一种无人机高频动力测试台

技术领域

本发明涉及无人机电机性能测试的技术领域，特别涉及一种无人机高频动力测试台。

背景技术

无人机动力测试是无人机研制过程中用以验证和辅助设计、鉴定性能和检验工艺质量的实践手段。航空、航天的各个工程领域都广泛应用各种试验技术和设备来进行科学实验、数学和物理的模拟试验以及各种工程试验，验证所选取的方案和设计参数是否正确，检查各个分系统的协调性、可靠性和工艺质量，鉴定飞行器的性能并为改进飞行器提供依据，特别是用于半实物仿真及油门控制反馈测试实验。

目前市场上的普通测试台，其技术方案并未成熟，为实验室自行搭建为主，且搭建的测试台往往功能单一，其都是基于单片机技术实现的简单功能测试台，不是多功能的测试台，单片机的一般采集精度在12-14位左右，采集速度约10-100hz，采集精度低，处理数据速度较慢，无法完成高速高精度的测试任务。

在某些科研机构或者大型企业也会根据需求搭建自己的测试平台，而这种平台往往是基于FPGA技术的采集板卡，再外接各类传感器进行数据采集，其集成性能低，占用空间大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种采集精度高，处理数据速度快的无人机高频动力测试台。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种无人机高频动力测试台，包括上腔室和下腔室，所述上腔室和下腔室固定连接，所述上腔室包括测试装置、环境数据采集组件，所述测试装置固定设置在所述上腔室底层内壁上，所述环境数据采集组件设置在所述上腔室顶端的内壁上，所述下腔室包括采集卡机箱和动力系统单元，所述环境数据采集组件和测试装置与所述采集卡机箱电性连接，所述动力系统单元与所述测试装置电性连接，所述动力系统单元用于向测试装置提供电源；

而且，所述测试装置包括承载支架，连接件和测试组件，所述承载支架与在所述上腔室的底层内壁固定连接，所述测试组件通过所述连接件与所述承载支架的顶端固定连接，所述承载支架的底端为十字形状；

而且，所述测试组件包括电机座、电机和螺旋桨，所述螺旋桨通过所述电机与所述电机座的一侧螺栓连接，所述电机座的另一侧与所述连接件螺栓连接，所述电机与所述动力系统单元电性连接；

而且，所述电机座与所述连接件之间设置有六维力传感器、所述六维力传感器与所述电机座和所述连接件螺栓连接，所述六维力传感器与所述采集卡机箱电性连接；

而且，所述电机座内部设置有震动传感器，所述震动传感器通过所述电机与所述螺旋桨螺栓连接，所述震动传感器与所述采集卡机箱电性连接；

而且，所述环境数据采集组件包括气压传感器、温度、湿度传感器和风速传感器，所述气压传感器和温度、湿度传感器设置在所述上腔室顶端内壁的一侧，所述风速传感器设置在所述上腔室顶端内壁靠近所述温度、湿度传感器的一侧，所述气压传感器、温度、湿度传感器和风速传感器与所述采集卡机箱电性连接；

而且，所述下腔室内还包括六维力传感器电源和直流电源组件，所述六维力传感器电源与所述六维力传感器电性连接，所述直流电源组件与所述环境数据采集组件电性连接；

而且，所述采集卡机箱内部设置有FPGA多功能采集卡；

而且，所述下腔室靠近所述动力系统单元的一侧开设有空气开关，所述空气开关与所述动力系统单元和直流电源组件电性连接。

发明的优点和积极效果是：

1、本发明的无人机高频动力测试台，相对于现有的无人机高频动力测试台包括上腔室和下腔室，所述上腔室为测试空间，所述下腔室为设备空间，通过将无人机高频动力测试台的测试空间和设备空间分为上下两层，其提高了测试空间与设备空间之间的集成性，且占用的空间小。

2、本发明的无人机高频动力测试台，相对于现有的无人机高频动力测试台所述上腔室包括测试装置、环境数据采集组件，所述下腔室包括采集卡机箱和动力系统单元，所述环境数据采集组件和所述测试装置采集的数据全部传输至所述采集卡机箱，所述采集卡机箱内设置有所述高频FPGA多功能采集卡，所述高频FPGA多功能采集卡的采集精度可以达到16-24位，采集速度1000-10000hz，其具有采集精度高，处理数据速度快，可高速完成高精度的测试任务，满足市面上无人机动力测试的高难度要求。

附图说明

图1是本发明无人机高频动力测试台的整体结构示意图；

图2是本发明无人机高频动力测试台下腔室的结构示意图；

图3是本发明无人机高频动力测试台测试装置的结构示意图；

图4是本发明无人机高频动力测试台测试组件的结构示意图；

图5是本发明无人机高频动力测试台空气开关的结构示意图；

其中，1、上腔室；2、下腔室；11、测试装置；21、采集卡机箱；22、动力系统单元；23、空气开关；111、承载支架；112、连接件；113、测试组件；1131、螺旋桨；1132、电机；1133、电机座；1134、六维力传感器；1135、震动传感器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步详述。

一种无人机高频动力测试台，如图1至图2所示，包括上腔室1和下腔室2，所述上腔室1和下腔室2固定连接，所述上腔室1包括测试装置11、环境数据采集组件，所述测试装置11固定设置在所述上腔室1底层内壁上，所述环境数据采集组件设置在所述上腔室1顶端的内壁上，所述下腔室2包括采集卡机箱21和动力系统单元22，所述环境数据采集组件和测试装置11与所述采集卡机箱21电性连接，所述动力系统单元22与所述测试装置11电性连接，所述动力系统单元22用于向测试装置11提供电源，通过所述环境数据采集组件与所述测试装置11将采集到的数据传输到所述采集卡机箱21内，实现了环境参数与无人机动力参数的高频同步采集，且所述测试装置11与所述采集卡机箱21为上下两层，其提高了设备之间的集成性，占用的空间小，满足市面上无人机动力测试的高难度要求。

在本实施例中，如图3所示，所述测试装置11包括承载支架111，连接件112和测试组件113，所述承载支架111与在所述上腔室2的底层内壁固定连接，所述测试组件113通过所述连接件112与所述承载支架111的顶端固定连接，所述承载支架111的底端为十字形状，将所述测试组件113通过所述连接件112与所述承载支架111的顶端固定连接，使得所述测试组件113能够更好的固定，保证了测试的数据的精准性。

在本实施例中，如图4所示，所述测试组件113包括电机座1133、电机1132和螺旋桨1131，所述螺旋桨1131通过所述电机1132与所述电机座1133的一侧螺栓连接，所述电机座1133的另一侧与所述连接件112螺栓连接，所述电机1132与所述动力系统单元22电性连接，通过所述动力系统单元22为所述电机1132提供电能，使得所述电机1132驱动所述螺旋桨1131，实现对无人机的测试工作。

在本实施例中，所述电机座1133与所述连接件112之间设置有六维力传感器1134、所述六维力传感器1134与所述电机座1133和所述连接件112螺栓连接，所述六维力传感器1134与所述采集卡机箱21电性连接，通过设置有所述六维力传感器1134，可检测无人机动力系统的Fxyz和Mxyz六个力，其中Fz和Mz对应动力系统的拉力和扭矩，是最重要的2个参数，而Fxy和Mxy是作为状态监控的参考数据。

在本实施例中，所述电机座1133内部设置有震动传感器1135，所述震动传感器1135通过所述电机1132与所述螺旋桨1131螺栓连接，所述震动传感器1135与所述采集卡机箱21电性连接，通过设置有所述震动传感器1135，可检测电机与螺旋桨的震动参数。

在本实施例中，所述环境数据采集组件包括气压传感器12、温度、湿度传感器13和风速传感器14，所述气压传感器12和温度、湿度传感器13设置在所述上腔室1顶端内壁的一侧，所述风速传感器14设置在所述上腔室1顶端内壁靠近所述温度、湿度传感器13的一侧，所述气压传感器12、温度、湿度传感器13和风速传感器14与所述采集卡机箱21电性连接，通过设置有所述气压传感器12、温度、湿度传感器13和风速传感器14可将实时的环境参数传输至所述采集卡机箱21，从而将实时的环境参数高频传输至所述采集卡机箱21内。

在本实施例中，所述下腔室2内还包括六维力传感器电源24、DC12V电源25和DC24V电源26，所述六维力传感器电源24与所述六维力传感器1134电性连接，所述DC12V电源25与所述风速传感器14电性连接，所述DC24V电源26与所述括气压传感器12和温度、湿度传感器13电性连接，通过设置有所述六维力传感器电源24、DC12V电源25和DC24V电源26可将为所述六维力传感器1134和环境数据采集组件提供电能。

在本实施例中，所述采集卡机箱21内部设置有FPGA多功能采集卡，所述FPGA多功能采集卡为16位高精度，3路计数器的高速同步采集卡。

在本实施例中，所述下腔室2靠近所述动力系统单元22的一侧开设有空气开关23，所述空气开关23与所述动力系统单元22、六维力传感器电源24、DC12V电源25和DC24V电源26电性连接，使得无人机高频动力测试台可以通过市电经行供电。

工作原理：

需要测试时，打开所述空气开关23，此时所述动力系统单元22、六维力传感器电源24、DC12V电源25和DC24V电源26均得电，使得所述环境数据采集组件与所述测试组件113启动，所述环境数据采集组件采集现场实时的温度值、湿度值、气压值和风速值，所述测试组件113采集的无人机动力参数，所述环境数据采集组件和所述测试组件113采集的数据同时传输至所述采集卡机箱21内，通过所述FPGA多功能采集卡实现16位高精度，3路计数器的高速同步采集，实现了对无人机的动力参数实现高精度采集，快速处理数据，完成高速高精度的测试任务，且所述环境数据采集组件和所述测试组件113设置在所述上腔室1内，所述采集卡机箱21设置在所述下腔室2内，均在同一设备内，其集成性能高，占用空间小。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。