[发明专利]一种无人机助推火箭推力线与重心偏差测量装置及方法

说明书

本申请涉及无人机技术领域，公开了一种无人机助推火箭推力线与重心偏差测量装置及方法，所述测量装置与无人机连接，包括支撑部件和测量部件，所述支撑部件包括第一支撑架和第二支撑架，所述测量部件包括第一测量机构和第二测量机构，第一测量机构安装在第一支撑架上并与无人机的支撑接头连接，第二测量机构安装在推力锥的下部，所述推力锥为外圆锥形，底面设置有与无人机机腹连接的底座法兰，底座法兰上设置有用于固定的腰型孔，推力锥的另一端与第二支撑架转动连接。本申请特别适用于体积和重量较大而翻转不便的无人机，在实际测量时无需翻转即可方便测量出无人机重心与推力线之间的距离。

技术领域

本申请涉及无人机技术领域，具体涉及一种无人机助推火箭推力线与重心偏差测量装置及方法。

背景技术

目前，无人机在各领域得到了广泛的应用，如军事侦察、环境监测、环境执法、气象监测、国土调查执法、森林防火监测等领域。无人机的火箭发射方式是无人机最常见的起飞方式之一，是指无人机利用发射架通过火箭助推发射，助推火箭燃烧完后自动脱离，由其主发动机完成飞行任务，这种发射方式可使无人机不受发射场地、重量、距离、速度限制，在短时间内从静止状态迅速达到理想的高度和速度。

助推火箭与无人机发射连接接口的轴线为推力线，是助推火箭推动无人机发射的承力线。无人机的火箭助推发射对其推力线与重心之间的偏差要求严格，需要控制在一定范围内，才能保证发射安全，因此在发射前需要测量及调整推力线与无人机重心之间的偏差，使推力线尽可能的接近无人机重心。通常采用腹部多次吊挂的方式测量推力线，并通过加垫片的方式进行调节，以使推力线尽量与无人机重心重合，或者通过调整推力锥(飞机上承载火箭推力的结构)以适应无人机重心，但也需要多次吊挂和测量，并且推力锥的角度或位置调整相对困难，操作费时费力。

根据发表在制造业自动化上杨铁江、童话、高星海等论文《无人机助推火箭推力线调整装置及方法》，竖直吊挂法是指将无人机翻转过来，机腹朝上，在推力锥上安装测量筒，通过连接在推力锥上的钢索将无人机从腹部处竖直吊起，通过测量钢索与测量筒轴线之间的偏差，测得重心与推力线之间距离，根据测量结果对无人机进行配重。该方法和测量装置对于机体尺寸、重量较大的无人机存在以下缺点：(1)翻转困难；(2)倒挂状态与发射状态的无人机相比，油心位置不一致，影响测量结果准确性；(3)在无人机起吊状态下，套筒与钢索读数一端距离地面较高，读数不方便。

又例如在现有技术中，公开号为CN108204849A，公开日为2018年06月26日，发明名称为“一种轮式起降小型无人机用称重定重心方法”的中国发明专利，其采用微调俯仰角的方法，测量最大起飞重量不大于200kg的轮式起降小型无人机的重心，所述的称重定重心方法仅针对小型轮式起降无人机，测量工具选用卷尺、地秤等，测量手段粗糙且不方便。

又例如在现有技术中，公开号为CN104477408A，公开日为2014年12月01日，发明名称为“自调式无人机推力线测量调整方法”的中国发明专利，通过在推力嘴与安装板之间设置球关节，利用球关节可在一定范围灵活转动带动推力嘴自动转动，并记录推力嘴中心轴线与吊绳中心线同轴度的位置，同时拧紧设置在球关节上的紧固装置即可。虽然采用球关节可在一定范围灵活转动来调节推力线，但是所述球关节为点接触，承受压力性能差，因此球关节的制造装配精度要求很高，难以实现，并且所述的紧固方式无法实现。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题和缺陷，本申请提供了一种无人机助推火箭推力线与重心偏差测量装置及方法，能够方便准确地测得无人机推力线与实际重心之间的偏差，并通过调整推力线以匹配无人机重心。

为了实现上述发明目的，本申请的技术方案如下：