一种无人机重心测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种无人机重心测量装置及方法，包括吊挂转接、第一吊绳、第二吊绳、第三吊绳、第四吊绳、垂绳、测量单元和计算单元；通过三根吊绳将吊挂转接与无人机连接，利用起吊装置吊起无人机，通过测量单元获取垂绳的第二端分别至第一、第二、第三吊绳的第一水平距离，然后用第四根吊绳替换三根吊绳中的任意一根，以改变该吊绳的长度，之后起吊装置再次吊起无人机，通过测量单元获取垂绳的第二端分别至第一、第二、第三吊绳的第二水平距离，计算单元根据三个第一水平距离、三个第二水平距离、无人机的三个预设吊点位置、垂绳的长度和四根吊绳的长度获取无人机实际重心的位置。本发明专利技术能够解决现有技术无法便捷且准确的测量无人机重心的问题。心的问题。心的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机重心测量装置及方法


[0001]本专利技术涉及无人机
，尤其涉及一种无人机重心测量装置及方法。

技术介绍

[0002]小型无人机特别是火箭助推发射式无人机对于无人机全机重心位置有着严格的要求，不合适的重心位置会导致无人机发射过程中出现较大干扰力矩，甚至导致发射失败。因此，在无人机出厂和执行任务前，需对全机重心位置进行确定。
[0003]现有技术中，无人机重心的测量分工厂级测量和外场级测量。
[0004]工厂级测量通常采用高精度称重台，使用大型基座保证测量的精度和稳定性，相关专利如《一种无人机重量重心测量装置》和《小型无人机重量重心测量装置及测量方法》。采用该种测量方式测量精度较高，缺点是需要平整地面并且测量装置移动困难。
[0005]外场级测量通常采用吊推力线的方式，采用专用工装连接于助推器接口，通过柔性钢丝绳吊起整机后，确定推力线是否通过全机重心，相关专利如《无人机重心与推力线偏差测量装置及方法》。采用该测量方法可以在外场快速获得全机重心与推力线的关系，缺点是无法获取实际重心位置，不利于设备安装位置调整，并且无法获取无人机含助推器的重心，不利于飞行安全。而且助推器接口通常位于机身下部，吊推力线需要将整机翻转，操作过程复杂且有一定危险性。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种无人机重心测量装置及方法，能够解决现有的重心测量装置和方法无法便捷且准确的测量无人机重心的技术问题。
[0007]根据本专利技术的一方面，提供了一种无人机重心测量装置，所述装置包括吊挂转接、第一吊绳、第二吊绳、第三吊绳、第四吊绳、垂绳、测量单元和计算单元；
[0008]所述吊挂转接的上部具有与起吊装置相连的吊钩，下部具有四个连接端口，第一连接端口位于无人机滚转轴的正上方，第二连接端口和第三连接端口分别位于无人机滚转轴正上方的两侧，且所述第二连接端口中心和第三连接端口中心的连线与无人机滚转轴垂直，第一、第二、第三连接端口中心的连线组成三角形，第四连接端口位于所述三角形内，且位于所述吊挂转接形心的正下方；
[0009]所述第一吊绳的两端均设有连接端口，所述第一吊绳一端的连接端口与所述第一连接端口相连，另一端的连接端口与所述无人机第一预设吊点相连；
[0010]所述第二吊绳的两端均设有连接端口，所述第二吊绳一端的连接端口与所述第二连接端口相连，另一端的连接端口与所述无人机第二预设吊点相连；
[0011]所述第三吊绳的两端均设有连接端口，所述第三吊绳一端的连接端口与所述第三连接端口相连，另一端的连接端口与所述无人机第三预设吊点相连；
[0012]所述垂绳的第一端设有连接端口，且与所述第四连接端口相连，第二端与测量单元相连；
[0013]所述第四吊绳的两端均设有连接端口，所述第四吊绳用于替换第一、第二或第三吊绳中的任意一根，所述第四吊绳的长度与所述第一、第二、第三吊绳中被替换的吊绳的长度不相等；
[0014]在起吊装置第一次通过所述吊挂转接吊起无人机的情况下，所述测量单元用于获取所述垂绳的第二端分别至第一、第二、第三吊绳的第一水平距离；
[0015]在所述第四吊绳替换第一、第二、第三吊绳中的任意一根之后，且起吊装置第二次吊起无人机的情况下，所述测量单元用于获取所述垂绳的第二端分别至未被替换两根吊绳和第四吊绳的第二水平距离；
[0016]所述计算单元用于根据三个所述第一水平距离、三个所述第二水平距离、所述垂绳的长度、无人机的第一、第二、第三预设吊点的位置和第一、第二、第三、第四吊绳的长度获取无人机实际重心的位置。
[0017]优选的，所述计算单元用于根据三个所述第一水平距离、三个所述第二水平距离、所述垂绳的长度、无人机的第一、第二、第三预设吊点的位置和第一、第二、第三、第四吊绳的长度获取无人机实际重心的位置包括：
[0018]所述计算单元用于根据三个所述第一水平距离和所述垂绳的长度获取所述垂绳分别与第一、第二、第三吊绳的第一夹角；
[0019]所述计算单元还用于根据无人机的第一、第二、第三预设吊点的位置和第一、第二、第三吊绳的长度获取所述吊挂转接的第一形心位置；
[0020]所述计算单元还用于根据三个所述第一夹角和所述第一形心位置解算出经过无人机实际重心的第一直线解析式；
[0021]所述计算单元还用于根据三个所述第二水平距离和所述垂绳的长度获取所述垂绳分别与未被替换两根吊绳和第四吊绳的第二夹角；
[0022]所述计算单元还用于根据无人机的第一、第二、第三预设吊点的位置和未被替换两根吊绳与第四吊绳的长度获取所述吊挂转接的第二形心位置；
[0023]所述计算单元还用于根据三个所述第二夹角和所述第二形心位置解算出经过无人机实际重心的第二直线解析式；
[0024]所述计算单元还用于根据所述第一直线解析式和所述第二直线解析式获取无人机实际重心的位置。
[0025]优选的，所述无人机的第一、第二、第三预设吊点中心的连线组成的三角形与所述吊挂转接的第一、第二、第三连接端口中心的连线组成的三角形相似。
[0026]优选的，所述第二吊绳的长度与第三吊绳的长度相等。
[0027]优选的，通过下式确定所述第一吊绳的长度范围：
[0028][0029]通过下式确定所述第二吊绳和所述第三吊绳的长度：
[0030]或
[0031]在第四吊绳替换第一吊绳的情况下，通过下式确定第四吊绳的长度范围：
[0032]1.07L
q
≤L
r
≤1.20L
q
；
[0033]在第四吊绳替换第二吊绳或第三吊绳的情况下，通过下式确定第四吊绳的长度范围：
[0034]1.05L
z
≤L
r
≤1.10L
z
；
[0035]式中，L
重1
为无人机的理论重心与第一预设吊点之间的距离，L
重2
为无人机的理论重心与第二预设吊点之间的距离，L
重3
为无人机的理论重心与第三预设吊点之间的距离，L
q
为第一吊绳的长度，L
y
为第二吊绳的长度，L
z
为第三吊绳的长度，L
r
为第四吊绳的长度。
[0036]优选的，所述测量单元为测量尺，所述测量尺的一侧为带有长度刻度的长直杆，另一侧为重量配平块，所述测量尺的重心位于所述垂绳的连接端口的正下方。
[0037]优选的，所述第一、第二、第三、第四吊绳均为柔性钢丝绳，所述垂绳为软质细绳。
[0038]根据本专利技术的又一方面，提供了一种无人机重心测量方法，所述方法包括：
[0039]根据无人机的理论重心的位置与无人机的第一、第二、第三预设吊点的位置确定第一、第二、第三吊绳的长度；
[0040]将第一吊绳两端的连接端口分别与吊挂转接的第一连接端口和无人机的第一预设吊点相连，将第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机重心测量装置，其特征在于，所述装置包括吊挂转接(1)、第一吊绳(2)、第二吊绳(3)、第三吊绳(4)、第四吊绳(8)、垂绳(5)、测量单元(6)和计算单元；所述吊挂转接(1)的上部具有与起吊装置相连的吊钩，下部具有四个连接端口，第一连接端口位于无人机(7)滚转轴的正上方，第二连接端口和第三连接端口分别位于无人机(7)滚转轴正上方的两侧，且所述第二连接端口中心和第三连接端口中心的连线与无人机(7)滚转轴垂直，第一、第二、第三连接端口中心的连线组成三角形，第四连接端口位于所述三角形内，且位于所述吊挂转接(1)形心的正下方；所述第一吊绳(2)的两端均设有连接端口，所述第一吊绳(2)一端的连接端口与所述第一连接端口相连，另一端的连接端口与所述无人机(7)第一预设吊点相连；所述第二吊绳(3)的两端均设有连接端口，所述第二吊绳(3)一端的连接端口与所述第二连接端口相连，另一端的连接端口与所述无人机(7)第二预设吊点相连；所述第三吊绳(4)的两端均设有连接端口，所述第三吊绳(4)一端的连接端口与所述第三连接端口相连，另一端的连接端口与所述无人机(7)第三预设吊点相连；所述垂绳(5)的第一端设有连接端口，且与所述第四连接端口相连，第二端与测量单元(6)相连；所述第四吊绳(8)的两端均设有连接端口，所述第四吊绳(8)用于替换第一、第二或第三吊绳(2，3，4)中的任意一根，所述第四吊绳(8)的长度与所述第一、第二、第三吊绳(2，3，4)中被替换的吊绳的长度不相等；在起吊装置第一次通过所述吊挂转接(1)吊起无人机(7)的情况下，所述测量单元(6)用于获取所述垂绳(5)的第二端分别至第一、第二、第三吊绳(2，3，4)的第一水平距离；在所述第四吊绳(8)替换第一、第二、第三吊绳(2，3，4)中的任意一根之后，且起吊装置第二次吊起无人机(7)的情况下，所述测量单元(6)用于获取所述垂绳(5)的第二端分别至未被替换两根吊绳和第四吊绳(8)的第二水平距离；所述计算单元用于根据三个所述第一水平距离、三个所述第二水平距离、所述垂绳(5)的长度、无人机(7)的第一、第二、第三预设吊点的位置和第一、第二、第三、第四吊绳(2，3，4，8)的长度获取无人机(7)实际重心的位置。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述计算单元用于根据三个所述第一水平距离、三个所述第二水平距离、所述垂绳(5)的长度、无人机(7)的第一、第二、第三预设吊点的位置和第一、第二、第三、第四吊绳(2，3，4，8)的长度获取无人机(7)实际重心的位置包括：所述计算单元用于根据三个所述第一水平距离和所述垂绳(5)的长度获取所述垂绳(5)分别与第一、第二、第三吊绳(2，3，4)的第一夹角；所述计算单元还用于根据无人机(7)的第一、第二、第三预设吊点的位置和第一、第二、第三吊绳(2，3，4)的长度获取所述吊挂转接(1)的第一形心位置；所述计算单元还用于根据三个所述第一夹角和所述第一形心位置解算出经过无人机(7)实际重心的第一直线解析式；所述计算单元还用于根据三个所述第二水平距离和所述垂绳(5)的长度获取所述垂绳(5)分别与未被替换两根吊绳和第四吊绳(8)的第二夹角；所述计算单元还用于根据无人机(7)的第一、第二、第三预设吊点的位置和未被替换两
根吊绳与第四吊绳(8)的长度获取所述吊挂转接(1)的第二形心位置；所述计算单元还用于根据三个所述第二夹角和所述第二形心位置解算出经过无人机(7)实际重心的第二直线解析式；所述计算单元还用于根据所述第一直线解析式和所述第二直线解析式获取无人机(7)实际重心的位置。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述无人机(7)的第一、第二、第三预设吊点中心的连线组成的三角形与所述吊挂转接(1)的第一、第二、第三连接端口中心的连线组成的三角形相似。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二吊绳(3)的长度与第三吊绳(4)的长度相等。5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，通过下式确定所述第一吊绳(2)的长度范围：通过下式确定所述第二吊绳(3)和所述第三吊绳(4)的长度：或在第四吊绳(8)替换第一吊绳(2)的情况下，通过下式确定第四吊绳(8)的长度范围：1.07L
q
≤L
r
≤1.20L
q
；在第四吊绳(8)替换第二吊绳(3)或第三吊绳(4)的情况下，通过下式确定第四吊绳(8)的长度范围：1.05L
z
≤L...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜家琦，常浩，周莹，杨晓华，
申请(专利权)人：海鹰航空通用装备有限责任公司，
类型：发明
国别省市：