺纹孔，角度限位螺钉依次穿过位于一侧的弧形滑道、螺纹孔以及位于另一侧的弧形滑道，角度限位螺钉远离角度限位螺钉的头部的一端螺纹连接有限位螺母。

进一步地，定位装置包括圆心定位杆；圆心定位杆一端与弧形连接块可拆卸连接，圆心定位杆另一端端部位于量角刻度盘的圆心处。

进一步地，量角刻度盘设为圆盘状，圆盘状的量角刻度盘固定设于气动舵面的侧面；圆盘状的量角刻度盘的圆心处固定设置有中心固定杆，中心固定杆用以固定于铰链轴的中心轴线处且与铰链轴的中心轴线重合。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型的小型无人机气动舵面标定装置，将量角刻度盘安装固定在靠近后缘轮廓线的位置，量角刻度盘的圆心位于铰链轴的中心轴线上，此时，后缘轮廓线指向量角刻度盘的某一刻度，读取初始刻度，通过飞控软件设置被测气动舵面的偏角，转动后读取最终刻度，计算初始刻度和最终刻度的差值，即可完成标定，该标定过程简单快速，能够实现高效率高质量的气动舵面标定、调整要求；

(2)本实用新型的小型无人机气动舵面标定装置采用轻量化设计，对数据读取影响小，测量精度高；

(3)本实用新型的小型无人机气动舵面标定装置可以在水平方向、高度方向和角度方向进行尺寸调整，适用性灵活，操作简单，适用于同类小型无人机所有气动舵面标定。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是实施例1的小型无人机气动舵面标定装置的结构示意图；

图2是实施例1的小型无人机气动舵面标定装置的爆炸图；

图3是实施例2的小型无人机气动舵面标定装置一视角的结构示意图；

图4是实施例2的小型无人机气动舵面标定装置的另一视角的结构示意图。

图标：

11-安定面，12-气动舵面，121-后缘轮廓线，13-铰链轴，21-安装座，22-纵向支撑臂，221-第一滑槽，222-高度限位螺钉，23-第一横向支撑臂，231-第二滑槽，232-长度限位螺钉，24-第二横向支撑臂，241-螺纹孔，25-弧形连接块，251-第三滑槽，252-弧形滑道，253-角度限位螺钉，254-限位螺母，26-量角刻度盘，261-固定端，262-自由端，263-角度刻度标记，27-圆心定位杆，31-中心固定杆，32-支撑杆。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

以下结合附图对本实用新型进行进一步的说明：

实施例1

如附图1-附图2所示：本实施例提供一种小型无人机气动舵面12标定装置，小型无人机包括安定面11以及与安定面11铰接连接的气动舵面12，安定面11与气动舵面12之间设置有铰链轴13；该气动舵面12标定装置包括量角刻度盘26、定位装置以及用以将量角刻度盘26固定于靠近气动舵面12处的固定装置；量角刻度盘26上设置有用以测量角度的角度刻度标记263；定位装置用以将量角刻度盘26的圆心定位于铰链轴13的中心轴线上；气动舵面12远离铰链轴13的一侧设置有后缘轮廓线121，后缘轮廓线121指向量角刻度盘26的角度刻度标记263。使用时，将量角刻度盘26固定安装在靠近后缘轮廓线121的位置，使量角刻度盘26的圆心处于铰链轴13的中心轴线上，此时，后缘轮廓线121指向量角刻度盘26的某一刻度，读取初始刻度，通过飞控软件设置被测气动舵面12的偏角，转动后读取最终刻度，计算初始刻度和最终刻度的差值，即可完成标定，该标定过程简单快速，能够实现高效率高质量的气动舵面12标定、调整。

本实施例中，角度刻度标记263的分度值为1°，角度刻度标记263的刻度范围为-30°～+30°。测量时，将后缘轮廓线121的初始位置对准量角刻度盘26的0刻度，这样在转动一定偏角后，角度便于读取。其中分度值的设置和刻度范围的设置可以根据实际标定精度需求以及实际舵面设定转动角度进行设定。

本实施例中，量角刻度盘26设置为圆弧状，圆弧状的量角刻度盘26一端设为固定端261，另一端设为自由端262，后缘轮廓线121指向固定端261和自由端262之间；固定装置一端固定于固定端261，固定装置另一端固定于安定面11。本实施例的量角刻度盘26设为圆弧状，标定时，将圆弧状的量角刻度盘26固定在气动舵面12远离安定面11的一端，方便后缘轮廓线121指示，另外，将量角刻度盘26设置为圆弧状，固定时，只需要将其中一端(固定端261)固定即可，本实施例通过固定装置将固定端261与安定面11之间固定，从而实现量角刻度盘26与铰链轴13的中心轴线的相对固定。

本实施例中，固定装置包括纵向支撑臂22和横向支撑臂；纵向支撑臂22固定于安定面11且与安定面11相交；横向支撑臂固定于纵向支撑臂22背离安定面11的一端且与纵向支撑臂22相交；横向支撑臂远离纵向支撑臂22的一端与量角刻度盘26的固定端261固定连接。纵向支撑臂22对横向支撑臂起到一定的支撑作用，横向支撑臂和纵向支撑臂22的共同作用，使得圆弧形的量角刻度盘26固定在气动舵面12远离安定面11的一端；并使得后缘轮廓线121位于量角刻度盘26的固定端261与自由端262之间，能够使得量角刻度盘26的圆心处于铰链轴13的中心轴线上，从而能够使得气动舵面12相对于安定面11转动的偏角能够通过后缘轮廓线121在量角刻度盘26上的指示刻度的变化表示出来。

本实施例中，纵向支撑臂22与安定面11的某一切面垂直分布；横向支撑臂与纵向支撑臂22垂直分布。这种设置，可以使得纵向支撑臂22对横向支撑臂的支撑更稳定，使得量角刻度盘26的固定更稳定。

本实施例中，固定装置还包括有高度调节装置，高度调节装置用以调节横向支撑臂相对于安定面11的高度。通过高度调节装置调节横向支撑臂相对于安定面11的高度，使得针对不同偏角的气动舵面12时，量角刻度盘26均能够相对于后缘轮廓线121调整至合适位置，使得初始位置时，后缘轮廓线121均能对准量角刻度盘26的0刻度而便于标定，提高了该装置的适用性。本实施例的高度调节装置可以通过滑动方式调节，也可以通过丝杆螺母的结构形式实现。

本实施例中，高度调节装置包括第一滑槽221，第一滑槽221设于横向支撑臂上，纵向支撑臂22伸入第一滑槽221内且与横向支撑臂滑动连接；高度调节装置还包括用以固定横向支撑臂与纵向支撑臂22的高度限位螺钉222。安装时，只需要取下高度限位螺钉222，使得纵向支撑臂22沿第一滑槽221滑动，从而使得横向支撑臂沿纵向支撑臂22的长度方向滑动，使得横向支撑臂相对于安定面11的高度发生变化，调整至合适高度时，只需要将高度限位螺钉222从第一滑槽221的槽帮上的螺孔伸入，顶紧在纵向支撑臂22上，即可将此时的横向支撑臂和纵向支撑臂22的相对位置固定。

本实施例中，固定装置还包括有长度调节装置，长度调节装置用以调节量角刻度盘26的圆心相对于纵向支撑臂22的距离。通过长度调节装置调节量角刻度盘26相对于纵向支撑臂22的距离，使得针对不同长度的气动舵面12，纵向支撑臂22安装于安定面11的不同位置时，量角刻度盘26均能够相对于后缘轮廓线121调整至合适位置。

本实施例中，横向支撑臂包括依次连接的第一横向支撑臂23和第二横向支撑臂24；第一横向支撑臂23与纵向支撑臂22固定连接；第二横向支撑臂24位于第一横向支撑臂23和量角刻度盘26的固定端261之间；长度调节装置包括第二滑槽231，第二滑槽231设于第一横向支撑臂23靠近第二横向支撑臂24的一端，第二横向支撑臂24伸入第二滑槽231内且与第一横向支撑臂23滑动连接；长度调节装置还包括用以固定第一横向支撑臂23与第二横向支撑臂24的长度限位螺钉232。安装时，只需将第一横向支撑臂23沿第二滑槽231滑动，即可调整量角刻度盘26相对于纵向支撑臂22的距离，当位置调整合适后，只需要将长度限位螺钉232穿过第二滑槽231的槽帮上的螺孔后顶紧在第一横向支撑臂23上，即可将二者的相对位置固定。

本实施例中，固定装置还包括有角度调节装置，角度调节装置用以调节量角刻度盘26沿量角刻度盘26的圆心转动。角度调节装置可以使得圆弧形的量角刻度盘26在圆周方向上的位置合适，使得后缘轮廓线121在初始位置时始终指向量角刻度盘26的中心刻度处(即0刻度处)，便于数据读取，减少计算过程。

本实施例中，角度调节装置包括弧形连接块25，弧形连接块25由量角刻度盘26的固定端261向背离量角刻度盘26的自由端262的方向延伸形成；弧形连接块25与量角刻度盘26二者的圆心重合、半径相同；弧形连接块25远离固定端261的一端开设有第三滑槽251，横向支撑臂远离纵向支撑臂22的一端伸入第三滑槽251内且与弧形连接块25滑动连接；角度调节装置还包括有用以固定弧形连接块25与横向支撑臂的角度限位螺钉253。安装时，可以通过第三滑槽251与横向支撑臂之间的相对滑动，调节量角刻度盘26的位置，调整量角刻度盘26至合适位置后，通过角度限位螺钉253将弧形连接块25与横向支撑臂之间位置固定。

本实施例中，第三滑槽251的槽帮上开设有弧形滑道252，横向支撑臂远离纵向支撑臂22的一端端部设置有螺纹孔241，角度限位螺钉253依次穿过位于一侧的弧形滑道252、螺纹孔241以及位于另一侧的弧形滑道252，角度限位螺钉253远离角度限位螺钉253的头部的一端螺纹连接有限位螺母254。本实施例中，与第三滑槽251滑动连接的是第一横向支撑臂23，螺纹孔241设置在第一横向支撑臂23远离第二横向支撑臂24的一端，将第一横向支撑臂23与第三滑槽251的位置确定后，将角度限位螺钉253依次穿过弧形滑道252和螺纹孔241，并在角度限位螺钉253远离其头部的一端拧上限位螺母254，从而将弧形连接块25与第一横向支撑臂23之间固定。

本实施例中，定位装置包括圆心定位杆27；圆心定位杆27一端与弧形连接块25可拆卸连接，圆心定位杆27另一端端部位于量角刻度盘26的圆心处。

安装时，只需要使得圆心定位杆27远离弧形连接块25的一端端部到达铰链轴13的中心轴线处即可，此时，气动舵面12的偏转角度即可通过量角刻度盘26读出。具体的，圆心定位杆27与弧形连接块25螺纹连接。定位完成后，取下圆心定位杆27，使其不影响气动舵面12的转动。

本实施例中，纵向支撑臂22远离第二横向支撑臂24的一端设置有安装座21，通过安装座21将纵向支撑臂22安装在安定面11上。

本实施例的小型无人机气动舵面12标定装置的具体使用方法包括如下步骤：

(1)将被测气动舵面12恢复至0度；

(2)将安装座21固定安装于安定面11，使得纵向支撑臂22垂直于安定面11的某一切面，安装座21与安定面11之间可以采用螺纹连接的方式，也可采用粘接的方式；

(3)松开高度限位螺钉222和长度限位螺钉232，调节装置高度和长度尺寸，使装置尺寸适合于被测气动舵面12，气动舵面12的后缘轮廓线121接近于量角刻度盘26的角度测量标记，且使圆心定位杆27远离弧形连接块25的一端的端点在铰链轴13的中心轴线上，然后拧紧长度限位螺钉232和高度限位螺钉222；

(4)拆卸下圆心定位杆27。

(5)松开限位螺母254，调整量角刻度盘26，使被测气动舵面12的后缘轮廓线121指向量角刻度盘26的0度标记，然后拧紧限位螺母254；

(6)通过飞控软件设置被测气动舵面12的偏角，读取被测气动舵面12的后缘轮廓线121指向的刻度标记，从而完成气动舵面12的快速标定。

实施例2

如附图3-附图4所示：本实施例的量角刻度盘26设为圆盘状，圆盘状的量角刻度盘26固定设于气动舵面12的侧面；圆盘状的量角刻度盘26的圆心处固定设置有中心固定杆31，中心固定杆31固定于铰链轴13的中心轴线且与铰链轴13的中心轴线重合。本实施例中，量角刻度盘26与中心固定杆31之间设置有用以固定量角刻度盘26和中心固定杆31的支撑杆32。测量时，将中心固定杆31与铰链轴13的中心轴线固定连接，后缘轮廓线121指向量角刻度盘26上的角度刻度标记263，操作气动舵面12沿铰链轴13转动，即可使得后缘轮廓线121沿量角刻度盘26转动，从而进行标定。

本实施例的中心固定杆31与铰链轴13的具体固定方式可以是螺纹连接，轴与套筒套接等方式。

综上，本实施例的小型无人机气动舵面12标定装置与传统飞机气动舵面12标定方法相比，结构简单、尺寸较小、安装适用性强、调节便捷、测量精度高、数据采集快。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。