一种电磁牵引式飞行器系留实验台及其实验方法

本发明涉及无人飞行器领域，具体涉及一种电磁牵引式飞行器系留实验台及其实验方法。

背景技术：

在无人飞行器研究和制造中,通常需要对微型飞行器进行飞行测试,由于微型飞行器存在质量轻、升力低、动力小等特点，如果采用传统的大型风洞设施进行测试，则所需的测试成本开销必然很大，而且高昂的时间和经济成本也让众多的小型企业难以支撑。此外，有些微型飞行器的动力特别是升力非常小，甚至只相当于几克的重力，因此也需要解决这类飞行器的微升力系留这一特殊需求问题。

总之，目前在无人飞行器的研究和制造领域，需要一种尺寸小、结构简单、模拟空气动力、能提供微小系留阻力、成本低、使用方便的微型系留实验台。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电磁牵引式飞行器系留实验台及其实验方法，以解决现有技术存在的上述缺陷。

一种电磁牵引式飞行器系留实验台，包括机架、设于机架上且由下风栅、四个侧风栅和上风栅组成的风栅模组、设于风栅模组中下风栅上面的缓冲栅、穿设于风栅模组中下风栅中部的导索筒、穿过导索筒且上端系留于飞行器的系留索、控制器和鼓风机，下风栅、侧风栅和上风栅均通过气管与电性连接至控制器的鼓风机连接。

优选的，所述下风栅、侧风栅和上风栅均呈扁平的箱形构造且朝向内侧的一面设有透气孔。

优选的，所述缓冲栅内部张设有多孔编织物制成的缓冲网。

优选的，所述导索筒包括呈筒形构造且上下口的剖面呈圆弧状的导索筒座，导索筒锁环从导索筒座的下端通过螺纹连接将数量不少于6个的一组电磁环嵌入在导索筒座中，与控制器连接的电磁环组的线圈按照a/b/c三相交替通以交流电，交流电的频率在～hz。

优选的，所述系留索包括橡胶制作的索套、嵌接于索套首端的索头、穿设于索套中呈交替分布的一组隔离环和铁心环、套嵌于索套尾端的索尾箍、设于索头上便于系留飞行器的系环，且索套中呈交替分布的每一对隔离环和铁心环的长度与导索筒中的每一节电磁环的长度相等。

本发明的优点在于：本发明通过导索筒中电磁环组按照a/b/c三相交替通电对对系留索中的铁心环产生向下的电磁拉力而对飞行器产生系留作用。当飞行器升力增加或减小时，无论飞行器上升或下降，导索筒对系留索产生向下的电磁拉力与系留索本身的重力再加上飞行器自身的重力与飞行器的升力保持动态平衡并使得系留索一直保持在在舒展的系留状态，从而保证飞行器的可靠系留。本发明具有尺寸小、结构简单、能提供微小系留牵引力、成本低、使用方便等优点。

附图说明

图1是本发明实施例的总体构造示意图。

图2是本发明实施例的构造剖面详图。

图3是本发明实施例的局部构造详图。

图4是本发明实施例的送风与控制系统示意图。

图中，机架1，风栅模组2，缓冲栅3，导索筒4，系留索5，控制器6，鼓风机7。

下风栅21，侧风栅22，上风栅23；缓冲网31；导索筒座41，电磁环42，导索筒锁环43；索套51，索头52，隔离环53，铁心环54，索尾箍55，系环56；飞行器1000。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

本发明实施例参阅图1-4，一种电磁牵引式飞行器系留实验台及其实验方法，包括机架1、设于机架1上且由下风栅21、四个侧风栅22和上风栅23组成的风栅模组2、设于风栅模组2中下风栅21上面的缓冲栅3、穿设于风栅模组2中下风栅21中部的导索筒4、穿过导索筒4且上端系留于飞行器的系留索5、控制器6和鼓风机7，下风栅21、侧风栅22和上风栅23均通过气管与电性连接至控制器6的鼓风机7连接。

在本实施例中，所述下风栅21、侧风栅22和上风栅23均呈扁平的箱形构造且朝向内侧的一面设有透气孔。

在本实施例中，所述缓冲栅3内部张设有多孔编织物制成的缓冲网31。

在本实施例中，所述导索筒4包括呈筒形构造且上下口的剖面呈圆弧状的导索筒座41，导索筒锁环43从导索筒座41的下端通过螺纹连接将数量不少于6个的一组电磁环42嵌入在导索筒座中，与控制器6连接的电磁环42组的线圈按照a/b/c三相交替通以交流电，交流电的频率在50～2000hz。

在本实施例中，所述系留索5包括橡胶制作的索套51、嵌接于索套51首端的索头52、穿设于索套51中呈交替分布的一组隔离环53和铁心环54、套嵌于索套51尾端的索尾箍55、设于索头52上便于系留飞行器的系环56，且索套51中呈交替分布的每一对隔离环53和铁心环54的长度与导索筒4中的每一节电磁环42的长度相等。

在本实施例中，机架1、各风栅的框架、缓冲栅的框架采用金属型材制作，缓冲网31采用多孔编织物制作，各风栅上的面板采用金属、塑料或透明有机玻璃制作，导索筒4的导索筒座41和导索筒锁环43采用塑料制作，导索筒4的电磁环42采用现有的环形电磁铁标准件或定制件。系留索5的索套51采用橡胶材料制作，索头52和隔离环53，铁心环54采用铁磁性材料制作，索箍55采用环形弹簧箍或橡胶环，系环56采用软性编织绳制作。控制器6采用通用件定制，鼓风机7采用通用件。

本实施例的工作过程如下：

参阅图1-4，本实施例用于飞行器系留实验时，只需将飞行器1000上置于缓冲栅3上，并将系留索5的一端系留于飞行器1000上，系留索5的另一端穿设于导索筒4的导索筒座并悬垂于机架1的下方。在对飞行器作系留实验时，可以通过控制器6控制风栅模组2各风栅的气流向内侧吹入或从内侧抽走的速度以在飞行器的周围形成特定的气流以测试飞行器的飞行状态，同时导索筒4中电磁环42组按照a/b/c三相交替通电对对系留索5中的铁心环54产生向下的电磁拉力而对飞行器产生系留作用。当飞行器升力增加或减小时，无论飞行器上升或下降，导索筒4对系留索5产生向下的电磁拉力与系留索5本身的重力再加上飞行器自身的重力与飞行器的升力保持动态平衡并使得系留索5一直保持在在舒展的系留状态，从而保证飞行器的可靠系留。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

技术特征：

1.一种电磁牵引式飞行器系留实验台，其特征在于：包括机架(1)、设于机架(1)上且由下风栅(21)、四个侧风栅(22)和上风栅(23)组成的风栅模组(2)、设于风栅模组(2)中下风栅(21)上面的缓冲栅3、穿设于风栅模组(2)中下风栅(21)中部的导索筒(4)、穿过导索筒(4)且上端系留于飞行器的系留索(5)、控制器(6)和鼓风机(7)，下风栅(21)、侧风栅(22)和上风栅(23)均通过气管与电性连接至控制器(6)的鼓风机(7)连接。

2.根据权利要求1所述的一种电磁牵引式飞行器系留实验台，其特征在于：所述下风栅(21)、侧风栅(22)和上风栅(23)均呈扁平的箱形构造且朝向内侧的一面设有透气孔。

3.根据权利要求1所述的一种电磁牵引式飞行器系留实验台，其特征在于：所述缓冲栅3内部张设有多孔编织物制成的缓冲网(31)。

4.根据权利要求1所述的一种电磁牵引式飞行器系留实验台，其特征在于：所述导索筒(4)包括呈筒形构造且上下口的剖面呈圆弧状的导索筒座(41)，导索筒锁环43从导索筒座(41)的下端通过螺纹连接将数量不少于6个的一组电磁环(42)嵌入在导索筒座中，与控制器(6)连接的电磁环(42)组的线圈按照a/b/c三相交替通以交流电，交流电的频率在50～2000hz。

5.根据权利要求4所述的一种电磁牵引式飞行器系留实验台，其特征在于：所述系留索(5)包括橡胶制作的索套(51)、嵌接于索套(51)首端的索头(52)、穿设于索套(51)中呈交替分布的一组隔离环(53)和铁心环(54)、套嵌于索套(51)尾端的索尾箍(55)、设于索头(52)上便于系留飞行器的系环(56)，且索套(51)中呈交替分布的每一对隔离环(53)和铁心环(54)的长度与导索筒(4)中的每一节电磁环(42)的长度相等。

6.一种利用权利要求5所述的电磁牵引式飞行器系留实验台进行系留实验的方法，其特征在于，具体如下：

首先，将飞行器(1000)上置于缓冲栅(3)上，并将系留索(5)的一端系留于飞行器(1000)上，系留索(5)的另一端穿设于导索筒(4)的导索筒座并悬垂于机架(1)的下方；

其次，在对飞行器作系留实验时，可以通过控制器(6)控制风栅模组(2)各风栅的气流向内侧吹入或从内侧抽走的速度以在飞行器的周围形成特定的气流以测试飞行器的飞行状态，同时导索筒(4)中电磁环(42)组按照a/b/c三相交替通电对对系留索(5)中的铁心环(54)产生向下的电磁拉力而对飞行器产生系留作用；当飞行器升力增加或减小时，无论飞行器上升或下降，导索筒(4)对系留索(5)产生向下的电磁拉力与系留索(5)本身的重力再加上飞行器自身的重力与飞行器的升力保持动态平衡并使得系留索(5)一直保持在在舒展的系留状态，从而保证飞行器的可靠系留。

技术总结
本发明公开了一种电磁牵引式飞行器系留实验台及其实验方法，涉及无人飞行器领域。本发明包括架、设于机架上由下风栅、四个侧风栅和上风栅组成的风栅模组、设于风栅模组的下风栅上面的缓冲栅、穿设于风栅模组的下风栅中部的导索筒、穿过导索筒且上端系留于飞行器的系留索、控制器和鼓风机，导索筒中所设的一组电磁环的线圈按照A/B/C三相交替通以交流电并与嵌设于系留索中的一组铁心环发生电磁耦合而对连接于系留索首端的飞行器产生系留作用力。本发明具有尺寸小、结构简单、能提供微小系留牵引力、成本低、使用方便等优点。

技术研发人员：白顺科;赵蕾;崔群
受保护的技术使用者：南京工业职业技术大学
技术研发日：2021.04.02
技术公布日：2021.05.28