旋翼飞行器测试实验空间旋转机构的制作方法

本实用新型属于旋翼飞行器试验装置技术领域，尤其涉及旋翼飞行器测试实验空间旋转机构。

背景技术：

当前，飞行器控制的发展面临前所未有的机遇与挑战，旋翼飞行器的应用也越来越广泛，涉及军用、民用、教育、科研等领域。一方面，飞行器新技术发展日新月异，需要进一步加强理论与方法研究，加强面向信息化环境的控制、计算与通讯一体，以及控制、决策与管理一体化的研究。飞行器复杂的动力学模型，多学科交叉的分析与设计特点，以及复合控制、解耦控制、重构控制的方法与实时算法、抗干扰精确控制、无人系统自主化、态势感知及评估及其对不确定性的适应性等内容的研究，对飞行器及其飞行效果的测试和实验提出了更高的要求。另一方面，随着人工智能技术与无人自主技术的发展，旋翼飞行器作为一种科普性的智能技术逐渐走进了大学、高中职学校、中小学的课堂，同时许多地区将旋翼飞机技术作为一种机器人拓展训练项目，开展了大、中、小学不同层次的竞赛活动。目前，旋翼飞行器的实验平台一般不能实现飞行器三维六自由度的飞行模拟，难以达到直观、高精度、多信息的测试效果与实验、训练目的。

因此，基于这些问题，提供一种可以满足飞行器在安全范围内的升降、前后、左右三个自由度飞行要求的旋翼飞行器测试实验空间旋转机构，具有重要的现实意义。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以满足飞行器在安全范围内的升降、前后、左右三个自由度飞行要求的旋翼飞行器测试实验空间旋转机构。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

旋翼飞行器测试实验空间旋转机构，包括第一框架结构、第二框架结构、一对转轴、一对编码器固定转轴及直线轴承套，第二框架结构位于所述第一框架结构内，所述直线轴承套内设有通孔，所述通孔内嵌入安装有直线轴承；所述第一框架结构包括一对x’轴固定框架侧板、一对x’转轴安装板，一对x’轴固定框架侧板两端分别与一对x’转轴安装板的两端固定连接，从而形成一个框架结构；所述第二框架结构包括一对y’轴固定框架侧板、一对y’转轴安装板，一对y’轴固定框架侧板两端分别与一对y’转轴安装板的两端固定连接，从而形成一个框架结构；

一个所述转轴及一个编码器固定转轴分别固定在所述直线轴承套相对的两侧，且所述转轴及编码器固定转轴通过轴承分别与一对y’转轴安装板装配，且编码器固定转轴穿过y’转轴安装板，且其末端固定设有中空轴旋转编码器；

另外一个所述转轴及另外一个编码器固定转轴分别固定在一对所述y’轴固定框架侧板上，且所述转轴及编码器固定转轴通过轴承分别与一对x’转轴安装板装配，且编码器固定转轴穿过x’转轴安装板，且其末端固定设有中空轴旋转编码器。

进一步的，一对所述x’轴固定框架侧板均固定设有万向旋转机构安装侧板，通过所述万向旋转机构安装侧板将所述空间旋转机构安装在支架上。

本实用新型的优点和积极效果是：

本实用新型的空间旋转机构能够可以满足飞行器在安全范围内的升降、前后、左右三个自由度飞行要求，并能检测旋翼飞行器在空间内的角度及位置信息，结合各物理器件的几何结构与力学特性，通过一定算法可解算出飞行器的实时状态。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本实用新型的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本实用新型范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。

图1为本实用新型实施例中提供的旋翼飞行器测试实验空间旋转机构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中提供的固定框架m的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中提供的框架y的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中提供的旋转体s的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中提供的编码器固定转轴的结构示意图；

图6为本实用新型实施例中提供的转轴的结构示意图；

具体实施方式

首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本实用新型的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本实用新型形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本实用新型的更多其他实施例。另外，为了简化图面起见，相同或相类似的技术特征在同一附图中可能仅在一处进行标示。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面就结合图1-6来具体说明本实用新型。

在本实施例中，以空间旋转机构的中心为原点建立坐标系o’-x’y’z’，如图1；旋翼飞行器测试实验空间旋转机构，包括第一框架结构、第二框架结构、一对转轴、一对编码器固定转轴及直线轴承套34，第二框架结构位于所述第一框架结构内，所述直线轴承套34内设有通孔，所述通孔内嵌入安装有直线轴承33；所述第一框架结构包括一对x’轴固定框架侧板、一对x’转轴安装板，一对x’轴固定框架侧板两端分别与一对x’转轴安装板的两端固定连接，从而形成一个框架结构，并且，一对所述x’轴固定框架侧板均固定设有万向旋转机构安装侧板，通过所述万向旋转机构安装侧板将所述空间旋转机构安装在支架上；具体的：万向旋转机构安装侧板36及万向旋转机构安装侧板36*上有螺纹孔，通过螺栓与x’轴固定框架侧板29、x’轴固定框架侧板29*固定在一起；x’转轴安装板30、x’转轴安装板30*的端面上有螺纹孔，通过螺钉与两个x’轴固定框架侧板29、x’轴固定框架侧板29*固定在一起，形成一个固定框架m，如图2所示；

所述第二框架结构包括一对y’轴固定框架侧板、一对y’转轴安装板，一对y’轴固定框架侧板两端分别与一对y’转轴安装板的两端固定连接，从而形成一个框架结构；一个所述转轴及一个编码器固定转轴分别固定在一对所述y’轴固定框架侧板上，且所述转轴及编码器固定转轴通过轴承分别与一对x’转轴安装板装配，且编码器固定转轴穿过x’转轴安装板，且其末端固定设有中空轴旋转编码器。具体的：编码器固定转轴37的法兰面通过相互配合的螺钉安装在y’轴固定框架侧板31上，转轴32的法兰面通过相互配合的螺钉安装在y’轴固定框架侧板31*上，y’轴固定框架侧板31、31*端面上有螺纹孔，两个y’轴固定框架侧板31、31*通过螺栓装配在两个y’转轴安装板35、35*之间，由于结构对称，所以形成一个可以绕编码器固定转轴37和转轴32旋转的框架y，如图3所示；编码器固定转轴37通过轴承穿过x’转轴安装板30，转轴32通过轴承安装在x’转轴安装板30*上，框架y可以绕x’轴旋转，中空轴旋转编码器28安装在编码器固定转轴37上，可以检测框架y绕x’轴旋转的角度；

一个所述转轴及一个编码器固定转轴分别固定在所述直线轴承套相对的两侧，且所述转轴及编码器固定转轴通过轴承分别与一对y’转轴安装板装配，且编码器固定转轴穿过y’转轴安装板，且其末端固定设有中空轴旋转编码器；具体的：编码器固定转轴37*的法兰面通过螺钉装配在直线轴承套34的左侧面，转轴32*的法兰面通过螺钉装配在直线轴承套34的右侧面，形成一个旋转体s，如图4所示；直线轴承套34具有内孔，直线轴承33嵌入安装在直线轴承套34的内孔；编码器固定转轴37*通过轴承装配在y’转轴安装板35*上，转轴32*通过轴承装配在y’转轴安装板35上，中空轴旋转编码器28*安装在编码器固定转轴37*上，可以检旋转体s绕y’轴旋转的角度；

需要说明的是，所述转轴，如图6所示，其直径变化是为了适应x’转轴安装板30*、y’转轴安装板35的轴承孔；同理，所述编码器固定转轴，如图5所示，也是为了安装方便，可制成直径变化结构；并且，中空轴旋转编码器28及中空轴旋转编码器28*均可采用现有产品。

作为举例，在本实施例中，所述框架m、框架y、旋转体s，以及中空轴旋转编码器28、中空轴旋转编码器28*组成了一个旋转机构，旋翼飞行器可与滑杆一端连接，通过将滑杆穿过中间的直线轴承33，滑杆可以沿直线轴承33上下滑动，并且与旋转体s一起绕旋转机构的中心在空间内旋转，且由于结构限制，可以满足飞行器在安全范围内的升降、前后、左右三个自由度飞行要求。

以上实施例对本实用新型进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。