[发明专利]小型飞行器的质量参数综合测量平台

说明书

技术领域

本发明涉及一种飞行器测试平台，更特别地说，是指一种基于一维力/力矩传感器的、且通过编码器记录四自由度测试部分的角加速度信息的小型飞行器的质量参数综合测量平台。

背景技术

随着航空航天工业的不断发展，无人飞行器的结构无论在外形，受力情况及边界条件等方面均变得非常复杂。飞行器在研制过程中，气动结构布局，气动力分析，动力源选型与分析尤为重要。对于一种新型飞行器的初期研制阶段来说，主要工作内容是验证方案的可行性，包括机械本体的设计，动力方案的设计，控制方案的设计等等。其中，机械本体设计需要考虑到飞行器的气动布局是否合理，因此需要测量飞行器的气动力。此外，在动力方案设计时，需要测量飞行器的升力，选择合适的动力源以达到所需的推重比。目前，最典型的研究方法是利用多维力传感器获取飞行器的力学参数。最典型的多维力/力矩传感器主要为六维和三维两种。现有的三维力传感器虽然结构简单，性能较好，但是无法测量飞行器飞行过程的力矩信息。而直接输出型（无耦合型）六维传感器结构非常复杂，间接输出型（有耦合型）的解耦过程复杂且无法解决维间耦合误差问题。并且六维传感器对于普通的工程实践研究来说，成本非常高。

质量特性参数（质量、质心、转动惯量）是飞行器的重要飞行技术参数，其测量在航空航天工程中有着重要意义。由于飞行器的结构复杂，元器件繁多，理论计算很难得出其质心位置及转动惯量大小。传统的质心测量和转动惯量测量分别采用多点支撑法和扭摆法，一次安装只能获取安装方向上的质心或者转动惯量，很难一次性同时得出质心位置和转动惯量大小。

发明内容

为解决上述缺陷问题，将质量、质心、转动惯量的测量集于一体，形成一套小型飞行器质量参数综合测试平台，该平台可以通过一次安装就测量出小型飞行器的质心位置和转动惯量。本发明的目的是提供一种小型飞行器的质量参数综合测量平台，该平台包括有第一拉压力传感器（10A）、第二拉压力传感器（10B）、第三拉压力传感器（10C）、扭矩传感器（10D）、第一万向节（11A）、第二万向节（11B）、第三万向节（11C）、第一安装座（1）、第二安装座（2）、第三安装座（3）、角加速度测量组件、连接件（5）、第一连接杆（6A）、第二连接杆（6B）、第三连接杆（6C）、第四连接杆（6D）、连接轴（7）、第一滚珠轴承（8A）、第二滚珠轴承（8B）、外套圈（8C）和内套圈（8D）；所述包括有第四安装座（4）、第三滚珠轴承（8E）、第一支撑板（91）、第二支撑板（92）、转动件（93）、编码器（94）、以及套接在第一支撑板（91）与第四安装座（4）之间的四根带有套筒的支撑杆、以及用于支撑起第四安装座（4）的四根立柱；所述四根带有套筒的支撑杆是指第一支撑杆（13A）、第二支撑杆（13B）、第三支撑杆（13C）、第四支撑杆（13D）；所述四根立柱是指第一立柱（12A）、第二立柱（12B）、第三立柱（12C）、第四立柱（12D）；

第一安装座（1）的第一螺纹孔（1A）内安装有第一万向节（11A）的上连接轴，第一万向节（11A）的下连接轴与第一拉压力传感器（10A）连接；第一拉压力传感器（10A）的底部通过螺钉固定在第二安装座（2）上；

第一安装座（1）的第二螺纹孔（1B）内安装有第二万向节（11B）的上连接轴，第二万向节（11B）的下连接轴与第二拉压力传感器（10B）连接；第二拉压力传感器（10B）的底部通过螺钉固定在第二安装座（2）上；

第一安装座（1）的第三螺纹孔（1C）内安装有第三万向节（11C）的上连接轴，第三万向节（11C）的下连接轴与第三拉压力传感器（10C）连接；第三拉压力传感器（10C）的底部通过螺钉固定在第二安装座（2）上；

第二安装座（2）的下板面上固定安装有连接轴（7）的轴端盖；

第三安装座（3）包括有一个底盘座（39）、第一导杆（31）、第二导杆（32）、第三导杆（33）、第四导杆（34）、第一套筒（35）、第二套筒（36）、第三套筒（37）、第四套筒（38）；

底盘座（39）的板面上设有四个第二通孔（395）和四个沉头孔（396）；通过在第二通孔（395）中置入第一螺钉（397）实现将底盘座（39）与转动件（93）的上板面固定安装；所述的沉头孔（396）用于放置导杆的一端，同理可得，第一导杆（31）的下端置于第一沉头孔中，第二导杆（32）的下端置于第二沉头孔中，第三导杆（33）的下端置于第三沉头孔中，第四导杆（34）的下端置于第四沉头孔中；