多模式单自由度无人机测试平台.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911328835.9 (22)申请日 2019.12.20 (71)申请人 之江实验室 地址 310000 浙江省杭州市余杭区文一西 路1818号人工智能小镇10号楼 (72)发明人 黄冠宇张丹谢安桓蔡建东 姜红建 (74)专利代理机构 杭州求是专利事务所有限公 司 33200 代理人 贾玉霞 (51)Int.Cl. B64F 5/60(2017.01) (54)发明名称 一种多模式单自由度无人机测试平台 (57)摘要 本发明公开一种多模式单自由度无人机测 试平台， 通过。

2、运动分叉机构的可重构特性， 实现 了单自由度测试平台在多种测试模式之间的转 换。 该测试平台包括： 基座组件， 第一、 第二运动 支链组件， 承载平台组件。 该测试平台通过第一 至第二运动支链组件将基座组件和承载平台组 件连接而构成。 通过第一至第二运动支链组件的 运动分叉结构特性以及承载平台组件中的平台 的锁定与释放， 来实现测试平台在多种测量模式 之间的转变。 该发明具有较好的可重构特性， 可 以分别实现对无人机的偏航、 滚转以及俯仰角度 的单独调试。 权利要求书1页 说明书3页 附图3页 CN 110979735 A 2020.04.10 CN 110979735 A 1.一种多模式单自。

3、由度无人机测试平台， 其特征在于， 该平台包括基座组件(1)、 承载 平台组件(3)， 支链组件一(2-1)和支链组件二(2-2)； 所述的基座组件包括基座底盘(4)和基座移动杆(5)， 所述的基座移动杆(5)为可伸缩 杆， 可沿竖直方向移动， 且所述的基座移动杆(5)下端与基座底盘(4)转动连接， 使基座移动 杆可沿着竖直方向转动， 上端通过伸长或收缩可与所述的承载平台组件(3)接触或分离； 所述的支链组件一(2-1)和支链组件二(2-2)结构和连接关系相同， 且相对于所述的基 座组件对称布置， 其支链组件一(2-1)和支链组件二(2-2)的两端均分别连接在基座组件 (1)、 承载平台组件(。

4、3)之间， 用于实现相对于基座组件的绕竖直方向的转动以及带动所述 的承载平台组件(3)的翻转， 从而实现多种无人机的测试模式。 2.根据权利要求1所述的多模式单自由度无人机测试平台， 其特征在于， 所述的支链组 件一(2-1)包括转动支架一(6-1)、 支链连杆一(7-1)、 支链轴承座一(8-1)、 支链分叉左连杆 一(9-1)和支链分叉右连杆一(10-1)， 所述的转动支架一(6-1)与基座底盘(4)转动连接， 其 运动轴线为A-1； 所述的转动支架一(6-1)一端与所述的基座底盘(4)固连， 另一端与所述的 支链连杆一(7-1)的下端固连， 所述的支链连杆一(7-1)的上端与所述的支链轴。

5、承座一(8- 1)固连， 支链分叉左连杆一9-1)与所述的支链轴承座一(8-1)转动连接， 其运动轴线为B-1， 所述的支链分叉左连杆一(9-1)与支链分叉右连杆一(10-1)转动连接， 其运动轴线为C-1， 所述的支链分叉右连杆一(10-1)与承载平台组件(3)固定连接； 所述的支链组件二(2-2)包括转动支架二(6-2)、 支链连杆二(7-2)、 支链轴承座二(8- 2)、 支链分叉右连杆二(9-2)和支链分叉左连杆二(10-2)， 所述的转动支架二(6-2)与基座 底盘(4)转动连接的运动轴线为A-2， 支链分叉右连杆二(9-2)与所述的支链轴承座二(8-2) 转动的运动轴线为B-2， 。

6、支链分叉左连杆二(10-2)与支链分叉右连杆二(9-2)转动连接的运 动轴线为C-2。 其中， A-1与A-2平行， A-1与C-1共线， A-2与C-2共线， B-1与B-2有共线的状态。 3.根据权利要求2所述的测试平台， 其特征在于， 所述的承载平台组件(3)包括带有空 腔的承载连杆(11)、 承载平台(12)和弹簧(13)； 所述的承载连杆(11)两端分别于所述的支链分叉右连杆一(10-1)和左支链分叉连杆 二(10-2)固定连接， 所述的承载连杆(11)的空腔底部开设有槽， 所述的承载平台(12)放置 在所述的槽内； 所述的空腔的底面开设有通孔， 用于与所述的基座移动杆(5)套接； 。

7、所述的 弹簧(13)设置在所述的承载连杆(11)和承载平台(12)之间， 用于将所述的承载平台(12)挤 压在所述的槽内。 4.根据权利要求1所述的测试平台， 其特征在于， 所述的承载连杆(11)的空腔内的槽为 十字槽或米字槽。 5.根据权利要求1所述的测试平台， 其特征在于， 所述的支链分叉左连杆一(9-1)、 支链 分叉右连杆一(10-1)、 支链分叉左连杆二(10-2)、 支链分叉右连杆二(9-2)均为弧形。 权利要求书 1/1 页 2 CN 110979735 A 2 一种多模式单自由度无人机测试平台 技术领域 0001 本发明专利涉及无人机领域， 尤其涉及无人机的多模式单自由度测试平。

8、台。 背景技术 0002 随着无人机技术的不断发展， 无人机的姿态控制算法越来越复杂， 需要设计出可 以满足无人机姿态调试的测试平台。 对于无人机的初期姿态调试来讲， 往往仅仅需要调试 偏航、 俯仰和滚转三种姿态中的一个， 但是， 目前现有的单自由度测试平台仅仅存在单一的 运动模式， 不能满足无人机三个姿态的单独调试。 为了解决这一问题， 需要从结构上对无人 机测试平台进行改进， 基于此设计一种具有多种模式的无人机单自由度姿态测试平台的必 要性显得极为重要。 发明内容 0003 针对现有的无人机单自由度测试平台运动模式单一的问题， 提出一种多模式单自 由度的无人机测试平台。 0004 本发明的。

9、目的通过如下的技术方案来实现： 0005 一种多模式单自由度无人机测试平台， 其特征在于， 该平台包括基座组件、 承载平 台组件， 支链组件一和支链组件二； 0006 所述的基座组件包括基座底盘和基座移动杆， 所述的基座移动杆为可伸缩杆， 可 沿竖直方向移动， 且所述的基座移动杆下端与基座底盘转动连接， 使基座移动杆可沿着竖 直方向转动， 上端通过伸长或收缩可与所述的承载平台组件接触或分离； 0007 所述的支链组件一和支链组件二结构和连接关系相同， 且相对于所述的基座组件 对称布置， 其支链组件一和支链组件二的两端均分别连接在基座组件、 承载平台组件之间， 用于实现相对于基座组件的绕竖直方向。

10、的转动以及带动所述的承载平台组件的翻转， 从而 实现多种无人机的测试模式。 0008 进一步地， 所述的支链组件一包括转动支架一、 支链连杆一、 支链轴承座一、 支链 分叉左连杆一和支链分叉右连杆一， 所述的转动支架一与基座底盘转动连接， 其运动轴线 为A-1； 所述的转动支架一一端与所述的基座底盘固连， 另一端与所述的支链连杆一的下端 固连， 所述的支链连杆一的上端与所述的支链轴承座一固连， 支链分叉左连杆一与所述的 支链轴承座一转动连接， 其运动轴线为B-1， 所述的支链分叉左连杆一与支链分叉右连杆一 转动连接， 其运动轴线为C-1， 所述的支链分叉右连杆一与承载平台组件固定连接； 000。

11、9 所述的支链组件二包括转动支架二、 支链连杆二、 支链轴承座二、 支链分叉右连杆 二和支链分叉左连杆二， 所述的转动支架二与基座底盘转动连接的运动轴线为A-2， 支链分 叉右连杆二与所述的支链轴承座二转动的运动轴线为B-2， 支链分叉左连杆二与支链分叉 右连杆二转动连接的运动轴线为C-2； 0010 其中， A-1与A-2平行， A-1与C-1共线， A-2与C-2共线， B-1与B-2有共线的状态。 0011 进一步地， 所述的承载平台组件包括带有空腔的承载连杆、 承载平台和弹簧； 说明书 1/3 页 3 CN 110979735 A 3 0012 所述的承载连杆两端分别于所述的支链分叉右。

12、连杆一和左支链分叉连杆二固定 连接， 所述的承载连杆的空腔底部开设有槽， 所述的承载平台放置在所述的槽内； 所述的空 腔的底面开设有通孔， 用于与所述的基座移动杆套接； 所述的弹簧设置在所述的承载连杆 和承载平台之间， 用于将所述的承载平台挤压在所述的槽内。 0013 进一步地， 所述的承载连杆的空腔内的槽为十字槽或米字槽。 0014 进一步地， 所述的支链分叉左连杆一、 支链分叉右连杆一、 支链分叉左连杆二、 支 链分叉右连杆二均为弧形。 0015 本发明的有益效果如下： 0016 采用运动分叉机构， 可以实现测试平台在多种运动模式之间切换， 相比传统单自 由度测试平台， 具有可重构特性， 。

13、进一步提升无人机的测试效率以及测试的经济性。 附图说明 0017 图1是多模式单自由度测试平台示意图； 0018 图2是X轴Y轴测试模式示意图； 0019 图3是Z轴测试模式示意图； 0020 图4是承载平台局部剖示意图； 0021 图中， 基座组件1、 支链组件一2-1， 支链组件二2-2、 承载平台组件3、 基座底盘4、 基 座移动杆5、 转动支架一6-1， 转动支架二6-2、 支链连杆一7-1， 支链连杆二7-2、 支链轴承座 一8-1， 支链轴承座二8-2， 支链分叉左连杆一9-1， 支链分叉右连杆一10-1， 支链分叉左连杆 二10-2， 支链分叉右连杆二9-2、 承载连杆11、 承。

14、载平台12、 弹簧13。 具体实施方式 0022 下面根据附图和优选实施例详细描述本发明， 本发明的目的和效果将变得更加明 白， 以下结合附图和实施例， 对本发明进行进一步详细说明。 应当理解， 此处所描述的具体 实施例仅仅用以解释本发明， 并不用于限定本发明。 0023 如图1-4所示， 本发明的多模式单自由度无人机测试平台， 该平台包括基座组件1、 承载平台组件3， 支链组件一2-1和支链组件二2-2； 0024 基座组件1包括基座底盘4和基座移动杆5两部分。 基座移动杆5为可伸缩杆， 通过 转动副安装在基座底盘4上， 可以沿着竖直方向平移和绕着竖直方向转动， 上端通过伸长或 收缩可与所述。

15、的承载平台组件3接触或分离； 0025 支链组件一2-1和支链组件二2-2结构和连接关系相同， 且相对于所述的基座组件 对称布置。 0026 支链组件一2-1包括转动支架一6-1、 支链连杆一7-1、 支链轴承座一8-1、 支链分叉 左连杆一9-1和支链分叉右连杆一10-1， 所述的转动支架一6-1一端与基座底盘4通过圆柱 副转动连接， 其运动轴线为A-1， 另一端与所述的支链连杆一7-1的下端固连， 所述的支链连 杆一7-1的上端与所述的支链轴承座一8-1固连， 支链分叉左连杆一9-1与所述的支链轴承 座一8-1通过圆柱副转动连接， 其运动轴线为B-1， 所述的支链分叉左连杆一9-1与支链分。

16、叉 右连杆一10-1通过圆柱副转动连接， 其运动轴线为C-1， 所述的支链分叉右连杆一10-1与承 载平台组件3固定连接； 说明书 2/3 页 4 CN 110979735 A 4 0027 所述的支链组件二2-2包括转动支架二6-2、 支链连杆二7-2、 支链轴承座二8-2、 支 链分叉右连杆二9-2和支链分叉左连杆二10-2， 所述的转动支架二6-2与基座底盘4转动连 接的运动轴线为A-2， 支链分叉右连杆二9-2与所述的支链轴承座二8-2转动的运动轴线为 B-2， 支链分叉左连杆二10-2与支链分叉右连杆二9-2转动连接的运动轴线为C-2； 0028 其中， A-1与A-2平行， A-1。

17、与C-1共线， A-2与C-2共线， B-1与B-2有共线的状态。 0029 承载平台组件3包括带有空腔的承载连杆11、 承载平台12和弹簧13； 0030 承载连杆11两端分别于所述的支链分叉右连杆一10-1和左支链分叉连杆二10-2 固定连接， 所述的承载连杆11的空腔底部开设有槽， 所述的承载平台12放置在所述的槽内； 所述的空腔的底面开设有通孔， 用于与所述的基座移动杆5套接； 所述的弹簧13设置在所述 的承载连杆11和承载平台12之间， 用于将所述的承载平台12挤压在所述的槽内。 承载平台 12拥有绕连接轴线方向的转动自由度与沿着连接轴线方向的移动自由度。 弹簧13安装在承 载连杆1。

18、1和承载平台12之间， 可以舒张与压缩。 0031 构型相同的支链组件2-2与支链组件2-1结构完全相同， 且镜像安装。 0032 优选地， 所述的承载连杆11的空腔内的槽为十字槽或米字槽。 0033 为了受力性能好， 所述的支链分叉左连杆一9-1、 支链分叉右连杆一10-1、 支链分 叉左连杆二10-2、 支链分叉右连杆二9-2均设置为弧形。 0034 本发明的多模式单自由度无人机测试平台的机械结构主要采用了运动分叉机构， 该机构在不同的拓扑结构下具有不同的自由度特性， 进一步地， 该测试平台可以通过改变 轴线A、 B和C的方向以及配合承载平台12与基座移动杆5的锁定位置来实现在多种测量模式。

19、 之间切换。 0035 如图2所示， 此时测量平台处于横滚或俯仰自由度测试状态， 此时， 由于轴线B-1和 B-2共线， 轴线C-1， C-2分别与轴线A-1， A-2共线。 转动支架6-1， 6-2与基座底盘4处于同一直 线， 同时， 承载平台12与基座移动杆5相互分离， 此时， 在弹簧13压力的作用下， 承载平台12 与承载连杆11相互固定， 从而可以实现对无人机的滚转或俯仰自由度的测试。 此种状态下， 通过改变承载平台12在十字槽或米字槽中的位置， 就可以测试垂直于左右方向的滚转或俯 仰自由度的测试状态。 0036 如图3所示， 此时测量平台处于偏航自由度测试状态， 即在图2所示的情况下。

20、， 该测 试平台沿着轴线A和B转动90度。 此时轴线B-1和B-2平行但不共线， 轴线C-1， C-2分别与轴线 A-1， A-2共线。 转动支架6-1， 6-2与基座底盘4处于垂直状态， 同时， 基座移动杆5将承载平台 12顶起， 弹簧13处于完全压缩状态， 承载平台12与承载连杆11分离， 承载平台12可以自由转 动， 从而可以实现对无人机的偏航自由度的测试。 0037 本领域普通技术人员可以理解， 以上所述仅为发明的优选实例而已， 并不用于限 制发明， 尽管参照前述实例对发明进行了详细的说明， 对于本领域的技术人员来说， 其依然 可以对前述各实例记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分技术特征进行等同替换。 凡 在发明的精神和原则之内， 所做的修改、 等同替换等均应包含在发明的保护范围之内。 说明书 3/3 页 5 CN 110979735 A 5 图1 说明书附图 1/3 页 6 CN 110979735 A 6 图2 说明书附图 2/3 页 7 CN 110979735 A 7 图3 图4 说明书附图 3/3 页 8 CN 110979735 A 8 。