[发明专利]一种面向扑翼飞行机器人的飞行测试系统

说明书

本发明提供一种面向扑翼飞行机器人的飞行测试系统，其包括上位机平台、测量机构和风洞设备；其中，测量机构用于安装待测的扑翼飞行机器人样机，二者一同置于风洞设备中；测量机构包括姿态角控制器、气流角控制器和三角支架；其中，气流角控制器安装在三角支架上，姿态角控制器与气流角控制器传动连接，扑翼飞行机器人样机通过第一连接件与姿态角控制器可拆卸地连接；上位机平台与测量机构和风洞设备通信连接，用于在测试中控制风洞设备的风速并实时显示扑翼飞行机器人样机的飞行状态。本发明有助于测量和分析扑翼飞行机器人动力学特性，测试飞行性能，并可起到模型运行有效性验证的作用。

技术领域

本发明涉及扑翼飞行机器人技术领域，特别是指一种面向扑翼飞行机器人的飞行测试系统。

背景技术

扑翼飞行机器人是一种模仿鸟类飞行方式的新型飞行器，可通过机翼的挥拍运动获得飞行所需的升力和前进的推力，在军事和民用领域具有广阔的应用前景：如低空侦察，城市作战，环境监测等。它的隐蔽性和低能耗等优点，使得它在军事和民用领域都具有重要的发展潜力。

目前面向扑翼飞行机器人扑翼运动的空气动力学机理的研究仍存在许多问题。相比于固定翼和旋翼飞行器，扑翼飞行机器人产生气动力的方式不同，其测量方式与传统飞行器有明显不同。

现有技术大多是将扑翼飞行机器人当作一个整体进行分析，缺乏面向多自由度、多体结构的扑翼飞行机器人的测试手段，难以测量飞行状态下机体力学特性。此外，市面上缺乏面向扑翼飞行机器人的飞行测试系统，样机测试主要依赖于飞行试验，受环境扰动影响大，试验成本高，损坏率高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种面向扑翼飞行机器人的飞行测试系统，以解决市面上缺乏面向扑翼飞行机器人的飞行测试系统，样机测试主要依赖于飞行试验，受环境扰动影响大，试验成本高，损坏率高的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种面向扑翼飞行机器人的飞行测试系统,所述飞行测试系统包括：上位机平台、测量机构以及风洞设备；其中，

所述测量机构用于安装待测的扑翼飞行机器人样机；测试时，所述扑翼飞行机器人样机安装至所述测量机构上后，二者一同置于所述风洞设备中；

所述测量机构包括姿态角控制器、气流角控制器和三角支架；其中，所述气流角控制器安装在所述三角支架上，所述姿态角控制器与所述气流角控制器传动连接，所述扑翼飞行机器人样机通过第一连接件与所述姿态角控制器可拆卸地连接，所述姿态角控制器用于在测试中控制所述扑翼飞行机器人样机的姿态角；所述气流角控制器用于在测试中控制所述扑翼飞行机器人样机的气流角；

所述上位机平台与所述测量机构和所述风洞设备通信连接，用于在测试中控制所述风洞设备的风速并实时显示所述扑翼飞行机器人样机的飞行状态。

进一步地，所述姿态角控制器包括俯仰角控制电机，偏航角控制电机和滚转角控制电机；

所述俯仰角控制电机固定于第二连接件上，所述第一连接件与所述俯仰角控制电机的输出轴连接，所述扑翼飞行机器人样机的外壳安装在所述第一连接件上，其质心位置位于所述第一连接件的正上方，通过控制所述俯仰角控制电机的转动角实现对所述扑翼飞行机器人样机的俯仰角的控制；

所述偏航角控制电机固定于第三连接件上，所述第二连接件与所述偏航角控制电机的输出轴连接，通过控制所述偏航角控制电机的转动角实现对所述扑翼飞行机器人样机的偏航角的控制；

所述偏航角控制电机通过第一连接杆与所述滚转角控制电机的输出轴连接，所述滚转角控制电机通过第二连接杆与所述气流角控制器连接，通过控制所述滚转角控制电机的转动角实现对扑翼飞行机器人样机的滚转角的控制。