多功能旋翼直升机测试实验台架的制作方法

本发明属于直升机技术领域，具体涉及一种多功能旋翼直升机测试实验台架。

背景技术：

旋翼直升机测试实验台架主要用于旋翼直升机的飞机研发测试、生产测试和改装测试中。旋翼直升机尤其是旋翼无人机在定型制造或改装前采用室内的旋翼直升机测试实验台架可对旋翼无人机等的各项飞行参数及参数的稳定性等进行测试和分析。旋翼直升机测试实验台架利用杠杆结构，可实现地面安全的无人机飞行参数测试，减少了无人机外场测试频次和成本。

无人机飞行参数中，旋翼无人机的各自由度的力矩情况的掌握是非常重要的。利用旋翼直升机测试实验台架对旋翼无人机的各自由度力矩进行测试并构建各自由度力矩模型，可监测确定旋翼无人机各自由度的运动状态、运动趋势及机体受力情况等。

专利一种多旋翼无人机测试平台(公告日2017.09.05，公告号CN206466190U)公开了一种多旋翼无人机测试平台，包括底座、主旋转架、横杆一、横杆二、端座一、端座二和测试平台，所述主旋转架与底座通过轴承连接，所述横杆一和横杆二平行，且使横杆一和横杆二正中间与主旋转架铰接，所述横杆一的一端与端座一铰接，另外一端与端座二铰接，所述横杆二的一端与端座一铰接，另外一端与端座二铰接，所述测试平台与端座一连接，所述端座一上端设有支撑杆，所述端座二上端设有砝码配重座，所述砝码配重座上端设有丝杆，所述测试平台由旋转架、旋转框和无人机固定平台组成，所述旋转架为“U”型结构。该实用新型用于实现无人机的俯仰和横滚测试。但是该实用新型无法智能测试计算各自由度力矩状态。

因此急需一种结构简单，可智能、快速简便地测试计算各自由度力矩状态的多功能旋翼直升机测试实验台架。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种多功能旋翼直升机测试实验台架，该结构可用于测试并构建旋翼直升机各自由度力矩状态模型，其结构简单，测试计算方便快捷。

本发明提供了如下的技术方案：

一种多功能旋翼直升机测试实验台架，包括底座、平衡臂、调试台、重物架和旋转支架，旋转支架与底座通过轴承相连，调试台、旋转支架和重物架依次铰接在平衡臂上，旋转支架安装在平衡臂中间位置，调试台和重物架安装在平衡臂的两端，调试台包括主轴、安装板、测试装置和调试安装座，安装板、测试装置和调试安装座依次通过主轴连接，调试安装座与平衡臂铰接，测试装置包括测试块和测试装置本体，测试块设置在测试装置的上部边缘，测试块与安装板底面相连接，测试块沿水平方向和垂直方向分别通过拉力传感器连接测试装置本体。

优选的，测试块的数量为3个，测试块呈正三角形分布，测试装置本体包括上下对称的第一面板和第二面板，测试块与第一面板处于同一水平面上，各测试块通过2个互相垂直、且以测试块与主轴之间连线对称的拉力传感器连接第一面板，各测试块通过1个竖直设置的拉力传感器连接第二面板。

优选的，还包括信号处理装置、控制器、无线传输装置和远程计算机，拉力传感器、信号处理装置和无线传输装置与控制器电连接，控制器通过无线传输装置与远程计算机电连接，控制器控制拉力传感器将监测到的拉力实时电信号传输给信号处理装置，信号处理装置对拉力实时电信号进行滤波放大和模数转换形成拉力数字信号，控制器控制无线传输装置将拉力数字信号向远程计算机传输，远程计算机基于拉力数字信号进行综合处理分析得到飞机各自由度力矩状态结果。

优选的，安装板上设有若干安装通孔，第一面板和第二面板之间通过若干竖直设置的支柱连接。

优选的，第一面板边缘设有若干开口，第二面板边缘设有若干通孔，拉力传感器一端连接测试块，拉力传感器另一端设有滚轮，滚轮铰接在开口和通孔内。

优选的，重物架包括盒体和夹板，夹板为L形，夹板有2个，夹板与平衡臂铰接，盒体设置在夹板上表面，盒体的底面和侧面与夹板相连接，夹板底部设有万向滚轮。

优选的，调试安装座包括上夹板、左夹板、右夹板和下夹板，左夹板和右夹板左右对称设立，左夹板和右夹板的上下两端通过上夹板和下夹板连接，主轴穿过上夹板且被左夹板和右夹板夹持，下夹板下方设有万向滚轮。

优选的，底座下方设有若干滚轮，底座与轴承之间设有若干加强肋板。

本发明的有益效果是：

1、本发明结构简单，安装方便。

2、本发明测试台设有三个测试点，这三点呈正三角形分布，每个测试点在正交的三个方向上均安装拉力传感器用于测量各方向变形。通过测量三个方向的位移变化可以算出每个方向上的力，通过三个点的受力汇总可以算出整个调试台上的合力和合力矩。从而根据相应的测试项目，将力和力矩分解到所要测试力矩的方向上，这样就能得到飞机上的各种力矩。测试点采用正三角形分布，以及正交三个方向上均安装拉力传感器，方便计算各拉力传感器的受力方向以及之间的影响关系，便于构建各自由度的力矩模型。

3、本发明设置信号处理装置、控制器、无线传输装置和远程计算机，可用于对拉力传感器获得的拉力实时电信号经滤波放大和模数转换形成拉力数字信号并通过远程计算机综合处理分析得到飞机各自由度力矩状态结果。

4、本发明安装板上设有若干安装通孔，方便安装无人机各组件。测试台第一面板和第二面板之间通过若干竖直设置的支柱连接，使测试台稳固耐用。

5、本发明重物架包括盒体和夹板，盒体设置在夹板上表面，夹板底部设有万向滚轮。通过盒体中放置不同重量的重物，以将调试台置于最高处，方便测试。盒体放置物品方便，万向滚轮可辅助盒体在地面进行移动运输。

6、本发明调试安装座包括上夹板、左夹板、右夹板和下夹板，主轴穿过上夹板且被左夹板和右夹板夹持，方便固定主轴。下夹板下方设有万向滚轮可辅助测试台在地面进行移动运输。

7、本发明底座与轴承之间设有若干加强肋板，以增加底座的结构的刚度，多功能旋翼直升机测试实验台架能够满足中小型旋翼无人机的使用。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明测试台结构示意图；

图3是本发明测试装置结构示意图；

图4是本发明主要功能结构连接示意图。

图中标记为：1、底座；2、平衡臂；3、调试台；31、主轴；32、安装板；33、测试装置；331、测试块；332、测试装置本体；333、拉力传感器；334、支柱；34、调试安装座；4、重物架；41、盒体；42、夹板；5、旋转支架；6、旋翼无人机；7、肋板；8、信号处理装置；9、控制器；10、无线传输装置；11、远程计算机。

具体实施方式

下面结合附图描述本发明的优选实施方式。

如图1、图2、图3所示，一种多功能旋翼直升机测试实验台架，包括底座1、平衡臂2、调试台3、重物架4和旋转支架5，旋转支架5与底座1通过轴承相连，调试台3、旋转支架5和重物架4依次铰接在平衡臂2上，旋转支架5安装在平衡臂2中间位置，调试台3和重物架4安装在平衡臂2的两端，调试台3包括主轴31、安装板32、测试装置33和调试安装座34，安装板32、测试装置33和调试安装座34依次通过主轴31连接，调试安装座34与平衡臂2铰接，测试装置33包括测试块331和测试装置本体332，测试块331设置在测试装置33的上部边缘，测试块331与安装板32底面相连接，测试块331沿水平方向和垂直方向分别通过拉力传感器333连接测试装置本体332。

具体的，安装板32上设有若干安装通孔。安装通孔可以用于安装旋翼无人机6。

具体的，测试块331的数量为3个，测试块331呈正三角形分布，测试装置本体332包括上下对称的第一面板和第二面板，测试块331与第一面板处于同一水平面上，各测试块331通过2个互相垂直、且以测试块331与主轴31之间连线对称的拉力传感器333连接第一面板，各测试块331通过1个竖直设置的拉力传感器333连接第二面板。具体的，第一面板和第二面板之间通过若干竖直设置的支柱334连接。

具体的，第一面板边缘设有若干开口，第二面板边缘设有若干通孔，拉力传感器333一端连接测试块331，拉力传感器333另一端设有滚轮，滚轮铰接在开口和通孔内。

具体的，重物架4包括盒体41和夹板42，夹板42为L形，夹板42有2个，夹板42与平衡臂2铰接，盒体41设置在夹板42上表面，盒体41的底面和侧面与夹板42相连接，夹板42底部设有万向滚轮。

具体的，调试安装座34包括上夹板、左夹板、右夹板和下夹板，左夹板和右夹板左右对称设立，左夹板和右夹板的上下两端通过上夹板和下夹板连接，主轴31穿过上夹板且被左夹板和右夹板夹持，下夹板下方设有万向滚轮。

具体的，底座1下方设有若干滚轮，底座1与轴承之间设有若干加强肋板7。

如图4所示，还包括信号处理装置8、控制器9、无线传输装置10和远程计算机11，拉力传感器333、信号处理装置8和无线传输装置10与控制器9电连接，控制器9通过无线传输装置10与远程计算机11电连接，控制器9控制拉力传感器333将监测到的拉力实时电信号传输给信号处理装置8，信号处理装置8对拉力实时电信号进行滤波放大和模数转换形成拉力数字信号，控制器9控制无线传输装置10将拉力数字信号向远程计算机11传输，远程计算机11基于拉力数字信号进行综合处理分析得到旋翼无人机6的各自由度力矩状态结果。

进行测试工作时，三个呈正三角形分布的测试点，每个测试点在正交的三个方向上均安装拉力传感器用于测量各方向变形量。力作用在拉力传感器上产生变形从而使拉力传感器内产生微弱电流变化，形成拉力实时电信号。经过信号处理装置8的滤波放大，将微弱的电流变化转化为电信号；再将电信号经过数模转换转换成拉力数字信号，再通过无线传输装置10发送到远程计算机11上，利用远程计算机11的软件进行计算综合分析得到旋翼无人机6的各自由度力矩状态结果，并构建力矩模型。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。