一种适用于农用无人机抗风性能测试的平台的制作方法

本实用新型属于农业航空技术领域，具体涉及一种农用无人机抗风性能测试平台。

背景技术：

近年来，无人机以其安全、小巧、轻便、高效等优点被广泛应用于军事、科研、民用等领域，在众多领域均有其广阔的市场空间和应用前景，尤其在危险、恶劣环境中的应用更显示其应用价值。在农业领域，喷洒农药的作业环境较为恶劣，甚至操作不慎还有造成工作人员中毒的风险。而使用农用无人机进行喷洒农业的作业，能克服以上缺点，且操作方便、效率高。农用无人机替代传统背负式喷雾器进行植保作业是农业机械化的一大飞跃性进步。

农用无人机进行植保作业时，由旋翼下方产生的风场将药液施加在农作物上，达到快速施药的效果。农用无人机飞行过程中受到自然界风场的作用，对其飞行速度、姿态必将产生一定影响，从而直接影响农用无人机施药的精准度。因此，进行农用无人机抗风性能测试为精准施药提供了有效手段及有利条件。为进行农用无人机抗风性能测试，需要模拟各种风场，从而在模拟风场内进行各种抗风性能测试。目前，尚无此种抗风性能测试平台。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种能在抗风性能测试中模拟多种风场的适用于农用无人机抗风性能测试的平台。

一种适用于农用无人机抗风性能测试的平台，包括风机阵列、支撑架、整流板，风机阵列安装于支撑架上，风机阵列为呈M×N矩阵排列的若干风机，用于对风机吹出的风进行整流的整流板安装于支撑架的前侧，风机阵列通过启动不同位置的风机产生不同的风场。其中，M为矩阵的行数，N为矩阵的列数。采用此结构，通过启动风机阵列中不同的风机从而模拟出不同的风场，满足抗风性能测试中多种风场的需求。

优选的，整流板通过固定件安装于支撑架上，整流板绕固定件旋转。采用此结构，能通过调整整流板，从而实现调整风机气流方向，形成多层次的风场，满足测试需求。

优选的，整流板为弧形导板。采用此结构，弧形导板具有一定的弧度，风机气流流经弧形导板后，整流效果更好。

优选的，风机包括风机壳、叶轮、电机、电机支架和风机罩，叶轮为四叶片的前向式叶轮，电机通过电机支架安装于风机壳内，风机罩安装于风机壳的后端，和电机的前端相连的叶轮安装于风机壳的前端。采用此结构，风机置于风机壳内并在风机壳一端用风机罩封住，从而形成对电机的保护层；同时前向式叶轮的导风量更大，可以形成更大的风场。

优选的，电机为调速电机，改变电机转速以改变风机阵列的出风量，风机阵列的出风量范围为0～25m³/min。采用此结构，能通过改变电机转速从而改变风机阵列的出风量，实现不同大小的风场，能实时模拟田间作业的自然风速。

优选的，支撑架包括立架和平衡架，风机阵列安装在立架的上部，用于平衡风机阵列的重量、平衡支撑架整体的平衡架安装于立架的后侧。采用此结构，能通过平衡架平衡支撑架整体，使得本测试平台在工作过程中工作更稳定。

优选的，支撑架还包括侧支撑杆，若干侧支撑杆平行安装，侧支撑杆一端安装于立架，侧支撑杆另一端安装于平衡架；安装后侧支撑杆和支撑杆在立架、的支撑面、平衡架的支撑面上的投影形成三角形三角稳定结构。采用此结构，在立架和平衡架之间安装侧支撑杆，侧支撑杆和立架、平衡架之间形成稳定三角结构，支撑架更稳定，因此安装后的风机阵列在工作过程中晃动少、工作稳定，产生较为稳定的风场。

优选的，支撑架采用铝合金材质制成。采用此结构，铝合金材质较好，能满足使用要求；且质量较轻，方便本测试平台的移动。

优选的，还包括脚轮和锁紧夹，脚轮安装于支撑架的底部，用于控制脚轮运动或止刹的锁紧夹安装于脚轮上。采用此结构，安装脚轮方便移动本测试平台，同时脚轮上的锁紧夹能方便锁紧或松动脚轮，从而满足本测试平台的移动或固定。

优选的，风机阵列为呈M＝3和N＝3的矩形阵列分布排列的九个风机。采用此结构，九个风机能产生多种风场，同时九个风机数量较少，节约成本。

本实用新型的优点：

1、采用由若干风机呈矩形阵列排布的风机阵列，因此能通过启动风机阵列的不同数量和位置的风机，从而形成多种不同的风场，满足农用无人机的抗风性能测试中所需求的多种风场。

2、在风机阵列中的每个风机之前安装有整流板，整流板通过固定件安装在风机的前侧，转动整流板使得整流板的导向方向变动，从而可以调节风机气流的整流、导向方向，形成多层次的风场，更真实地模拟自然风场；同时整流板为弧形导板，弧形导板能对风机气流进行更好的整流。

3、电机内置于风机壳内，并在风机壳的一端将风机壳封住，实现对电机的保护；同时风机的叶轮采用前向式叶轮，因此导风量更大，在产生风场时更稳定。

4、支撑架采用立柱和平衡架并列安装，通过平衡架来实现对安装风机阵列后的立架的平衡，并在立柱和平衡架之间使用侧支撑杆支撑，使得侧支撑杆和立柱、平衡架形成三角稳定结构，因此支撑架牢固、稳定、可靠，对风机阵列的支撑和平衡作用效果好，使得形成的风场均匀、稳定。

附图说明

图1为抗风性能测试平台的结构示意图。

图2为支撑架的结构示意图。

图3为风机的结构示意图。

图4为整流板的结构示意图。

图5为风机阵列的结构示意图。

其中，1为支撑架，2为风机，3为整流板，4为脚轮，21为立架，22平衡架，23为侧支撑杆，31为风机壳，32为叶轮，33为电机，34为电机支架，35为风机罩，41为固定件。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的具体说明。

一种适用于农用无人机抗风性能测试的平台，包括风机阵列、支撑架、整流板，风机阵列安装于支撑架上，风机阵列为呈M×N矩阵排列的若干风机，用于对风机吹出的风进行整流的整流板安装于支撑架的前侧，风机阵列通过启动不同位置的风机产生不同的风场。

在本实施例中，支撑架包括侧支撑杆、立架和平衡架。侧支撑杆、立架和平衡架采用铝合金材质制成，由于铝合金具有较好的强度，且重量较轻，因而方便本测试平台移动；但根据实际情况也可以采用其他强度好的材料制成。立架和平衡架并列置于地面上，平衡架置于立架的后侧，立架较平衡架高，平衡架用于平衡风机阵列的重量、平衡支撑架整体。风机阵列安装在用于支撑和固定风机阵列的立架的上部。立架和平衡架的底部安装有脚轮，脚轮上安装有锁紧夹；需要固定支撑架时，按下锁紧夹，本测试平台固定在某一位置；需要移动支撑架时，松动锁紧夹，本测试平台可沿任意位置移动。侧支撑杆有数根，侧支撑杆平行安装于立架和平衡架上。更具体地说，侧支撑杆一端安装于立架上，侧支撑杆另一端安装于平衡架上；从而平行的侧支撑杆形成的平面和立架、平衡架的两面构成三棱柱，也即安装后侧支撑杆和支撑杆在立架的支撑面、平衡架的支撑面上的投影形成三角形。三角稳定结构，使得本测试平台的支撑架更稳定，从而使得安装于支撑架上的风机阵列在工作时更稳定。

在本实施例中，风机阵列包括九个风机，九个风机呈M＝3和N＝3的矩形阵列分布排列。实际使用中，已经能通过九个风机模拟测试多种风场，九个风机数量较少，能节约成本。本实施例中，按照从上至下和从左至右的顺序将九个风机依次编号为①②③④⑤⑥⑦⑧⑨；其中，第一排，即最上一排，由左至右为①②③；第二排，即中间一排，由左至右为④⑤⑥；第三排，即最下一排，由左至右为⑦⑧⑨。

使用本测试平台时，启动位置和数量不同的风机从而模拟出不同的风场。风机全开时，为全范围风场；①②③④⑤⑥或①②③风机开启时为上部风场；④⑤⑥⑦⑧⑨或⑦⑧⑨风机开启时为下部风场；①④⑦或①④⑦②⑤⑧风机开启时为左侧风场；③⑥⑨②⑤⑧或③⑥⑨风机开启时为右侧风场。并可以通过调整整流板的方向来调整风机气流的方向，从而进一步微调节风场，获得多层次、多类型的风场，满足试验需求。

风机包括风机壳、叶轮、电机、电机支架和风机罩，叶轮为四叶片的前向式叶轮，采用前向式叶轮风量更大。电机通过电机支架安装于风机壳内，风机罩安装于风机壳的后端，和电机的前端相连的叶轮安装于风机壳的前端。电机为调速电机，改变电机转速以改变风机阵列的出风量，从而实时模拟田间作业的自然风速，风机阵列的出风量范围为0～25m³/min。

本实施例中，还包括整流板，整流板用于改变风机气流的方向，整流板为弧形导板。整流板通过固定件安装于立架上，且整流板安装于风机的前侧，整流板可绕固定件旋转。固定件安装于立架上，位置可调节。整流板的朝向可手动调节，调节后能保持在固定位置，从而通过改变气流方向调节出不同的风场。

在使用本农用无人机抗风性能测试平台时，具体包括以下实施步骤：

(1)解锁脚轮，将测试平台移动到测试地点后，锁紧脚轮，使本测试平台固定；

(2)开启测试平台，选择合适的风场环境，通过风机的组合控制产生对应风场；例如上部风场，则打开编号①②③所对应风机；

(3)启动并控制无人机，将无人机置于风场环境中；

(4)通过观察无人机在风场中的飞行姿态，以及无人机机载传感器返回的数据，判断无人机的抗风性能；进行重复多次试验并比较、分析；

上述实施例为实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。