一种四旋翼测试调节支架的制作方法

本发明涉及一种四旋翼测试调节支架，尤其是能在四旋翼控制参数不够优良时提供稳定的调试支架以及辅助调试，属于飞行器制造技术领域。

背景技术：

目前，随着微控制器技术的巨大突破，新型材料、微机电系统、惯导技术的发展及飞行控制理论的不断完善，四旋翼飞行器渐渐走入了人们的生活中。各大高校、企业投入了很多人力物力对四旋翼飞行器进行了深入的研究和开发，但对进行四旋翼开发的辅助工具的研究开发却很少。大部分企业、学校进行四旋翼开发时仍旧采用需要使用时再搭设支架进行设计、制造的方式，这样的做法造成了巨大的人、物力的浪费，工作效率难以提高，对设备运行状态的评判标准模糊。并且由于四旋翼飞行器运行时旋翼高速转动，若没有安全稳定的调试支架，极易发生安全事故，室外测试时，由于不能利用现有的调试设备在安全的环境中进行模拟飞行测试，由于控制参数不好导致的坠机事故很常见，对机上设备造成了严重的损坏，航模用锂电池寿命有限，繁琐的调试过程消耗了航模电池的寿命。

技术实现要素：

为了解决四旋翼调试过程中缺乏稳定的支架支撑，以及由此带来的参数调整困难、人机安全得不到保证，四旋翼运行状况难以评判，航模电视寿命损耗的问题，特别设计了此四旋翼测试调节支架。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案：

一种四旋翼测试调节支架，包括四旋翼测试调节支架主控板1、电源2、主控板电源安装支座3、底座4、角铝5、竖直支架6、横梁7、止推轴承8、轴9、光电测速传感器10、测速支架11、螺母12、垫圈13、拉力传感器14、直杆球头关节轴承15和上位机；

其中，底座4、竖直支架6和横梁7组成四旋翼测试调节支架的基础支撑架；两个竖直支架6通过角铝5对应垂直固定在两个底座4上，横梁7固定在两个竖直支架6上；主控板电源安装支座3固定在两个底座4上；轴9的一端通过止推轴承8固定在横梁7上，另一端安装直杆球头关节轴承15；拉力传感器14安装在直杆球头关节轴承15上，拉力传感器14通过螺母12和垫圈13配合固接测速支架11；测速支架11为四分支支架，在各分支支架端部安装有光电测速传感器10，测速支架11上打有和四旋翼机架上的固定孔对应的孔，以便将四旋翼飞行器固定在测速支架11上；止推轴承8和直杆球头关节轴承15使四旋翼飞行器绕轴9做正负15°范围内的俯仰、正负15°范围内的横滚、360°范围内的偏航运动，从而限制四旋翼飞行器的运动；

电源2和四旋翼测试调节支架主控板1安装在主控板电源安装支座3上，四旋翼测试调节支架主控板1是基于stm32f103zet6微处理器的拉力及转速检测主控板；电源2为12v-15a开关电源，电源2的一路输出直接向四旋翼飞行器供电；电源2的另一路输出上连接一个lm2596降压模块，所述lm2596降压模块将12v电源降压为5v后，连接到四旋翼测试调节支架主控板1供电端口上，四旋翼测试调节支架主控板1供电端口向四旋翼测试调节支架主控板1、光电测速传感器10、拉力传感器14供电；在四旋翼测试调节支架主控板1上的asm1117-3.3v降压芯片将来自四旋翼测试调节支架主控板1供电端口的5v电压降压为3.3v，向stm32f103zet6微处理器以及四旋翼测试调节支架主控板1上的蓝牙串口供电；

上位机基于stm32f103c8t6微处理器的主控板实现数据的调控和处理，其独立固定在四旋翼测试调节支架上；上位机主要由亚克力外壳、基于stm32f103c8t6微处理器的主控板、2.8寸tft触摸屏、蓝牙串口、电容开关和电池组成；电池电压为7.4v，上位机主控板上的lm2596芯片将电源的7.4v电压转换为3.3v向stm32f103c8t6微处理器供电，并向电容开关、上位机的蓝牙串口和2.8寸tft触摸屏供电；stm32f103c8t6微处理器与上位机的蓝牙串口之间用uart串口进行通讯，stm32f103c8t6微处理器与2.8寸tft触摸屏利用spi通讯协议进行数据传输；

将四旋翼飞行器固定在四旋翼测试调节支架上后，拉力传感器14和光电测速传感器10测得的数据经四旋翼测试调节支架主控板1处理后通过安装在四旋翼测试调节支架主控板上的蓝牙串口将数据传送给上位机上的蓝牙串口；上位机处理接收到的数据后并显示。

本发明的有益效果：本发明的四旋翼测试调节支架为四旋翼飞行器的调试提供稳定的支撑，将四旋翼飞行器的运动范围进行限制，保障人机安全，精准测量四旋翼飞行器当前的运行状态，为参数调整提供准确的参照，加快参数调整速度，提高工作效率；综合性的调试支架减小了各公司和科研单位重复搭设调节各类各类按参数的专用支架的人力物力浪费；用电源向四旋翼飞行器直接供电，减小了调试过程对锂电池的损耗。

附图说明

图1是四旋翼测试调节支架的正等轴侧图。

图2是四旋翼测试调节支架的正视图。

图3是上位机的电路连接图。

图4是四旋翼测试调节支架的电路连接图。

图5是12v-15a电源示意图。

图中：1四旋翼测试调节支架主控板；2电源；3主控板电源安装支座；4底座；5角铝；6竖直支架；7横梁；8止推轴承；9轴；10光电测速传感器；11测速支架；12螺母；13垫圈；14拉力传感器；15直杆球头关节轴承。

具体实施方式

以下结合技术方案和附图详细说明本发明的具体实施方式。

一种四旋翼测试调节支架，包括四旋翼测试调节支架主控板1、电源2、主控板电源安装支座3、底座4、角铝5、竖直支架6、横梁7、止推轴承8、轴9、光电测速传感器10、测速支架11、螺母12、垫圈13、拉力传感器14、直杆球头关节轴承15和上位机；

其中，底座4由两根相距280mm的长为600mm的工业铝平行搭成；竖直支架6由垂直安装在底座中部的两根长为300mm的工业铝组成；横梁7为一根固定在竖直支架6上的长为400mm的工业铝；底座4、竖直支架6和横梁7组成四旋翼测试调节支架的基础支撑架；两个竖直支架6通过角铝5对应垂直固定在两个底座4上，横梁7固定在两个竖直支架6上；主控板电源安装支座3固定在两个底座4上；轴9的一端通过止推轴承8固定在横梁7上，另一端安装直杆球头关节轴承15；拉力传感器14安装在直杆球头关节轴承15上，拉力传感器14通过螺母12和垫圈13配合固接测速支架11；测速支架11为四分支支架，在各分支支架端部安装有光电测速传感器10，测速支架11上打有和四旋翼机架上的固定孔对应的孔，以便将四旋翼飞行器固定在测速支架11上；止推轴承8和直杆球头关节轴承15使四旋翼飞行器绕轴9做正负15°范围内的俯仰、正负15°范围内的横滚、360°范围内的偏航运动，从而限制四旋翼飞行器的运动；

拉力传感器14利用电阻应变式传感器在发生形变时的阻值变化来测出当前施加在传感器上的拉力；光电测速传感器10由光电管和比较器构成，四旋翼飞行器固定在测速支架上时，光电测速传感器10位于四旋翼飞行器的桨叶下方，当桨叶转至光电测速传感器10上方时，桨叶将反射传感器发出的红外线，光电管将接收到这根信号，比较器根据信号的强度以及设定的阈值之间的关系判断出桨叶是否经过stm32f103zet6微处理器，统计100ms内桨叶经过的次数来测量出当前转速；

电源2和四旋翼测试调节支架主控板1安装在主控板电源安装支座3上，四旋翼测试调节支架主控板1是基于stm32f103zet6微处理器的拉力及转速检测主控板；电源2的一路输出直接向四旋翼飞行器供电；电源2的另一路输出上连接一个lm2596降压模块，所述lm2596降压模块将12v电源降压为5v后，连接到四旋翼测试调节支架主控板1供电端口上，四旋翼测试调节支架主控板1供电端口向四旋翼测试调节支架主控板1、光电测速传感器10、拉力传感器14供电；在四旋翼测试调节支架主控板1上的asm1117-3.3v降压芯片将来自四旋翼测试调节支架主控板1供电端口的5v电压降压为3.3v，向stm32f103zet6微处理器以及四旋翼测试调节支架主控板1上的蓝牙串口供电；

上位机基于stm32f103c8t6微处理器的主控板实现数据的调控和处理，其独立固定在四旋翼测试调节支架上；上位机主要由亚克力外壳、基于stm32f103c8t6微处理器的主控板、2.8寸tft触摸屏、蓝牙串口、电容开关和电池组成；电池电压为7.4v，上位机主控板上的lm2596芯片将电源的7.4v电压转换为3.3v向stm32f103c8t6微处理器供电，并向电容开关、上位机的蓝牙串口和2.8寸tft触摸屏供电；stm32f103c8t6微处理器与上位机的蓝牙串口之间用uart串口进行通讯，stm32f103c8t6微处理器与2.8寸tft触摸屏利用spi通讯协议进行数据传输；

将四旋翼飞行器固定在四旋翼测试调节支架上后，拉力传感器14和光电测速传感器10测得的数据经四旋翼测试调节支架主控板1处理后通过四旋翼测试调节支架主控板1上的蓝牙串口传送给上位机的蓝牙串口；上位机处理接收到的数据后，将数据解码并且传送给stm32f103c8t6微处理器，stm32f103c8t6微处理器将数据显示在2.8寸tft触摸屏上。