无人机飞行模拟装置及系统的制作方法

本实用新型涉及无人机领域，特别是涉及无人机飞行模拟装置及系统。

背景技术：

随着无人机产业的不断发展与技术的持续进步，无人机的应用领域越来越广泛，并且其应用潜在需求的空间极大，特别是在农林植保，电力巡检，航空遥感、森林防火以及警用巡逻等领域。无人机产业对推动相关行业转型升级发展起到了重要而积极地作用，并且随着军民融合发展的进一步深化以及技术的不断更新，无人机产业的发展也保持良好的势头。随着无人机产业应用领域的不断拓展，其应用环境及应用条件也越来越多样化，无人机在可靠性方面的要求也越来越高，因此对无人机开展相关环境及可靠性试验显得尤为重要。

目前在进行无人机环境及可靠性试验时，一般直接将无人机固定在试验台底座上，在固定姿态，特定倾角下进行试验。但是无人机在飞行过程中会存在悬停，前进，上升，下降等各种飞行状态，不同的飞行状态对应无人机不同的飞行姿态，但是一般无法准确模拟无人机飞行时的姿态。

技术实现要素：

基于此，有必要针对一般无法准确模拟无人机飞行时姿态的问题，提供一种可以准确模拟无人机飞行时姿态的无人机飞行模拟装置及系统。

一种无人机飞行模拟装置，包括底座机构和支撑机构，所述支撑机构包括支撑架和用于承载无人机的承载平台，所述支撑架设于所述底座机构上且绕第一轴线相对所述底座机构转动，所述承载平台设于所述支撑架上且绕与所述第一轴线相交的第二轴线相对所述支撑架转动。

上述无人机飞行模拟装置用于对无人机进行相关环境及可靠性试验，在试验过程中，将无人机安装于承载平台上，支撑架绕第一轴线相对底座机构转动时同步带动设于支撑架上的承载平台转动，而同时承载平台绕第二轴线相对支撑架转动，使承载平台绕第一轴线转动和/或绕第二轴线转动，即承载平台上的无人机具有两个转动自由度，而通过上述承载平台的带动无人机可以处于多种不同的飞行姿态，如此便可准确模拟无人机飞行时的姿态。

在其中一个实施例中，所述第一轴线与所述第二轴线垂直设置。

在其中一个实施例中，所述底座机构包括底座和第一驱动组件，所述第一驱动组件包括第一驱动件和第一转轴，所述第一驱动件设于所述底座内，所述第一转轴沿所述第一轴线的方向连接于所述第一驱动件与所述支撑架之间，所述第一驱动件通过所述第一转轴带动所述支撑架绕所述第一轴线转动。

在其中一个实施例中，所述底座机构还包括第一制动器，所述第一制动器套设于所述第一转轴外。

在其中一个实施例中，所述支撑机构还包括第二驱动组件，所述支撑架包括底板及相对设置于所述底板两端的两个侧板，所述底板与所述底座机构可转动连接，所述负载平台沿所述第二轴线的方向可转动地设于两个所述侧板之间，所述第二驱动组件与所述负载平台连接且带动其绕所述第二轴线转动。

在其中一个实施例中，所述负载平台沿所述第二轴线方向的相对两端分别设置有两个第二转动轴，两个所述第二转动轴均沿所述第二轴线的方向设置且分别可转动地设置于两个所述侧板上。

在其中一个实施例中，所述支撑架还包括支撑板，所述支撑板与两个所述侧板中的任意一者间隔设置且固定于所述底板上，所述第二驱动组件固定于所述支撑板远离所述侧板的一侧，所述支撑板与所述侧板之间设置有连接于所述第二驱动组件输出轴与所述第二转轴之间的第二联轴器。

在其中一个实施例中，还包括第一控制器和第二控制器，所述第一控制器用于控制所述第一驱动件转动，所述第二控制器用于控制所述第二驱动组件转动。

一种无人机飞行模拟系统，包括环境模拟箱和上述无人机飞行模拟装置，所述无人机飞行模拟装置设于所述环境模拟箱内，所述环境模拟箱用于模拟无人机的飞行环境。

在其中一个实施例中，所述环境模拟箱为高低温试验箱，所述高低温试验箱包括第一箱体及设于所述第一箱体上的温控单元，所述温控单元用于升高和降低所述第一箱体内的温度，所述无人机飞行模拟装置收容于所述第一箱体内；或者

所述环境模拟箱为台风淋雨箱，所述台风淋雨箱包括第二箱体以及分别设于所述第二箱体顶壁和侧壁上的淋雨单元和吹风单元，所述淋雨单元和所述吹风单元分别向所述第二箱体内淋雨和吹风，所述无人机飞行模拟装置收容于所述第二箱体内。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中无人机飞行模拟装置的结构示意图；

图2为图1所示无人机飞行模拟装置的剖面示意图；

图3为图1所示无人机飞行模拟装置的控制示意图；

图4为本实用新型一实施例中无人机飞行模拟系统的机构示意图；

图5为本实用新型另一实施例中无人机飞行模拟系统的机构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1-2所示，本实用新型一实施例中的无人机飞行模拟装置100包括底座机构10和支撑机构30，支撑机构30包括支撑架32和用于承载无人机的承载平台34，支撑架32设于底座机构10上且绕第一轴线相对底座机构10转动，承载平台34设于支撑架32上绕与第一轴线相交的第二轴线相对支撑架32转动。

上述无人机飞行模拟装置100用于对无人机进行相关环境及可靠性试验，在试验过程中，将无人机安装于承载平台34上，支撑架32绕第一轴线相对底座机构10转动时同步带动设于支撑架32上的承载平台34转动，而同时承载平台34绕第二轴线相对支撑架32转动，使承载平台34绕第一轴线转动和/或绕第二轴线转动，即承载平台34上的无人机具有两个转动自由度，而通过上述承载平台34的带动无人机可以处于多种不同的飞行姿态，如此便可准确模拟无人机飞行时的姿态。

具体地，第一轴线与第二轴线垂直设置，通过绕相互垂直的两个轴线转动，便可将承载平台34上的无人机调整至合适的倾斜角度。在图2中，第一轴线的方向为竖直方向，第二轴线的方向为水平方向。并且，支撑平台34上开设有一定数量的通孔和螺纹孔，用于固定无人机及其他相关设备。支撑平台34上固定的无人机数量，不限于一台，可根据实际需求设计负载平台34，从而增加试验无人机的数量。

底座机构10包括底座12和第一驱动组件14，第一驱动组件14包括第一驱动件141和第一转轴143，第一驱动件141设于底座12内，第一转轴143沿第一轴线的方向连接于第一驱动机构141与支撑架32之间，第一驱动件141通过第一转轴143带动支撑架32绕第一轴线转动，即通过第一驱动件141对支撑机构30施加绕第一轴线转动的力矩。具体地，第一驱动件141为第一伺服电机，第一伺服电机的输出轴与第一减速器15连接，通过第一减速器15调节第一伺服电机的输出转矩，然后通过第一联轴器16连接第一减速器15与第一转轴143，将调节后的转矩传递至第一转轴143来带动支撑机构30转动。

底座机构10还包括第一制动器17，第一止动器17套设于第一转轴143外，用于阻止第一转轴143的转动或转动的趋势。

支撑机构30还包括第二驱动组件36，支撑架32包括底板321及相对设置于底板321两端的两个侧板323，底板321与底座机构10可转动连接，负载平台34沿第二轴线的方向可转动地设于两个侧板323之间，第二驱动组件36与负载平台34连接且带动其绕第二轴线转动。相对设置的两个侧板323用于支撑负载平台34相对的两端，而第二驱动组件36与负载平台34连接并对负载平台34施加绕第二轴线转动的力矩。具体地，第二驱动组件36包括第二伺服电机361及与第二伺服电机361连接的第二减速器363，第二减速器363将第二伺服电机361传出的转矩调节后传递至负载平台34。

负载平台34沿第二轴线方向相对的两端分别设置有两个第二转动轴341，两个第二转动轴341均沿第二轴线的方向设置且分别可转动地设置于两个侧板323上，第二转动轴341作为负载平台34的转动支点，将负载平台34可转动地支撑于两个侧板323之间。

支撑架32还包括支撑板325，支撑板325与两个侧板323中的任意一者间隔设置且固定于底板321上，第二驱动组件36固定于支撑板325远离侧板323的一侧，支撑板325与侧板323之间设置有连接于第二驱动组件36输出轴与第二转轴341之间的第二联轴器38。在底板321上与侧板323间隔设置用于安装第二驱动组件36的支撑板325，并且将第二驱动组件36固定于支撑板325远离侧板323的一侧，如此便可在侧板323与支撑板325之间的间隙内设置第二联轴器38，使第二驱动组件36输出的转矩传递至第二转轴341上。

支撑机构30还包括第二制动器33，第二制动器33套设于第二转轴341外，用于阻止第二转轴341的转动或转动的趋势。具体地，第二制动器33套设于远离支撑板325一侧的第二转轴341外。

如图3所示，无人机飞行模拟装置100还包括第一控制器50和第二控制器60，第一控制器50用于控制第一驱动件141转动，第二控制器60用于控制第二驱动组件36转动。通过第一控制器50和第二控制器60智能化控制第一驱动件141和第二驱动组件36，根据实际的试验需求合理准确地控制负载平台34的转动，进而可以准确控制负载平台上无人机的姿态。

如图4-5所示，本实用新型还提供一种无人机飞行模拟系统，该系统包括环境模拟箱和上述无人机非定模拟装置100，无人机飞行模拟装置100设于环境模拟箱内，环境模拟箱用于模拟无人机的飞行环境，如此通过无人机飞行模拟装置100模拟无人机飞行位姿的同时，通过环境模拟箱对无人机产生不同的飞行环境，可以进一步模拟无人机的真实飞行情况，进而可以对无人机的可靠性进行更准确的检测和判断。

如图4所示，在一个实施例中，环境模拟箱为高低温试验箱70，高低温试验箱70包括第一箱体72及设于第一箱体72上的温控单元74，温控单元74用于升高和降低第一箱体72内的温度，无人机飞行模拟装置100设于第一箱体72内。通过高低温试验箱70提供一个多种温度的试验环境，无人机飞行模拟装置100收容于第一箱体72内，在其中的承载平台34上放置无人机，对无人机进行飞行模拟的同时可以使无人机处于多种温度的试验环境内，可以对无人机飞行过程中的环境适应能力进行测试。

如图5所示，在另一个实施例中，环境模拟箱为台风淋雨箱90，台风淋雨箱90包括第二箱体92以及分别设于第二箱体92顶壁和侧壁上的淋雨单元94和吹风单元96，淋雨单元94和吹风单元96分别向第二箱体92内淋雨和吹风。通过台风淋雨箱90提供台风和淋雨的试验环境，无人机飞行模拟装置100收容于第二箱体92内，在其中的承载平台34上放置无人机，对无人机进行飞行模拟的同时可以使无人机处于台风及淋雨的试验环境内，可以对无人机飞行过程中的环境适应能力进行测试。可以理解地，在其他一些实施例中，环境模拟箱还可以提供其他类型的试验环境，在此不做限定。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。